Механизмы проникновения лимфоцитов в ЦНС

Гемато-энцефалический барьер является сложным мультиклеточным комплексом, защищающим мозг от проникновения лейкоцитов и создающим в нем относительное постоянство внутренней среды. Барьер состоит из эндотелия сосудов мозга, базальной мембраны, перицитов, клеток периваскулярной микроглии и астроцитов, прилегающих основанием к эндотелию. Эндотелий в мозгу, в отличие от других органов и тканей, характеризуется наличием плотных соединений между клетками, что создаёт механическую преграду для проникновения лимфоцитов [11].

Лимфоциты периферической крови исходно имеют низкое сродство к эндотелию сосудов мозга: они прикрепляются к клеткам эндотелия сосудов мозга, культивируемым in vitro, значительно слабее, чем к эндотелию сосудов других органов [223]. Иными словами, имеется и механический, и функциональный барьер для миграции лимфоцитов в мозг.

Исследования последних лет показали, что приобретение T–лимфоцитом «миграционного» фенотипа обеспечивается целым комплексом сигналов [480]. Одним из наиболее существенных сигналов для формирования этого фенотипа является сигнал, идущий от ИЛ–2, а также хемокинов типа RANTES, которые являются не только хемо-аттрактантами, но и активаторами T–клеток. Дополнительные сигналы возникают в процессе непосредственного взаимодействия поверхностных структур T–лимфоцитов (CD11/CD18) с адгезионными молекулами клеток эндотелия, особенно с молекулами ICAM–1. Все эти воздействия ведут к активации лимфоцитов, позволяя им значительно быстрее преодолевать гематоэнцефалический барьер. В системе in vitro показано, что активированные лимфоциты взаимодействуют с эндотелием сосудов с большей авидностью, чем покоящиеся.

В целом, гематоэнцефалический барьер препятствует свободному прохождению крупных молекул и лейкоцитов в ткань мозга, хотя в небольшом количестве и в норме активированные T–клетки, в меньшей степени B–клетки и моноциты/макрофаги, могут его преодолевать. Этот процесс резко усиливается при развитии воспаления.

Миграция лейкоцитов из кровяного русла в ЦНС происходит на уровне капилляров. Для этого, помимо активации лимфоцитов, важным является повышение проницаемости гематоэнцефалического барьера, что проявляется в активации его эндотелия. На лимфоцитах при их активации экспрессируются молекулы из семейства интегринов — CD11/CD18, на эндотелии капилляров молекулы адгезии — ICAM–1, VCAM–1 и другие. Принцип проникновения лимфоцитов в нервную ткань идентичен таковому для других органов. Первоначально происходит «катание» (роллинг) лейкоцитов по поверхности эндотелия и весьма непрочное их взаимодействие за счёт молекул адгезии из семейства селектинов. Прочное прикрепление лейкоцитов к эндотелию обеспечивают молекулы адгезии другого семейства — интегрины — молекулы CD11/CD18 на активированных лимфоцитах и молекулы ICAM–1 на активированных клетках эндотелия, что в конечном итоге ведёт к прохождению лимфоцитов через эндотелий в нервную ткань. Механизмы проникновения лейкоцитов в ЦНС показаны на рисунке 45. При анализе капилляров в участке воспаления ЦНС на них выявлен ряд молекул адгезии: VCAM–1, ICAM–1 и Е–селектины, на поздних стадиях воспаления на сосудах экспрессируются молекулы VLA–4 [195, 223, 609].

Синтез и экспрессия молекул адгезии на клетках эндотелия сосудов и повышение их проницаемости индуцируется провоспалительными цитокинами — TNFa, ИЛ–1b, ИЛ–6, ИЛ–8 и др., синтезируемыми активированными моноцитами/макрофагами и T–клетками. Помимо цитокинов в повышении проницаемости гематоэнцефалического барьера принимает участие ряд других биологически активных веществ, например, металлопротеазы, синтезируемые эндотелиальными клетками капилляров, клетками астрогии и микроглии [271]. Эти ферменты могут также разрушать межклеточный матрикс, способствуя продвижению антигенспецифических T–клеток к своим мишеням. В повышении проницаемости гематоэнцефалического барьера принимает участие такой вазоактивный пептид как гистамин [366].

Как правило, T–клетки, мигрировавшие в воспалительный очаг мозга, продолжают оставаться в периваскулярной области и не двигаются дальше в паренхиму мозга. Эти T–клетки, а также моноциты/макрофаги являются главным источником цитокинов, повышающих проницаемость гематоэнцефалического барьера. Эти же клетки, находящиеся в периваскулярной области, синтезируют хемокины — хемоаттрактанты, способствующие привлечению большого числа лейкоцитов в воспалительный очаг. В настоящее время эти цитокины делят на 2 большие группы: a(CXC)– и b(CC)–хемокины. a–хемокины (ИЛ–8, Mig, GCP–2, IP–10 и др.) обеспечивают хемотаксис нейтрофилов и T–лимфоцитов, b–хемокины (MCP–1, MIP, RANTES, MCP и др.) — хемотаксис моноцитов, базофилов и эозинофилов. Эти биологически активные вещества играют важнейшую роль в развитии воспаления и иммунного ответа в ЦНС, так как они являются не только хемоаттрактантами, но и мощными активаторами как лейкоцитов, так и клеток эндотелия. На клетках–мишенях имеются специализированные Рц для хемокинов — G–белки. Активированный эндотелий сам начинает продуцировать ряд провоспалительных цитокинов и хемокинов, усиливая дальнейшую активацию клеток эндотелия и лейкоцитов и дальнейший приток клеток в ЦНС. Создание ЛС, подавляющих синтез цитокинов, является одним из современных актуальных направлений в лечении воспалительных заболеваний ЦНС. Так, например, подавление в эксперименте синтеза хемокинов с помощью моноклональных АТ полностью обрывает развитие воспалительного процесса в ЦНС.

Для инициации и развития в ЦНС иммунного ответа проникшим в нервную ткань активированным лимфоцитам (это преимущественно T–клетки фенотипов CD4 и CD8) необходимы два сигнала. Один из них поступает при распознавании антигенраспознающим Рц Аг–детерминанты в комплексе с молекулами MHC класса I или II на поверхностной мембране АПК. Другой — при взаимодействии костимулирующих молекул АПК и T–клеток. T–клетки, которые не нашли специфического Аг, разрушаются или покидают мозг, не вызвав там никаких патологических изменений. Это положение хорошо показано в модельной системе с использованием ОБМ. Установлено, что T–клетки, специфичные к этому белку, и антигеннеспецифические T–клетки примерно с одинаковой частотой поступают из кровяного русла в ЦНС. ОБМ-специфические клетки встречают Аг, распознают его и начинают размножаться. Аг–неспецифические клетки, не встретившие стимулирующего агента, пребывают в ЦНС короткий промежуток времени и элиминируются [273, 274].

Возникает вопрос, как могут в организме появиться T–клетки, сенсибилизированные к аутоантигенам мозга, изолированным от иммунной системы гематоэнцефалическим барьером. Вероятно, ограничивающее действие этого барьера не является абсолютным. Имеется много доказательств, что Аг мозга могут попадать в периферическую иммунную систему и взаимодействовать с ней. Показано, что интра-церебральное введение Аг ведёт к системному иммунному ответу [198]. Эти Аг могут быть выделены из лимфатических узлов, что свидетельствует о возможности их выхода из мозга. Существует связь между мозгом и глубокими цервикальными лимфатическими узлами. Антигены мозга при определённых условиях могут попадать в эти узлы и представляться T–клеткам вне мозговой ткани, что и является причиной наличия в периферической крови T–лимфоцитов, коммитированных к Аг мозга [134]. Могут также возникать условия, при которых клетки микроглии представляют аутоантигены мозга и при проникновении в этот орган T–лимфоцитов сенсибилизируют их. По-видимому, такие условия возникают при длительном повышении в силу тех или иных причин проницаемости гематоэнцефалического барьера.