Přirozené zabíječské buňky (nebo NK buňky) jsou typem cytotoxických lymfocytů, které představují hlavní složku vrozeného imunitního systému. NK buňky hrají významnou roli při odmítání nádorů a buněk infikovaných viry. Buňky zabíjejí uvolňováním malých cytoplazmatických granulí proteinů zvaných perforin a granzym, které způsobují odumření cílové buňky apoptózou nebo nekrózou.
NK-buňky jsou definovány jako velké granulární lymfocyty, které neexprimují T-buněčné antigenní receptory (TCR) nebo Pan T marker CD3 nebo povrchový imunoglobulinový (Ig) receptor B-buňky, ale obvykle exprimují povrchové markery CD16 (FcγRIII) a CD56 u lidí a NK1.1/NK1.2 u některých kmenů myší. Až 80 % NK buněk také exprimuje CD8.
Byly nazvány „přirozenými zabijáky“, protože se původně domnívaly, že k zabíjení buněk, které postrádají „vlastní“ markery hlavního histokompatibilního komplexu (MHC) třídy I, nepotřebují aktivaci.
Vzhledem k jejich silné cytolytické aktivitě a možnosti autoreaktivity je aktivita buněk přirozených zabíječů přísně regulována. Přirozené zabíječské buňky musí obdržet aktivační signál, který může mít různé formy, z nichž nejdůležitější jsou uvedeny níže.
Schéma znázorňující komplementární aktivity cytotoxických T-buněk a NK buněk.
NK buňky jsou cytotoxické; malá granula v jejich cytoplazmě obsahují proteiny, jako je perforin a proteázy známé jako granzymy. Po uvolnění v těsné blízkosti buňky určené k usmrcení vytvoří perforin v buněčné membráně cílové buňky póry, kterými mohou granzymy a přidružené molekuly proniknout dovnitř a vyvolat apoptózu. Rozdíl mezi apoptózou a lýzou buňky je v imunologii důležitý: lýzou buňky infikované virem se pouze uvolní viriony, zatímco apoptóza vede ke zničení viru uvnitř.
NK buňky se aktivují v reakci na interferony nebo cytokiny odvozené od makrofágů. Slouží k zadržování virových infekcí, zatímco adaptivní imunitní odpověď generuje antigenně specifické cytotoxické T-lymfocyty, které mohou infekci odstranit. Pacienti s nedostatkem NK buněk se ukazují jako vysoce náchylní k časným fázím infekce herpesvirem.
Aby mohly buňky NK bránit tělo proti virům a jiným patogenům, potřebují mechanismy, které umožňují určit, zda je buňka infikovaná, či nikoli. Přesné mechanismy zůstávají předmětem současného zkoumání, ale předpokládá se, že se na nich podílí rozpoznání stavu „změněného já“. Aby mohly řídit svou cytotoxickou aktivitu, mají NK buňky dva typy povrchových receptorů: aktivační a inhibiční. Většina těchto receptorů není vlastní pouze NK buňkám a může být přítomna i u jiných podskupin T buněk.
Tyto inhibiční receptory rozpoznávají alely MHC třídy I, což by mohlo vysvětlovat, proč NK buňky zabíjejí buňky s nízkou hladinou molekul MHC třídy I. Tato inhibice je pro roli, kterou hrají NK buňky, klíčová. Molekuly MHC třídy I tvoří hlavní mechanismus, kterým buňky zobrazují virové nebo nádorové antigeny cytotoxickým T-buňkám. Společnou evoluční adaptací, která se projevuje jak u intracelulárních mikrobů, tak u nádorů, je chronické snížení regulace těchto molekul MHC I, což činí buňku neprostupnou pro imunitu zprostředkovanou T-buňkami. Předpokládá se, že NK buňky se zase vyvinuly jako evoluční odpověď na tuto adaptaci, protože ztráta MHC by tyto buňky zbavila inhibičního účinku MHC a učinila by je zranitelnými vůči lýze zprostředkované NK buňkami.
Typy receptorů NK buněk (s inhibičními i některými aktivačními členy) se rozlišují podle struktury:
Receptory NK buněk lze také rozlišovat na základě funkce. Receptory přirozené cytotoxicity přímo indukují apoptózu po vazbě na ligandy, které přímo indikují infekci buňky. Receptory závislé na MHC (popsané výše) využívají k indukci apoptózy v infikovaných buňkách alternativní cestu.
K objevu NK buněk došlo na počátku 70. let 20. století během výzkumu dobře popsané schopnosti T-lymfocytů lyzovat nádorové buňky, proti nimž byly předtím imunizovány. Během těchto pokusů badatelé neustále pozorovali tzv. přirozenou reaktivitu, tj. určitá populace buněk se zdála být schopna lyzovat nádorové buňky, aniž by na ně byla předtím senzibilizována. Protože tyto objevy byly v rozporu s tehdy zavedeným modelem, byla mnohá z těchto pozorování zpočátku považována za artefakty.
V roce 1973 však byla prokázána aktivita „přirozeného zabíjení“ u celé řady druhů a byla postulována existence samostatné linie buněk s touto schopností. Pomocí monoklonálních protilátek byla schopnost přirozeného zabíjení přiřazena k podskupině velkých granulárních lymfocytů, které jsou dnes známy jako NK-buňky.
Tyto buňky byly pojmenovány „přirozené zabíječe“, protože se původně domnívaly, že k zabíjení buněk, které „postrádají sebepoznání“, nepotřebují aktivaci („postrádající sebepoznání“ je termín používaný pro označení buněk s nízkou hladinou povrchových markerů MHC třídy I – situace, která může nastat v důsledku virové infekce nebo v nádorech pod silným selekčním tlakem zabíječských T-buněk).
Po objevu aktivačních receptorů téměř dvě desetiletí po objevu inhibičních receptorů se tyto buňky nadále nazývají stejným jménem, i když „přirozené“ už neznamená totéž. Termín „přirozený zabíječ“ je nadále odůvodněn:
Plazma – Hematopoetické kmenové buňky
T-lymfocyty: T buňky: Cytotoxické CD8+, Pomocné CD4+/Regulační, γδ, Přirozené zabíječské T buňkyB buňky: Přírodní zabíječské buňky (lymfokinem aktivované zabíječské buňky)
Granulocyty (neutrofily, eozinofily, bazofily) – Prekurzory žírných buněkDendritické buňky (Langerhansovy buňky, folikulární dendritické buňky)Monocyty/makrofágy (histiocyty, Kupfferovy buňky, Langhansovy obrovské buňky, mikroglie, osteoklasty)Megakaryoblast – Megakaryocyty – Krevní destičky
Retikulocyt – normoblast