1

Células T novatas, efectoras y memoria

Tipos de linfocitos T efectores

Paradigma Th1-Th2

Nueva clasificación de células efectoras y

memoria

Diferenciación de los linfocitos T tras la estimulación antigénica

Introducción• El SI es capaz de responder ante distintos patógenos gracias al conjunto de células que circulan en sangre

con diferente especificidad antigénica (pool de distintos TCR).

• Las células T se producen en el timo y son transportadas a la sangre periférica

• En ausencia de presentación antigénica, las células T (llamadas novatas) pueden permanecer en circulando durante años (Turn-over muy bajo)

• Tras presentación antigénica: las células T activadas (primed) o memoria son capaces de alcanzar tasas de proliferación muy altas, existiendo mecanismos de control mediante citocinas y apoptosis.

• Para mantener la homeostasis de este pool de células T se necesita:

• Nuevas células T del Timo

• mecanismos capaces de mantener la supervivencia y la proliferación homeostática de las células novatas y memoria.

2

Expansión clonal y diferenciación efectora de linfocitos T

Reconocimientode antígeno

APC Linfocito Tnovel

Expansión clonal(AUTOCRINA)

Receptor IL 2

DIFRENCIACIÓN TH1(PARACRINA)

´DIFERENCIACIÓN TH2(AUTOCRINA)

IL-4

IL-12IL-2

Linfocito T efector Th1

Linfocito T efector Th2

Lifocito Tactivado

IFNγ

Linfocitonovel

Linfocitoefector 1º

Linfocitomemoria

Reconocimientoantigénico

Generación de células T memoria

Linfocitoefector2º

expansión clonallinfocitos efectores

Reversión a fenotipo efector

Apoptosis porabstinenciade antígeno

Subsistenciapese a laabstinenciade antígeno

Ag

Ag

SEARCH SEARCHDESTROY DESTROY

3

Memoria inmunológica.• Estado alterado de la capacidad de respuesta

inmune resultante de un contacto previo con el antígeno.

• Respuesta inmune más rápida e intensa

• Se debe a la Supervivencia de células memoria de varios tipos

• Th, CTLs, Células B memoria

La vida del linfocito T maduro1. Extravasación en

vénulas endoteliales altas

2. Exploración APCs3. Recirculación o

activación4. Proliferación,

diferenciación y recirculación

4

Antígeno de diferenciación célulasnoveles

célulasefectoras

célulasmemoria

Moléculas de adhesiónCD11b - ++ -CD49d - ++ +CD62L (LNHR) + - +

Experiencia antigénica CD57 - ++ -CD45RA + + -CD45RO - - +

Regulación de la apoptosis CD95 - + +CD95L - + +/-

Características que diferencian a las células memoria de las células T efectoras.

CCR7

Cambio en la expresión de isoformas de CD45

5

Novatas Memorias Efectoras

CD45RA (HMW)

CD45RO (LMW)

Alteraciones en el patrón de expresión de isoformas del LCA (CD45)

43

1 2

Activación linfocitaria y cambios en las isoformas de CD45

6

DermisLaminapropia

Linfáticosaferentes

Linfáticoseferentes

Gangliolinfático

Gangliomesentérico

Alteraciones en la recirculación y direccionamiento de linfocitos T novatos efectores y memoria

CLA α4β7

Novatas Memorias Efectoras

Inte

nsid

ad d

e ex

pres

ión

α4β7

CLA

CD62L

CCR7 CCR7

CD62L

Alteraciones en el patrón de expresión de moléculas de adhesión en linfocitos T

7

Alteraciones en el patrón de expresión de moléculas de adhesión

Novatas Memorias Efectoras

CD62L (LNHR)

CD11b

CD49d

CD57

α4β7CLA

Linfocitos T efectoresSon capaces de luchar contra la fuente del antígeno extraño: –CD8 CTL–CD4 Th1–CD4 Th2

8

célulasnoveles

células efectoras

célulasmemoria

Expresión génica IL-2 + - ++IL-4 - - +IFN γ - ++ ++TNFα - ++ ++Perforina - ++ ±Granzima - ++ ±

Función citotoxicidad - ++ ±Diferenciación de células B - inhibe estimula

Características de células efectoras CD8+

Novatas Memorias Efectoras

Inte

nsid

ad d

e ex

pres

ión

Perforina y granzima

Actividad citotóxica

Alteraciones en el patrón de actividad citotóxica de linfocitos CD8

PrimingCebado por APCEn OLS

Acción citotóxica contra células infectadas

Restimulaciónpor APCEn OLS

9

célulasnoveles

células efectoras

célulasmemoria

IL-2 + ++ ++IL-4 - ++ (Th2) ++IFN γ - ++ (Th1) ++

TNF α - ++ ++Perforina - - -Granzima - - -

FunciónDiferenciación de células B - ++(Th2) +

Proinflamatoria - ++(Th1) +

Expresión génica

Características de células efectoras CD4+

Novatas Memorias Efectoras

Inte

nsid

ad d

e ex

pres

ión

IFNγ

IL-4

IL-2

Alteraciones en el patrón de expresión de citocinas en linfocitos CD4

CXCR3

CCR4

10

Linfocitos T efectoresSon capaces de luchar contra la fuente del antígeno extraño:

Linfocitos Tc vs Th

Perforinasgranzimas

FasL

Citocinas

CD40L CD40

CD12X

Fas

TcCD8

ThCD4

ApoptosisCélula diana

ActivaciónCélula BMacrófago

11

Linfocitos Tefectores

• Citotóxico• Proinflamatorio• Th1 (IFNγ)• Cooperador de IgE• Th2 (IL-4)• Cooperador de IgA• Th3 (TGFβ)

Funciones de los distintos tipos

12

Linfocitos T citotóxicos CD8 (CTL)

• 1. Reconocen el antígeno en células infectadas • 2. Secretan gránulos con perforinas y

fragmentinas expresan FasL de membrana• 3. Inducen su muerte programada

Activación de linfocitos CD8CD4 independiente CD4 dependiente

13

Dicotomías en las respuestas inmunes

• Respuestas inmunes pueden ser celulares-inflamatorias (tipo 1) o mediadas por anticuerpos (tipo 2).

• Controversia celular humoral Metchinkoff-Erlich• Antagonismo entre procesos y entre sus defensores• La respuesta dominante varia en función del huésped y el

patógeno. • El tipo de polarización de la respuesta condiciona la

evolución del proceso infeccioso.

Paradoja

• Las respuestas de anticuerpos y las respuestas celulares son promovidas por el mismo tipo celular, el linfocito CD4.

• ¿Cómo un mismo tipo celular puede ser responsable de dos respuestas distintas y antagónicas?

14

Especialización en la producción de citoquinas

Los linfocitos CD4 podrían ser heterogéneos en cuanto a su producción de citocinas

Paradigma Th1/Th2 clásico

• Mosmann A la dicotomía funcional subyace la existencia de dos tipos celulares de Th que se denominan Th1 y Th2.

• 1 Asociación en la producción de citocinas por células individuales,– Las células Th1 producen IL-2, IL-3 IFNγ y TNFβ,

– Las Th2 producen IL-4 IL-5

• 2 Disociación entre la producción de los dos grupos de citocinas por las células de las dos poblaciones celulares. – Las células Th1 no producen IL-4 ni IL-5.

– Las Th2 no producen IL-2, IL-3 IFNγ ni TNFβ

15

Tipos de linfocitos productores de citoquinas (CD4): Th1 y Th2

• Mosmann y cols. clones de células T cooperadoras de ratón son de dos tipos, cada uno produce una serie de citocinas asociadas:

• Los linfocitos T cooperadores de tipo1 (Th1) producen IL-2, IFNγ y TNFβ y promueven respuestas inmunes tipo 1 (celulares)

• Los linfocitos T cooperadores de tipo 2 (Th2) producirían IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 y IL-13 y cooperarían con las células B en las respuestas inmunes tipo 2 (humorales)

Th1

Macrófago

B

Th2IFNγ IL-4

Th1/Th2 Cooperación con células B y células fagocíticas

16

Una genealogía para los tipos de linfocitos Th

CXCR3 CCR4

Cooperacion con células B y células fagocíticas

Th ThB Macrófago

IgE

IgA

IgG1, IgG3

CD40L/CD40

CD40L/CD40

IFNγ

TGFβ

IL-4

IFNγ

IL-4

17

CD4 productores de IFNγ(proinflamatorios)

• 1. Reconocen antígeno en macrófagos y células B

• 2. Secretan IFNγ y expresan CD40L• 3. Cooperan con macrófagos• 4. Suprimen respuestas de células B o las

reconducen hacia isotipos fijadores de complemento.

18

CD4 productores de IL-4 (cooperadores de la síntesis de

anticuerpos)• 1. Reconocen antígeno en macrófagos y células

B• 2. Secretan IL-4 y expresan CD40L• 2. Cooperan con células B• 3. Antagonizan la activación de los macrófagos

Posibles patrones de relación entre la expresión de distintas citoquinas por células T individuales

• Asociación una célula que expresa una citoquina tiene una mayor probabilidad de expresar otras citocinas asociadas(TR.Mosmann) 1985 2 tipos

• Asociación aleatoria la coexpresión de citocinas presenta patrones de asociación aleatorios. (A. Kelso). 1995 No tipos

• Disociación una célula que expresa una citoquina no expresa otra (PV. Lehmann) 2000 tantos tipos como citocinas IL-2

IL-4

IFNγ

IL-5

IL-2

IL-4

IFNγ

IL-4IFNγ

IL-2IFNγ

IL-4IL-5

IL-2IFNγ

IL-4IL-5

19

ProducenIL-2 IFNγ LT

Th1 Th2

Respuestas de IgEde anticuerpos

Respuestas de IgG1 e IgG3

( complemento)

Th0

Producen IL-4 IL-5 IL-10

IL-4IL-2

Células B

Lazo autocrino

Antagonismodurante polarización

Lazo autocrino

IL-12APCfagociticas

Reformulación del paradigma Th1/Th2

Células efectorasFcIgG FcR

Células efectorasFcIgE FcR

CCR4CXCR3

La complejidad del sistema de subpoblacionesT requiere una nueva clasificación de las

mismas• CD4

– Naive o novatas– Memoria Central– Memoria efectora no terminada– Memoria efectora terminada

• CD8– Naive o novatas– Memoria Central– Memoria efectora no terminada– Memoria efectora terminada

N

MCMENT

MNT

20

CRITERIOS CD4 (Lanzavechia y van Lier)

CD45RA-CD62L-CCR7-CD27-

MEMORIA NO TERMINADA

CD45RA+CD62L-CCR7-CD27-

MEMORIA TERMINADA

CD45RA-CD62L+CCR7+CD27+MEMORIA CENTRAL

CD45RA+CD62L+CCR7+CD27+

NAIVE

Expresión de CCR7 y patrón de circulación

• CCR7- EFECTORAS EXPRESAN RECEPTORES PARA MIGRAR A LOS TEJIDOS INFLAMADOS Y EJERCER FUNCION EFECTORA INMEDIATAMENTE.

• CCR7+ NOVATAS Y MEMORIA EXPRESAN RECEPTORES DE HOMING PARA el ganglio (CD62L) Y CARECEN DE FUNCION EFECTORA INMEDIATA.

• Clasificación de las células CCR7-:• La presencia o ausencia de CD45RA: Determina la respuesta EFECTORA terminada o no

terminada:– NO TERMINADA:MENOS PERFORINA Y GRANZIMAS, Y MAS CITOQUINAS.RETIENEN CAPACIDAD DE DIFERENCIACIÓN.RESPUESTA EFECTORA MENOS INMEDIATA

– TERMINADA: MAS PERFORINAS Y GRANZIMAS, MENOS CITOQUINAS (INCLUSO MENOS QUE LA

MEMORIA CENTRAL)SIN CAPACIDAD DE DIFERENCIACIÓNRESPUESTA EFECTORA INMEDIATA

21

CRITERIOS CD8

CD45RA-CD27-

MEMORIA NO TERMINADA

CD45RA+CD27-MEMORIA TERMINADA

CD45RA-CD27+

MEMORIA CENTRAL

CD45RA+CD27+

NAIVE