İmmün Sistem Kontrolünün Mekanizmaları ve Düzenleyici T Hücreleri
Sakakura ve Nizhizuka 1969 yılında (21) çalışmalarında otoimmün hastalıklarda bir hücre tipinin etkinliğinden bahsetmişlerdir. Dick Gershon ise 1970 yılında (22) bu hücre tipini baskılayıcı hücre olarak adlandırmıştır. 1995 yılında Sakaguchi (13), IL-2’nin (α) alfa zinciri olarak bilinen CD 25’in CD4+ T hücrelerinin immünolojik toleranstaki rolünü göstererek yıllarca süren bir tartışmaya açıklık getirmiş ve araştırılması gereken yeni soruları ortaya koymuştur. Sakaguchi (23) CD25+ taşıyan fare hücrelerini ortamdan uzaklaştıran PC6I adlı monoklonal antikoru geliştirmiş ve bu antikoru BALB-c nu/+ farelerin dalak ve lenf nodlarından hazırlanan CD25+ taşıyan CD4+ T hücrelerini ortamdan uzaklaştırmak için kullanmıştır. CD25 taşımayan süspansiyonu, BALB-c atimik nude (nu/nu) farelerine adoptif transfer ederek farelerin birçok otoimmün hastalık geliştirdiğini ortaya koymuştur. CD4+ CD25+ T hücrelerinin aynı farelere adoptif transferi ile otoimmün hastalıkların engellendiğini göstermiştir. 2001 yılında, bu çalışma sonrası CD4+ CD25+ T hücreleri “Düzenleyici T hücreleri” olarak adlandırılmış ve yeni bir T hücre alt grubu olarak ortaya konulmuştur. Baskılayıcı hücreler zaman içerisinde CD4+ CD25+ düzenleyici T hücreleri (Treg) olarak anılmaya başlanmıştır (24). Düzenleyici hücreler CD4+ CD25+ Foxp3+ olarak timustan köken alarak gelişirler ve dolaşımda yaklaşık %8-10 civarında bulunmaktadırlar. Vücutta gelişen otoantijenlere karşı oluşacak immün yanıtı baskılayarak, otoimmün hastalıkları engellemektedirler. Timustan gelişerek primer lenf nodlarına ulaştıklarında tekrar otoantijenlere karşı aktive olurlar ve bölünerek antijen spesifik olarak çoğalırlar. Doğal CD4+ CD25+ Foxp3+ T hücrelerinin fonksiyon bozukluğunda ya da genetik olarak Foxp3’e müdahale edildiğinde IPEX (immunodysregulation, polyendocrinopathy, entropathy, X-Linked syndrome) meydana geldiği, bunun birçok otoimmün hastalığı ortaya çıkardığı ve şiddetli alerjik reaksiyonlara yol açtığı gözlenmiştir
CD4+CD45RBdüşük populasyon içinde CD25- hücrelerde düzenleyici aktiviteye sahip hücreler olarak tanımlanmıştır (17). Son günlerde Treg hücrelerinin IL-10 ürettiği ve TGF-ß salgıladığı belirtilmiştir. Bu hücreler kültürde üretilmiş ve CD25 eksprese etmiş hücrelerdir. IL-10 Treg hücreleri in vitro koşullarda naif T hücre çoğalmasını inhibe eder, lenfopenik konakçılarda in vivo koşullarda deneysel olarak otoimmüniteyi baskılar ve CD4+ CD8+ T hücre sayısını kontrol eder
Düzenleyici T hücreleri başlıca iki grup altında incelenmektedir (30). Bir grup doğal CD4+ CD25+ düzenleyici T (nTreg) hücreleri olarak adlandırılmıştır. n Treg’ler, timusta üretilip baskılayıcı T fonksiyonlarını periferde antijenle karşılaşmadan önce kazanmaktadırlar. nTreg’ler TCR pozitif seleksyon sonrası sınıf II MHC (major histocompatibility complex) öz (self) peptidlere kuvvetli olarak bağlanan hücre tipidir (31). Bir diğer grup ise adaptif Treg olarak adlandırılan ve periferde belirli şartlar altında oluşan hücre tipidir. Daha sonra konu üzerinde yoğunlaşan çalışma ve gözlemlere diğer düzenleyici hücre tipleri belirlenmiştir. Bunlar CD4+ CD25+ Foxp3+ T, IL-10 salgılayan Tr1, TGF-p salgılayan Tr3, Qa1-resticted CD8, CD8+ CD28- T, CD8+ CD122+ T, ve doğal öldürücü T hücreleri olmak üzere birçok alt sınıfta detaylı olarak incelenmiştir (10, 33).
CD25 hücre yüzey belirteci aktive olmuş T hücreleri ve bir çok hücre tarafından taşınmaktadır. Bu yüzden düzenleyici T hücrelerini, CD 25 taşıyan diğer hücre tiplerinden ayırmada farklı belirteçlerin varlığına ihtiyaç duyulmuştur. Bunlardan en önemlisi forkhead winged helix P3 (Foxp3) transkripsyon faktörüdür. Foxp3-/- farelerin otoimmün hastalıkları geliştirdiği düzenleyici T hücrelerinin ortaya çıkarılmasından önce bilinmekteydi. 2003 yılında Hori ve arkadaşları (34) yaptıkları çalışmada naif T hücrelerini Foxp3’ü kodlayan geni taşıyan retrovirüslerle transdükte ettiklerinde, naif T hücrelerinin düzenleyici T hücrelerine dönüştüğünü göstermiş ve sitotoksite deneyleri ile in vivo ve in vitro etkinliklerini bildirmişlerdir. Yapılan diğer çalışmalarla Treg hücrelerini diğer hücrelerden ayırmak için kullanılan ilave belirteçler GITR, PD-1, CTLA-4, CD40, B7-H1, B7-H4, OX40, Fr-4 ortaya konulmuştur.
Şunu da akılda tutmak gerekir ki Treg hücreleri immün cevabın düzenlenmesinde önemli rol oynamalarına rağmen yardımcı T tip1 (TH1) ve tip2 (TH2) hücrelerinin salgıladığı sitokinler de immün sistemin düzenlenmesinde önemli rol oynarlar.
T Lenfosit Toleransı
Periferik T Lenfosit Toleransı
Kemik iliğinde oluşup timusta olgunlaşan T lenfositler perifere çıkarlar. Periferik dokularda self antijenin tanınması ile bu antijenlere karşı bir duyarsızlık oluşur (anerji) ve apopitozis ile T hücrelerinin ortadan kaldırılması gerçekleşir. T hücrenin aktivasyonu için en az iki sinyal gerekir. MHC üzerinde sunulan peptidin algılanması, ikincil ek uyarıcı sinyallerin varlığı (CD28, CD80, CD86 birleşimi, sitokinlerin varlığı gibi…) gerekir (Şekil 2.2.). İkincil sinyali olmayan T hücresi peptidi algılasa bile etkin hale geçmeyecek ya anerjik kalacak ya da apopitozise gidecektir. Ayrıca aynı peptit tarafından tekrarlayan uyarılar alan T hücresinde aktivasyonu izleyen apopitozise (AID) yönelme düzeneği yeterli aktivasyon ve anti apopitotik sinyal alamayan T hücresinin ölümü ile sonlanacaktır.
Ayrıca timusta eğitimden geçen hücrelerin bir kısmı perifere çıkarken düzenleyici T hücrelerine dönüşerek çıkarlar. Bu hücreler self antijene veya saldırgana karşı oluşan T hücre aktivasyonunu sitokin yolu ile veya direkt temas yolu ile baskılayabilirler. Düzenleyici T hücreler olarak ta adlandırılan bu hücreler hem timusta hem de periferde oluşabilirler. Bu hücrelerin çoğunun CD25 (IL-2 reseptör alfa ) molekülü gösterdikleri bilinmektedir. Bu hücrelerin bağışıklık sistemi nasıl inhibe ettiği konusunda çok az şey bilmekteyiz. Bazı düzenleyici yada baskılayıcı T hücreleri TGF-p ve IL-10 gibi sitokinlerle makrofajların veya lenfositlerin aktivasyonunu inhibe edebilmektedir. Ayrıca direkt olarak diğer lenfositlerle ve antijen sunan hücrelerle (APC) de temas kurarak inhibitör etki yaratabilmektedirler (16).
CD4+CD25+ T hücreler diğer hücreler gibi kemik iliğinden köken alıp alfa beta T hücre reseptörü (TCR) eksprese edip hem timus içinde hem de timus dışında bulunabilirler. Ontogenisi diğer T hücreleri gibi açık ve net değildir. Agonist ligant birlikte ifade eden TCR-transgenik farelerdeki gözlemler, TCR transgeniklerde CD4+CD25+ T hücre sayısının üretimini desteklemektedir
Başlangıçta, kolitisin kontrolünü sağlayan hücrelerin transfer edilen CD4+ CD45RByüksek hücreler olduğu sanılıyordu. Ancak daha sonra bu hücrelerin CD25 eksprese eden CD4+ CD45RBdüşük hücreler olduğu anlaşılmıştır. (CD45 T ve B hücrelerinde bulunur naiflerde yüksek, aktive ve hafıza hücrelerde düşük eksprese edilir. Hematopoietik hücrelerde ve özellikle de timositlerde eksprese edilir) .
Baskılayıcı T hücreleri ilk defa 1970’lerin başında farelerde tespit edilmiş ve antijen spesifik baskılayıcı faktörlerin salgılanması ile süpresyona neden olduğu düşünülmüştür. Daha sonra ise insanlarda Treg hücrelerinin non-spesifik mekanizma ile süpresyona neden olduğu tespit edilmiştir. Düzenleyici T hücrelerinin yüzey belirteçleri fazla olmadığından dolayı izolasyonlar güçtür.
Bağışıklık Sistemi Hakkında Bilgiler
Bağışıklık sistemi enfeksiyona neden olan ve vücuda çeşitli yollardan girebilen mikroorganizmalarla savaşılabilmesi için oluşmuş bir sistemdir. Bağışıklık sistemi algılar, tanır, öğrenir ve hatırlar. En önemli özelliği, dışardan giren saldırganlara karşı (virüs, bakteri, mantar, parazit ve diğer çok çeşitli zararlı kimyasal madde içerenler) cevap oluşturmasının dışında, kendi antijenlerine karşı da cevapsız kalmasıdır. Yani kendisinden olanı, olmayandan ayırt edebilmesidir. Genel bir deyişle bağışıklık sistemi doğada olan veya yeni oluşan bütün antijenik özelliğe sahip maddeye, özgül yanıt geliştirebilme özelliğine sahiptir.
Bağışıklık sisteminin antijeni tanıması ve yanıt verebilmesi için kullandığı iki ayrı yol vardır. Bu yolardan ilki, doğal (innate = non-spesifik) bağışıklık ile sağlanır. Bu bağışıklık sistemi yabancıyı özgül olarak tanımaz. Bunun için bazı patern tanıyıcı reseptörler kullanır (Toll-like reseptörleri, çöpçü reseptörleri gibi). Bağışıklık sisteminin antijeni özgüllüğüne göre tanıdığı diğer yol ise, sonradan kazanılan (adaptif) bağışıklık sistemidir. Bu sistemde ise, özgül tanıma işlemlerini, adaptif bağışıklık sisteminde bulunan T ve B hücrelerinin reseptörleri sağlar. Yabancı madde bu yollarla tanındıktan sonra, ajana yönelik aktif moleküllerin yapımı ve hazırda olanların aktive edilmesi gerekir (kompleman sistemi, sitokin salınımı gibi). Daha sonra kemotaksis yolu ile bağışıklık sisteminin diğer etkin hücreleri (nötrofiller, eozinofiller, monosit veya makrofajlar, lenfositler, doğal öldürücü hücreler) ajanın girdiği bölgede toplanır ve fagositoz, sitotoksite, apopitozis tetiklenmesi, hücre lizisi gibi yollarla etkin olurlar.
Çok genel bir bakışla irdelenirse bağışıklık dizgesi 4 önemli aşamada görevini tamamlamaktadır. Bu evreler şöyle özetlenebilir:
1- Yabancı olanın algılanması ve tanınması. Burada antijene özgül tanımanın T ve B lenfositlerin yüzeyinde bulunan reseptörler (algaçlar) aracılığıyla olduğunu biliyoruz.
2- Ajana yönelik yanıtta önemli rol oynayacak aktif moleküllerin yapımı veya zaten hazır olanların aktive edilmesi. Burada, hazır olanlar için kompleman sistemini, yeni yapılanlar için antikorları, interlökinleri (IL-1, IL-2, IL-8, interferon), kemotaktik faktörler, mast hücrelerinden salınan lökotrienler ve diğer birçok aktif maddeleri sayabiliriz. (bağışıklık sistemini güçlendiren)
3- Etkin hücrelerin (nötrofiller, eozinofiller, monosit veya makrofajlar, lenfositler, öldürücü lenfositler v.b.) ajanın girdiği bölgede toplanmaları. Genel anlamıyla kemotaksis olarak tanımlayabileceğimiz bu olayın ajanın tipine göre ayarlandığınıda burada hatırlamak gerekir. Örneğin paraziter olaylarda daha çok eozinofiller bölgeye gelirken bakteriyel olaylarda nötrofillerin gelmesi gibi.
4- Ajanın fagositoz (nötrofiller, eozinofiller, monosit-makrofajlar), sitolizis (kompleman sistemi), hücresel toksisite (T lenfositleri, doğal öldürücü hücreler, monosit-makrofajlar) gibi mekanizmalarla yok edilmesi.
Yukarıda çok kısaca özetlediğimiz olaylar dizisindeki herhangi bir eksiklik, aksama, düzensizlik veya yanlış; tekrarlayan enfeksyonlardan maliğnite gelişimine yatkınlığa veya otoimmüniteye kadar giden olayların gelişimine yol açmaktadır.
Bağışıklık sisteminin hücreleri, kemik iliğinden köken alırlar. Kemik iliğinde oluşan hücreler, gelişimlerini tamamlamak için perifere çıkarak farklı dokulara yerleşirler. Gelişimleri esnasında da bağışıklık sisteminin kendinden olanı olmayandan ayırt edebilmesi için, eğitimden geçerler. Bu sayede kendi (self) antijenlerine karşı cevapsız kalabilirler. İmmün sistemin, kendi antijenlerine karşı cevapsız kalmasına immünolojik tolerans denir. İmmünolojik toleransta rol oynayan kazanılan bağışıklık sisteminin T ve B lenfositleridir. (bağışıklık sistemini güçlendirmek)
İmmünolojik toleransın işleyişini bilmek bazı faydalar sağlar.
1- Kendi antijenimize karşı tolerans oluşturabilmek
2- İstenmeyen immün reaksiyonları kontrol edebilmek (allerji, otoimmün hastalıklar, organ nakilleri vb.).
İki şekilde tolerans sağlanır.
1- Merkezi tolerans
2- Periferik tolerans
Merkezi Tolerans
Lenfositler, primer (birincil) lenfoid organlarda (kemikiliği ve timus) oluşup olgunlaşıncaya kadar geçen süre içinde kendinden olan (self) antijenlerle karşılaşabilirler. Self antijenlere karşı cevap oluşturmamak ve otoimmüniteye engel olmak için bir eğitime tabi tutulurlar. Bu nedenle gelişimlerinin erken dönemlerinde self antijenle karşılaştıklarında cevapsızlık veya apopitozis meydana gelir. Bir lenfosit, daha olgunlaşmadan self antijene reaksiyon vereceği anlaşılınca derhal ortadan kaldırılıp, çoğalıp farklılaşması engellenir. Bu olay negatif seçilim veya merkezi tolerans olarak adlandırılır.
Periferik Tolerans
Olgunlaşıp perifere çıkan lenfositler eğitimlerine burada da devam ederler. Olgun lenfosit, yabancı antijenle karşılaşınca immün yanıt oluştururken, self antijenle karşılaşınca delesyon veya anerji gösterir, (periferal dokularda) yanıt vermez. Hem T hem de B hücrelerinde, merkezi ve periferik tolerans görülür.
