Tema 12. El linfocito T PDF

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Warning: TT: undefined function: 32 Warning: TT: undefined function: 32TEMA 12. TCR Y ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS T12. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL RECEPTOR TCRSe trata de un complejo proteico presente en la membrana de los LT mediante el que reconocen el antígeno extraño acoplado a moléculas MHC/HLA permi...

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Marta Cortina Agudo. Universidad Francisco de Vitoria TEMA 12. TCR Y ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS T 12.1. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL RECEPTOR TCR Se trata de un complejo proteico presente en la membrana de los LT mediante el que reconocen el antígeno extraño acoplado a moléculas MHC/HLA permitiendo el inicio de su activación. Es un heterodímero formado por dos cadenas polipeptídicas transmembrana, denominadas α y β, unidas de forma covalente entre sí mediante puentes disulfuro. Las células que lo expresan son las células LTαβ. Es la forma mayoritaria. Un tipo menos frecuente de TCR está compuesto por cadenas γ y δ, y las células que lo expresan se llaman LTγδ.

Estructura: Cada cadena α y β posee: • • • •

Un dominio distal variable (V) N-terminal, que contacta con el MHC-péptido. Un dominio proximal constante (C). Una región transmembrana. Una región C-terminal citoplasmática corta: debido a su longitud, las cadenas no son eficaces en la transmisión de señales de reconocimiento del antígeno, así que se tienen que asociar físicamente a otras moléculas que les permitan transmitir señales.

Las moléculas encargadas de la transmisión de la señal a las que se encuentra acoplado el TCR son las proteínas CD3, las cuales forman el complejo CD3, y la cadena ζ: •

Complejo CD3: está formado por tres monómeros, denominados γ, δ y ε. Son glicoproteínas con un dominio extracelular de tipo inmunoglobulina y un dominio citoplasmático que contiene un dominio ITAM. Dos cadenas ε se asocian, cada una, con

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una cadena γ y con una δ, dando lugar a dos dímeros. Por lo tanto, todos los LT son CD3+. Dos cadenas ζ: tienen un dominio extracelular muy corto, pero un dominio intracelular muy amplio con hasta tres dominios ITAM. Se sitúan entre los dos dímeros de las proteínas CD3.

Las proteínas CD3 y la cadena ζ son idénticas en todos los LT. Tienen la única función de la transmisión de señales, pero no participan en el reconocimiento del antígeno, ya que son cadenas invariables. Las cadenas α y β son las únicas implicadas en el reconocimiento del antígeno. Las proteínas CD3 y ζ se asocian de forma no covalente al heterodímero del TCR y, cuando el TCR reconoce antígenos, transducen las señales, gracias a los dominios intracitoplasmáticos con secuencias ITAMs, que provocan la activación de los LT. TCR=RLT

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Marta Cortina Agudo. Universidad Francisco de Vitoria También, un co-receptor CD4 o CD8, dependiendo de si se trata de un LT helper o un LT citotóxico, se encuentra anclado en la membrana. La activación de la proteína Lck asociada al co-receptor promueve una mayor activación celular gracias a que produce una mayor transmisión de señales intracelulares, al reclutar proteínas celulares que activan los residuos ITAM. 11.2. GENÉTICA DEL TCR La diversidad en el repertorio de TCR se genera por asociaciones combinatorias de múltiples genes V, D y J en la línea germinal y la diversidad de la unión generada por la adición o eliminación de nucleótidos aleatorios en los lugares de recombinación. Es el mismo mecanismo que ocurre en el BCR. 11.3. TCR EN LA SELECCIÓN TÍMICA Los LT durante su proceso de maduración se denominan timocitos. Los linfocitos válidos en periferia son aquellos con capacidad de reconocimiento de péptidos extraños unidos a MHC propias. Como en el proceso de maduración se produce la recombinación al azar de los genes, es muy probable que durante el mismo se generen: • •

TCR que no reconozcan el MHC propio. TCR que reconozcan péptidos propios con mucha avidez, lo que se traduciría en enfermedades autoinmunes.

Ambos resultan inútiles para el sistema. Por ello, tiene lugar un proceso de selección positiva y selección negativa. Estadios de diferenciación de los LT:

En timo: 1. Célula pro-T: no hay expresión de TCR. En esta fase tiene lugar el reordenamiento de los genes de la cadena β. Se cree que los linfocitos TCRγδ derivan de este estadio. 3

Marta Cortina Agudo. Universidad Francisco de Vitoria 2. Célula pre-T: hay una única cadena de TCR, la cadena β. Tiene lugar el reordenamiento de segmentos de la cadena α. 3. Doble positiva (DP): se expresa el TCR completo. También se expresan moléculas de CD3. Recibe ese nombre porque también expresan CD4 y CD8. En esta fase tiene lugar la selección positiva y negativa. 4. Simple positivo: expresa CD8 o CD4 (no las dos). En periferia: 5. Célula T madura o linfocito T maduro naive: está listo para ser activado. Selección positiva y negativa: •

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Selección positiva: sucede en la corteza tímica. Sólo sobrevivirán los timocitos capaces de reconocer moléculas de MHC propias en las células epiteliales tímicas. Los timocitos que no son capaces de reconocer las moléculas de histocompatibilidad propias sufrirán un proceso de apoptosis (90-95%). Selección negativa: sucede en médula tímica. Mueren por apoptosis aquellas células con receptores de alta afinidad por MHC- péptido propio, es decir, timocitos autorreactivos. El repertorio de LT generado únicamente tiene que ser capaz de reconocer péptidos extraños unidos a MCH propio. Esta capacidad se denomina autotolerancia, la cual garantiza que el SI no responda a antígenos propios.

Las células T reguladoras o LTreg salen del timo, reconocen de manera moderada antígenos propios, pero no se mueren. Tienen características de células supresoras. Son CD4+. Selección de simples positivos y LT maduros: Tras los mecanismos de selección, se determina el futuro linaje de los linfocitos T. En las células DP (CD4+ CD8+), eI TCRab puede tener afinidad por las moléculas MHC de clase I o clase II. De manera que ocurre por azar: • •

Si tiene afinidad por clase I, dejarán de expresar CD4 y conservarán CD8 Si tiene afinidad por clase II, dejarán de expresar CD8 y conservarán CD4.

Se originan entonces LT CD4 o CD8 simples positivos (SP), que abandonan el timo y pasan a la circulación periférica: • •

CD4+ CD8 TCRα-β+ maduras: LT colaboradores (Th). CD4 CD8+ TCRαβ+ maduras: LT citotóxicos (Tc).

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CD4+ CD8- TCRαβ+ y FOXP3+ CD25+: LT reguladores (LTreg). FOXP3 es un marcador, un factor de transcripción intracelular que permite mantener la supresión del sistema inmunitario.

CD4 y CD8 son mutuamente excluyentes, siendo la relación CD4:CD8 = 2:1 en periferia. En el VIH disminuyen los CD4 y el ratio disminuye.

(en timo)

11.4. CLASES DE LT •

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LT cooperadores (LTh): o Expresión característica de la proteína CD4 (CD4+): glucoproteína transmembrana de 55kD de una sola cadena polipeptídica, con 4 dominios Ig. o Producción de citocinas y expresión de moléculas efectoras (CD40L) que activan otros tipos celulares (como los LB T- dependientes). LT citolíticos o citotóxicos (LTc): o Expresión característica de la proteína CD8 (CD8+): heterodímero de una cadena CD8a y CD8b u homodímero de dos cadenas CD8a (unión puentes S-S). o Actividad citotóxica: muerte de células diana por mecanismos 1) Fas-FasL y 2) liberación de gránulos de perforina-granzima.

Linfocitos Treg: dependiendo del origen hay dos subpoblaciones de LTreg. o LTreg tímicos o naturales. o LTreg inducidos o periféricos. 5

Marta Cortina Agudo. Universidad Francisco de Vitoria Características: ➢ Son CD4+ CD25+ FOXP3+. ➢ Tienen la capacidad de suprimir la función de otras subpoblaciones efectoras. ➢ La función más importante es mantener la tolerancia a lo propio. La inhibición se produce por expresión de citoquinas inmunosupresoras: ▪ TGF-β: inhibe la función de los macrófagos, las NK y los LTc. ▪ IL-10: inhibe la activación de CD y macrófagos. Un defecto en la función de los LT Treg contribuye a un gran número de enfermedades autoinmunes y patologías inflamatorias, ya que son las células que controlan a través de muchos mecanismos la no-activación desmesurada de los linfocitos. •

Linfocitos Tγδ: se cree que surgen a partir del estadio de pro-T. o El heterodímero γδ se asocia a las proteínas CD3 y ζ de la misma forma que lo hacen los heterodímeros αβ del TCR. o Constituyen menos del 5%. Especialmente importantes en tejidos epiteliales. o Reconocimiento de antígenos vía CD1. Su activación es MHC-independiente. o Actividades biológicas: secreción de citocinas y quimiocinas, activación LB, maduración de células dendríticas…

11.5. ACTIVACIÓN GENERAL DEL LT

Interacciones necesarias en la activación del LTh:

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Marta Cortina Agudo. Universidad Francisco de Vitoria Se necesitan tres señales: • • •

Señal 1: interacción TCR-MCH-II unido a antígeno extraño de la célula APC. Señal 2: interacción CD28 del LT con CD80/CD86 (B7) de la célula APC. Señal 3: señal mediada por citocinas. Se produce la interacción del LT con citoquinas. Es decir, la célula APC produce IL-2, citoquinas que interaccionan con el LT. El LT secreta de forma paracrina o autocrina más IL-2, las cuales también interaccionan con el propio LT provocando su activación. Hace que los LT salgan de la fase G0 y entren y progresen en el ciclo celular. Ello provoca la proliferación y posterior diferenciación del LT en dos subpoblaciones: células efectoras y memoria.

1. Señal 1. Interacción MHC-Ag/TCR: La interacción del complejo MHC-péptido con el TCR permite la formación de la sinapsis inmune. La sinapsis inmune comprende los múltiples contactos que tienen lugar entre el LT y la célula APC, y que permitirán la activación del LT. El papel de las moléculas de adhesión es muy importante en la estabilización de la unión de los LT a las APC, permitiendo así que el TCR esté unido al complejo MHC-antígeno el tiempo suficiente para transducir las señales necesarias.

2. Señal 2. Señales co-estimuladoras: En la superficie de las células presentadoras existen moléculas estimuladoras B7: B7-1 (CD80) y B7-2 (CD86). Interaccionan con la molécula CD28 en la superficie del LT. La interacción CD28-B7 permite una señalización intracelular que coopera con la señal del TCR-MHC para promover la supervivencia, proliferación y diferenciación de los LT. En definitiva, se produce la amplificación de la señalización del TCR que aumenta la posibilidad de activación del LT. La molécula B7 se expresa en niveles muy bajos de manera basal en células B y macrófagos.

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Marta Cortina Agudo. Universidad Francisco de Vitoria La expresión de B7 es casi nula si la célula APC expone un péptido propio, para que éste no sea reconocido. La molécula coestimuladora se expresará únicamente tras el contacto con el patógeno con una presentación antigénica exitosa (CD inmaduras vs CD maduras).

El proceso de diferenciación desde un linfocito Th novato hasta un linfocito efector se denomina polarización. Diferenciación de los LTh:

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Marta Cortina Agudo. Universidad Francisco de Vitoria Th0 es un estado intermedio de diferenciación. No se ha diferenciado en nada todavía. Es el linfocito T naive CD4+. Un ambiente rico en citoquinas específicas provocará, según el tipo de citoquina producida, la diferenciación del Th0 en una subpoblación efectora determinada u otra; es decir, cada tipo de citoquina inducirá la diferenciación del LTh en un tipo u otro de LTh efector. Cada linaje de LTh efector expresa unos factores de transcripción específicos: • • • •

T-bet en Th1. Gata3 en Th2. RORγt en Th17. Foxp3 en Treg inducidos periféricos.

11.6. ACTIVACIÓN DE LOS LT CD8+ La reacción inmunitaria mediada por el LTCD8 puede dividirse en dos fases: 1. Activación de un LTCD8+ naive y generación de células efectoras, CTL (linfocitos T citotóxicos efectores). Se necesitan tres señales: • 1ªseñal: MHC-I unido a antígeno/TCR. • 2ª señal: moléculas coestimuladoras (CD28-B7). • 3ª señal: citocinas, especialmente IL-12, que pueden ser secretadas por la célula presentadora o por LTh activados; además de IL-2. 2. Reconocimiento y destrucción: CTL (pre)activados reconocen complejos antígeno-MHC clase I en células blanco específicas situadas en tejidos, lo cual los lleva a destruir dichas células blanco a través de los mecanismos de muerte de las NK (liberación de gránulos perforina/granzima y Fas/FasL). 11.6. RECUPERACIÓN DE LA HOMEOSTASIS Las respuestas de los linfocitos T disminuyen después de que las células efectoras hayan eliminado el antígeno. Cuando se han eliminado los antígenos, muchos de los linfocitos T activados mueren mediante apoptosis, lo que constituye un mecanismo homeostático que devuelve el sistema inmunitario a su estado basal de reposo después de haber eliminado la infección. Se generan entonces las células memoria. Linfocitos memoria: Solo una pequeña fracción de células efectoras sobreviven a los mecanismos de apoptosis y se transforman en células memoria. Estas células están preparadas para responder más rápida y eficazmente al Ag en exposiciones posteriores. Hay dos tipos:

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Células memoria central: se localizan en órganos secundarios y ganglios linfáticos. Tienen una alta capacidad proliferativa. Están relacionadas con la activación de los LB ante una segunda exposición o posteriores. Células memoria efectoras: se sitúan en zonas periféricas, especialmente en mucosas. Responden las primeras, y producen rápidamente citocinas, en especial IFN-γ.

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