CYTOTOKSISKE T-LYMFOCYTTER: EGENSKABER, STRUKTUR, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De cytotoksiske T-celler, cytolytiske T-lymfocytter, cytotoksiske T-celler eller dræber-T-celler (CTL'er fra de engelske cytotoksiske T-lymfocytter) er en af ​​grupperne af celler, der er involveret i immunresponsspecifikke celler i mennesker og andre multicellulære organismer.

Disse celler, beskrevet på grundlag af deres evne til at mediere cellulær immunitet, blev beskrevet af Govaerts i 1960, og år senere uddybte forskellige forskergrupper deres viden om deres virkningsmekanismer og deres mest karakteristiske egenskaber.

Immunologisk synapse mellem en cytotoksisk T-lymfocyt (LTc) og dens målcelle (kilde Stephen Fuller, Endre Majorovits, Gillian Griffiths, Jane Stinchcombe, Giovanna Bossi via Wikimedia Commons)

Cellulær immunitet, i almindelighed, formidles af T-lymfocytter og fagocytter, der arbejder sammen for at eliminere eller kontrollere fremmede, intracellulære invaderende mikroorganismer, såsom vira og nogle bakterier og parasitter, hvilket fremkalder døden af ​​inficerede celler..

Som det gælder for humorale immunresponsmekanismer (medieret af B-lymfocytter), kan den cellulære immunrespons opdeles i tre faser, der er kendt som genkendelsesfasen, aktiveringsfasen og effektorfasen.

Genkendelsesfasen består af binding af fremmede antigener til specifikke differentierede T-lymfocytter, der udtrykker receptorer, der er i stand til at genkende små peptidsekvenser i fremmede antigener af proteinoprindelse, præsenteret i sammenhæng med proteinerne i det vigtigste histokompatibilitetskompleks.

Når antigen-lymfocytkontakt forekommer, formeres T-lymfocytter (proliferere) og kan derefter differentieres til en anden type celle, der er i stand til at aktivere fagocytter, der dræber intracellulære mikroorganismer, eller de kan lysere celler, der producerer fremmede antigener.

Dette er aktiveringsfasen og kræver normalt deltagelse af hjælper- eller tilbehørsceller. Endelig involverer effektorfasen udviklingen af ​​de specifikke funktioner af aktiverede lymfocytter, der slutter med eliminering af antigener, og på dette tidspunkt er lymfocytterne kendt som "effektorceller".

Egenskaber og struktur

De to typer lymfocytter, der findes, har en diameter på ca. 8-10 μm og en stor kerne, der indeholder tætpakket heterochromatin. I den tynde del af cytosol, som de besidder, er mitokondrier, ribosomer og lysosomer.

Lymfocytter mangler specialiserede organeller inde og stammer, ligesom resten af ​​blodlegeme, fra knoglemarven.

Når de først er produceret, migrerer T-lymfocytterne og går hen imod thymus (deraf oprindelsen af ​​deres navn), hvor de senere aktiveres og afslutter deres differentiering (modne).

Disse celler producerer ikke antistoffer eller genkender opløselige antigener, men er specialiserede i at genkende peptidantigener bundet til proteiner kodet af Major Histocompatibility Complex (MHC) gener, der udtrykkes på overfladen af ​​andre celler.

Disse celler er kendt som antigenpræsenterende celler eller APC (Antigen Presenting Cells).

T-lymfocytter er opdelt i to typer: hjælper-T-lymfocytter og cytotoksiske eller dræber-T-lymfocytter.

Hjælper T-lymfocytter

Hjælper T-lymfocytter udskiller cytokiner, peptidhormoner, der er i stand til at fremme spredning og differentiering af andre celler og nye lymfocytter (T og B) og tiltrække og aktivere inflammatoriske leukocytter såsom makrofager og granulocytter.

De adskiller sig fra cytotoksiske T-lymfocytter ved ekspression af et specifikt overfladeglycoprotein kaldet "Group of Differentiation 4" eller CD4 (Cluster of Differentiation 4).

Cytotoksiske T-lymfocytter

Cytotoksiske T-lymfocytter er i stand til at lysere celler, der udtrykker fremmede antigener på deres overflade på grund af tilstedeværelsen af ​​invaderende intracellulære mikroorganismer eller patogener.

De identificeres ved ekspression af overflademarkøren glycoprotein CD8 (Cluster of Differentiation 8).

Funktioner

Killer T-lymfocytter er involveret i opsving efter virale, parasitære og bakterielle infektioner. De er også ansvarlige for svar på transplantatafstødning fra andre patienter og spiller en vigtig rolle i udviklingen af ​​immunitet mod tumorer.

Dets hovedfunktion er som nævnt tidligere regulering af immunrespons mod proteinantigener ud over at tjene som hjælperceller ved eliminering af intracellulære mikroorganismer.

Handlingsmekanisme

T-lymfocytter udøver deres funktioner takket være det faktum, at nogle invaderende patogener bruger det cellulære maskineri i de celler, de inficerer, for at formere sig eller overleve. Disse, når de når det indre af cellen, er ikke tilgængelige for humorale antistoffer, så den eneste måde at eliminere dem er ved at eliminere cellen, der huser dem.

Killer T-lymfocytter udfører tre funktioner, der giver dem mulighed for at "dræbe" eller eliminere ondartede eller inficerede celler, der er deres mål:

1- De udskiller cytokiner, såsom TNF-a (tumor nekrose faktor) og IFN-y (interferon gamma), som har antitumor, antiviral og antimikrobiel virkning, da de hæmmer deres replikation.

2- De producerer og frigiver cytotoksiske granuler (modificerede lysosomer) rige på perforinproteiner og granzymer.

Perforiner er poredannende proteiner, der er ansvarlige for at "gennembore" plasmamembranen fra inficerede celler, mens granzymer er serinproteaser, der passerer ind i celler gennem porerne dannet af perforiner og nedbryder intracellulære proteiner.

Den kombinerede virkning af perforiner og granzymer ender med at stoppe produktionen af ​​virale, bakterielle eller parasitære proteiner og med apoptose eller programmeret celledød af målcellen.

3 - De dirigerer apoptotiske dødsmekanismer på inficerede celler gennem Fas / FasL-interaktioner (Fas-protein og dets ligand, som deltager i reguleringen af ​​celledød).

Denne proces forekommer takket være ekspressionen af ​​FasL-liganden på overfladen af ​​aktiverede T-celler. Bindingen af ​​Fas-proteinet (også produceret af cytotoksiske T-lymfocytter) og dets receptor udløser aktiveringskaskaderne af cysteinproteaser kendt som caspaser, som direkte medierer cellulære apoptotiske processer.

Inficerede celler, der "behandles" af cytotoksiske T-lymfocytter, "renses" af andre celler, såsom fagocytter, der også deltager i "ardannelse" af døde eller nekrotiske vævsdele.

Aktivering

Cytolytiske T-celler aktiveres af dendritiske celler, der udtrykker antigen-ladede eller mærkede MHC-klasse I-molekyler. Dendritiske celler kan udtrykke disse antigener ved direkte indtagelse af intakte celler eller ved indtagelse af frie antigener.

Når inficerede celler eller antigener er behandlet med dendritiske celler, præsenterer de antigenerne i sammenhæng med hovedhistokompatibilitetskompleks (MHC) klasse I eller klasse II molekyler.

Mindst tre specifikke signaler er nødvendige for at aktivere og fremme multiplikationen af ​​cytotoksiske T-celler:

- Den første ting, der skal forekomme, er interaktionen mellem membranreceptoren TCR for T-lymfocytten og MHC bundet til antigenet præsenteret af de dendritiske celler.

- Dernæst interagerer en anden klasse af lymfocytter, en celle med CD28-overflademarkører, med dens ligand (B7-1) på antigenpræsenterende celler og giver det andet aktiveringssignal.

- Det sidste signal, der er i stand til at initiere spredning af aktiverede celler, svarer til produktionen af ​​interleukin-faktor 12 (IL-12) af dendritiske celler.

Denne proces involverer også calciummobilisering, gentranskription, frigivelse af forbehandlede receptorer, internalisering af overfladeceptorer, blandt andre.

Det er vigtigt at tilføje, at lymfocytterne, der kommer ud af thymus, ikke er fuldstændigt differentierede, da de skal aktiveres og modnes for at udføre deres funktioner. "Naive" eller "naive" cytotoksiske lymfocytter kan genkende antigener, men er ikke i stand til at lysere deres målceller.

Modning

Modningen af ​​T-lymfocytter begynder i thymus, hvor de udvikler sig fra det, som nogle forfattere har kaldt cytotoksiske pre-T-lymfocytter, som er celler, der er forpligtet til den pågældende cellelinie, der er specifikke for et bestemt fremmed antigen.

Disse præ-lymfocytceller udtrykker de typiske CD8-markørreceptorer for dræberceller, men har endnu ikke cytolytiske funktioner. Pre-lymfocytter er ikke rigelige i blodet, men snarere inden i inficerede væv eller "fremmede" væv.

Modning eller differentiering af T-lymfocytter forekommer efter deres aktivering (hvilket afhænger af signalerne og begivenhederne beskrevet i det foregående afsnit) og indebærer, at man får alle de nødvendige maskiner til at erhverve cytolytiske funktioner.

Den første ting, der opstår, er dannelsen af ​​specifikke cytotoksiske granuler, der er knyttet til det indre område af plasmamembranen og rig på perforiner og granzymer.

Derefter udløses overfladekspression af det Fas-bindende protein (FasL), og til sidst får de evnen til at udtrykke cytokiner og andre typer proteiner, der vil spille en rolle i cellelysebegivenheder.

Det siges, at modningen af ​​T-celler, efter deres aktivering, slutter med differentieringen af ​​"effektorcellen", der er i stand til at udøve funktionerne af den cytolytiske lymfocyt til ødelæggelse eller eliminering af værtsceller inficeret af eksterne midler.

Desuden udfører en del af populationen af ​​T-lymfocytter, der er blevet multipliseret under differentiering, funktioner som "hukommelsesceller", men disse har forskellige ekspressionsmønstre af membranreceptorer, der adskiller dem fra "naive" og "effektor" celler.

Referencer

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Cellular and Molecular Immunology (3. udg.). Madrid: McGraw-Hill.
2. Andersen, M., Schrama, D., Straten, P., & Becker, J. (2006). Cytotoksiske T-celler. Journal of Investigative Dermatology, 126, 32-41.
3. Barry, M., & Bleackley, RC (2002). Cytotoksiske T-lymfocytter: Alle veje fører til død. Nature Reviews Immunology, 2 (June), 401–409.
4. Cytotoksiske T-celler. (2012). I Immunology for Pharmacy (s. 162-168). Hentet fra sciencedirect.com
5. Ito, H., & Seishima, M. (2010). Regulering af induktion og funktion af cytotoksiske T-lymfocytter af naturlig dræber-T-celle. Tidsskrift for biomedicin og bioteknologi, 1–8.
6. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. Immunobiologi: Immunsystemet i sundhed og sygdom. 5. udgave. New York: Garland Science; 2001. T-celleformidlet cytotoksicitet. Fås fra: ncbi.nlm.nih.gov
7. Lam Braciale, V. (1998). Cytotoksiske T-lymfocytter. I Encyclopedia of Immunology (s. 725). Elsevier Ltd.
8. Russell, JH, & Ley, TJ (2002). Lymfocytmedieret cytotoksicitet. Annu. Pastor Immunol. 20, 323-370.
9. Wissinger, E. (nd). British Society for Immunology. Hentet 25. september 2019 fra immunology.org