Advances in Clinical and Experimental Medicine

Adv Clin Exp Med
Impact Factor (IF) – 1.227
Index Copernicus (ICV 2018) – 157.72
MNiSW – 40
Average rejection rate – 84.38%
ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download PDF

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2009, vol. 18, nr 6, November-December, p. 537–542

Publication type: editorial article

Language: English

When Killers Become Helpers – the Ambivalent Role of NK Cells

Gdy zabójcy zaczynają ochraniać – dualistyczna rola komórek NK

Aleksandra Bielawska−Pohl1,, Danuta Duś1,

1 Institute of Immunology and Experimental Therapy, Polish Academy of Sciences, Wrocław, Poland

Abstract

The aim of this review is to present current knowledge on natural killer (NK) cell activity. They were originally known as effector lymphocytes involved in the nonspecific immune response, recognizing and destroying a broad array of pathological cells without damaging the normal healthy cells of the organism. Recent investigations highlight the fact that NK cells may also act as regulatory cells engaged in interactions with other cells to limit or exacerbate an immune response. New roles for NK cells engaged in autoimmunity and reproduction have indeed been postulated. All available data suggest that NK cells, depending on their microenvironment, may have antagonistic functions. Consequently, integration of the interactions with neighboring cells governs the dynamic equilibrium regulating NK cell activity and dictates whether NK cells are activated to kill target cells or to operate as regulatory cells. In summary, certain stimuli may differentially trigger NK cell response and NK cells may therefore act as a two−edged sword in the human organism, as presented with two examples of NK cell activity: allograft killing and semi−allograft protection.

Streszczenie

Celem pracy było przedstawienie obecnego stanu wiedzy na temat aktywności komórek naturalnej cytotoksyczności (NK). Komórki NK należą do limfocytów efektorowych uczestniczących w niespecyficznej odpowiedzi immunologicznej, odpowiedzialnych za rozpoznanie i zniszczenie patologicznie zmienionych komórek, bez uszkadzania prawidłowych komórek organizmu. Ostatnie doniesienia literaturowe podkreślają, że komórki NK wykazują także właściwości komórek regulatorowych, zdolnych przez oddziaływania z innymi komponentami układu odpornościowego do aktywacji, lub wręcz przeciwnie, do osłabienia odpowiedzi immunologicznej. Rzeczywiście, opisano nowe funkcje komórek NK postulowane w procesach autoimmunologicznych i rozmnażaniu. Wszystkie dostępne obecnie dane wskazują, że limfocyty NK w zależności od mikrośrodowiska mogą wykazywać dwojakie działanie. Uważa się, że wypadkowa oddziaływań limfocytów NK z sąsiadującymi komórkami reguluje aktywność komórek NK, decydując, czy nastąpi aktywacja ich cytotoksyczności, czy też będą zdolne do uruchomienia mechanizmów regulatorowych. Reasumując, poszczególne bodźce mogą w różnym stopniu regulować aktywność komórek NK, dlatego też komórki te mogą być swoistą bronią obosieczną, dwojako wykorzystywaną przez organizm ludzki. Przedstawiono to na przykładzie aktywności limfocytów NK w stosunku do komórek allogenicznych bądź semiallogenicznych.

Key words

natural killer cells, natural cytotoxicity, cellular interactions

Słowa kluczowe

komórki naturalnej cytotoksyczności, cytotoksyczność naturalna, oddziaływania międzykomórkowe

References (27)

  1. Caligiuri MA: Human natural killer cells. Blood 2008, 112, 461–469.
  2. Lanier LL: NK Cell Recognition. Annu Rev Immunol 2005, 23, 225–274.
  3. Ljunggren HG, Karre K: In search of the ‘missing self’: MHC molecules and NK cell recognition. Immunol Today 1990, 11, 237–244.
  4. Vivier E, Tomasello E, Baratin M, Walzer T, Ugolini S: Functions of natural killer cells. Nat Immunol 2008, 9, 503–510.
  5. Wu J, Lanier LL: Natural killer cells and cancer. Adv Cancer Res 2003, 90, 127–156.
  6. Larosa DF, Orange JS: Lymphocytes. J Allergy Clin Immunol 2008, 23, 225–274.
  7. Fan YY, Yang BY, Wu CY: Phenotypically and functionally distinct subsets of natural killer cells in human PBMCs. Cell Biol Int 2008, 32, 188–197.
  8. Vivier E: What is natural in natural killer cells? Immunol Lett 2006, 107, 1–7.
  9. Trinchieri G, Matsumoto−Kobayashi M, Clark SC, Seehra J, London L, Perussia B: Response of resting human peripheral blood natural killer cells to interleukin 2. J Exp Med 1984, 160, 1147–1169.
  10. Cooper MA, Fehniger TA, Caligiuri MA: The biology of human natural killer−cell subsets. Trends Immunol 2001, 22, 633–640.
  11. Inman BA, Frigola X, Dong H, Kwon ED: Costimulation, coinhibition and cancer. Curr Cancer Drug Targets 2007, 7, 15–30.
  12. Johnson−Léger C, Aurrand−Lions M, Imhof B: The parting of the endothelium: miracle, or simply a junctional affair? J Cell Sci 2000, 113, 921–933.
  13. Petri B, Bixel MG: Molecular events during leukocyte diapedesis. FEBS J 2006, 273, 4399–4407.
  14. Wild MK, Bixel MG: Leukocyte–endothelial cell interactions. FEBS J 2006, 273, 4375–4376.
  15. Matter−Reissmann UB, Forte P, Seebach JD: Human NK cells lyse porcine endothelial cells via the perforin/granzyme B pathway. Transplant Proc 2001, 33, 439–440.
  16. Rieben R, Seebach JD: Xenograft rejection: IgG1, complement and NK cells team up to activate and destroy the endothelium. Trends Immunol 2005, 26, 2–5.
  17. Schneider MK, Seebach JD: Xenotransplantation literature update: November–December, 2008. Xenotransplantation 2009, 16, 50–53.
  18. Lilienfeld BG, Crew MD, Forte P, Baumann BC, Seebach JD: Transgenic expression of HLA−E single chain trimer protects porcine endothelial cells against human natural killer cell−mediated cytotoxicity. Xenotransplantation 2007, 14, 126–134.
  19. Pierson RN 3rd, Dorling A, Ayares D, Rees MA, Seebach JD, Fishman JA, Hering BJ, Cooper DK: Current status of xenotransplantation and prospects for clinical application. Xenotransplantation 2009, 16, 263–280.
  20. Le Bouteiller P, Piccinni MP: Human NK cells in pregnant uterus: why there? Am J Reprod Immunol 2008, 59, 401–406.
  21. Kalkunte S, Chichester CO, Gotsch F, Sentman CL, Romero R, Sharma S: Evolution of non−cytotoxic uterine natural killer cells. Am J Reprod Immunol 2008, 59, 425–432.
  22. Yagel S: The developmental role of natural killer cells at the fetal−maternal interface. Am J Obstet Gynecol 2009, 201, 344–350.
  23. Kwak−Kim J, Gilman−Sachs A: Clinical implication of natural killer cells and reproduction. Am J Reprod Immunol 2008, 59, 388–400.
  24. Del Vecchio M, Bajetta E, Canova S, Lotze MT, Wesa A, Parmiani G, Anichini A: Interleukin−12: biological properties and clinical application. Clin Cancer Res 2007, 13, 4677–4685.
  25. Yao L, Sgadari C, Furuke K, Bloom ET, Teruya−Feldstein J, Tosato G: Contribution of natural killer cells to inhibition of angiogenesis by interleukin−12. Blood 1999, 93, 1612–1621.
  26. Furuya M, Nishiyama M, Kasuya Y, Kimura S, Ishikura H: Pathophysiology of tumor neovascularization. Vasc Health Risk Manag 2005, 1, 277–290.
  27. Liu W, Ahmad SA, Reinmuth N, Shaheen RM, Jung YD, Fan F, Ellis LM: Endothelial cell survival and apoptosis in the tumor vasculature. Apoptosis 2000, 5, 323–328.