Charakterystyka komórek NK, funkcje, typy, wartości

Komórki NK (z angielskiego NAtural KKomórki illera), Naturalne komórki mordercze lub naturalne komórki cytokidów, są rodzajem efektora limfocytów, które uczestniczą w odpowiedzi wrodzonego lub niespecyficznego układu odpornościowego.

Komórki te zostały odkryte ponad 40 lat temu, a niektórzy autorzy opisują je jako „ziarniste limfocyty”, które w przeciwieństwie do limfocytów T i B, uczestniczą w wrodzonej odpowiedzi immunologicznej i nie cierpią genetycznych procesów z tyłu w swoich liniach zarodkowych.

Fotografia ludzkiej morderczej komórki (źródło: Niaid [CC przez 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)] przez Wikimedia Commons)

W związku z faktem, że nie wyrażają wspólnych markerów dla pozostałych dwóch rodzajów limfocytów, komórki NK początkowo nazywano „komórkami zerowymi”. Jednak dalsze badania wykazały, że to limfocyty z dużymi granulocytami.

Komórki te są w stanie kontrolować różne rodzaje guzów i infekcje drobnoustrojów poprzez ograniczenie ich dyspersji i uszkodzenia tkanki. Ponadto mogą Lisar różne typy komórek bez zdefiniowanej stymulacji antygenu.

NK są niezwykle ważnymi komórkami w pierwszej linii obrony przed patogenami, co zostało wykazane poprzez badania, w których komórki NK z niedoborem ludzi mogą cierpieć śmiertelne infekcje w dzieciństwie.

[TOC]

Charakterystyka Komórki NK

Naturalna lub naturalna funkcja komórek zabójcy, związek z chorobą i położeniem w ludzkim ciele. Źródło: National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https: // creativeCommons.ORG/Licencje/BY-SA/2.0)

Komórki NK są w mniejszym stopniu niż jakikolwiek z pozostałych dwóch rodzajów limfocytów (stanowią 2 do 10% krążących limfocytów), a ponieważ należą do wrodzonego systemu obrony, uważa się, że były one z pierwszych zaangażowanych elementów komórkowych. w ochronie organizmów wielokomórkowych.

Podobnie jak limfocyty T i limfocyty B, komórki NK są częścią układu hematopoetycznych ssaków i pochodzą z komórek hematopoetycznych progenitorowych wyrażanych przez markery błonowe CD34+, które są również znane jako komórki HPC.

Chociaż wiadomo, że limfocyty T dojrzewają w grasicy i że limfocyty B robią to samo w szpiku kostnym, próby określenia całkowitej drogi rozwojowej NK na podstawie prekursorów HPC nie były całkowicie skuteczne; Wiadomo tylko, że są niezależne od oszustwa.

Komórki NK wyrażają cząsteczki adhezyjne na ich powierzchni błonowej znane jako CD2, LFA-1, NCAM lub CD56. Wyrażają również receptory o niskim powinowactwie na stałą część (FC) IgG immunoglobuliny, które są nazywane razem FcγRIIIA lub CD16.

Składniki cytozolowe

Wnętrze naturalnej komórki cytobójczej jest pełne dużych granulek cytozolowych, które są pełne perforyny, granzy i proteoglucany.

Perfortyny są białkami tworzącymi pory, które „przebijają” błonę plazmatyczną komórek, które są atakowane przez NK. Z drugiej strony granzymy są proteazami, które mają miejsce w kierunku komórek przez pory utworzone przez perforiny i degradują białka wewnątrzkomórkowe.

Połączone działanie perforin i granzymów przekłada się na opiekę.

Funkcje

Kolorowa elektroniczna mikrografia zamiatania naturalnej morderczej komórki ludzkiego dawcy. Źródło: National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https: // creativeCommons.ORG/Licencje/BY-SA/2.0)

Naturalne komórki mordercze działają w celu eliminacji komórek „białych” lub „docelowych” naturalnie, to znaczy spontanicznie i bez większej specyficzności, ponieważ nie wymagają żadnego rodzaju jęczmienia antygenowego.

Jedną z najważniejszych funkcji tej grupy komórek jest jej zdolność do zabijania komórek nowotworowych, zwłaszcza tych należących do linii krwiotwórczych, a także komórek atakowanych przez różne rodzaje wirusów i/lub bakterie.

Jego aktywność jest silnie stymulowana przez czynniki takie jak interferony IFN-α i β, a także interleukine IL-12.

Może ci służyć: czym są chromoplast?

Dzięki faktowi, że komórki te wytwarzają niektóre ważne cytokiny dla układu odpornościowego, NK uczestniczy w regulacji odpornościowej, zarówno w układzie wrodzonym, jak i adaptacyjnym lub specyficznym.

Na przykład wytwarzanie interferonu gamma (IFN-γ) w komórkach NK może zakłócać udział makrofagów we wrodzonej odporności, ponieważ ta cząsteczka zakłóca aktywność fagocytarną i mikrobiastyczną.

Jednocześnie IFN-γ wytwarzane przez naturalne cytokides może modyfikować zaangażowanie całej współpracy populacji komórek T, ponieważ IFN-γ hamuje również ekspansję i rozwój populacji w odniesieniu do innej.

Komórki NK reprezentują pierwszą linię obrony podczas infekcji pochodzenia wirusowego, ponieważ kontrolują replikację wirusów podczas aktywacji, proliferowania i różnie cytotoksycznych komórek, które mogą potrwać dłużej niż 6 dni.

Chłopaki

Populacje komórek NK są dość heterogeniczne, zarówno fenotypowo, jak i funkcjonalnie i anatomicznie. Ponadto jego cechy zależą od rodzaju badanego organizmu.

W gryzonie

W modelu Murino (myszy) trzy różne zestawy naturalnych komórek cytobójczych, które różnią się od siebie, zostały opisane przez ekspresję markerów CD11b i CD27. W tym sensie istnieją komórki CD11bdullcd27+, CD11b+CD27+i CD11b+CD27Dull CD11.

„Tępy” nadzór odnosi się do „off” lub „nieaktywnego” i jest używany w tym przypadku do opisania tego samego statusu na powierzchni mysich komórek.

Komórki CD11bdulcd27+różnią się od prekursora podwójnego typu (CD11B+CD27+), co z kolei powoduje najbardziej dojrzały rodzaj komórek NK u gryzoni: CD11b+CD27dull.

Zarówno dodatnie podwójne linie, jak i CD11b+CD27Dull charakteryzują się eliminowaniem ich białych komórek i wydzielanie rogu cytowego znanego jako interferon (INF-γ). Jednak te ostatnie znajdują się w czymś, co nazywa się „replikacyjnym starzeniem się”.

Trzy typy komórek NK są rozmieszczone w różnych tkankach. Komórki CD11BDULLCD27+ znajdują się głównie w guzkach limfatycznych i szpiku kostnym. Komórki CD11b+CD27Dull są obfite we krwi, śledziony, płuca i wątroby; Tymczasem dodatnie podwójne komórki mają bardziej jednorodny lub ogólnoustrojowy rozkład.

W ludziach

Komórki NK u ludzi są również klasyfikowane zgodnie z markerami powierzchniowymi, które wyrażają, ale w tym przypadku różnią się one obecnością markerów CD56DIM i CD56 BRIGHT. Ankiety „Dim” i „Bright” odnoszą się odpowiednio do „Dark” i „Clear”.

Różnice między tymi komórkami leżą we właściwościach „białego wyszukiwania” każdego z nich, które są podane przez obecność jednego lub innego markera.

W krwi obwodowej i śledziony ludzi główny typ komórki NK jest znany jako CD56DIMCD16+, który zwykle wyraża białko porfiryny i są cytotoksyczne. Wytwarzają również IFN-γ w wyniku interakcji z komórkami nowotworowymi w warunkach In vitro.

W guzkach limfatycznych i migdałkach znajdują się komórki CD56BRIGCD16, które zamiast wytwarzać porfirynę, wydzielają IFN-γ cytoquina w odpowiedzi na stymulację przez interleuks IL-12, IL-15 i IL-18.

Uważa się, że u ludzi i gryzoni migdałki i inne wtórne narządy limfatyczne mogą być miejsca produkcji i dojrzewania większości komórek NK.

Niektóre badania sugerują, że istnieje pewne podobieństwo między komórkami CD56-Bright ludzi a komórkami CD11Dull gryzoni z anatomicznego punktu widzenia lokalizacji, właściwości fenotypowe, zawartość cytozolowa w perforinie, potencjał proliferacyjny i ekspresję powierzchniową interleucyny IL-7R.

Może ci służyć: pochodzenie komórki: główne teorie (prokaryot i eukariotion)

Wartości normalne

Mają one dość krótki okres półtrwania (około 2 tygodni) i uważa się, że u dorosłego człowieka w krążeniu znajduje się około 2 miliardy komórek. Są obfite we krwi, w śledzionie i w innych tkankach limfatycznych i nielymfoidalnych.

Badania pokazują, że normalne stężenie u dorosłych mężczyzn i kobiet wynosi około 200 i 600 komórek na oceny mikrolitera krwi.

Aktywacja i dojrzewanie

Eliminacja komórek rakowych za pośrednictwem komórek NK (źródło: Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW [CC przez 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/4.0)] przez Wikimedia Commons)

Intensywność i jakość cytotoksycznych odpowiedzi komórek NK zależy od mikrośrodowiska generowanego przez cytokiny i interakcję z innymi komórkami układu odpornościowego, szczególnie w przypadku komórek T, komórki dendrytyczne i makrofagi.

Wśród aktywujących cytokin komórek NK są interleukiny, w szczególności IL-12, IL-18 i IL-15; a także interferon typu I (IFN-I). Interferon i interleucyny są potężnymi aktywatorami funkcji efektorowej NK.

Interleucyna IL-2 uczestniczy również w promowaniu proliferacji, cytotoksyczności i wydzielania cytokin przez komórki NK.

IL-15 ma kluczowe znaczenie dla różnicowania NK, podczas gdy IL-2 i IL-18 są niezbędne do późniejszego dojrzewania takich komórek.

Proces aktywacji

Naturalne komórki cytokidów są aktywowane dzięki rozpoznawaniu własnych cząsteczek (proces znany w języku angielskim jako "Rozpoznawanie własnych cząsteczek”), Które są konstytutywnie wyrażane w warunkach stacjonarnych.

W swoich błonach komórki te wyrażają różnych członków rodziny białek rodzinnych, które zawierają dwie lub trzy domeny immunoglobuliny w ich częściach zewnątrzkomórkowych i motywach podobnych do domen aktywacyjnych immunoreceptorów przez tyrozynę w ich regionie wewnątrzkomórkowym.

Każda komórka NK może wyrażać jedno lub więcej z tych białek odbiorczych, a każdy odbiornik jest w stanie rozpoznać określoną formę cząsteczki głównego kompleksu tkaniny i MHC-I) (MHC-I).

Rozpoznanie między tą cząsteczką a biorcą na powierzchni naturalnych komórek cytobójczych prowadzi do tworzenia kompleksu z obfitymi peptydami pochodzącymi z „własnych” białek.

Receptory to głównie białka hamujące, które aktywują fosfatazę tyrozynę, która zapobiega emitowaniu normalnych odpowiedzi komórki.

Mechanizm akcji

Eliminacja lub śmierć za pośrednictwem naturalnych komórek morderczych jest podobna do tej, która występuje podczas cytolitycznego działania limfocytów T CD8 (cytotoksycznych), chociaż różnica polega na tym, że NK są konstytutywne cytotoksyczne, to znaczy wcześniej nie muszą aktywować.

Aktywne NK wyrażają ligand FASL, więc stosunkowo indukują śmierć białych krwinek, które wyrażają białko FAS na ich powierzchni.

Po utworzeniu pełnego FASL/FAS następuje proces znany jako „desgranulation”, który kończy się uwalnianiem porfiryny i granzimów w międzykomórkowych miejscach kontaktu.

Eliminacja komórek rakowych za pośrednictwem komórek NK (źródło: Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW [CC przez 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/4.0)] przez Wikimedia Commons)

Pomimo wyżej wymienionych podobieństw NK różni się od mechanizmów za pośrednictwem cytotoksycznych komórek T, w których rozpoznanie ich komórek docelowych nie zależy od białek od głównego kompleksu tkankowej.

Inna różnica polega na tym, że komórki NK nie mają systemu „pamięci immunologicznej”, co wykazano, że ich aktywność nie rośnie po drugiej ekspozycji na ich białe komórki.

Rozróżnienie między zdrowymi i zainfekowanymi komórkami

Naturalne cytokdy rozróżniają zdrowy i zarażony lub guz (rakowy).

Może ci służyć: Komórki Star lub Ito: Charakterystyka, formacja, części

Te dwa typy receptory: typ lektyny (białka wiążące węglowodany i inne białka) i typu immunoglobuliny (podobne do stałego regionu immunoglobulin).

W tej ostatniej grupie rozpoznawane są receptory typu immunoglobuliny morderczych komórek lub KIR (z angielskiego Odbiorniki podobne do immunoglobuliny o zabójstwie), zdolne do rozpoznania i połączenia konkretnych form głównego kompleksu zgodności tkankowej klasy I (HLA-B lub HLA-C).

Ważne jest, aby podkreślić, że NK nie „atakuje” komórek, które wyrażają normalne poziomy cząsteczek MHC klasy I, ale zabijają komórki, które wyrażają obce cząsteczki tego typu lub te, które nie mają tych markerów (co jest typowe w komórkach nowotworowych i zainfekowanych przez wirusa).

Markery

NK wyraża niektóre popularne markery błony dla monocytów i granulocytów, a inne typowe dla limfocytów T.

Z drugiej strony naturalne cytokides wyrażają różne grupy powierzchownych markerów, ale nie jest to jeszcze pewne, czy heterogeniczność wskazuje na subpopulacje lub stadia komórkowe podczas ich aktywacji lub dojrzewania.

Niektóre przykłady markerów komórek NK to:

CD7, CD2 i CD5

Komórki NK pochodzą od tego samego rodzica, który powoduje powstanie komórek T. Ta komórka progenitorowa zwykle wyraża markery CD7, CD2, a czasami CD5.

CD2 jest białkiem o masie cząsteczkowej 50 kDa, które jest również obecne w komórkach T. Jest znany jako powierzchowna cząsteczka adhezji i uczestniczy w aktywacji komórek T.

CD5 jest zwykle obecny w komórkach T i niektórych subpopulacjach komórek B. Jest to wynik 67 kDa, a także ma funkcje kleju.

Marker CD7 jest typowy dla hematopoetycznych komórek macierzysty. Ma 40 kDa masa cząsteczkowa i działa w transdukcji sygnału.

CD11b

Odbiornik ten jest wspólny między NK, monocyty i granulocyty. Ma masę cząsteczkową 165 kDa i jest w stanie kojarzyć się z innymi markerami powierzchniowymi. Jego główne funkcje są kleju, szczególnie podczas procesów fagocytozy lub „opsonizowania”.

CD16

Jest to receptor od 50 do 70 kDa, który jest przymocowany do cząsteczki fosfatydylowej inozbranowa inozbranowa. Uczestniczy w aktywacji naturalnych morderczych komórek i występuje również w granulocytach i makrofagach.

Ma również funkcje jako odbiornik dla stałego obszaru łańcucha gamma niektórych przeciwciał.

CD27

Występuje w większości limfocytów T i jest homodimerem o 55 kDa łańcuchów peptydowych. Najwyraźniej jest członkiem rodziny czynnika martwicy nowotworów (TNF-R), a także bierze udział w korepensacji komórek T.

CD56

Ten odbiornik jest wyjątkowy dla komórek NK i składa się z łańcuchów 135 i 220 kDa. Uczestniczyć w „homotypowej” przyczepności tych komórek.

Bibliografia

1. Abbas, a., Lichtman, a., I biedny, j. (1999). Immunologia komórkowa i molekularna (Wyd.). Madryt: McGraw-Hill.
2. Burmester, g., & Pezzuto, a. (2003). Kolorowy atlas immunologii z wkładem przez. Nowy Jork, USA: Thieme.
3. Caligiuri, m. DO. (2008). Naturalne ludzkie komórki zabójcze. Krew, 112, 461-469.
4. Kindt, t., Goldsby, r., & Osborne, b. (2007). Immunologia Kuby (6 wyd.). Meksyk d.F.: McGraw-Hill Inter-American z Hiszpanii.
5. Mandal, a., & Viswanathan, C. (2015). Naturalne komórki zabójcze: w zdrowiu i chorobie. Hematol Oncol Komórka macierzysty, 1-9.
6. Vivier, e., Tomasello, e., Baratin, m., Walzer, t., & Ugolini, s. (2008). Funkcje naturalnych komórek zabójców. Immunologia natury, 9(5), 503-510.
7. Vivier, e., Zitvogel, L., Lanier, L. L., Yokoyama, w. M., & Ugolini, s. (2011). Odporność wrodzona lub adaptacyjna? Przykład naturalnych komórek zabójców. Nauka, 331, 44-49.