نسخة الفيديو النصية
في هذا الفيديو، سنقارن بين الاستجابة المناعية الخلوية والأنواع الأخرى من الاستجابات المناعية. وسنتعلم بعد ذلك كيف نصف كيفية تنسيق الخلايا الليمفاوية التائية للاستجابة لخلايا الجسم المصابة بفيروس والخلايا غير الطبيعية. وأخيرًا، سنلخص دور كل من الخلايا التائية المثبطة وخلايا الذاكرة في الاستجابة المناعية.
في كل عام، يصاب ملايين الأشخاص بفيروس الإنفلونزا. لكن ما الذي يعنيه الفيروس بالضبط، وما الذي يفعله ليجعلنا نشعر بالمرض؟ الفيروس هو مسبب مرض يتكون من مادة وراثية، إما الحمض النووي (DNA) وإما الحمض النووي الريبوزي (RNA)، توجد داخل الغلاف البروتيني للفيروس. عندما نتعرض لعدوى فيروسية، يمكن للمادة الوراثية للفيروس أن تدخل الخلية. هذه العملية ممثلة هنا بطريقة مبسطة. بمجرد دخول المادة الوراثية للفيروس، فإنها تسيطر على وظائف الخلية، ومن ثم تجبرها على إنتاج المزيد من الفيروسات. عندما يصيب الفيروس أي خلية، ففي نفس الوقت يحدث شيء آخر، وهو ما يساعد جهاز المناعة على مقاومة العدوى.
تحتوي جميع خلايا الجسم تقريبًا على بروتين يسمى MHC. يرمز MHC إلى «بروتين التوافق النسيجي»، وهو بروتين يمكن أن يعرض مولدات الضد، وهي الجزيئات الخاصة بمسبب مرض معين، على سطح الخلية. بمجرد دخول بروتينات الفيروس إلى داخل الخلية، تتم معالجة هذه البروتينات لتكوين جزيئات مولد الضد. وبعد ذلك، يمكن أن ترتبط هذه الجزيئات مع بروتين التوافق النسيجي (MHC) لتكوين مركب مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي (MHC). يتحرك بروتين التوافق النسيجي (MHC) المرتبط بمولد الضد إلى خارج الغشاء الخلوي. يساعد مركب مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي (MHC) على أن يتعرف الجسم على الخلايا المصابة. ويؤدي التعرف عليها إلى تحفيز الاستجابات المناعية. دعونا نلق نظرة على جهاز المناعة لدينا.
للجهاز المناعي البشري مكونان متكاملان هما: المناعة الفطرية، وتسمى أيضًا «المناعة غير المتخصصة»، وهي التي تقاوم كل مسببات الأمراض بالطريقة نفسها، والمناعة المتخصصة، وتسمى أيضًا «المناعة المكتسبة أو التكيفية»، وهي التي تحدد استجابتها بناء على مسبب المرض الذي يلزم مقاومته. المناعة الفطرية أو غير المتخصصة، هي المناعة التي نولد بها وتظل كما هي في جميع حالات العدوى، حتى مع تكرار الإصابة بمسبب المرض نفسه. عند الإصابة بمسبب مرض معين، تكون الاستجابة المناعية الفطرية هي الاستجابة الفورية الأولى للجسم، والتي تكون متماثلة مع جميع مسببات الأمراض. وإذا لم تكن الاستجابة المناعية الفطرية كافية للقضاء على العدوى، فإن مستوى مسببات الأمراض يرتفع إلى نقطة يتم عندها تنشيط استجابة مناعية أخرى مخصصة لاستهداف مسبب المرض هذا تحديدًا. وهذه الاستجابة جزء من المناعة المتخصصة أو التكيفية.
تتطور المناعة المتخصصة على مدى الحياة. وللمناعة المتخصصة ذاكرة مناعية تهيئ الجسم للاستجابة عند الإصابة بالعدوى بمسبب المرض نفسه للمرة الثانية بشكل أسرع وأكثر فاعلية من استجابته عند الإصابة بالعدوى للمرة الأولى. ولكنها أبطأ من استجابة المناعة الفطرية؛ لأنها تحتاج إلى استنساخ خلايا مناعية متخصصة. عادة ما ينقسم جهاز المناعة المتخصص إلى قسمين هما: المناعة الخلطية والمناعة الخلوية.
يطلق على الاستجابة المناعية الخلطية أحيانًا اسم مناعة الخلايا البائية أو مناعة الأجسام المضادة؛ لأنها تعتمد على عمل الخلايا البائية التي تنتج أجسامًا مضادة خاصة بمسبب المرض المهاجم للجسم. ويطلق على الاستجابة المناعية الخلوية أحيانًا اسم مناعة الخلايا التائية؛ لأنها تعتمد على عمل الخلايا التائية السامة التي يمكنها العثور على الخلايا غير الطبيعية والخلايا المصابة في الجسم وتدميرها. ثمة اختلاف آخر بين المناعة الخلطية والمناعة الخلوية، وهو أن المناعة الخلطية فعالة فقط ضد مسببات الأمراض خارج الخلوية، مثل الفيروسات في الدم أو البكتيريا أو السموم التي تنتجها البكتيريا، أما المناعة الخلوية فهي فعالة ضد مسببات الأمراض داخل الخلوية، ومثال على ذلك خلية عائلة مصابة بفيروس.
تحدث الاستجابتان المناعيتان الخلوية والخلطية في وقت واحد، وتتفاعلان معًا بشكل وثيق إحداهما مع الأخرى. وعلى الرغم من أنه في كثير من الأحيان توصف المناعة الخلطية والمناعة الخلوية كل منهما على حدة، فإنهما تعملان معًا في جهاز المناعة المتخصص لمقاومة العدوى. في هذا الفيديو، سنتعلم المزيد عن المناعة الخلوية. لكي نحصل على مساحة كافية لمناقشة المناعة الخلوية، دعونا نمسح بقية المعلومات على الشاشة.
المناعة الخلوية هي جزء من الاستجابة المناعية المتخصصة، وتتضمن الخلايا التائية السامة التي تستهدف الخلايا المصابة أو الخلايا السرطانية أو الخلايا الغريبة. ولتبسيط الأمور، دعونا نتحدث عن طريقة مقاومة الخلايا التائية السامة لخلية مصابة بفيروس. نحن نعلم مسبقًا كيف يصيب الفيروس الخلية بالعدوى، ونعلم أن بروتين التوافق النسيجي (MHC) سيرتبط بمولد الضد الخاص بالفيروس، وسيعرض مولد الضد هذا على سطح الخلية المصابة. وبمجرد عرض مولدات الضد على سطح الخلية، تصبح جاهزة لكي تتعرف عليها الخلايا التائية السامة. الخلايا التائية السامة، التي تعرف أيضًا باسم الخلايا التائية القاتلة أو (CD8+)، هي خلايا تائية مستجيبة لديها القدرة على التعرف على مولدات الضد المعروضة على سطح خلية عائلة وقتل تلك الخلية.
لاحظ أن الخلايا التائية السامة يمكنها أيضًا التعرف على الخلايا غير الطبيعية الأخرى، مثل الخلايا السرطانية التي تنقسم بسرعة، ويمكنها تدمير تلك الخلايا أيضًا. تعد وظيفة قتل الخلايا مهمة لأن جهاز المناعة الخلطي وحده ليس لديه القدرة على تدمير الخلايا المصابة بالفيروس. لنلق نظرة فاحصة على كيفية تعرف الخلايا التائية السامة على الخلية المصابة وسبب تسميتها أيضًا بـ (CD8+).
تسمى الخلايا التائية السامة أيضًا الخلايا التائية (CD8+) بسبب وجود بروتين (CD8) على سطح الغشاء الخلوي. يرمز CD إلى مجموعات التمايز. وتوجد على الأنواع المختلفة من الخلايا مجموعات مختلفة من هذه البروتينات التي تؤدي وظائف مختلفة، كما أنها تميز أنواع خلايا معينة بعضها عن بعض. لا يميز بروتين (CD8) الخلايا التائية السامة عن الأنواع الأخرى من الخلايا فحسب، بل يعمل أيضًا مع مستقبل الخلية التائية للمساعدة في التعرف على مركب مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي (MHC) والارتباط به.
مستقبل الخلية التائية أو (TCR) يشبه مستقبل الخلية البائية من حيث إن الخلايا التائية المختلفة لها مستقبلات مختلفة يتم توليدها عشوائيًّا من خلال نوع خاص من إعادة الاتحاد الجيني. خلية تائية سامة واحدة فقط لها نوع معين من مستقبلات الخلايا التائية (TCR) هي التي ستتعرف وترتبط بمركب معين من مركبات مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي (MHC) على خلية مصابة. تنشط الخلية التائية التي تتعرف على مولد الضد وتخضع لانقسام خلوي سريع. وتسمى عملية اختيار الخلية التائية السامة ذات المستقبل المطابق «الانتقاء النسيلي».
لا يمكن تنشيط الخلية التائية السامة بدون عمل الخلايا التائية المساعدة. وهي نوع من الخلايا التائية يتعرف على مولدات الضد الغريبة، ويطلق السيتوكينات التي تنشط الخلايا التائية السامة والخلايا البائية. وتسمى أحيانًا الخلايا التائية (CD4+) أو الخلايا التائية 4؛ لأنها تمتلك بروتين (CD4) على سطح الغشاء الخلوي. ولكن، قبل أن نتحدث عن الخلايا التائية المساعدة، يجب أن نشرح المقصود بالخلية العارضة لمولد الضد؛ لأنها ضرورية لتنشيط الخلايا التائية المساعدة.
عندما يهاجم الجسم مسبب مرض، كالفيروس مثلًا، يمكن أن تبتلعه الخلايا البلعمية، مثل الخلايا البلعمية الكبيرة، باعتبار ذلك جزءًا من الاستجابة المناعية الفطرية. العديد من هذه الخلايا هي خلايا عارضة لمولد الضد أو (APCs). تفكك الخلايا العارضة لمولد الضد (APCs) مسبب المرض دون أن تصاب هي نفسها بالعدوى. وتربط مولد الضد المعالج ببروتين التوافق النسيجي (MHC). ثم تنقل مركب مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي (MHC) هذا من داخل الخلية إلى سطح الغشاء الخلوي. وهذه هي الطريقة التي تقوم بها الخلايا العارضة لمولد الضد بعرض مولد الضد إلى خلايا أخرى في جهاز المناعة. ومن ثم، فإن الخلية العارضة لمولد الضد هي نوع من الخلايا المناعية التي تسهل الاستجابة المناعية من خلال عرض مولدات الضد المعالجة على سطحها لخلايا أخرى في جهاز المناعة.
وعلى غرار الخلايا التائية السامة وبروتين (CD8) الخاص بها، فإن بروتين (CD4) الموجود على سطح الغشاء الخلوي للخلايا التائية المساعدة يساعد الخلية التائية المساعدة على ربط مستقبل الخلية التائية (TCR) بمركب مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي (MHC) المكمل له. ولكن، بدلًا من التعرف على مركب مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي (MHC) على سطح خلية عائلة مصابة، عادة ما تنشط الخلايا التائية المساعدة بواسطة الخلايا العارضة لمولد الضد. لنلق نظرة فاحصة على تنشيط الخلايا التائية المساعدة ووظيفتها.
بمجرد تنشيط الخلايا التائية المساعدة، فإنها تصبح اسمًا على مسمى. إذ تبدأ في إطلاق سيتوكينات مختلفة ذات وظائف عديدة. يعمل بعضها عوامل جذب كيميائي لاستقدام الخلايا البلعمية الكبيرة والخلايا العارضة لمولد الضد (APCs). كما أنها تنتج الإنترليوكينات أو (interleukins). تتكون الكلمة من مقطعين؛ المقطع الأول Inter- يعني «بين»، والمقطع الثاني -leukin يشير إلى «خلايا الدم البيضاء». الإنترليوكينات هي نوع من السيتوكينات التي تساعد خلايا الدم البيضاء على الاتصال بعضها ببعض. الإنترليوكينات التي تطلقها الخلايا التائية المساعدة تنشط الخلايا البائية. وهنا تبدأ الاستجابة المناعية الخلطية. تذكر أن الاستجابة المناعية الخلطية هي الشكل الثاني من المناعة المتخصصة. فهي تعتمد على عمل الخلايا البائية التي تنتج أجسامًا مضادة خاصة بمولد الضد المهاجم للجسم، كما أنها فعالة ضد مسببات الأمراض خارج الخلوية.
تعمل الإنترليوكينات التي تطلقها الخلايا التائية المساعدة على تنشيط الخلايا التائية السامة أيضًا. وتتطلب الخلايا التائية السامة إشارتين لتنشيطها. تأتي الإشارة الأولى من ارتباط مستقبل خلية تائية (TCR) بمركب مولد الضد وبروتين التوافق النسيجي (MHC) المطابق له على خلية مصابة. أما الإشارة الثانية فهي تأتي من الإنترليوكينات التي تطلقها الخلية التائية المساعدة المنشطة. تتكاثر الخلايا التائية المساعدة عن طريق الانقسام الميتوزي، وتستمر في إنتاج السيتوكينات التي تنشط الخلايا التائية السامة والخلايا البائية. وعند تنشيطها، تبدأ الخلايا التائية السامة في التضاعف.
عندما تتكاثر الخلايا التائية السامة المنشطة، تصبح قادرة على تدمير الخلايا العائلة المصابة التي تتصل بها. وهي تفعل ذلك عن طريق إطلاق نوعين من البروتينات السامة المكونة مسبقًا هما: «الجرانزيمات»، التي تبدو أنها قادرة على حث الموت المبرمج للخلايا في أي نوع من الخلايا المستهدفة، و«البيرفورين صانع الثقوب»، الذي يحدث ثقوبًا في الغشاء الخلوي المستهدف. دعونا نلخص كل ذلك.
إن التجاوب بين الخلايا العارضة لمولد الضد والخلايا التائية المساعدة والخلايا التائية السامة يمثل طريقة مقاومة المناعة الخلوية للعدوى. لكن ماذا يحدث بعد مقاومة العدوى بنجاح مباشرة؟ عند القضاء على العدوى، يتسبب نوع آخر من الخلايا التائية في تعطيل جهاز المناعة وإعادته إلى حالة سكون. الخلايا التائية المثبطة، والمعروفة أيضًا باسم الخلايا التائية المنظمة، هي الخلايا المسئولة عن إيقاف عمل جهاز المناعة بعد التعامل مع العدوى أو القضاء عليها. فهي تعطل الخلايا التائية المساعدة والخلايا التائية السامة والخلايا البائية وغيرها من الخلايا أو تقتلها.
يمكن للخلايا المثبطة أن تفعل ذلك عن طريق الاتصال المباشر بهذه الخلايا أو عن طريق إطلاق الليمفوكينات المثبطة. وهي نوع من السيتوكينات، تنتجه الخلايا الليمفاوية. وهذا أمر مهم لأن جهاز المناعة له تأثير قوي على الجسم، ويمكن أن يكون خطيرًا إذا ترك دون سيطرة. لذا، بعد الإصابة بالعدوى، تتكاثر الخلايا التائية الساذجة. وتنشط لتصبح خلايا تائية مستجيبة تقاوم العدوى. وبعد القضاء على العدوى، تقتل الخلايا التائية المثبطة الخلايا التائية المستجيبة حتى لا تؤذي الجسم.
لقد أوضحنا في بداية الفيديو أن الاستجابة المناعية المتخصصة لها ذاكرة مناعية. وهي تمكن الجهاز المناعي من الاستجابة بشكل أسرع عند الإصابة بمسبب المرض الذي يحمل مولد الضد نفسه للمرة الثانية. في الواقع، الذاكرة المناعية هي خلية تسمى «خلية الذاكرة». وتظل خلايا الذاكرة في جهاز المناعة بعد أن تؤدي الخلايا المثبطة وظيفتها. وتعيش هذه الخلايا لفترة طويلة وتظل ساكنة في أعضاء جهاز المناعة في انتظار تنشيطها إذا واجهت أجسامنا مسبب المرض نفسه الذي يحمل مولد الضد نفسه مرة أخرى.
إننا نمثل خلايا الذاكرة التائية فقط في تمثيلنا البياني. ولكن، تتضمن خلايا الذاكرة خلايا بائية ذات أجسام مضادة خاصة بمولد ضد معين، وخلايا ذاكرة تائية سامة، وخلايا تائية مساعدة. وهذه الخلايا التائية المساعدة ضرورية لتنشيط الخلايا البائية والخلايا التائية السامة بسرعة؛ مما يؤدي إلى التحفيز السريع للاستجابة المناعية الخلطية والاستجابة المناعية الخلوية. تقينا الذاكرة المناعية في المناعة التكيفية من تكرار الإصابة بالمرض بسبب العدوى نفسها. وهذا أيضًا هو سبب فعالية التطعيمات، التي تسمى أيضًا لقاحات، في الوقاية من المرض.
والآن بعد أن درسنا جهاز المناعة المتخصص، ولا سيما الاستجابة المناعية الخلوية، دعونا نختبر معرفتنا بتناول سؤال تدريبي.
ما الذي لا تستهدفه الخلايا التائية السامة (القاتلة)؟ الخيار (أ) خلية جسم سرطانية، أم الخيار (ب) خلية طلائية مصابة بفيروس كورونا المسبب لمرض COVID-19، أم الخيار (ج) خلية من كلية مزروعة، أم الخيار (د) سم تطلقه البكتيريا.
للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نراجع وظيفة الخلية التائية السامة. تحتوي الخلايا التائية السامة على بروتينين هما: CD8 وTCR على سطح خلاياها. ويمكنهما معًا التعرف على الخلية العائلة المصابة. ويؤدي التعرف عليها، إلى جانب الإنترليوكين الذي تطلقه الخلايا التائية المساعدة، إلى تنشيط الخلية التائية السامة. تطلق خلية تائية سامة منشطة بروتينًا يسمى البيرفورين، الذي يثقب الغشاء الخلوي للخلية المصابة، وبذلك يصبح الغشاء الخلوي به ثقوب. وتصبح الخلية ذات الغشاء الخلوي التالف غير صالحة، وتموت بعد فترة وجيزة من أداء البيرفورين لوظيفته.
لنلق نظرة أخرى على السؤال الذي لدينا. السؤال المطروح هو: ما الذي لا تستهدفه الخلايا التائية السامة؟ بما أن وظيفة الخلية التائية السامة هي تدمير خلية تم التعرف عليها، فلا بد أن تستهدف الخلية التائية السامة خلية معينة. يصف كل خيار من الخيارات (أ)، (ب)، (ج) خلية معينة، ومن ثم يمكن أن يكون أي من هذه الخيارات هدفًا للخلايا التائية السامة. السم هو جزيء له تأثير سام على الخلايا، ولكنه ليس خلية في حد ذاته. إذن، إجابة السؤال المطروح «ما الذي لا تستهدفه الخلايا التائية السامة؟» هو الخيار (د)، سم تطلقه البكتيريا.
دعونا نلخص ما تعلمناه عن المناعة الخلوية. يمكن تقسيم جهاز المناعة إلى مناعة متخصصة، وتسمى أيضًا «مناعة مكتسبة أو تكيفية»، وأخرى فطرية، وتسمى أيضًا «مناعة غير متخصصة». يشمل جهاز المناعة المتخصص المناعة الخلطية والمناعة الخلوية. وتسمى المناعة الخلوية أحيانًا مناعة الخلايا التائية. وذلك لأنها تعتمد على عمل الخلايا التائية المساعدة والخلايا التائية السامة. الخلية التائية السامة هي نوع من الخلايا المناعية التي يمكنها أن تقتل خلايا معينة، بما في ذلك الخلايا الغريبة والخلايا السرطانية والخلايا المصابة بفيروس.
تشارك الخلايا التائية المساعدة في هذه العملية عن طريق تنشيط الخلايا التائية السامة. كما أنها تنشط الخلايا البائية. الخلية التائية المثبطة هي خلية مناعية يمكنها أن تمنع نشاط الخلايا البائية والخلايا التائية الأخرى، وتوقف الاستجابة المناعية. تكون الاستجابة المناعية الخلوية فعالة ضد مسببات الأمراض داخل الخلوية، في حين تكون الاستجابة المناعية الخلطية فعالة ضد مسببات الأمراض خارج الخلوية.