LIMFOCYTY CYTOTOKSYCZNE: CHARAKTERYSTYKA, BUDOWA, FUNKCJE - BIOLOGIA - 2025

W cytotoksyczne limfocyty T , limfocyty T, cytolityczne cytotoksyczne limfocyty T lub komórek NK T (CTL angielskiej T cytotoksyczne limfocyty) są jedną z grup komórek biorących udział w odpowiedzi immunologicznej specyficznych komórek u ludzi i innych organizmów wielokomórkowych.

Komórki te, opisane na podstawie ich zdolności do pośredniczenia w odporności komórkowej, zostały opisane przez Govaertsa w 1960 roku, a po latach różne grupy badaczy pogłębiły swoją wiedzę na temat mechanizmów ich działania i ich najbardziej charakterystycznych cech.

Immunologiczna synapsa między cytotoksycznym limfocytem T (LTc) a jego komórką docelową (źródło Stephen Fuller, Endre Majorovits, Gillian Griffiths, Jane Stinchcombe, Giovanna Bossi za pośrednictwem Wikimedia Commons)

W odporności komórkowej, na ogół linie, pośredniczą limfocyty T i fagocyty, które współpracują w celu wyeliminowania lub kontroli obcych atakujących mikroorganizmów wewnątrzkomórkowych, takich jak wirusy oraz niektóre bakterie i pasożyty, powodując śmierć zakażonych komórek. .

Podobnie jak w przypadku humoralnych mechanizmów odpowiedzi immunologicznej (w których pośredniczą limfocyty B), komórkową odpowiedź immunologiczną można podzielić na trzy fazy, które są znane jako faza rozpoznawania, faza aktywacji i faza efektorowa.

Faza rozpoznawania polega na wiązaniu obcych antygenów ze specyficznymi zróżnicowanymi limfocytami T, które wyrażają receptory zdolne do rozpoznawania małych sekwencji peptydowych w obcych antygenach pochodzenia białkowego, przedstawionych w kontekście białek głównego kompleksu zgodności tkankowej.

Kiedy dochodzi do kontaktu antygen-limfocyty, limfocyty T namnażają się (proliferują) i mogą następnie różnicować się w inny typ komórki zdolnej do aktywacji fagocytów, które zabijają mikroorganizmy wewnątrzkomórkowe, lub mogą lizować komórki wytwarzające obce antygeny.

Jest to faza aktywacji i zwykle wymaga udziału komórek pomocniczych lub pomocniczych. Wreszcie faza efektorowa obejmuje rozwój specyficznych funkcji aktywowanych limfocytów, które kończą się eliminacją antygenów i na tym etapie limfocyty są nazywane „komórkami efektorowymi”.

Charakterystyka i struktura

Dwa istniejące typy limfocytów mają średnicę około 8–10 μm i duże jądro zawierające ściśle upakowaną heterochromatynę. W cienkiej części cytozolu, którą posiadają, znajdują się mitochondria, rybosomy i lizosomy.

Limfocyty nie posiadają wewnątrz wyspecjalizowanych organelli i podobnie jak reszta krwinek pochodzą ze szpiku kostnego.

Po wyprodukowaniu limfocyty T migrują i kierują się w stronę grasicy (stąd ich nazwa), gdzie są później aktywowane i kończą różnicowanie (dojrzałe).

Komórki te nie wytwarzają przeciwciał ani nie rozpoznają rozpuszczalnych antygenów, ale specjalizują się w rozpoznawaniu antygenów peptydowych związanych z białkami kodowanymi przez geny głównego kompleksu zgodności histologicznej (MHC), które ulegają ekspresji na powierzchni innych komórek.

Komórki te są znane jako komórki prezentujące antygen lub APC (komórki prezentujące antygen).

Limfocyty T dzielą się na dwa typy: limfocyty T pomocnicze i limfocyty T cytotoksyczne lub zabójcze.

Pomocnicze limfocyty T.

Limfocyty T pomocnicze wydzielają cytokiny, hormony peptydowe zdolne do promowania proliferacji i różnicowania innych komórek i nowych limfocytów (T i B) oraz przyciągania i aktywowania leukocytów zapalnych, takich jak makrofagi i granulocyty.

Różnią się od cytotoksycznych limfocytów T ekspresją specyficznej glikoproteiny powierzchniowej zwanej „Grupą Różnicowania 4” lub CD4 (Klaster Różnicowania 4).

Cytotoksyczne limfocyty T.

Cytotoksyczne limfocyty T są zdolne do lizy komórek, które wyrażają obce antygeny na swojej powierzchni z powodu obecności atakujących wewnątrzkomórkowych mikroorganizmów lub patogenów.

Są one identyfikowane przez ekspresję glikoproteiny CD8 markera powierzchniowego (Cluster of Differentiation 8).

cechy

Limfocyty T Killer biorą udział w wyzdrowieniu z infekcji wirusowych, pasożytniczych i bakteryjnych. Odpowiadają również za reakcje odrzucania przeszczepu u innych pacjentów i odgrywają ważną rolę w rozwoju odporności na nowotwory.

Jego główną funkcją, jak wspomniano wcześniej, jest regulacja odpowiedzi immunologicznej na antygeny białkowe, a także pełnienie funkcji komórek pomocniczych w eliminacji mikroorganizmów wewnątrzkomórkowych.

Mechanizm akcji

Limfocyty T pełnią swoje funkcje dzięki temu, że niektóre patogeny inwazyjne wykorzystują maszynerię komórkową zakażonych komórek do namnażania się lub przeżycia. Te, gdy dotrą do wnętrza komórki, nie są dostępne dla przeciwciał humoralnych, więc jedynym sposobem ich wyeliminowania jest wyeliminowanie komórki, w której się znajdują.

Limfocyty T Killer spełniają trzy funkcje, które pozwalają im „zabijać” lub eliminować złośliwe lub zakażone komórki, które są ich celem:

1- Wydzielają cytokiny, takie jak TNF-α (czynnik martwicy nowotworów) i IFN-γ (interferon gamma), które mają działanie przeciwnowotworowe, przeciwwirusowe i przeciwdrobnoustrojowe, ponieważ hamują ich replikację.

2- Wytwarzają i uwalniają granulki cytotoksyczne (zmodyfikowane lizosomy) bogate w białka perforiny i granzymy.

Perforyny to białka tworzące pory, które są odpowiedzialne za „przebijanie” błony komórkowej zakażonych komórek, podczas gdy granzymy to proteazy serynowe, które przechodzą do komórek przez pory utworzone przez perforiny i degradują białka wewnątrzkomórkowe.

Połączone działanie perforyn i granzymów kończy się zatrzymaniem produkcji białek wirusowych, bakteryjnych lub pasożytniczych oraz apoptozą lub zaprogramowaną śmiercią komórki docelowej.

3- Kierują mechanizmami śmierci apoptotycznej na zakażone komórki poprzez interakcje Fas / FasL (białko Fas i jego ligand, które uczestniczą w regulacji śmierci komórki).

Proces ten zachodzi dzięki ekspresji liganda FasL na powierzchni aktywowanych limfocytów T. Wiązanie białka Fas (również wytwarzanego przez cytotoksyczne limfocyty T) i jego receptora wyzwala kaskady aktywacji proteaz cysteinowych zwanych kaspazami, które bezpośrednio pośredniczą w procesach apoptozy komórkowej.

Zainfekowane komórki, które są „przetwarzane” przez cytotoksyczne limfocyty T, są „oczyszczane” przez inne komórki, takie jak fagocyty, które również biorą udział w „bliznowaceniu” martwych lub martwiczych części tkanki.

Aktywacja

Cytolityczne limfocyty T są aktywowane przez komórki dendrytyczne wyrażające naładowane antygenem lub wyznakowane cząsteczki MHC klasy I. Komórki dendrytyczne mogą wyrażać te antygeny poprzez bezpośrednie spożycie nienaruszonych komórek lub spożycie wolnych antygenów.

Po przetworzeniu zakażonych komórek lub antygenów przez komórki dendrytyczne, prezentują one antygeny w kontekście cząsteczek głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC) klasy I lub II.

Do aktywacji i promowania namnażania cytotoksycznych limfocytów T potrzebne są co najmniej trzy specyficzne sygnały:

- Pierwszą rzeczą, która musi nastąpić, jest interakcja między receptorem błonowym TCR limfocytów T a MHC związanym z antygenem prezentowanym przez komórki dendrytyczne.

- Następnie inna klasa limfocytów, komórka z markerami powierzchniowymi CD28, oddziałuje ze swoim ligandem (B7-1) na komórkach prezentujących antygen i dostarcza drugi sygnał aktywacyjny.

- Ostatni sygnał, zdolny do zapoczątkowania proliferacji aktywowanych komórek, odpowiada produkcji czynnika interleukiny 12 (IL-12) przez komórki dendrytyczne.

Proces ten obejmuje między innymi mobilizację wapnia, transkrypcję genów, uwolnienie wstępnie przetworzonych receptorów, internalizację receptorów powierzchniowych.

Należy dodać, że limfocyty wychodzące z grasicy nie są całkowicie zróżnicowane, ponieważ do pełnienia swoich funkcji wymagają aktywacji i dojrzałości. „Naiwne” lub „naiwne” limfocyty cytotoksyczne mogą rozpoznawać antygeny, ale nie są w stanie dokonać lizy swoich komórek docelowych.

Dojrzewanie

Dojrzewanie limfocytów T rozpoczyna się w grasicy, gdzie rozwijają się z tego, co niektórzy autorzy nazywają cytotoksycznymi limfocytami pre-T, które są komórkami przeznaczonymi do danej linii komórkowej, specyficznymi dla określonego obcego antygenu.

Te komórki pre-limfocytów wyrażają typowe receptory markera CD8 dla komórek zabójców, ale nie mają jeszcze funkcji cytolitycznych. Pre-limfocyty nie występują obficie we krwi, ale raczej w zakażonych tkankach lub tkankach „obcych”.

Dojrzewanie lub różnicowanie limfocytów T następuje po ich aktywacji (co zależy od sygnałów i zdarzeń opisanych w poprzedniej sekcji) i zakłada uzyskanie całego mechanizmu niezbędnego do uzyskania funkcji cytolitycznych.

Pierwszą rzeczą, która zachodzi, jest tworzenie się specyficznych granulek cytotoksycznych, przyczepionych do wewnętrznego obszaru błony komórkowej i bogatych w perforiny i granzymy.

Następnie wyzwalana jest powierzchniowa ekspresja białka wiążącego Fas (FasL) i ostatecznie uzyskują one zdolność ekspresji cytokin i innych typów białek, które będą pełnić funkcje w zdarzeniach lizy komórki.

Mówi się, że dojrzewanie komórek T, po ich aktywacji, kończy się różnicowaniem „komórki efektorowej”, zdolnej do pełnienia funkcji limfocytów cytolitycznych do niszczenia lub eliminacji komórek gospodarza zakażonych czynnikami zewnętrznymi.

Co więcej, część populacji limfocytów T, która namnożyła się podczas różnicowania, pełni funkcje „komórek pamięci”, ale mają one różne wzorce ekspresji receptorów błonowych, co odróżnia je od komórek „naiwnych” i „efektorowych”.

Bibliografia

1. Abbas, A., Lichtman, A. i Pober, J. (1999). Cellular and Molecular Immunology (wyd. 3). Madryt: McGraw-Hill.
2. Andersen, M., Schrama, D., Straten, P. i Becker, J. (2006). Cytotoksyczne komórki T. Journal of Investigative Dermatology, 126, 32–41.
3. Barry, M. i Bleackley, RC (2002). Cytotoksyczne limfocyty T: wszystkie drogi prowadzą do śmierci. Nature Reviews Immunology, 2 (czerwiec), 401–409.
4. Cytotoksyczne komórki T. (2012). In Immunology for Pharmacy (str. 162–168). Odzyskany z sciencedirect.com
5. Ito, H. i Seishima, M. (2010). Regulacja indukcji i funkcji cytotoksycznych limfocytów T przez limfocyty T NK. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 1–8.
6. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M i wsp. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5. edycja. Nowy Jork: Garland Science; 2001. Cytotoksyczność za pośrednictwem limfocytów T. Dostępne pod adresem: ncbi.nlm.nih.gov
7. Lam Braciale, V. (1998). Cytotoksyczne limfocyty T. W Encyclopedia of Immunology (str. 725). Elsevier Ltd.
8. Russell, JH i Ley, TJ (2002). Cytotoksyczność zależna od limfocytów. Annu. Rev. Immunol. 20, 323-370.
9. Wissinger, E. (nd). Brytyjskie Towarzystwo Immunologii. Pobrano 25 września 2019 r. Z immunology.org