O zabijáckých T-lymfocytech, aneb paštička nebude!

Micíku, potvoro chlupatá, s tím vrabčákem jsi mě fakt naštval. Paštička nebude a místo slíbeného vyprávění o protilátkách ti tentokrát jenom povím, co je a jak funguje buněčná imunita. A nekoukej se tak, tentokrát mě neobměkčíš!

Buněčná imunita je naší hlavní zbraní proti virům a jiným parazitům, co se množí mimo dosah protilátek uvnitř našich buněk. Základní princip obrany je jednoduchý – zabijácké T-lymfocyty (cytotoxické T-buňky) rozpoznají buňku nakaženou virem, tu zabijí a potvora virus má po žížalkách. Ovšem, jak se říká, do buněk a do melounů nevidíš. A i kdybys viděl, tak v nich může být virus, se kterým se náš imunitní systém zatím vůbec nesetkal, třeba nový koronavirus. Přesto náš imunitní systém vynašel geniální způsob, jak napadené buňky od těch nenapadených rozpoznat.

Buňky našeho těla neustále vyrábějí desítky tisíc různých proteinů a ty napadené navíc i pár desítek proteinů virových. Proteiny jsou dlouhé řetězce třeba až několika stovek aminokyselin. Jsou to vlastně takové dlouhé korále, ve kterých se nepravidelně střídá dvacet druhů korálků – dvacet různých aminokyselin. V závislosti na pořadí aminokyselin se každý řetězec po svém vzniku samovolně stočí do charakteristického tvaru, který zajišťuje jeho biologickou funkci. To nás ale Micíku nyní zajímat nemusí. Důležité je, že malý vzorek řetězců všech nově vyráběných proteinů buňka ihned nastříhá na krátké peptidy, řetízky 5 až 8 aminokyselin. Tyto peptidy poté pomocí zvláštních dopravníků, kterým říkáme MHC molekuly (nebo také MHC-proteiny, MHC-antigeny), pošle na svůj povrch, kde je upevněné na MHC molekuly vystaví – prezentuje. Buňka tak neustále ukazuje svému okolí, jaké proteiny se v ní momentálně vyrábějí. A nyní nastupují T-lymfocyty. Ty cestují po těle a ohmatávají povrchy všech našich buněk. Hledají, jestli na některé není vystavený nějaký peptid, který nepochází z tělu vlastních proteinů. Jenže jak může jeden hloupoučký T-lymfocyt rozpoznat, že buňka vystavuje peptid pocházející z cizích proteinů? Přeci nemůže mít k dispozici katalog všech milionů různých peptidů vlastního těla a tím spíše ne katalog miliard peptidů cizích?

Nic z toho T-lymfocyt nemá a ani nepotřebuje. Evoluce totiž vynalezla naprosto geniální trik. Mladé T-lymfocyty mají dohromady obrovský repertoár receptorů rozpoznávající skoro všechny peptidy, které mohou existovat. Důležité je, že každý lymfocyt má jenom jeden druh receptoru – gen pro něj nezdědil od svých předků, ale sestavil si ho, každý lymfocyt jinak, náhodnou kombinací několika samostatných úseků DNA, z nichž každý má v zásobě v mnoha variantách. V těle tak průběžně vznikají miliony mladých T-lymfocytů, z nichž každý rozpoznává jiný peptid (ve skutečnosti jinou malou skupinu podobných peptidů). Problém je v tom, že nerozlišují, co je tělu vlastní a co cizí – část T-lymfocytů rozpoznává některý cizí peptid, část některý peptid pocházející z tělu vlastních proteinů.

A nyní přijde ten geniální trik. Všechny mladé T-lymfocyty musí projít brzlíkem. (Brzlík se latinsky nazývá thymus – odtud T-lymfocyty). Buňky zdravého brzlíku prezentují na svém povrchu peptidy pocházející z tělu vlastních proteinů. Jakmile mladý T-lymfocyt rozpozná pomocí svého receptoru nějaký peptid na povrchu buněk brzlíku, spáchá sebevraždu. To znamená, že z brzlíku nakonec vycházejí dospělé T-lymfocyty, z nichž každý rozpoznává nějaký peptid, žádný z nich však nerozpoznává peptidy tělu vlastní – jinak by v brzlíku spáchal sebevraždu. No, a to je vlastně celé, nebo skoro celé. Dospělé T-lymfocyty vesele pobíhají v těle, ohmatávají svými receptory povrchy všech buněk a jakmile zde rozpoznají nějaký peptid, je jasné, že se musí jednat o peptid pocházející z cizích proteinů, například z proteinů některého viru. Když dospělý T-lymfocyt rozpozná na buňce peptid, tak už nespáchá sebevraždu, ale naopak zabije buňku, na níž tento peptid našel. Tím jsou z těla eliminovány buňky, které byly napadeny vnitrobuněčným parazitem a zabrání se tak šíření nákazy v našem těle.

Je to Micíku jasné? No to jsem rád. A víš co? Pro tentokrát si přeci jenom dáme tu paštičku. Ale fakt je to naposledy. Příště už budu přísný a neoblomný. Vždyť mě znáš!

Milá Ívinko, kočko jedna přemoudřelá. Jasně, že je to složitější. Jasně, že jsem Micíkovi nic moc neřekl o tom, jak si to lymfocyty zařídí, aby měli každý jiný T-buněčný receptor (TCR). Jo, je možné, že ty peptidy v nevznikají štěpením náhodného vzorku čerstvě syntetizovaných proteinů, ale že pro účely prezentace jsou speciálně syntetizované jejich kousky, a to i kousky proteinů, které se v dané chvíli v buňce jinak nesyntetizují. Dokonce je možné, že jsou zde syntetizované "neexistující" peptidy – tím že se zahájí translace RNA mimo obvyklý čtecí rámec. Úplně jsem před Micíkem utajil i existenci positivní selekce v brzlíku, a také existenci a funkci MHC antigenů II. třídy. Ty zase dopravují na povrch peptidy pocházející z proteinů, které buňka nesyntetizovala, ale pochytala ve svém okolí. Ani jsem mu neřekl, jak to má tělo zařízené, aby buňky nešvindlovaly, aby poctivě ukazovaly, co vše se v nich syntetizuje, a to i když tím riskují, že je nějaký T-lymfocyt zabije. Správně, mohou za to NK buňky, přirození zabíječi, kteří zabijí každou buňku, která na svém povrchu nemá MHC molekuly a neprezentuje tak peptidy.
Jo, máš pravdu, tohle všechno je moc zajímavé, ale o tom si povíme zase někdy příště.