Regulace imunity vyhladověním T-lymfocytů

Mezi základní imunologické poznatky patří, že se antigenně specifické děje většinou rozbíhají po interakci mezi T-lymfocyty a profesionálními buňkami prezentujícími antigen. Taková „profesionálka“ pohltí antigen (nejčastěji fragmenty patogenů, popřípadě celé viry a bakterie), zpracuje jej a malé peptidové fragmenty vystaví na povrchu navázané na MHC-glykoproteiny (u lidí zvané HLA-molekuly). Nejdůležitějšími profesionálními buňkami prezentujícími antigen jsou dendritické buňky, které se vyskytují v několika variantách (viz též Vesmír 82, 212, 2003/4). Nezralé dendritické buňky nejsou schopny účinně podporovat množení a diferenciaci lymfocytů T, protože na jejich povrchu je málo MHC-molekul a chybějí jim některé kostimulační molekuly (CD80, CD86). Zdá se, že nezralé dendritické buňky buď nedělají s T-lymfocyty vůbec nic, nebo některé z nich stimulují k tomu, aby se z nich staly tlumivé či regulační T-lymfocyty. Dendritické buňky dozrají, jsou-li stimulovány „signálem nebezpečí“. Tím mohou být některé mikrobiální produkty (lipopolysacharidy, bakteriální DNA, dvouvláknová RNA) nebo stresové proteiny uvolněné z buněk poškozených např. cytolytickým virem. Zralé dendritické buňky mají vše potřebné k tomu, aby účinně stimulovaly pomnožení a diferenciaci T-lymfocytů na známé „efektorové“ typy – cytotoxické (T_c), pomocné typu 1 (T_h1) a pomocné typu 2 (T_h2).

Donedávna se zdálo, že tím, co určuje schopnost dendritických buněk (resp. jiných typů profesionálních buněk prezentujících antigen) stimulovat T-lymfocyty, je právě jejich vybavení povrchovými MHC­proteiny, různými kostimulačními a adhezivními molekulami a také sekrece některých cytokinů (interleukinu 1 a interleukinu 12). Ukazuje se ale, že velmi důležitá je i schopnost buněk prezentujících antigen regulovat T-lymfocytům přísun dvou důležitých aminokyselin, tryptofanu a cysteinu. T-lymfocyty si totiž cystein neumějí vyrábět samy a jsou odkázány na jeho transport z okolního prostředí speciální „cysteinovou pumpou“. Potíž je, že většina cysteinu je v oxidujícím prostředí tkání přítomna ve formě dimerního cystinu, který T-lymfocyty transportovat neumějí. Zralé dendritické buňky ale sekretují cystein (a také thioredoxin, který redukuje cystin na cystein), a tím jej činí pro T-lymfocyty přístupným. Tento děj zřejmě dobře vysvětluje působení protizánětlivého léku sulfasalazinu, který se používá k léčbě některých autoimunitních onemocnění. Sulfasalazin totiž brání makrofágům a dendritickým buňkám v produkci cysteinu, čímž nepřímo blokuje aktivaci autoreaktivních T-lymfocytů.

Cystein ale není jedinou aminokyselinou kontrolující aktivaci T-lymfocytů, jejíž hladina je regulována buňkami prezentujícími antigen. Podobnou roli může hrát i tryptofan. Makrofágy totiž za určitých okolností produkují enzym indolamin 2,3-dioxygenázu (IDO), který tuto aminokyselinu rozkládá. Zajímavé je, že makrofágy začnou zmíněný enzym produkovat po kontaktu s aktivovanými T-lymfocyty. Ty pak začnou mít nedostatek tryptofanu a dostávají se do útlumového stavu. Ukazuje se, že tento poměrně jednoduchý mechanizmus asi významně přispívá k normálnímu průběhu těhotenství, tedy k tolerování částečně cizorodého (po otci) plodu imunitním systémem matky. Inhibice enzymu IDO u březích myší totiž vedla k potratům způsobeným T-lymfocyty.

Vidíme tedy, že regulace imunitních dějů mohou být založeny nejen na rafinovaných souhrách cytokinů a povrchových receptorů, ale kupodivu i na velmi jednoduchých nutričních mechanizmech. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 1107 a 1491, 2002; Nature Immunology 2, 64, 2001)