Иммунитет крупного рогатого скота: практический подход к иммунологии и вакцинологии

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ЧТО, ГДЕ, КОГДА: ИММУННАЯ СИСТЕМА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

А] IgG | в. 90 IgE
Fab
Г |
Fe
'D| IgA [Е IgM
XQ \) 4
J-nentug YS = Иi || 2Lo4
-Ss.=eit =
VION J-nentug,
UP) AN С
Y м [1 |%
а В-клеточный
рецептор Дисульфидная
mig CBAE
Uf)
№
Гетеродимер Ig-a/lg-B |
0 ai
t+ HH +
вый

(А-ОВсемономеры антител имеют\ образную форму. Молекула антитела разделена на две части: плечи ихвост Два
«плеча» являются антигенсвязывающими областями (антигенсвязывающий фрагмент, Fab) и идентичны друг другу.
«Хвост» У (фрагмент кристаллизуемой области, Fc) — это часть антитела, которая связывается с рецепторами на
поверхности клетки (Ес-рецепторами, FcR) и некоторыми компонентами комплемента. Все секретируемые молекулы
иммуноглобулина имеют схожую структуру, но значительно различаются по своей биологической активности, по
количеству полипептидных доменов и дисульфидных связей. (А) IgG имеет два подтипа, 1961 и IgG2. Эти антитела
в основном обнаруживаются в сыворотке крови в соотношении =1,2 : 1, хотя в колоструме они присутствуют в
соотношении 25 : 1. Они являются преобладающими сывороточными нейтрализующими антителами. (В) 190
редко секретируется, но мембранная форма (migD) обнаруживается на интактных В-клетках вместе с MmIgM. (©)
IgE ассоциируется с аллергией и связывается с мастоцитами вблизи поверхностей слизистых оболочек. (0) IgA
продуцируется преимущественно в виде димера вблизи поверхностей слизистых оболочек, при этом мономеры
связаны: между ‘собой: Нзептилом и ‚дисульфидными связААи, в связывается: с: рецентором: полимернока
иммуноглобулина на клетках слизистой оболочки и экспортируется на поверхность клетки, чтобы стать частью
зоны поражения. Часть полимерного рецептора остается прикрепленной кдимерному IgAв качестве секреторного
элемента, который дополнительно защищает IGA от протеаз в просвете. (Е) IGM присутствует в виде пентамера,
скрепленного /-пептидом и дисульфидными связями. Это первое антитело, продуцируемое после стимуляции
антигеном. (F) В-клеточный рецептор содержит мембраносвязанный иммуноглобулин (mig) и гетеродимер |g-a/lg-B.

a РИСУНОК 12. Классы антител и В-клеточный рецептор. На основе материалов Goldsby et al.’

; SRA UREN LAME НИТЕТ

IgG — преобладающий класс антител в сыворотке и в колоструме, составляющий более 80 % в сыворотке.

• Основным антителом в слизистой оболочке является IgA. Иммунная система крупного рогатого скота продуцирует гораздо больше IgA, чем антител любого другого класса; большая его часть находится на поверхностях слизистых оболочек, а не в сыворотке. IgA присутствует в сыворотке в виде мономеров и димеров (два мономера, связанных вместе J-nentugom). IgA Ha поверхностях слизистых оболочек в основном представляет собой димерный IgA с )-пептидом и ассоциированным секреторным компонентом (см. «Мукозальный иммунитет»). IgM составляет приблизительно 5-10 % от общего количества Ig в сыворотке и колоструме; это крупный пентамерный белок, скрепленный дисульфидными связями. IgE крупного рогатого скота обладает теми же физико-химическими свойствами, что и у других видов. 190 коэкспрессируется совместно с IgM Ha В-клетках во время их развития, но его функция недостаточно изучена; он был обнаружен у крупного рогатого скота относительно недавно.

• В-клетки циркулируют в крови, вторичных лимфоидных антигеноморганах и костномактивирует мозге. Взаимодействиеклетку; для этойс совместимымактивации большинство антигенов также нуждаются в помощи цитокинов, продуцируемых CD4*Th клетками. В-клетка пролиферируется, продуцируя еще больше В-клеток с IgM, который распознает TOT же антиген. секретирующие IgM.

• и Некоторые В-клетки дифференцируются в плазмоциты, и Другие В-клетки подвергаются переключению класса IgM на 190, IgG, IgA или IgE (рисунок 13). Сигналом к этому служат цитокины, продуцируемые активированными Т-хелперными клетками. Эти дляВ-клеткипродукцииреорганизуютмолекул свойантителгенетическийс одинаковойматериал антигенной специфичностью (т.е. с той же структурой легкой цепи и вариабельной частью тяжелой цепи), но другого класса антител (т. е. постоянная тяжелая часть молекулы антитела изменена). Изменение класса или изотипа антител придает им различные свойства. Продуцируемый класс зависит от природы антигена и места в организме, где антиген был захвачен: ТВ-клетки, расположенные в лимфоузлах и селезенке, как правило, индуцируют переключение В-клеток на продукцию IgG, в то время как клетки, расположенные в пейеровых бляшках или под другими поверхностями слизистых оболочек, как правило, индуцируют переключение на продукцию IgA и/или IgE, в зависимости от природы антигена и в

• генетической предрасположенности особи.

• и Некоторые В-лимфоциты дифференцируются в клетки ПВАЕНИХ

Поликлональные и Инфекционныемоноклональныеагенты антителапредставляют собой сложные антигены с множеством различных эпитопов (часть антигена, распознаваемая иммунными клетками) на их поверхности; поэтому они стимулируют ответ многих клонов В- и Т-лимфоцитов. Это приводит к образованию распознают широкий спектр поверхностных молекул гетерогенной смеси поликлональных антител, которые микроорганизма, что помогает животному в борьбе с инфекцией. Однако это является недостатком при использовании диагнсывор о стическихтки для разработкитестов, реагентовпоскольку дляполиклональ определен ны ех антитела, вырабатываемые в ответ на один инфекционный агент, могут перекрестно реагировать с другими инфекционными агентами и нарушать специфичность анализа. Моноклональные антитела (мАТ) производятся в исследовательских лабораториях для преодоления — недостатков поликлональных антисывороток в диагностических и (реже) терапевтических целях. Мышиные MAT производятся in vitro путем создания гибридомных клеток с использованием одного В-лимфоцита, взятого от мыши, инокулированной интересующим антигеном; получаемые антитела идентичны и специфичны для одного эпитопа, что снижает проблему перекрестной реактивности между микроорганизмами в диагностических тестах. МАТ также могут производиться против защитного РЕТИТЕНЯ IMB OO pra niigman ГИР eal МЕПОНЬЗОВЕНЬВА iB

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ЧТО, ГДЕ, КОГДА: ИММУННАЯ
‚ СИСТЕМА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Антигеннезависимые Антигензависимые
f Vf 3penaa В-клетка \
Пи о зна roe, Se oe reas, aati
|
м M 5 a B A м 9м
` © ИнтакмЕЬ ГИ) IgA
Ss % м } B-Knerka ai ) я © FT,
я 4 e ь 96
я Pr
-& ta ГИ) <,
D д Селезенка/лимфоузел
Кровь 4 $
.
мереРазвитиеразвитияВ-клеткиее судьбаначинаетсявсе большев костномзависитмозгеот ответапосле нарожденияантиген. иНезрелыене зависит отВ-клетки антигеннойпокидаютстимуляции.костный мозг Пои
начинают экспрессировать как IgM, Tak и IgD. Они рециркулируют через кровь, вторичные лимфоидные органы
и костный мозг. Встреча с антигеном может привести к превращению клетки в В-клетку памяти или плазмоцит,
секретирующий IGM, или к переключению класса для секреции антител другого класса.
НИЕ

й РИСУНОК 13. Развитие В-клетки и продукция антител. По материалам Schroeder and Cavacini.?

терапии или профилактике заболеваний. Кроме того, MAT — могут производиться в очень высоких концентрациях и с могут производиться против иммунных клеток и белков == очень высокой чистотой, для пассивной иммунизации или (интерлейкинов, интерферонов и т д), что позволяет — лечения животных можно использовать гораздо меньший отслеживать сложные иммунные реакции крупного рогатого — объем МАТ по сравнению с раствором поликлональных скота и помогает разграничить защитные и патогенетические — антител. Это снижает риск серьезной реакции на пассивно реакции на вакцинацию и инфицирование. Поскольку МАТ вводимое антитело и его посторонний белок.

Е =e

• Молекулы^{антителсамипосебенемогут уничтожатьинфекционныхагентов. Уних естьрядмеханизмов} ВИТА:

• маркировку инфекционных агентов для деструкции комплементом, фагоцитарными клетками и/или цитотоксическими клетками.

• обволакивание инфекционных агентов для предотвращения их прикрепления к клеткам хозяина или проникновенияв них. агглютинацию инфекционных агентов для снижения их инфекционности.

• прямое связывание и нейтрализацию токсинов.