INMUNOLOGIA,
GRUPO 04, EQUIPO#3
TEMA:
MADURACION, ACTIVACION Y DIFERENCIACION DE LOS LINFOCITOS T
James Ricardi
Fantal:………..2-11-0059
Odelene Jean:……….
……….2-11-2295
Esther
Desmangles:…………. 2-11-0319
Darly
Servil:………………….2-11-2847
Edwish
Pierre:………………..2-11-2053
Jeff Nickson
Jean Paul:……....2-11-2694
Edson Kedino
Coze:………….2-11-0117
Myrlene
Jacques:……………..2-11-0269
Marileni
Almonte:…………....2-11-0825
MarcHenry
abellard:………....2-11-0411
Introducción
El receptor clonotípico de las células T (TCR) presenta dos funciones
principales según la fase de desarrollo en que se encuentre la célula dentro
del linaje de los linfocitos T: participa en la selección tímica positiva y
negativa durante la maduración de los timocitos en el timo, Una vez que el
linfocito T ha madurado, emigra a la periferia, y entonces el receptor
participa en el reconocimiento de antígenos, lo que desencadena un programa de
activación que lleva a la proliferación y diferenciación de las células T en
dos subclones: uno de células efectoras, y otro de células de memoria.
El proceso de reconocimiento varía según que
hablemos de TCR-2 (a b) o del TCR-1 (g d ): en el primer caso, y
como ya hemos visto, se reconocen péptidos en el contexto del haplotipo propio
del MHC clásico, y se requieren moléculas coestimuladoras y coseñalizadoras,
notablemente la CD4 para linfocitos TH o la CD8 para los linfocitos TC; en el
caso del g d , no se requiere MHC clásico, y no participan CD4
ni CD8.
Maduración
La
enorme diversidad antigénica potencial se reduce a un 2% durante la maduración
intratímica de los timocitos: sólo llegan a madurar aquellas células
restringidas a reconocer lo no-propio en el contexto del haplotipo MHC propio
(autorrestricción y autotolerancia). Las fases finales de la maduración ocurren
por dos rutas de desarrollo diferentes que generan dos subpoblaciones:
linfocitos CD4+(restringidos por MHC-II) y linfocitos CD8+ (restringidos
por MHC-I).
Activación
La
activación de células T maduras periféricas se inicia con la interacción entre
el TCR y un péptido antigénico enclavado en la hendidura del MHC. Como ya
comentamos, la baja afinidad (10-5M) de esta interacción ternaria se ve
potenciada por la presencia de correceptores y otras moléculas de membrana, que
funcionan para fortalecer la interacción ternaria TCR-péptido-MHC, y para
transducir la señal activadora al interior de la célula T. Ello desencadena la
proliferación clonal y diferenciación en dos subpoblaciones, una de T efectoras
y otra de T de memoria.
Maduracion
de las células T
Desarrollo
del timo:
El
estroma tímico surge al inicio del desarrollo embrionario a partir de capas
ectodérmicas y endodérmicas procedentes del tercer bolsillo faríngeo y de la
tercera hendidura branquial. Estas dos estructuras se invaginan, y se cierran,
y las dos capas quedan superpuestas, de modo que la ectodérmica rodea a la
endodérmica, formando el llamado rudimento tímico.
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La
capa ectodérmica formará los tejidos epiteliales corticales del timo y
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la
capa endodérmica formará los tejidos epiteliales medulares.
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El
rudimento tímico atrae entonces a células de origen hematopoyético, que lo
colonizan: células dendríticas, macrófagos y precursores de timocitos.
Al
nacer, los humanos tienen ya plenamente desarrollado el timo.
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En
su corteza encontramos sólo timocitos en fases tempranas de su maduración,
junto con algunos macrófagos, dentro del estroma cortical a base de células
corticales epiteliales.
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En
la médula encontramos timocitos en fases más avanzadas de maduración con
células dendríticas y macrófagos, todos inmersos en un estroma medular a base
de células epiteliales medular
Rutas
de desarrollo en el linaje de las células T
El
primer marcador de superficie en aparecer (en ratón) es el Thy-1 (equivalente
al CD2 de humanos), que ya no se pierde (por lo tanto, se trata de un
marcador que caracteriza al linaje de T). Estas células Thy-1+ CD4- CD8-
(dobles negativas) pueden escoger dos vías alternativas:
En
una de las dos rutas, las células hacen reordenaciones productivas de g y d y
expresan CD3 en su membrana. Suponen sólo <1% de los timocitos. Son las
primeras en aparecer: se detectan al día 14 de gestación, pero desaparecen al
nacimiento.
La
mayoría escoge una vía alternativa, que discurre de la siguiente manera:
día
16º: Las células reordenan genes de cadenas b. Si no se logran reordenaciones
productivas, entran en apoptosis. Si la reordenación es productiva, la cadena
b se asocia con la llamada cadena a sustitutiva (una especie de
"pseudo-a", o cadena a de pre-T, que se abrevia pTa), generando el
receptor pTa:b (junto con CD3). Este receptor induce la proliferación celular
y la coexpresión de CD4 y CD8: de este modo aparecen los timocitos grandes
doble positivos. El receptor pTa:b también induce la reordenación de genes de
cadenas a.
Día 17º: CD4+ CD8+ TCR-2+ (a b )
CD3+. Se trata de los pequeños timocitos dobles positivos, que dejan de
dividirse. Estas células ya provistas del complejo receptor específico van a
ser sometidas, hasta la época del nacimiento (en que alcanzan sus máximos
niveles), a selección positiva y negativa:
selección positiva: sobreviven
aquellas células que tengan TCR capaces de reconocer MHC-I o MHC-II de
células epiteliales del timo. Con ello se garantiza la restricción por propio
haplotipo de las células T.
selección negativa: de aquellas
células que han pasado la selección positiva mueren por apoptosis las que
posean TCR que reconozcan con alta afinidad péptidos propios enclavados en el
MHC o MHC propio solo. Ello tiende a garantizar la propiedad de
autotolerancia por eliminación de los linfocitos T autorreactivos.
Los timocitos dobles positivos que superan
la doble selección tímica se desarrollan en una de dos posibles rutas
alternativas:
CD4+ CD8- TCR-2+ CD3+ (representan
el 10% de timocitos)
CD8+ CD4- TCR-2+ CD3+ (un 5% de
los timocitos)
adicionalmente, y quizá procedente
de los anteriores, al 5º día del nacimiento se detecta una tercera
subpoblación de CD4- CD8- TCR+ CD3+.
Estas
poblaciones abandonan el timo como linfocitos T maduros (inmunocompetentes)
vírgenes, y circulan por la periferia, pudiéndose establecer en órganos
linfoides secundarios (ganglios) y recirculando continuamente entre sangre y
linfa, a la espera de que en uno de sus asentamientos en ganglios llegue a
encontrar su antígeno; si no lo encuentra, muere al cabo de unas 5 a 7
semanas.
Localización
intratímica de las diversas fases madurativas:
Los
timocitos doble negativos se localizan en la zona subcapsular de la corteza.
Los pequeños timocitos dobles
positivos se localizan en la corteza.
Los timocitos maduros CD4+ y CD8+
se ubican en la médula.
En
la corteza, las células epiteliales corticales establecen contactos por sus
largos procesos de membrana con los timocitos.
Selección
tímica positiva y negativa
En
ambos procesos selectivos parecen jugar un papel importante las células del
estroma tímico: células epiteliales tímicas, macrófagos y células
dendríticas; todas ellas expresan en sus membranas grandes niveles de moléculas
MHC-I y/o MHC-II. Los timocitos inmaduros dobles positivos (CD4+ CD8+ TCR+
CD3+) interaccionan, por mecanismos aún oscuros, con estas células
estromales, lo que conduce a la selección positiva y negativa.
En
la selección positiva se da interacción de los timocitos con células
epiteliales corticales del timo (Las células corticales epiteliales van
provistas de largos procesos de membrana que permiten contactos simultáneos
con varios timocitos). Algunos autores han sugerido la interacción de los
timocitos inmaduros dobles positivos con dichas células epiteliales por medio
del TCR restringido por MHC podría conllevar algún tipo de señal protectora
que librara a estos timocitos de la muerte celular programada; en cambio, la
apoptosis afectaría a los timocitos no restringidos por MHC propio.
De
los timocitos que sobreviven a la selección positiva algunos llevan TCR de
baja afinidad hacia auto-péptidos presentados por MHC, y otros llevan TCR con
alta afinidad hacia auto-péptidos presentados por ese MHC: estos últimos
sufren selección negativa, que ocurre en la zona de transición
cortico-medular y en la médula tímica, y en la que las células dendríticas y
los macrófagos interaccionan con los timocitos portadores de TCR de alta
afinidad hacia {autopéptidos-MHC} o hacia MHC solo.
Los
auto-péptidos que inducen la selección negativa son aquellos derivados de
proteínas expresadas en el mismo timo, así como aquellos procedentes de
proteínas ubicuas que llegan al timo por la circulación.
Así
pues, la autotolerancia se consigue eliminando células T (en realidad sus
precursores inmaduros, timocitos) autorreactivas, y permitiendo el desarrollo
de las específicas que reconocen péptidos extraños (no-propios) enclavados en
el MHC propio (una combinación que alguien ha denominado como "lo propio
alterado").
La
selección positiva también regula otros dos fenómenos en los que no nos vamos
a detener:
Regulación
de reordenaciones de cadenas a: la expresión en membrana del TCR no es
suficiente para desconectar los genes de RAG y de TdT, de modo que continúa
la reordenación de segmentos génicos de cadenas a, pudiéndose dar el caso de
que una misma célula pueda tener dos tipos de TCR que tienen en común sus
cadenas b, pero que difieren en las cadenas a, si bien sólo uno de ellos será
funcional.
La selección positiva también
regula la expresión del correceptor (CD4 o CD8) en las células maduras (es
decir, el hecho de que dejan de ser doble positivas para convertirse en CD4+
o CD8+). Ello depende a su vez de la especificidad del TCR por la clase de
MHC (I o II). El mecanismo de esta retención selectiva de sólo uno de los
correceptores es aún objeto de investigación y debate.
Activación
de los linfocitos T coadyuvantes
La
activación y expansión clonal de TH es un acontecimiento central en la
producción de las respuestas inmunes específicas (tanto la humoral como la
celular). Se trata de un proceso complejo que en los últimos años está siendo
paulatinamente desentrañado. Antes de entrar en detalles, podemos resumirlo
para tener una idea general:
los
linfocitos T vírgenes son células en reposo que se encuentran
"aparcadas" en la fase G0 del ciclo celular. La activación,
proliferación y diferenciación de estas células es un fenómeno complejo.
La activación se inicia cuando el
linfocito TH interacciona, a través de su complejo TCR-CD3, con el antígeno
peptídico (exógeno) -procedente de procesamiento endosómico- enclavado en el
surco de MHC-II de una célula presentadora. En esta interacción inicial, y en
la señal que se va a producir, participan, además, moléculas accesorias, como
el correceptor CD4.
Esta interacción inicial
"dispara" una compleja cascada de acontecimientos bioquímicos, en
la que son esenciales actividades quinasas y fosfatasas, y que culminan con
la activación y expresión de diversos genes, entre los que se cuentan el de
la IL-2 y el de su receptor.
La secreción autocrina de IL-2 por
parte de los linfocitos TH hace que éstos salgan de la fase G0 y entren y
progresen en el ciclo celular: ello provoca la proliferación y diferenciación
de la célula T en dos subpoblaciones: una de células efectoras (las T
coadyuvantes o colaboradoras) y las TH de memoria.
Pero para que ocurra esto se
requieren, además señales coestimulatorias. Si tales señales químicas no se
suministran al tiempo en que se está produciendo la interacción específica
TCR-péptido-MHC, se induce un estado de incapacidad de respuesta inmune que
se denomina anergia, que se manifiesta en tolerancia inmunológica hacia el
estímulo antigénico.
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El
TCR tiene colas citoplásmicas cortas que por sí mismas son incapaces de
señalización intracelular. Una vez que dicho TCR se une al péptido:MHC, esta
señal se transduce al interior de la célula T por medio de los dominios
citoplásmicos de CD3, el correceptor CD4 y varias moléculas accesorias (CD2,
CD45). Dicha transducción de señal se realiza por medio de una serie de
proteín-quinasas y proteín-fosfatasas. Antes de pasar a ver las rutas
bioquímicas de transducción de señal, haremos una breve descripción de algunas
de estas enzimas implicadas.
PROTEÍN-QUINASAS DE LA
FAMILIA DEL PROTOONCOGÉN SRC
Tales
como:
PROTEÍNA P56LCK
Se
trata de una proteín-quinasa que se une a membrana mediante ácido mirístico
engarzado a la glicocola en posición 2 (Gly2).
Posee
dos secuencias homólogas con otras proteínas (SH2 y SH3).
La
SH2 participará en el reconocimiento de tirosinas fosforilables en la proteína diana.
La
porción carboxiterminal es la que tiene actividad de quinasa.
En
el primer tercio se encuentra una cisteína que será la encargada de unirse por
puente disulfuro con CD4 (o en el caso de TC, con CD8). También se asocia
físicamente con las cadenas x y e del CD3.
PROTEÍNA P59 FYN
Su
estructura es muy parecida a la de p56lck. También se encuentra anclada a la
membrana por miristilación.
Igualmente
posee una Tyr cerca del extremo carboxi-terminal, que cuando está fosforilada
hace que la p59fyn esté inactiva, y otro sitio Tyr capaz de recibir fosfato por
autofosforilación de esta quinasa, lo cual hace que la proteína pueda
fosforilar a otras proteínas.
Está
físicamente asociada a cadenas x del CD3.
FOSFORILASA ZAP-70
No
está asociada por miristilación a la membrana.
Contiene
una Tyr capaz de autofosforilarse, pero a diferencia de las proteínas de la
familia src, carece de Tyr de regulación negativa.
En
las células T en reposo, la ZAP-70 no se encuentra asociada al complejo
TCR-CD3; sin embargo, cuando se inicia el proceso de activación celular, y una
vez que las cadenas x y e de CD3 quedan fosforiladas por otras
proteín-quinasas, la ZAP-70, por medio de sus dominios SH2 se une a estas
cadenas fosforiladas, y entonces queda activada en su capacidad de fosforilasa.
FOSFATASA CD45
(=LCA=T200)
El
CD45 es en realidad una familia de fosfatasas específicas de tirosina, que
aparecen en todas las células del linaje hematopoyético excepto en los
eritrocitos.
Existen
varias isoformas, de entre 180-200 kDa, que proceden de procesamiento
alternativo de un mismo tipo de ARN, y cada una de ellas aparece en
determinados tipos celulares. Por ejemplo, CD45RA aparece en T vírgenes
mientras que CD45R0 en T cebados.
Tiene
un dominio extracelular, que está glucosilado; se une a la CD22.
Su
porción citoplásmica es larga, y cuenta con dos dominios dotados de actividad
fosfatasa de tirosinas (PTP).
Modelo actual de la
activación del linfocito TH
La señalización a través del complejo TCR-CD3 requiere
que se agreguen muchos complejos junto con sus correspondientes correceptores
CD4, y con CD45. Los numerosos conjuntos TCR-CD3-CD4 interaccionan
simultáneamente con muchos complejos péptido:MHC-II de la célula presentadora
de Ag (se requieren al menos unos 100 de tales complejos). Cada TCR se une al
péptido antigénico enclavado en el MHC-II de la célula presentadora de
antígeno. Al mismo tiempo, el CD4 interacciona (por su dominio extracelular)
con el dominio b 2 de la MHC-II. Esta interacción parece que provoca un cambio
conformacional que se transmite a las colas citoplásmicas de los polipéptidos
del CD3 y del CD4. Ello induce la yuxtaposición de p56lck con las secuencias
ARAM (=ITAM) de las proteínas de CD3.
La activación de las dos PTK citadas
por autofosforilación provoca que a su vez éstas fosforilen las cadenas del
complejo CD3, reconociendo las secuencias ARAM en x y en e . También se
fosforila la cola
A las colas fosforiladas de CD3 y
CD4 se une ahora la ZAP-70, de modo que ésta adquiere a su vez su actividad de
proteínquinasa, con lo que puede fosforilar a cadenas del CD3 y a otras
proteínas.
La ZAP-70 activa y la Fyn activa
fosforilan a la fosfolipasa Cg 1 (PLCg 1), que originalmente es una proteína
citoplásmica; al fosforilarse la PLCg1 se activa y emigra al lado citoplásmico
de la membrana, reconociendo otras proteínas que tienen tirosinas fosforiladas.
Al hacer esto, se facilita que la PLCg 1 entre en contacto con su sustrato: el
fosfatidil-inositol-bifosfato (PIP2).
Ruta del
inositol-trifosfato(IP3)
El IP3 se une a un
receptor específico situado en el REr, provocando la salida al citoplasma de
grandes cantidades de Ca++, y junto con IP4 provoca también la entrada desde el
exterior celular, a través de canales de calcio de la membrana citoplásmica, de
más cantidades de este catión.
El aumento
intracelular de Ca++ estimula a la enzima calmodulina, que es una
serín/treonín-quinasa.
Ruta del diacilglicerol (DAG):
El DAG estimula,
junto con el Ca++, a la proteín-quinasa C (PKC), que hasta ese momento residía
en el citoplasma.
Al activarse, la
PKC emigra a la cara interna de la membrana citoplásmica; allí, en presencia de
los fosfolípidos, ejerce su función como serín/treonín-quinasa:
fosforila una amplia variedad de
proteínas, entre las cuales se encuentra la codificada por el protooncogén ras.
La proteína Ras a su vez inicia otra cascada de fosforilaciones que llega hasta
las quinasas MAP. Estas quinasas parece que emigran al núcleo, donde activan
por fosforilación a factores de transcripción:
c-fos y c-jun se
unen para formar el ya citado AP1, que se une solo o junto con NF-AT,
reconociendo en cada caso secuencias específicas de la zona
promotora/intensificadora de ciertos genes.
otra de las consecuencias de la
actividad PKC es que se fosforila el componente inhibidor del factor NF-k B que
estaba retenido en el citoplasma.Al fosforilarse, el componente inhibidor queda
a merced de unas proteasas, que lo degradan. Es entonces cuando el NF-k B puede
emigrar al núcleo y unirse a secuencias específicas del promotor del gen de
IL-2 y de otros genes.
La señal coestimuladora
La
activación del linfocito Th requiere una señal adicional, denominada
coestimuladora que puede consistir en una de las siguientes:
La citoquina IL-1,suministrada
por la células presentadora de antigeno (APC)
La citoquina IL-6
La
señal mas potente es la que supone el contacto entre molécula B7(=CD80) de la
celula
presentadora
y la CD28 o la CTLA-4 del linfocito Th.
B7(=CD80) consta de dos cadenas idénticas con
dos dominios de tipo Ig. Se expresa exclusivamente en células presentadoras de
antigeno capaces de estimular a linfocito T.
La CD28 es una glucoproteina homodimerica,
cuyo monómero pesa 44 kDa presente en linfocito Th en reposo.
La CTLA-4 esta codificada por un gen cercano
al de la CD28, presentando ambas grandes homologáis.
La intervención entre CD28 y B ejerce un
efecto sinérgico sobre la señal transmitida desde el complejo TCRCD3, de modo
que aumenta la producción de IL-2 y la proliferación de linfocitos T
coadyuvantes. La vía coestimulatoria se basa en la activación de proteína
tirosin-qinasas de activación a la PLCy 1
Activación genética
Tras la
interacción del linfocito Th con el
péptido enclavado en el surco de MHC-II de una célula presentadora de
antigeno, se pone en marcha unas rutas que conducen a la activación de una
serie de genes. Los genes que se activan pueden clasificar según el momento
relativo de su expresión, en tres categorías:
Genes de expresión inmediata
Genes de expresión temprana
Genes de expresión de expresión tardía
Para que
se produzca la expansión clonal de los linfocitos Th se necesita un incremento
en la expresión del gen interluquina 2 (IL-2) y de su receptor (IL-2R)
Intervienen
una serie de proteínas reguladoras:
Complejo AP1
Factor nuclear
Complejo Oct-2
Factor NF-kb
Al
activarse el linfocito T, se desfosforila por la acción de las calcineurina con
lo que se activan y emigran al núcleo.
Anergia clonal
La unión de un
linfocito TH con un complejo péptido-MHC II de una célula presentadora de
antígeno puede conducir a dos tipos de respuestas opuestas:
activación y expansión clonal
anergia clonal
La anergia clonal
es la incapacidad proliferativa de un linfocito tras un contacto con el
complejo péptido-MHC, y se debe a la carencia de la señal coestimulatoria
proporcionada por la interacción entre CD28 del linfocito TH y B7 de la APC. No
se trata de una mera no-respuesta pasiva, sino que la anergia es un estado
activo de no proliferacion
Para confirmar que
la anergia es un estado activo, tomemos el linfocito hecho anérgico en el
experimento 1) y mezclémoslo con APC normales: pues bien, a pesar de que ahora
en principio están disponibles las moléculas implicadas en la señal #2, el
linfocito TH sigue sin capacidad de respuesta. Es decir, una vez que un
linfocito ha sido hecho anérgico, ese estado se mantiene a pesar de que a posteriori
se le suministre la señal coestimuladora.
Para demostrar que
la señal #2 (coestimulatoria) es distinta de la señal #1, se puede realizar el
siguiente experimento: tomamos linfocitos normales, y los ponemos
simultáneamente en contacto con una APC fijada por glutaraldehido y con una APC
alogénica (de distinto haplotipo MHC) normal (no fijada). El resultado ahora es
que el linfocito se activa de modo normal. Esto se debe a que la APC fijada le
suministra la señal #1 específica (dependiente de interacción TCR-péptido-MHC)
aunque no la señal #2; pero dicha señal coestimulatoria se la suministra la APC
alogénica, que posee su B7.
El requerimiento
simultáneo de ambas señales implica que sólo las APC profesionales pueden
iniciar las respuestas inmunes dependientes de células T. Ello es importante
para evitar la autoinmunidad. Como se recordará, no todos los clones de T
potencialmente autorreactivos son eliminados durante la maduración tímica. Los
clones que "escapan" podrían en principio reconocer auto-péptidos en
cualquier célula propia (señal #1), y luego interaccionar con una APC, que les
suministraría la señal coestimulatoria (señal #2), con lo que se activarían,
iniciando una peligrosa reacción de autoinmunidad. Pero como hemos visto, la
realidad es que para que un linfocito T virgen sea activado, se le deben
suministrar las dos señales al mismo tiempo y en la misma célula, y este
criterio sólo lo cumplen esas células presentadoras profesionales. De esta
manera, se evita la autoinmunidad, y de hecho, si la célula T reconoce un
autopéptido en ausencia de la señal de B7 entra en anergia, con lo ese clon
será autotolerante.
Poblaciones periféricas de células t maduras
Células T a b
Un 90-95% de las
células T periféricas son de tipo a b (o sea, TCR-2), existiendo una proporción
de CD4+ doble que las CD8+. En general, las CD4+ funcionan como células T
coadyuvantes (TH) y las CD8+ lo hacen como T citotóxicas (TC), aunque parece
que ambas poblaciones expresan el mismo repertorio de segmentos variables (Va y
Vb ).
La población
circulante (periférica) de células T consiste en T vírgenes, T efectoras y T
memoria.
Linfocitos T
vírgenes: resumen de su ciclo de vida y de su activación hasta células
efectoras
Las células T CD4+
y T CD8+ vírgenes inmunocompetentes que acaban de madurar abandonan el timo y
entran en circulación en un estado de reposo (G0 del ciclo celular). Se
caracterizan por:
bajos niveles de
moléculas de adhesión
altos niveles del
receptor de alojamiento (homing) llamado L-selectina, que les permite unirse a
la dirigina (addressin) vascular de las vénulas de endotelio alto (HEV) de los
ganglios linfáticos. Esto permite la extravasación del linfocito virgen hasta
el interior del ganglio a partir de la circulación.
Expresan la
isoforma de alto peso molecular de CD45 (llamada CD45RA), implicada en la
transducción de la señal de activación.
Veamos un resumen
de lo que pasa con los linfocitos T vírgenes una vez que salen del timo:
Los linfocitos T
vírgenes recirculan continuamente entre la sangre y la linfa. Poseen la
capacidad de extravasarse desde la corriente sanguínea hasta alguno de los
órganos linfoides secundarios, debido a las interacciones entre sus receptores
de alojamiento y las diriginas vasculares de las HEV de los ganglios y del
MALT. En estos órganos establecen contactos cada día con muchas células
presentadoras de antígeno. Si no la encuentra, el linfocito T sale del ganglio
vía linfático eferente, pasa a circulación, puede entrar a tejidos (de nuevo
escrutando APC adecuadas), y eventualmente regresa al sistema linfático. De
esta manera, aumenta la probabilidad de que un linfocito T encuentre la
combinación adecuada de péptido:MHC para la que están preparados sus receptores
TCR.
Cuando una célula T
virgen se encuentra en la paracorteza del ganglio con una APC que le muestra la
combinación adecuada de péptido:MHC, deja de migrar, y se embarca en los pasos
que le conducirán a ser activada y a producir un clon de linfocitos T
"armados" efectores.
Los tres tipos de
células presentadoras de antígeno profesionales del ganglio son el macrófago,
las células dendríticas interdigitantes y las células B. Estos son los únicos
tipos celulares capaces de suministrar la señal coestimulatoria. En próximos
temas iremos viendo cómo cada una de estas células cumplen misiones concretas,
procesando antígenos de clases diferentes de microorganismos, pero ya podemos
ver en los esquemas cómo cada tipo de APC se localiza en una zona o zonas
determinadas del ganglio. La producción de T efectoras tarda varios días en
producirse, al cabo de los cuales dichas células "armadas" salen del
órgano linfoide secundario para emigrar a los sitios de infección, donde
ejercerán los efectos pertinentes.
Veamos en un poco
de más detalle las interacciones celulares que conducen eventualmente a la
activación del linfocito T:
Cuando las células
T emigran a la paracorteza del ganglio, se van uniendo transitoriamente con las
APCs que encuentran en su camino, sobre todo con las células dendríticas. Esta
unión inicial es inespecífica, y en ella participan moléculas de adhesión
celular: CD2 y LFA-1 de T, que reconocen respectivamente a LFA-3 y las diversas
ICAM (ICAM-1, -2 y -3) de la APC.
Esta unión, como acabamos de decir,
es transitoria, y permite que mientras tanto el linfocito T "escrute"
grandes números de moléculas MHC de la APC, en busca de la combinación adecuada
péptido:MHC.
Si no encuentra esa combinación
específica, la célula T se despega de la APC y sigue su camino, interaccionando
con otras APCs. Al cabo de unos días, si no ha encontrado el pertinente péptido
antigénico enclavado en el surco de MHC, abandona el ganglio vía linfático
eferente.
Si el linfocito T encuentra su
combinación péptido:MHC, la señalización a través del complejo TCR-CD3 induce
un cambio conformacional en las moléculas de LFA-1, de modo que éstas aumentan
su afinidad por las ICAM de la APC. Ello permite a su vez estabilizar la unión
específica entre la célula T y la APC, con lo que el contacto entre ambas se prolonga
(hasta varios días), de modo que da tiempo a que el linfocito T se active y
prolifere hasta diferenciarse en un clon de células T armadas efectoras.
Linfocitos
T efectores
Unas 48 horas después de su activación,
la célula T se convierte en un blasto (aumenta su tamaño) y comienza a
proliferar en el ganglio linfático, diferenciándose al cabo de 5-7 días en una
subpoblación de células efectoras especializadas y otra subpoblación de T de
memoria. Las células T efectoras pueden ser de tres tipos funcionales
diferentes:
TC: son las T matadoras (citotóxicas),
que suelen ser fenotípicamente CD8+.
TH1: son las denominadas T
inflamatorias, y su papel estriba en activar a macrófagos. Suelen ser
fenotípicamente CD4+.
TH2: denominadas T colaboradoras o
coadyuvantes en sentido estricto, especializadas en secretar ciertas citoquinas
que son esenciales en la activación de células B y T. Suelen ser CD4+.
Como sabemos, las T se activan en los
órganos linfoides secundarios, tras su contacto con las APCs profesionales,
contacto en el que reciben las dos señales (la específica y la
coestimulatoria).
Una de las manifestaciones centrales de
la activación del linfocito T es que al final de la compleja cascada de
fosforilaciones y desfosforilaciones que vimos se induce la expresión de varios
genes, de los cuales los más importantes son el de la IL-2 y el de su receptor
(IL-2R).
La secreción autocrina de IL-2 por parte
del linfocito T suministra las señales iniciales que permiten que éste entre en
el ciclo celular (sale de G0): se activa y prolifera, de modo que durante 4 o 5
días de crecimiento rápido se va produciendo un clon expandido.
Finalmente, las células procedentes de
esta activación y proliferación se diferencian a células T efectoras ("armadas").
Las T efectoras, como ya sabemos, pueden
ser de tres tipos, pero aparte de que cada uno posee un arsenal específico,
todas comparten una serie de importantes caracteres que las distinguen de las T
vírgenes:
Sus requerimientos de activación son
diferentes a las T vírgenes: ya no necesitan la señal coestimulatoria.
Tienen más sensibilidad a la activación,
en parte debido al aumento de moléculas de adhesión CD2 y LFA-1.
En los humanos, la mitad de las T
efectoras pierden la L-selectina (el receptor de alojamiento), por lo que ya no
tienden a extravasarse a los órganos linfoides secundarios.
En cambio, expresan otra molécula, la
VLA-4, que permite que el T efector se una al endotelio vascular cercano al
sitio de infección. De esta manera, pueden pasar a los tejidos donde se
encuentra el microorganismo invasor, donde ejercerán su papel efector.
Todas las funciones efectoras de las T
armadas dependen de que interaccionen adecuadamente con una célula propia, que
llamaremos célula objetivo.
Las Tc efectoras se suelen denominan
linfocitos T citolíticos (CTL), y su célula objetivo es una célula diana, es
decir, una célula propia nucleada infectada intracitosólicamente.
Las TH1 (inflamatorias) tienen como
objetivo a macrófagos que ya contienen en sus vacuolas algún parásito. El
efecto de la unión al macrófago será su activación, que le ayudará a eliminar
al invasor.
Las TH2 (colaboradoras
"clásicas") tienen como objetivo principal a los linfocitos B, a los
que suministrarán señales claves para que éstos se activen, proliferen y se
diferencien hasta células plasmáticas secretoras de anticuerpos.
Los detalles de cómo es la interacción
concreta de cada uno de estos tipos de células T armadas con sus células
objetivo los iremos tratando en temas ulteriores, pero ahora vamos a intentar
hacernos una idea general de los rasgos comunes:
La T armada sale del órgano linfoide
secundario y emigra a los tejidos donde existe infección, guiada por cambios en
la membrana del endotelio ("endotelio inflamado"), que son
reconocidos por receptores como el VLA-4.
La primera interacción de la T con su
célula objetivo es a través de moléculas de adhesión celular, carentes pues de
especificidad antigénica. El hecho de que la T efectora posee niveles
superiores de LFA-1 y CD2 hace que se puedan unir mejor a células no
presentadoras, que tienen menores niveles de ICAMs y LFA-3 que las APC.
La interacción inespecífica mediante
moléculas de adhesión celular es breve, a no ser que en ese pequeño lapso de tiempo,
el complejo TCR-CD3-correceptor interaccione con la combinación adecuada
péptido:MHC. En este caso, la unión específica provoca un cambio en LFA-1, que
hace que la unión entre T y la célula objetivo dure más tiempo, tiempo durante
el cual la célula T libera sus moléculas efectoras al estrecho espacio
intercelular que separa a ambas células.
En este período de interacción estable
desencadenado por la unión específica, la célula T experimenta un notable
fenómeno de polarización celular:
Se produce la reorganización del
citoesqueleto, de modo que tanto el aparato de Golgi como el centro organizador
de los microtúbulos se colocan en la zona de citoplasma cercana a la parte de
la membrana que está en contacto con la célula objetivo.
Los gránulos de la célula T se orientan
hacia esa zona de membrana, con la que finalmente se fusionan, liberando su
contenido por exocitosis. La consecuencia es que en el estrecho espacio
intercelular se produce una gran concentración de esas moléculas efectoras, que
al llegar a la célula objetivo desencadenarán una serie de respuestas
(dependiendo del tipo de célula-objetivo) destinadas a eliminar el parásito.
Esas moléculas secretadas o de membrana
producidas de modo polarizado por la célula T son las mediadoras de las funciones
efectoras.
Los linfocitos T efectores son de vida
corta: al cabo de 2 o 3 días mueren por apoptosis, una vez cumplida su misión,
y ante la bajada del nivel de citoquinas activadoras como la IL-2.
Linfocitos
T de memoria
Estos surgen como subpoblaciones
diferenciadas a partir de la proliferación de T vírgenes y T efectores durante
una repuesta primeria.
Permanecen en reposo (fase G0)
hasta 30 años o más como una subpoblación expandida, al declinar la
subpoblación “hermana” de células T efectoras.
Están preparadas para responder más
rápida e intensamente en la repuesta secundaria.
Generalmente poseen el mismo tipo de
moléculas de membrana que los T efectores correspondientes y son difíciles de
distinguirse de ellos, salvo que están en G0 y tardan más tiempo en
responder.
Recirculan de forma continua en la
sangre y la linfa al presentar otras moléculas de adhesión que la L-selectina
su patrón de recirculación es distinto; no se unen a las vénulas de endotelio
alto (HEV) de los ganglios; tienden al tejido terciario (no linfoide),
incluyendo la lámina propia del intestino superficies epiteliales de pulmones
de piel etc. Generalmente tienden a emigrar en al tejido en el que las células
T progenitoras fueron estimuladas durante la repuesta primaria. Esto es de un
valor adaptativo.
Células T γ δ
Estos
linfocitos, descubiertos hasta 1986 y se reconocieron como una pequeña
población de células T periféricas que expresan CD3, pero no el “típico”
receptor TCR α β
Constituyen 5 al
10% de los T periféricos y del 1 al 3%
de los residentes en ganglios y otros órganos linfoides. Son muy abundantes en
piel y los epitelios intestinal y
pulmonar.
En ratón hasta
el 1% de todas las células epidérmicas son linfocitos T γ δ, que se
conocen con el nombre de células dendríticas epidérmicas (DEC).dichas
células expresan Thy-1, γ δ, CD3.proceden del timo.
En el epitelio
intestinal existe una población deferente de linfocitos intraepiteliales
(IEL).expresan γ δ, CD3 y
CD8.proceden de la medula ósea
Estos linfocitos
no circulan, son residentes fijos en
esos tejidos epiteliales. En cada tipo de epitelio la población residente de T γ
δ muestra un repertorio limitado de reordenaciones de segmentos
variables; proceden de “oleadas” distintas surgidas durante la vida fetal.
Hay 2 tipos de
oleadas de células γ δ
La primera
oleada usa el segmento Vγ 5 y termina alojándose en la epidermis
como células dendríticas epidérmicas (DEC).
La segunda usa
el segmento Vγ 6 y va a parar en el
epitelio del tracto respiratorio.
Ambas
oleadas usan la misma región Jγ, y empleando el mismo tipo de cadena δ.
Con las α β no hay adición
de N-nucleótidos.
El
papel y la significación de estos enigmáticos linfocitos γ δ
actualmente es objeto de debate:
Se ha
propuesto que están especializados en reconocer las alteraciones de las
superficies de las células epiteliales cuando son infectadas por ciertos
patógenos; detectando rasgos generales
de las células epiteliales que indicarían la presencia de infecciones.
Parece
que los linfocitos intraepiteliales tienen una actividad citosolica
constitutiva: pueden matar enterocitos infectados sobre la base de que estos poseen una expresión aberrante
de moléculas de clase IB de complejo MHC. Sin embargo no parecen estar
restringidos por el MHC clásico
Puede
que estos linfocitos sean parte de una línea de defensa inespecífica.se ha
sugerido que pueden representar el nivel más temprano y primitivo en la
evolución de la inmunidad especifica mediada por células. Estas T se habrían
especializado en reconocer y combatir patógenos que entran por piel o por
intestino...
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