Universidad Tecnológica de Santiago
UTESA
Trabajo presentado a:
Dr. Mirta Villar
Como requisito de la asignatura:
Inmunología y alergia
Presentado por:
Versania Rojas -- 1-10-0211
Angela Nicasio -- 1-07-2757
Angela Grullos -- 2-09-0440
Tema:
Maduración, activación y diferenciación de los linfocitos T
Grupo:
AVA # 1
Maduración, activación y diferenciación de los linfocitos T
El receptor clonotípico de las células T (TCR) presenta dos funciones
principales según la fase de desarrollo en que se encuentra la célula dentro
del linaje de los linfocitos T que son:
1. Durante la
maduración de los timocitos en el timo, participa en la selección tímica
positiva y negativa.
2.
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.
Refiriéndonos a los linfocitos con receptores de tipo a b,
podemos hacer un avance resumido de estos procesos de maduración y activación:
En la Maduración: la enorme diversidad antigénica
potencial se reduce a un 2% durante la maduración intratímica de los timocitos:
y sólo llegan a madurar aquellas células restringidas a reconocer lo no-propio
en el contexto del haplotipo MHC propio autorrestricción y autotolerancia.
Existe dos fases finales de la maduración que es la
ruta de desarrollo diferente que generan dos subpoblaciones: linfocitos CD4+
restringidos por MHC-II y linfocitos CD8+ restringidos por
MHC-I.
Y en la Activación la células T maduras periféricas
se inicia con la interacción entre el TCR y un péptido antigénico enclavado en
la hendidura del MHC. Ellos desencadenan la proliferación clonal y
diferenciación en dos subpoblaciones, una de T efectoras y otra de T de
memoria.
El Timo es cuando surge el 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.
La capa ectodérmica formará los tejidos epiteliales
corticales del timo
La capa endodérmica formará los tejidos epiteliales
medulares.
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.
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.
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 medulares.
Los ratones, al nacer, aún no han terminado de formar el timo adulto.
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:
1. 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
2. La mayoría
escoge una vía alternativa, que discurre de la siguiente manera:
día 16: Las células reordenan genes de cadenas b. Si
no se logran reordenaciones productivas, entran en apoptosis. Generando el
receptor pTa:bjunto 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
.
Día 17: CD4+ CD8+ TCR-2+ 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.
En la 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.
En la selección negativa: son 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 tímida 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. 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.
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).
Algunas ideas
generales:
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.
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.
Proteín-quinasas de la familia del protooncogén src
- 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. Obsérvese la existencia de dos tirosinas (representadas
por Y): la que está en la posición 394 (denominada de regulación positiva) es
la tirosina que se fosforila al activarse el linfocito T, mientras que la que
está en posición 505 (llamada Tyr de regulación negativa) está fosforilada
(Tyr-P) en las células T en reposo, y se desfosforila cuando las células se
activan.
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).
Parece ser que una de sus funciones es
desfosforilar la Tyr-P situada cerca del extremo carboxi-terminal de las
proteín-quinasas (PTK) p56lck y p59fyn.
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.
Entonces, la actividad fosfatasa de CD45 provoca la
desfosforilación de la tirosina fosforilada (Tyr-P) carboxi-terminal de p56lck y
de p59fyn, lo que supone la activación de estas dos
proteín-tirosínquinasas (PTK): se autofosforilan en la otra tirosina (la de
regulación positiva).
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).
Entonces, la PLCg 1 hidroliza a este PIP2,
generando inositol-trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG), cada uno
de los cuales suponen el arranque de sendas rutas dentro de esta compleja
cascada activadora:
A.
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
·
La
calmodulina activada activa a su vez a la calcineurina, que es una fosfatasa
·
La
calcineurina activada cataliza la desfosforilación del factor NF-AT
citoplásmico fosforilado (NF-ATc-P).
·
Una vez
desfosforilado, el NF-AT emigra al núcleo, donde se junta con el factor nuclear
AP1, formando entrambos un factor de activación transcripcional de varios
genes, entre ellos el que codifica la citoquina IL-2.
- 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.
- 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.
Además de las
señales suministradas a partir del contacto entre el complejo TCR-CD3 con el
péptido-MHC, la activación del linfocito TH requiere una señal
adicional, denominada coestimulatoria, que puede consistir en alguna de las
siguientes:
la
citoquina IL-1, suministrada por la célula presentadora de antígeno (APC)
la
citoquina IL-6, de la APC
pero la
señal más potente es la que supone el contacto entre la molécula B7 (=CD80) de
la célula 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
antígeno capaces de estimular a linfocitos T. Se puede presentar en dos
versiones estructuralmente parecidas, denominadas B7.1 y B7.2.
La CD28 es una glucoproteína
homodimérica, cuyo monómero pesa 44 kDa, presente en linfocitos TH en
reposo. Cada cadena presenta un dominio de tipo V-Ig, y está muy glucosilada.
Tiene afinidad baja hacia la B7.
La CTLA-4 está codificada
por un gen cercano al de la CD28, presentando ambas grandes homologías. Pero la
CTLA-4 sólo se expresa en linfocitos TH activados, siendo su
afinidad muy alta hacia la molécula B7. Parece que interviene en las
interacciones entre TH y B
La interacción entre
CD28 y B7 ejerce un efecto sinérgico sobre la señal transmitida desde el
complejo TCR-CD3, de modo que aumenta la producción de IL-2 y la proliferación
de linfocitos T coadyuvantes.
Tras la interacción
del linfocito TH con el péptido enclavado en el surco de MHC-II
de una célula presentadora de antígeno, se pone en marcha unas rutas que
conducen a la activación de una serie de genes.
Los genes que se
activan se pueden clasificar según el momento relativo de su expresión, en tres
categorías:
- Genes de expresión inmediata (una media hora). Estrictamente
hablando, estos genes no se activan, sino sus productos ya preformados.
- Genes de expresión temprana (1 a 2 horas): son esencialmente los que
codifican las citoquinas IL-2 (así como el gen de su receptor IL-2R),
IL-3, IL-6 e interferón gamma (IFN-g).
- Genes de expresión tardía (hasta 2 días o más): los que codifican
ciertas moléculas de adhesión intercelular.
Para que se produzca
la expansión clonal de los linfocitos TH se necesita un
incremento en la expresión del gen de la interleuquina 2 (IL-2) y de su
receptor (IL-2R). En esta tarea interviene una serie de proteínas reguladoras y
factores de transcripción que se unen a secuencias específicas de la zona 5’ no
codificadora (promotor/intensificador) de los correspondientes genes:
complejo
AP1 (c-Fos+c-Jun): se une al elemento TRE
factor
nuclear NF-AT
factor
{AP1+NF-AT}, que es específico de las células T: se une al elemento ARRES
complejo Oct-1+Oct-2+OAP: se une a OBM
factor
NF-kB: se une a la secuencia kB-RE.
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 proliferación. Para ilustrar estas ideas, nos remitimos a unos
experimentos:
·
Si
ponemos en contacto linfocitos TH con APC fijadas por glutaraldehido (y que por
lo tanto no expresan moléculas B7 en su membrana), el linfocito entra en
anergia. Esto se debe a que aunque ha contactado por su complejo TCR-CD3 con el
péptido-MHC (señal #1), la APC no le ha suministrado la señal coestimultoria
(señal #2), con lo que el TH produce poca IL-2.
·
Si
ponemos en contacto linfocitos TH con APC fijadas por glutaraldehido (y que por
lo tanto no expresan moléculas B7 en su membrana), el linfocito entra en
anergia. Esto se debe a que aunque ha contactado por su complejo TCR-CD3 con el
péptido-MHC (señal #1), la APC no le ha suministrado la señal coestimultoria
(señal #2), con lo que el TH produce poca IL-2.
·
Si
ponemos en contacto linfocitos TH con APC fijadas por glutaraldehido (y que por
lo tanto no expresan moléculas B7 en su membrana), el linfocito entra en
anergia. Esto se debe a que aunque ha contactado por su complejo TCR-CD3 con el
péptido-MHC (señal #1), la APC no le ha suministrado la señal coestimultoria
(señal #2), con lo que el TH produce poca IL-2.
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.
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.
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.
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 péptidas: 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.
Unas 48 horas después de su activación, la célula T se convierte en un
blasto 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+
Tipos celulares:
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
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 T de
memoria surgen como subpoblaciones diferenciadas a partir de la proliferación
de T vírgenes y T efectores durante una respuesta primaria.
Permanecen
en reposo (fase G0) durante mucho tiempo (hasta 30 años o más), como
una subpoblación expandida, una vez que ha declinado la subpoblación
"hermana" de células T efectoras.
Están
preparadas para responder de un modo más rápido e intenso cuando se vuelvan a
encontrar con el antígeno (en la respuesta secundaria). Ello se debe en parte a
que poseen menores requerimientos para ser activadas.
En
general poseen el mismo tipo de moléculas de membrana que los T efectores
correspondientes. De hecho, los T de memoria y los T efectores son difíciles de
distinguir entre sí, salvo que los primeros están en fase G0 y
tardan más tiempo en en responder que los T armados.
Al igual
que los T vírgenes recirculan continuamente entre la sangre y la linfa, pero al
carecer de L-selectina y presentar otras moléculas de adhesión, su patrón de
recirculación es distinto: Al carecer de L-selectina, no se unen a las vénulas
de endotelio alto (HEV) de los ganglios. En cambio, tienden al tejido terciario
(no linfoide), incluyendo la lámina propia del intestino, superficies
epiteliales de pulmones, de piel, etc. En general tienden a emigrar al tejido
en el que las células T progenitoras fueron estimuladas durante la respuesta
primaria. Esto es un valor adaptativo, ya que es evidente que si un patógeno
entró por determinado sitio, es probable que una segunda entrada de ese agente
tenga lugar en el mismo tipo de tejido.
Estos linfocitos no
fueron descubiertos hasta 1986, en que se reconocieron como una pequeña
población de células T periféricas que expresan CD3 pero no el
"típico" receptor TCR a b.
Constituyen del 5 al
10% de los T periféricos, y del 1 al 3% de los residentes en ganglios y otros
órganos linfoides. Sin embargo, son muy abundantes en la piel, y los epitelios
intestinal y pulmonar.
En el epitelio
intestinal existe una población diferente de linfocitos intraepiteliales (IEL).
Expresan gd , CD3 y CD8, pero carecen de Thy-1 (que como vimos, es el
marcador de linaje de las células T maduradas en el timo). Es probable que no
procedan del timo, sino de la médula ósea.
Estos linfocitos
epiteliales no recirculan, sino que son residentes fijos en esos tejidos
epiteliales. Lo curioso es que en cada tipo de epitelio la población residente
de T g d muestra un repertorio muy limitado de reordenaciones de
segmentos variables; además proceden de "oleadas" distintas surgidas
durante la vida fetal.
