Фагоцитоз, процессинг и презентация антигена

Фагоцитоз — это рецептор-опосредованное поглощение микробов и клеточного детрита специализированными клетками, такими как нейтрофилы, макрофаги и дендритные клетки. Он является как основным микробицидным механизмом врожденного иммунитета, так и отправной точкой для переработки поглощенного материала в пептиды, которые затем представляются лимфоцитам, связывая врожденное поглощение с адаптивным распознаванием.

Definition

Фагоцитоз — это активное, рецептор-опосредованное поглощение корпускулярного материала размером более примерно 0,5 микрометров во внутриклеточную, окруженную мембраной фагосому, которая созревает в деградативный компартмент, где поглощенный материал уничтожается, расщепляется и, в антигенпрезентирующих клетках, обрабатывается для представления Т-лимфоцитам.

Scope

Эта тема охватывает распознавание и поглощение частиц, созревание фагосомы и ее слияние с деградативными компартментами, микробицидный аппарат профессиональных фагоцитов, а также процессинг антигена для презентации на молекулах MHC. Это справочный материал по механизмам, а не клиническое руководство.

Core questions

• Какие рецепторы распознают частицы непосредственно или через опсонины для запуска поглощения?
• Как фагосома созревает и приобретает микробицидную способность?
• Как поглощенный антиген обрабатывается и загружается на молекулы MHC класса I и класса II?
• Как фагоцитарное поглощение дендритными клетками связывает врожденное распознавание с праймированием Т-клеток?

Key concepts

• Фагоцитарные рецепторы (Fc, комплемент, скавенджер-рецепторы)
• Опсонизация
• Созревание фагосомы и образование фаголизосомы
• Респираторный (окислительный) взрыв
• Пути MHC класса I и класса II
• Кросс-презентация
• Профессиональные антигенпрезентирующие клетки
• Эффероцитоз апоптотических клеток

Mechanisms

Фагоциты распознают мишени непосредственно через рецепторы к консервативным поверхностным структурам или опосредованно через опсонины, такие как антитела и фрагменты комплемента, связанные с частицей. Кластеризация рецепторов стимулирует актин-зависимое выпячивание мембраны, которое поглощает частицу в фагосому. Фагосома созревает путем последовательного слияния с эндосомальными и лизосомальными компартментами, закисляясь и приобретая гидролазы, а у нейтрофилов и макрофагов — активные формы кислорода и азота в результате респираторного взрыва. В антигенпрезентирующих клетках деградированный антиген загружается на молекулы MHC класса II для презентации CD4 Т-клеткам, в то время как некоторые пути позволяют осуществлять кросс-презентацию интернализованного антигена на молекулах MHC класса I CD8 Т-клеткам, обеспечивая молекулярный мост от врожденного поглощения к адаптивному праймированию.

Clinical relevance

Биология фагоцитов способствует пониманию таких расстройств, как хроническая гранулематозная болезнь и нейтропения, восприимчивость к гнойным инфекциям, а также роли дендритных клеток в инициации иммунитета и толерантности. Эта статья описывает механизмы для справки и не является основанием для диагностики или лечения.

Evidence & guidelines

Содержание отражает устоявшиеся обзоры функций фагоцитов и процессинга антигена, а не клинические рекомендации.

History

Наблюдение И. Мечникова в конце XIX века за клеточным поглощением установило фагоцитоз как защитный механизм и принесло ему часть Нобелевской премии 1908 года. Работа XX века определила рецепторы и микробицидные системы фагоцитов, MHC-рестриктированные пути процессинга антигена, а также открытие Ральфом Стейнманом дендритных клеток как основных инициаторов адаптивных ответов.

Key figures

• Ilya Mechnikov
• Ralph Steinman
• Peter Cresswell
• Alan Aderem

Seminal works

• aderem-1999
• blum-2013

Frequently asked questions

Как фагоцитоз связывает врожденный и адаптивный иммунитет?

Когда профессиональные антигенпрезентирующие клетки, особенно дендритные клетки, поглощают микробы, они расщепляют материал и представляют полученные пептиды на молекулах MHC Т-лимфоцитам. Это превращает врожденный микробицидный акт в этап презентации антигена, который инициирует адаптивный ответ.

Что такое опсонизация?

Опсонизация — это покрытие частицы молекулами хозяина, такими как антитела или фрагменты комплемента, которые распознаются рецепторами фагоцитов, значительно повышая эффективность поглощения.