Чтобы разобраться как работает иммуносупрессия при пересадке органов нужно понять как развивается отторжение. Отторжение – это реакция иммунной системы на клетки трансплантата, направленная на их уничтожение (дополнительно см. статью Отторжение), то есть вариант иммунного ответа, но не на бактерию или вирус, а на белки трансплантата.

В нашей иммунной системе есть множество различных видов защиты: клетки (лимфоциты, фагоциты), и молекулы (система комплемента, антитела, хемокины, цитокины (интерфероны, интерлейкины и т.д.), цитотоксические вещества). Это разнообразное оружие имеет различные механизмы и скорость действия. 

Иммунные процессы начинаются еще до того, как трансплантат будет помещен в тело реципиента. Все, что происходит с органом вызывает неизбежное повреждение его тканей, так как в результате манипуляций и отсутствия кровотока (ишемии) гибнут клетки. Поэтому в тканях трансплантата возникает воспаление, как реакция на травму. Вырабатываются воспалительные цитокины, привлекающие фагоциты для того, чтобы начать процесс заживления. Позже в зону воспаления приходят лимфоциты, реагирующие на антигены.

Итак, идет пересадка. После соединения артерий запускается кровоток в трансплантате. В крови и тканях  реципиента находятся макрофаги и другие фагоциты, выполняющие функции пограничников. Они контактируют с клетками пересаженного органа, считывают чужеродные антигены и обнаруживают вторжение. Они пытаются уничтожить врага как умеют, поглощая фрагменты клеток трансплантата и бьют тревогу двумя способами: 

1) выделяют разные химические вещества (цитокины), посылая сигнал SOS другим клеткам; 

2) выставляют захваченные и переработанные белки чужих клеток (антигены) на своей поверхности показывая другим клеткам, что они обнаружили.  

Кроме пограничников-фагоцитов в кровотоке и тканях есть разведчики – дендритные клетки. Пока все было тихо, они находились в спокойном состоянии. Но увидев чужеродные антигены, они захватывают их и возвращаются в лимфоузлы, чтобы показать другим клеткам, что они нашли – презентируют антиген. Одновременно с этим антиген-презентирующие клетки донора, оставшиеся в трансплантате, тоже попадают в лимфоузлы реципиента и показывают антигены HLA иммунным клеткам, с головой выдавая трансплантат. 

Далее происходит ключевое событие в развитии отторжения: взаимодействие антиген-презентирующих клеток с Т-лимфоцитами и их активация (см. статью Механизмы отторжения, часть 2. Активация лимфоцитов).

Активированные лимфоциты размножаются и выделяют множество цитокинов, стимулируя себя, активируя цитотоксические клетки и В-лимфоциты, которые превращаются в плазматические (производящие антитела) клетки. Антитела связываются с каждым антигеном, к которому они подходят, привлекая клетки и комплемент. 

Комплемент – это целая система белков. Активируясь, они складываются в сложную структуру, пробивающую мембрану клеток насквозь, что приводит к их гибели. Цитотоксические клетки действуют двумя способами: выделяют факторы, повреждающие мембрану, убивая клетки, или контактируют с ними, посылая сигнал, заставляющий клетки умирать. Кроме гибели функционирующих единиц трансплантата, в результате отторжения умирают клетки эндотелия, выстилающие стенки мельчайших сосудов – капилляров, возникают микротромбозы, что приводит к прекращению кровоснабжения тканей. Клетки эндотелия, погибая тоже стимулируют иммунный ответ, выделяя множество веществ, которые привлекают фагоциты и лимфоциты.