Различные молекулы МНС в целом сходны по структуре, однако различаются по строению пептидсвязывающей полости
По структуре различные молекулы МНС почти идентичны. Каждая молекула имеет две а-спирали, расположенные на в-складчатом слое поверх двух иммуноглобулин-подобных доменов, «сидящих» на клеточной мембране. Между б-спиралями имеется глубокая полость, в которой происходит связывание пептидов. Часть молекулы МНС, ответственная за Т-клеточное распознавание, представлена обращенной вверх стороной б-спиралей, относительно консервативной у различных молекул МНС.
Аминокислотные остатки, определяющие важные различия между молекулами МНС — например, между аллельными вариантами А2 и Aw68 антигена HLA-A, находятся большей частью внутри полости, образованной б-спиралями, а не на их верхних сторонах, контактирующих с ТкР. Поэтому для Т-клеточного распознавания основное значение имеют различия в форме и заряде поверхности пептидсвязываюшей полости, которые определяют, какие пептиды могут связываться и в какой ориентации они будут представлены для распознавания Т-кле-точным рецептором.
Молекулы МНС трансплантата и реципиента презентируют различные пептиды
В обычных физиологических условиях в полости молекул МНС находятся пептиды, представляющие собой фрагменты нормальных клеточных компонентов, образующиеся вследствие внутриклеточной деградации белков. Состояние иммунологической толерантности, индуцированной в тимусе, препятствует возникновению аутоиммунных реакций, которые могли бы развиться в результате распознавания Т-клетками комплексов «свой пептид — своя молекула МНС». Но если клетки инфицированы, собственные пептиды в полости молекул МНС «профессиональных» АПК могут быть замещены чужеродными. В этом случае Т-клетки будут реагировать на чужеродные пептиды, ассоциированные со «своими» молекулами МНС.
Однако при трансплантации генетически чужеродной ткани возникает третий вариант. Здесь на поверхности клеток трансплантата презенти-рован иной набор пептидов, что определяется отличиями в форме и заряде поверхности пептидсвязываюшей полости молекул МНС трансплантата. Кроме того, трансплантат может содержать аллельные варианты нормальных клеточных компонентов, отличные от вариантов этих молекул реципиента. Это существенно сказывается на характеристиках пептидов, презентируемых клетками трансплантата. Различия между донором трансплантируемой ткани и реципиентом по антигенам МНС или по минорным антигенам гистосовместимости служат причиной того, что трансплантат экспрессирует чрезвычайно большое число новых чужеродных антигенов, которые могут распознаваться Т-клетками реципиента. Поэтому до 10% Т-клеток в организме способны реагировать на эти антигены аллогенного трансплантата.
В реакции отторжения участвуют хелперные Т-клетки и лимфокины
Роль Тх-клеток в отторжении
Введение Т-клеток CD4+ бестимусным мышам или реципиентам АТх.ВМ вызывает реакцию острого отторжения кожного трансплантата. Непримированные Т-лимфоциты CD8+ неспособны давать такую реакцию, однако если вводить их вместе с очень небольшим числом Т-клеток CD4+ или использовать Т-клетки CD8+, предварительно сенсибилизированные антигенами трансплантата, то наблюдается быстрое разрушение трансплантата. Значение Тх-клеток в реакции отторжения подтверждают результаты опытов с введением реципиентам моноклональных антител анти-С04+.
Тх-клетки активируются АПК костномозгового происхождения, несущими молекулы МНС класса II. Стимулирующие отторжение АПК могут принадлежать как донору, так и реципиенту. АПК донора присутствуют в трансплантате в качестве лейкоцитов-пассажиров и могут обусловить «прямую» активацию Тх-клеток реципиента. АПК, принадлежащие реципиенту и локализованные в дренирующих лимфоидных тканях, приобретают антиген, высвобождаемый трансплантатом, и презентируют его Тх-клеткам реципиента, вызывая их «непрямую» активацию. Прямая активация дает более мощный стимул к отторжению трансплантированной ткани по сравнению с непрямым путем. Таким образом, лейкоциты-пассажиры могут оказывать сильное влияние на приживаемость трансплантата.
Роль лимфокинов в отторжении
Помимо Тх-клеток CD4+ в отторжении участвуют и другие иммунологические факторы, включая лимфокины.
Наиболее важную роль в разрушении трансплантированных клеток играют интерлейкин-2 — он необходим для активации Тп-кле-ток, и ИФу — он индуцирует экспрессию МНС, повышает активность АПК, стимулирует большие гранулярные лимфоциты и совместно с ЦЗПвактивирует макрофаги..
Лимфокины требуются также для активации В-клеток, продуцирующих антитела против трансплантата. Эти антитела связывают комплемент и вызывают повреждение сосудистого эндотелия, что ведет к возникновению геморрагии, агрегации тромбоцитов внутри сосудов трансплантата и их тромбозу; антитела обусловливают также литическое повреждение клеток трансплантата и высвобождение провос-палительных компонентов комплемента, СЗа и С5а.
Для отторжения трансплантата не обязательно, чтобы иммунные факторы подействовали на все его структуры. Главными объектами их воздействия служат эндотелий микрососудистого русла трансплантата и специализированные паренхиматозные клетки данного органа — почечные канальцы, островки Лангерган-са поджелудочной железы или миоциты сердечной мышцы.
Лимфокин ИФу способен индуцировать высокий уровень экспрессии молекул МНС класса II клетками эндотелия сосудов, а также появление молекул классов I и II на паренхиматозных клетках, которые в обычных условиях не экс-прессируют антигены МНС или экспрессируют их в небольшом количестве. Такое повышение экспрессии антигенов МНС клетками трансплантата увеличивает число молекул-мишеней для действия антител и активированных клеток, что ведет к усилению реакции отторжения.
Под влиянием ЦЗПв и ИФу возрастает также экспрессия молекул адгезии на сосудистом эндотелии. Эти молекулы необходимы для прилипания циркулирующих в крови лейкоцитов к стенке сосудов, перед тем как они проходят через эндотелий в ткани.
ДИНАМИКА ОТТОРЖЕНИЯ
Скорость отторжения трансплантата частично зависит от характера эффекторных механизмов.
Сверхострое отторжение Отторжение этого типа происходит чрезвычайно быстро и наблюдается у больных, в сыворотке крови которых уже присутствуют антитела против трансплантата. Образование антител анти-HLA индуцируют предшествующие гемотрансфузии, множественные берег менности или отторжение ранее трансплантированных тканей. Кроме того, сверхострое отторжение могут вызывать антитела против антигенов системы ABO. Предобразованные антитела фиксируют комплемент, повреждая эндотели-альные клетки внутренней поверхности кровеносных сосудов. В результате этих повреждений сосудистая стенка становится проницаемой для плазмы и клеток, происходит агрегация тромбоцитов и нарушение микроциркуляции, препятствующее кровоснабжению трансплантата. Для того чтобы избежать сверхострого отторжения, при подборе донора и реципиента необходимо соблюдать условие их совместимости по группам крови ABO, а также производить перекрестную пробу на присутствие в сыворотке крови будущего реципиента цитотоксических антидонорских антител.
Из-за сверхострой реакции отторжения невозможно трансплантировать больным органы животных, поскольку у человека имеются естественные антитела IgM и IgG к клеточным антигенам животных. В настоящее время идет интенсивный поиск способов предотвращения такой реакции. Они могут быть различными — удаление антител, истощение комплемента или получение с помощью методов генетической инженерии таких животных, органы которых менее чувствительны к сверхострому отторжению.
Острое отторжение Оно проявляется спустя несколько суток или недель и первично обусловлено активацией Т-клеток с последующим запуском различных эффекторных механизмов. Если трансплантация произведена больному, пресенсибилизированному к антигенам трансплантата, происходит вторичная активация Т-клеток, вызывающая ускоренное клеточно-опосредованное отторжение. Особенно резко развивается ускоренное отторжение кожного трансплантата — кожа разрушается еще до того, как может начаться ее приживление.
Хроническое отторжение При определенных генетических различиях между донором и реципиентом и в условиях применения иммуносупрессив-ной терапии отторжение трансплантата может быть медленным процессом, растягивающимся на месяцы или годы. Стенки сосудов трансплантата при этом утолщаются вплоть до полного закрытия их просвета. Это так называемое хроническое отторжение может быть обусловлено несколькими причинами, например опосредуемой клетками вялотекущей реакцией отторжения или отложением в трансплантированной ткани антител и комплексов антиген—антитело с повреждением либо активацией эндотелиальных клеток сосудов и последующей неадекватной регенерацией.
Хроническое отторжение характеризуют два основных признака — облитерация сосудов и интерстициальный фиброз. Эти процессы регулируются различными факторами роста, например трансформирующим фактором роста в, выделяемым в результате иммунных или других повреждений трансплантата. Время полужизни трансплантированной почки пока составляет лишь 7—8 лет, и за последнее десятилетие увеличения этого срока не удалось добиться, несмотря на применение нового препарата — циклоспорина А — для устранения острой реакции отторжения. По-прежнему настоятельно необходим поиск новых иммуносупрессивных агентов для борьбы с хроническим отторжением трансплантатов.