Maduración, activación y diferenciación de los
linfocitos T
GRUPO #2
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.
Los linfocitos Th17:
Son distintos a los Th1 y Th2 y se
caracterizan por producir IL-17, TNF-alfa, IL-6, IL-22 y GM-CSF. Inicialmente
estos linfocitos fueron detectados en infecciones por Borrelia burgdorferi, pero fue su
identificación en enfermedades autoinmunes, lo que causó un gran revuelo e
investigación para caracterizar su proveniencia y función.
Contrastando con el dogma predominante que establecía que los linfocitos
Th1 eran responsables de la patogénesis de la mayoría de las enfermedades
autoinmunes órgano-específicas, se observó que ratones inhabilitados
genéticamente para producir IFN-gamma eran mas susceptibles a desarrollar
artritis y encefalitis que los ratones salvajes control. Igualmente se demostró
que la IL-12, otra citocina asociada con Th1, no era necesaria en la inducción
de la enfermedad autoinmune.
Las células dendríticas activadas después de capturar cierto tipo de
antígenos por la vía de receptores tipo Toll (TLR) producen TGF-beta, IL-6 e
IL-23 induciendo la proliferación de Th17. Estas células, a su vez, secretan
IL-17A e IL-17F, promoviendo el reclutamiento de leucocitos polimorfonucleares
en infecciones agudas o heridas. La IL-17 también promueve la producción de
GM-CSF, IL-6 y TNF-alfa, las cuales sustentan a los linfocitos Th17 que
participan en las lesiones crónicas de enfermedades inflamatorias autoinmunes o
causadas por microorganismos. Estas citocinas también activan a células
epiteliales, endoteliales, estromales y fibroblastos, las cuales a su vez
producen mas mediadores como IL-1, IL-6, TNF-alfa, iNOS, metaloproteinasas y
qumiocinas que inducen inflamación.
Recientemente se ha demostrado que los linfocitos Th17 también participan
en la patogénesis de enfermedades inflamatorias. Blauvelt (2007) propone,
después de una excelente reconstrucción teórica, que la psoriasis debe ser una
enfermedad Th17. De igual manera, los linfocitos Th17 pudiesen ser importantes
en otras enfermedades o desordenes cutáneos caracterizadas por proinflamación e
inmunopatología.
La investigación sobre los Th17 ha permitido señalar tres vías
independientes y exclusivos de respuestas inflamatorias: IL-12/
IFN-gamma, IL-4/IL-5/IL-13 e IL-23/IL-17. La identificación de la vía
involucrada en las distintas formas clínicas o estadios de una enfermedad
permitirá la aplicación de esquemas terapéuticos mas precisos y certeros.
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