MADURACIÓN DE LOS LINFOCITOS T

Reorganización secuencial y la expresión de los genes del RLT.

Proliferación celular.

Selección inducida por el antígeno.

Adquisición de capacidades funcionales.

• Refiriéndonos a los linfocitos con receptores de tipo a b, podemos hacer un avance resumido de estos procesos de maduración y activación:

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. 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.

RECEPTORES DE QUIMIOCINA

QUIMIOCINA

MADURACIÓN DE LAS CÉLULAS T

El estroma tímico surge al inicio del desarrollo embrionario a partir de capas ectodérmicas y endodérmicas de la tercera bolsa faríngea 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.

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.

H. PEPTIDICAS: timulina, timosina a1, factor humoral tímico, timopoyetina.

Rutas de desarrollo en el linaje de las células T

El primer marcador de superficie en aparecer CD2, ya no se pierde (por lo tanto, se trata de un marcador que caracteriza al linaje de T). Estas celulas CD4- CD8- (dobles negativas) pueden escoger dos vías alternativas:

• En una de las dos rutas, las células hacen reordenaciones productivas de gamma y delta y expresan CD3 en su membrana. Suponen sólo <1% de los timocitos. Son las primeras en aparecer: se detectan al b, pero desaparecen al nacimiento.

• La mayoría escoge la siguiente vía alternativa:

• día 16º: se reordenan genes de cadenas beta. Si no se logran reordenaciones productivas, entran en apoptosis. Si la reordenación es productiva, la cadena beta 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 alfa.

• 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 células con TCR capaces de reconocer MHC-I o MHC-II de células epiteliales del timo. Se garantiza la restricción por propio haplotipo de las células T.

• selección negativa: células que han pasado 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+.

• abandonan el timo como linfocitos T maduros (inmunocompetentes) vírgenes, circulan por la periferia, pudiéndose establecer en órganos linfoides secundarios (ganglios) y recirculando continuamente entre sangre y linfa, a la espera de encontrar su antígeno; si no lo encuentra, muere al cabo de unas 5 a 7 semanas.

Localización intratímica de las diversas fases madurativas:

• Linf T doble negativos se localizan en la zona subcapsular de la corteza.

• Linf T pequeños 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

• Las células del estroma tímico: células epiteliales tímicas, macrófagos y células dendríticas cumplen rol importante; 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, 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 (estan provistas de largos procesos de membrana y permiten contactos simultáneos con varios timocitos). Se sugiere que 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 libra a estos timocitos de la muerte celular programada

• Algunos timocitos que sobreviven a la selección positiva 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.

ACTIVACIÓN DE LOS LINFOCITOS T COADYUVANTES

La activación y expansión clonal de TH es el 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.

• los linfocitos T vírgenes son células en reposo que se encuentran "aparcadas" en la fase G0 del ciclo celular

• 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.

• Esta interacción inicial 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.

• IL-2 por parte de los linfocitos TH hace salir 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.

• Se requieren, además señales coestimulatorias. Deben suministrarse 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

La señal coestimulatoria

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. Presenta dos versiones de estructura parecidas, B7.1 y B7.2.

• La CD28 es una glucoproteína homodimérica, monómero 44 kDa, 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 codificada por un gen cercano al de la CD28, presentando ambas grandes homologías. CTLA-4 sólo se expresa en linfocitos TH activados, siendo su afinidad muy alta hacia la molécula B7. Interviene en 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.

Activación génica

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). Estos genes no se activan, sino sus productos ya preformados.

• Genes de expresión temprana (1 a 2 horas): 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): codifican ciertas moléculas de adhesión intercelular.

• La expansión clonal de los linfocitos TH, necesita un incremento en la expresión del gen de la interleuquina 2 (IL-2) y de su receptor (IL-2R)

Diferenciación de linfocitos T hacia T cooperadores (Th) o reguladores/supresores (Treg)

Linfocito T CD4+ naïve

Célula presentadora (APC)

Linfocito T Th1

Linfocito T Th2

Linfocito T Treg

citoquinas

Linfocito T anérgico

Linfocito T Th17

No recibe señal coestimuladora de la APC

Diferenciación de linfocitos T hacia T cooperadores (Th) o reguladores/supresores (Treg)

IFN, TNF IL-2 (IgG1)

IL-13, IL-4 (IgE)

IL-10,TGF-1(IgG4, IgA)

citoquinas

No produce citoquinas, no prolifera

Linfocito T CD4+ naïve IL-17

Célula presentadora (APC)

No recibe señal coestimuladora de la APC

Desequilibrios en la proporción de subpoblaciones T se asocian a inmunodeficiencias, alergias, o autoinmunidad

Linfocito T Th1

Linfocito T Th2

Linfocito T Treg

Linfocito T anérgico

Normal Inmunodeficiencia Alergia Autoinmunidad

Linfocitos T efectores

Unas 48 horas después de su activación, la célula T se convierte en blasto (aumenta su tamaño) y comienza a proliferar en el ganglio linfático, diferenciándose en 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: T matadoras (citotóxicas), fenotípicamente CD8+.

• TH1: T inflamatorias, activa a macrófagos. fenotípicamente CD4+.

• TH2: T colaboradoras o coadyuvantes, especializadas en secretar ciertas citoquinas esenciales en activación de células B y T. Suelen ser CD4+.

Linfocitos T de memoria

Los T de memoria es subpoblacion diferenciada a partir de la proliferación de T vírgenes y T efectores durante una respuesta primaria.

Permanecen en reposo (fase G0) (hasta 30 años o más), como una subpoblación expandida, una vez que ha declinado la subpoblación "hermana" de células T efectoras.

• Preparadas para respuesta más rápida e intensa cuando se vuelvan a encontrar con el antígeno (en la respuesta secundaria). Poseen menores requerimientos para ser activadas.

• Poseen el mismo tipo de moléculas de membrana que los T efectores correspondientes. Los T de memoria y los T efectores son difíciles de distinguir entre sí, los primeros están en fase G0 y tardan más tiempo en responder que los T armados.

• Igual que los T vírgenes recirculan continuamente entre la sangre y la linfa, como carecen de L-selectina y presentar otras moléculas de adhesión, 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. 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.

TCR-1 (gamma/delta): no requiere MHC clásico, y no participan CD4 ni CD8. Estos LT que se diferencian en la médula ósea y/o en el timo, van a recubrir las superficies epiteliales, aunque también se encuentran en sangre y ganglios linfáticos. Son LT con actividad citolítica constitutiva, lo cual puede ser una primera línea de defensa contra microorganismos al destruir células infectadas. El reconocimiento de del Ag es por interacción proteína/proteína previo procesamiento del antígeno..

Al activarse, pueden adquirir CD8 alfa/beta.

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.