Akárcsak az embereknek a mi világunkban, úgy mikroszkopikus szinten is szükség van egymás felismerésére a sejtek között. A sejtek azonban nem látnak, nem hallanak, nincsenek a miénkhez hasonló érzékszerveik. Ezek helyett jelölőmolekulákat használnak egymás azonosítására. Ezek lehetnek fehérjék, szénhidrátok, amelyek egy másik sejttel való találkozáskor valamilyen reakciót okoznak a szomszéd sejt membránjában, így „jelezve” ők maguk milyen sejtek. Ehhez hasonló jelölőmolekuláknak meghatározó szerepe van a fejlődésben és az őssejtek differenciálódásában (egy irányba fejlődésre köteleződnek el), más mechanikák mellett ezek irányítják, hogy melyik sejtből mi legyen. Ezek a jelölőmolekulák nemcsak emberi sejteken, hanem minden élőlényen megtalálhatóak.
Mi is az antigén?
Antigéneknek olyan molekulákat nevezünk, amelyeket az adaptív immunrendszerünk felismer (T-sejtek, B-sejtek, NK-sejtek/ölősejtek), különböző kórokozók molekuláinak egyedi darabjai.
Érdekes ennek a rendszernek a működése. A T- és B-sejtek is szomatikus hipermutációval fejlődnek, ami azt jelenti, hogy az osztódó sejtek utódjai nem azonosak az eredetivel, hanem szándékosan nagymértékben különböznek. Minden egyes T- vagy B-sejt kizárólag egyetlen antigén felismerésére és elpusztítására képes.
A T-sejtek két lépésben válogatódnak: először átmennek egy pozitív szelekción: MHC komplexet tartalmazó sejtekhez kell kötődniük, különben a fagociták felzabálják őket. Az MHC-komplex egy személy összes sejtjén azonos, de különböző személyeknél eltérhet, ez a szövet- és szervátültetések alapja, hogy olyan donort találjanak, akinek az MHC génjei (közel) azonosak legyenek.
A T-sejtek csak APC-k (antigénprezentáló sejtek vagy professzionális antigénbemutató sejtek) segítségével képesek felismerni az antigéneket, ezért kell elölni azokat a T-sejteket, amelyek nem kötődnek az MHC-hoz. A sikeres átjutás után egy másik, negatív szűrőn kell átmenniük: az APC-k a szervezet „saját” antigénjeit mutatják be nekik, és itt a kötődő sejteket pusztítják el a fagociták. Ez szintén logikus, hiszen ha egy T-sejt pont olyan irányba mutálódott, hogy a saját antigénjeit támadja, akkor a vérkeringésbe kiszabadulva elpusztítaná a szervezet sejtjeit.
A B-sejtek szűrése kissé eltér: ők akkor pusztulnak el, ha a fejlődésük legkorábbi fázisában találkoznak az ő antigénjükkel. Mivel ekkor még a csontvelőben vannak, még csak a szervezet saját antigénjeivel találkozhatnának. Később a másodlagos nyirokszervekben már nyugodtan találkozhatnak az antigénjükkel. Mindkét kiválasztódásnak ugyanaz lesz az eredménye: olyan T- és B-sejtek kerülnek ki a véráramba, amelyek képesek antigéneket felismerni, viszont nem támadják meg a szervezet saját antigénjeit.
Mit képesek az előbb leírt sejtek felismerni?
Fogalmuk sincs. Az biztos, hogy egy konkrét antigént el tudnak pusztítani (és az nem a szervezet sajátja), de ha nem találkoznak a specifikus antigénjükkel, egy idő után szépen lassan, dolgavégezetlenül elhalnak. Ez fontos a fertőzések természetes legyőzésének megértésében is: a fertőző baktérium, vírus stb. ugyan tartalmaz antigéneket, amiket támadhatna az immunrendszer, de az immunrendszer képtelen arra, hogy egy konkrét antigén ellen megfelelő immunsejteket termeljen. Valójában az történik, hogy legyárt sok millió, milliárd sejtet, „remélve”, hogy lesz közötte egy olyan, amelyik pont a kórokozó ellen lesz jó. Így érthető, hogy az erős immunrendszer egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy gyorsan tudjon immunsejteket termelni és differenciálni.
Hogyan támadjuk meg az antigéneket?
Ha az antigén fehérje, akkor a legelső lépés, hogy egy APC befogja és széttöredezze. A fehérjedarabokat az emésztés után az MHC-komplexeikhez kapcsolják és „kiteszik” a felszínükre. Ezután „elszaladnak” a legközelebbi immunközpontba, ahol találkoznak a T- és B-sejtekkel, akiknek bemutatják ezeket a darabokat.
Ha az antigén nem fehérje természetű, akkor csak a B-sejtek képesek felismerni, ekkor viszont nincs szükség az APC-k segítségére. Ha az immunsejtek szerencsésen éppen az APC-k által bemutatott antigének ellen születtek, akkor ezen a ponton aktiválódnak.
Az APC-knek nem mindig kell eljutniuk a legközelebbi immunközpontba: ha egy T- vagy B-sejt elég ideig nem találkozik az antigénjével a központban, akkor elindul „őrjáratozni” a nyirokutakon.
Az aktivált T-sejtek hirtelen osztódásba kezdenek, típustól függően többezer- vagy többszázezerszeresen felszaporodnak. A citotoxikus T-sejtek úgy győzik le a kórokozókat, hogy megölik azokat a gazdasejteket, amik a kórokozónak szükségesek a túléléshez, illetve az NK-sejtek mellet ők is képesek elölni a daganatos sejteket. Odakötődnek az elpusztításra kiszemelt sejt membránjához, amit a perforin nevű fehérjéjükkel kilyukasztanak, majd a granzim nevű enzimet juttatják be a sejtbe, ahol fehérjebontó enzimeket aktiválnak. A membrán pusztulása aktiválja a sejt halálreceptorait, amelyek elindítják az apoptózist, a sejt programozott halálát. A daganatos sejtek túléléséhez fontos ezen folyamatok akadályozása, hiszen egyébként az NK-sejtek hasonló módszerrel pusztítják el őket (egészséges egyénekben is folyamatosan keletkeznek mutáns daganatos sejtek, az immunrendszerünk feladata ezeket időben elpusztítani).
A T-sejtek másik típusa irányító feladatot lát el: osztódás után a keletkező sejtek a többi immunkompetens sejtet irányítják (saját magukat is).
A B-sejtek aktiválódásuk után plazmablasztokká alakulnak: ezek osztódó sejtek, amelyek már elkezdik az antitesttermelést, és végül plazmasejtekké alakulnak. A plazmasejtek tartósan képesek nagy mennyiségű antitestet termelni, amivel elárasztják a szervezetet. Hasonlítanám ezt ahhoz, mintha lenne egy üresen álló szélmalmunk (inaktív B-sejt), amit hogyha egyszer elindítunk, egy hét alatt átalakul egy ipari malommá (plazmasejt), ami a kezdeti semmihez képest napi több tonna lisztet (antitest) termel.
Az antitestek specifikusan kötődnek a nekik megfelelő antigénekhez és kétféleképpen állíthatják meg a kórokozókat: semlegesítéssel vagy opszonizációval.
A semlegesítés esetén az antitest egyszerűen megszünteti a kórokozó fertőzőképességét, vagy hatástalanítja a toxinját.
Az opszonizáció megértéséhez azt kell tudnunk, hogy a neutrofil granulocyták és a phagocyták (falósejtek) természetes módon felzabálják az idegen sejteket, anyagokat (ez a veleszületett immunitásunk). Ha azonban az antitestek kötődnek az antigénekhez, opszonizálják őket, akkor jelentősen fokozzák a falás sebességét.
Hasonlat: képzeljük el, hogy kiküldünk egy csapat rendőrt (falósejtek), hogy kapják el a lopott autókat (idegen anyagok). Tegyük meg ugyanezt, de ezúttal a lopott autókra szirénát és villogót teszünk, és kiírjuk rájuk:„Ez itt lopott autó, engem kell elfogni!” (opszonizáció).
Nyilvánvaló, hogy a második esetben sokkal hatékonyabb lesz az immunválasz. A paraziták (pl. férgek) túl nagyok a bekebelezéshez, ezért az antitesttel megjelölt paraziták ellen toxinokat termelnek a sejtek.
A fertőzés legyőzése után a T- és B-sejtek is memóriasejteket formálnak, amelyek aztán „elbújnak” különböző nyirokszervekben. Ezek a memóriasejtek sokkal gyorsabban válaszolnak egy újrafertőzés esetén, mint az eredetiek. Ezt nevezzük szerzett természetes immunitásnak.
Az immunrendszer csak egyike a hihetetlenül összetett és egyben csodálatos működéseknek, amelyen látszik a Teremtő keze munkája. Érdemes tanulmányozni ezeket a csodákat!
Rakaczki Dániel
