Lección 16. Maduración de los linfocitos T. Selección tímica PDF

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LECC de llos Selec LECC CCIÓ IÓ IÓN N1 16 6. M Maadu dura ra racción de os lilinfo nfo nfoci ci citos tos TT.. Selec lecci ci ción ón tímic tímicaa_______________________ Los precursores de las células T migran al timo para madurar. Las células T derivan de células madre de la médula ósea. Las células T maduras abandonan el timo y recirculan por el torrente sanguíneo hacia los órganos linfoides secundarios como los ganglios linfáticos, el bazo o las placas de Peyer, donde pueden encontrar antígenos extraños. En una zona del timo evaluarán si el TCR interacciona de forma débil con la batería de MHC. Tendremos representación de todos los MHC. Interesa que se una débilmente, porque si las cadenas alfa y beta no tienen la capacidad de interaccionar con el MHC mal. A esto se le llama selección positiva. Si se unen fuertemente se le llamará selección negativa. A los precursores de linfocitos T se les llama timocitos. Hay modelos animales deficientes en respuesta adaptativa. Ratón scid tiene un defecto que impide la maduración de los linfocitos. Ratón nude tiene un defecto que afecta al desarrollo del epitelio cortical del timo. Las células T no se desarrollan en ninguna de las dos cepas (puede demostrarse tiñendo las células del bazo con anticuerpos específicos de células T maduras y analizándolas en un citómetro de flujo, línea azul imagen). Las células de la médula ósea de ratones nude pueden restablecer las células T en ratones scid (línea roja izquierda), lo que demuestra que la médula ósea de los nude es normal y capaz de producir células T. Las células epiteliales del timo de ratones scid pueden inducir la maduración de las células T en ratones nude (línea roja derecha). Con esto se demuestra que el timo proporciona el ambiente esencial para el desarrollo de células T. En el timo de dan los procesos de proliferación, diferenciación y selección. Recordar la estructura del timo. Células de no origen hematopoyético en el córtex. Habrá muchos timocitos que evalúan si el TCR es funcional o no, si se une o no con el MHC de las células epiteliales. Si los timocitos se unen fuertemente a MHC, serán eliminados por apoptosis en el entorno medular. Un timocito que no haya sufrido selección positiva no puede sufrir selección negativa. Si expresan CD3, 4 o 8. Cuando los precursores de linfocito entran en el timo son negativas para TCR y todos estos CD. Las llamamos dobles negativas en referencia a que no expresan ni CD4 ni CD8. Entran en el timo. Una proporción, escogerá recombinar en los loci a gamma delta, que son una proporción pequeña. Estos linfocitos gamma delta expresarán CD3 cuando acaban la recombinación somática y no expresarán ni CD4 ni CD8. Otra proporción recombinará primero beta, y seguirán siendo dobles negativos, cuando el locus beta está recombinado se muestra en superficie y se evalúa si es funcional. Si es funcional, en esa célula se activa la expresión de CD4 y CD8 y se recombina el locus alfa. A partir de aquí, los linfocitos serán dobles positivos CD4 y CD8. La mayor parte van a morir porque no interaccionarán con MHC. Los que sí puedan, conservarán CD4 o CD8. Pasarán a ser timocitos positivos sencillos, o CD4 o CD8. En la zona medular se verá si son autorreactivas, si se unen fuertemente a antígenos presentados por las células de origen hematopoyético, y si no reacción con antígeno propio irán a la periferia. Cambios en las moléculas de superficie permiten distinguir poblaciones de timocitos en diferentes estadios. Las moléculas de superficie más importantes para identificar subpoblaciones de timocitos han sido CD4, CD8 y las moléculas del complejo del receptor de las células T (CD3, α y β). La población más temprana del timo no expresa ninguna de ellas. 1

Como estas células no expresan ni CD4 ni CD8, se denominan timocitos doble negativos (las células γ.δ encontradas en el timo también carecen de CD4 y CD8, pero son una población minoritaria). La maduración de las células T αβ se produce a través de estadios donde ambos CD4 y CD8 son expresados por la misma célula, junto con el receptor pre – T (pTαβ) y posteriormente con niveles bajos de receptor T (αβ). Estas células son conocidas como timocitos dobles positivos. La mayoría de los timocitos mueren en el timo después de convertirse en células pequeñas dobles positivas. Aquellas cuyos receptores se unen a moléculas de MHC propio pierden la expresión de uno de los dos, CD4 o CD8 y aumentan el nivel de expresión del receptor T. El resultado de este proceso son los timocitos positivos sencillos, que después de su maduración son exportados fuera del timo como células T maduras positivas simples.

Evaluación de la expresión de CD4 y CD8. En el timo veremos las dobles + y – y las simples. Con sangre, no tendremos la población doble positiva porque solo la encontramos en el timo.

Expresión de CD4 y CD8 en los timocitos. La maduración de los timocitos se puede seguir por los cambios de la expresión de los correceptores CD4 y CD8. Se ilustra un análisis citométrico de flujo en dos colores de los timocitos utilizando anticuerpos anti – CD4 y anti – CD8, cada uno de ellos marcado con un fluorocromo diferente. Los porcentajes de todos los linfocitos que constituyen cada una de las poblaciones principales se muestran en los cuatro cuadrantes. El subconjunto menos maduro son los linfocitos CD4-CD8- (dobles negativos).

Fas Fases es d de e la madur maduració ació ación n de los lin linfocito focito focitoss T Los timocitos más inmaduros no expresan el RLT ni los correceptores CD4 y CD8. Se encuentran en la zona cortical del timo. A partir de aquí, los timocitos migran hacia la corteza y a través de ella, donde se produce la mayoría de los fenómenos posteriores de maduración. Los inmaduros son dobles negativos y se conoce como la fase de pro – T. Las proteínas Rag 1 y Rag 2 se expresarán por primera vez en esta fase y son necesarias para la reorganización de RLT y se alargará hasta la fase de pre – T. La recombinación somática se da en el timo, y es donde se activa Rag 1 y Rag 2. Se expresará el enzima TdT de forma simultánea, y añadiremos nucleótidos sobre el locus que se estará recombinando. Esto en los locus alfa y beta. Cuando se acaba la recombinación de beta, veremos la cadena beta junto con cadena alfa pre T. 2

Receptor pre T, asociado a dímeros de cadena Z y de CD3. La expresión de CD3 la necesitamos desde que el timocito hace la recombinación somática para ver si la cadena beta que se está sintetizando es funcional.

En el caso de que sea funcional, y este complejo se active, en una parte de los linfocitos T, harán exclusión de la cadena beta, un 70%, y habrá una entrada temporal en ciclo celular, y generaremos células hijas que tengan el locus beta funcional. Estimularemos la expresión de Rag 1 y 2, que recombinarán el primer locus de cadena alfa, y en cada célula hija, la recombinación puede ser al azar. Simultáneamente el timocito expresará CD4 y CD8. Ahora empieza la selección positiva. Selección positiva  Se busca que el timocito interaccione con el MHC y detectar que CD ha reconocido a MHC. CD8 reconoce MHC I, y CD4 reconoce a MHC II. Si la interacción en este compartimento con el MHC sea muy fuerte, será deleccionado. Lo que sale a circulación son simple positivos como colaboradores o citolíticos en función de qué CD han mantenido. Caso hipotético: célula epitelial presentando péptido por MHC, el timocito expresa todo, pero no interacciona. Lo que ocurre es que muere por apoptosis. No ha superado la selección positiva.

Si interacciona con MHC II con baja afinidad, el timocito se mantiene en el sistema y solo quedará CD4, pasa a ser en un positivo sencillo, y pasará a ser un colaborador.

Se supera esta fase y se pasa a parte medular. Si se produce una unión de elevada afinidad con algunos de los MHC presentado por células presentadoras, no supera la selección negativa. 3

En el caso del TCR gamma delta, es una población doble negativa, y no restringida por el MHC propio, porque sobre esta población no se aplica la selección positiva.

Diferencias entre maduración de linfocitos B y T.

Médula ósea con Haplotipo a y b. Animales receptores de Haplotipo o A o B, pero sin médula. Una vez estos animales, su médula se reconstruyen, se les inmuniza, dejaremos pasar un tiempo, cogeremos sus linfocitos T del bazo, e in vitro los incubaremos con células presentadoras que tengan MHC de Haplotipo a o b. Animal MHC a, da lugar a una situación en la que los linfocitos T responden a células presentadoras de MHC a. Esto es debido a la restricción de MHC propio en el timo del animal de Haplotipo a. No tiene MHC b. Los timocitos que proceden de precursores de la médula ósea contienen a y b, pero lo importante es lo que ve el timocito. Modelos modificados genéticamente. El TCR que generan solo puede interaccionar con MHC I. En el timo hay expresión de MHC I y II, pero en circulación solo hay CD8+. El impacto fisiológico sería que solo generaríamos linfocitos T citolíticos. Situación opuesta: tenemos un organismo modificado en el que la mutación recae sobre el MHC II. En esta situación, estaremos en una situación donde solo se podrá seleccionar CD8+. Si hay una modificación que solamente MHC II se expresa en el epitelio tímico, lo que pasa es que la selección positiva es normal, los linfocitos T los generamos, los CD4 no están teniendo problemas, pero no podremos presentar péptidos mediante MHC II y habrá inmunodeficiencia. Deficiente con MHC I, tendremos CD4 – y CD8 -. Dobles positivos también los tendremos. CD4+ se conservará debido a selección positiva, porque el CD4+ interaccionará con MHC II, independientemente de que haya un MHC I ausente. CD8+ no estarán porque no habrá selección positiva para ellos porque el animal es deficiente para MHC I. En el caso de que tengamos una deficiencia de MHC II, se verá afectada la población de CD4+.

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Tenemos dos grupos de animales, tienen un patrón genético diferente, uno es H – 2 k, y el otro H – 2 d. Con el primer grupo, tendrá doble positiva y TCR / CD8. Con el segundo grupo, tendremos doble positiva, pero no TCR / CD8 porque es un transgénico, y no reconocerá MHC I, por tanto, no habrá selección positiva. En ninguno no tendrá expresión de CD4+ porque no es un linfocito colaborador. En el primer gráfico y en el segundo hay doble positivo. Pero el de la derecha no hay selección positiva en CD8 porque es transgénico y no puede reconocer al MHC I.

El péptido H – Y solo lo tenemos en machos y esto lo vemos en la tabla. En los machos tendremos selección positiva, pero no negativa si porque el péptido es propio, y las células se eliminan. La hembra pasa la positiva porque tiene Haplotipo H – 2 Db (se podrán unir aunque sea débilmente. En los H – 2Dk no tendremos positiva. En los otros dos la selección negativa no se supera. En los machos, la selección negativa se ha cargado a los linfocitos T, por tanto, no tendremos. En las hembras sí porque no hay selección negativa.

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