Az immunológiai szinapszis egy antigénprezentáló sejt ( célsejt ) és egy limfocita , például egy T/B-limfocita (T-sejt) vagy egy természetes gyilkos (NK-sejt ) közötti érintkezés . Ez a kontaktus az idegrendszerben lévő szinapszisról kapta a nevét , amelyhez szerkezetileg hasonló [1] . Az immunológiai szinapszis a T-sejt aktiválásban részt vevő molekulákból áll [2] . Néha egy immunológiai szinapszist szupramolekuláris aktivációs klaszternek ( SMAC ) neveznek [3] .
Az immunológiai szinapszis koncentrikus gyűrűkből áll, amelyek mindegyike egymástól elválasztott fehérjecsoportokból áll . Három zónája van:
Kimutatták, hogy a koncentrikus gyűrűk leírt modellje nem minden immunológiai szinapszisban fordul elő. Például a T-sejt és a dendritesejt közötti szinapszis eltérő módon szerveződik [8] [9] .
Az immunológiai szinapszis fő funkciói közé tartozik a limfocita aktiváció szabályozása [10] , a fő hisztokompatibilitási komplex (MHC) és egy antigén fragmentum átvitele egy antigénprezentáló sejtből a limfocitákba [10] , valamint a citokinek irányított szekréciójának biztosítása. vagy a litikus granulátum tartalma [10] . Kimutatták, hogy az immunológiai szinapszis és a primer csilló nagyon hasonló szerveződési mintázatot mutat az aktin citoszkeletonban , ráadásul mindkét esetben a centroszóma a struktúra (immunológiai szinapszis vagy primer csilló) felé irányul, és munkájuk a ugyanazon transzportmolekulák használata, köztük az IFT20 , Rab8, Rab11. Az immunológiai szinapszis és a primer csilló szerkezeti és funkcionális homológiájának alapjait aktívan tanulmányozzák [11] [12] .
Ha egy antigénprezentáló sejt és egy T-sejt között kontaktus jön létre, a T-sejt p-SMAC régiójából származó LFA-1 és az antigénprezentáló sejten lévő nem specifikus adhéziós molekulák , mint például az ICAM-1 vagy ICAM-2 az első egymásra hat. Miután létrejött a kapcsolat az antigénprezentáló sejt és a T-sejt között, a T-sejt elkezdhet kinyúlni a pszeudopodiákból , és felhasználhatja azokat az antigénprezentáló sejt felszínének „pásztázására” egy specifikus MHC:antigén komplex keresése érdekében [13]. ] [14] .
A tulajdonképpeni immunológiai szinapszis kialakulása akkor kezdődik, amikor a T-sejt-receptor (TCR) az MHC:antigén komplexhez kötődik az antigénprezentáló sejt felszínén, majd aktiváló jelátviteli útvonalak indulnak el a T-sejtben . Ezen jelátviteli utak hatására a T-sejt polarizálódik, mivel a centroszóma a jövőbeni immunológiai szinapszis felé orientálódik. A szimmetrikus aktináramlások a kialakuló p-SNAP gyűrűhöz rohannak. Az aktin felhalmozódását és polarizációját elősegítik a TCR/ CD3 és az integrinek és a kis GTPázok , például a Rac1 és a Cdc42 közötti kölcsönhatások . Ezek a kölcsönhatások aktiválják a WAVE-t (Scar), HSP300-at, ABL2 -t , SRA1 -et , NAP1-et és más fehérjéket tartalmazó nagy multimolekuláris komplexeket, így azok kölcsönhatásba lépnek az Arp2/3 komplexszel , amely közvetlenül stimulálja az aktin polimerizációját . A felhalmozódott és átrendeződött aktin elősegíti a T-sejt-receptorok és integrinek csoportosulását. Így az immunológiai szinapszis kialakulása pozitív visszacsatolási mechanizmus révén önfenntartó [1] .
A CD4+ ( T-helperek ) és CD8 + T-sejtek ( T-killerek ) némi eltérést mutathatnak az immunológiai szinapszisok képződésében. Így a CD8+ T-sejtek gyorsabban képeznek szinapszisokat, mert céljuk a patogén sejtek gyors elpusztítása. Az immunológiai szinapszis kialakulása azonban összesen akár 6 órát is igénybe vehet [13] [1] .
A CD8+ T-sejtek szinapszis képződése a citolitikus enzimek szekréciója miatt az immunológiai szinapszisban partnereik pusztulásához vezet . A CD8+ T-sejtek perforinokkal , granzimekkel , lizoszómális hidrolázokkal , például katepszinekkel B , D és β-hexózaminidázzal, valamint más citolitikus effektor fehérjékkel töltött specifikus lítikus granulátumokat tartalmaznak. A célsejtbe való bejutást követően ezek a fehérjék apoptózist indukálnak abban [15] . A célsejt elpusztításának hatékonysága a TCR-ből érkező jel erősségétől függ. A TCR gyenge vagy rövid távú jele után is a mikrotubulus szervező központ (MTOC) az immunológiai szinapszis felé polarizálódik, de a litikus granulátum tartalma nem szabadul fel, így a célsejt nem pusztul el [16] .
A CD8+ T-sejtek mellett citolitikus tulajdonságokkal rendelkező immunológiai szinapszisok alkotnak NK-sejteket. Először is, az NK sejt felszínén lévő CD2 fehérje felismeri a CD15 szénhidrát fragmentumot a célsejt felszínén. Ha a gátló receptor NK-sejtek felismerik az antigénjüket a célsejten, az immunológiai szinapszisképződés további lépései elnyomódnak [17] . Ha nincsenek gátló szignálok, akkor az NK-sejtek és a célsejtek közötti további kölcsönhatások (például CD96 és CD155 ) hozzájárulnak az LFA-1 és a MAC1 közötti erős kötések kialakulásához [18] . Miután két sejt között létrejött a kapcsolat, az NK-sejtek perforinokat, granzimeket és más lítikus enzimeket tartalmazó lítikus granulumai mikrotubulusok mentén a centroszómába, amely szintén az immunológiai szinapszisba kerül. Továbbá a granulátum tartalma felszabadul, és a SNARE fehérjéket tartalmazó vezikulák részeként eljut a célsejtbe [19] .
A T-sejtekben lévő immunológiai szinapszist Abraham Kupfer fedezte fel a denveri Nemzeti Zsidó Egészségügyi Központban az 1990-es években. Az "immunológiai szinapszis" kifejezést Michael Dustin találta ki, aki részletesen leírta az új struktúrákat. Daniel Davis és Jack Strominger körülbelül ugyanabban az időben írt le immunológiai szinapszisokat NK-sejtekben [20] .