CYTOTOXISKA T-LYMFOCYTER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De cytotoxiska T-cellerna , cytolytiska T-lymfocyterna, cytotoxiska T-celler eller mördande T-celler (CTL: er från de engelska Cytotoxiska T-lymfocyterna) är en av de grupper av celler som är involverade i immunresponsspecifika celler hos människor och andra flercelliga organismer.

Dessa celler, beskrivna på grundval av deras förmåga att förmedla cellulär immunitet, beskrevs av Govaerts 1960 och flera år senare fördjupade olika forskargrupper sin kunskap om sina verkningsmekanismer och deras mest distinkta egenskaper.

Immunologisk synapse mellan en cytotoxisk T-lymfocyt (LTc) och dess målcell (källa Stephen Fuller, Endre Majorovits, Gillian Griffiths, Jane Stinchcombe, Giovanna Bossi via Wikimedia Commons)

Cellulär immunitet, i allmänna linjer, medieras av T-lymfocyter och fagocyter, som arbetar tillsammans för att eliminera eller kontrollera främmande intracellulära invaderande mikroorganismer, såsom virus och vissa bakterier och parasiter, vilket inducerar död av infekterade celler. .

Såsom gäller för humorala immunresponsmekanismer (förmedlade av B-lymfocyter) kan det cellulära immunsvaret delas upp i tre faser, som är kända som igenkänningsfasen, aktiveringsfasen och effektorfasen.

Erkänningsfasen består av bindning av främmande antigener till specifika differentierade T-lymfocyter som uttrycker receptorer som kan känna igen små peptidsekvenser i främmande antigener med proteinuppsprång, presenterade i samband med proteinerna i det stora histokompatibilitetskomplexet.

När antigen-lymfocytkontakt inträffar multiplicerar T-lymfocyter (prolifererar) och kan därefter differentieras till en annan typ av cell som kan aktivera fagocyter som dödar intracellulära mikroorganismer, eller de kan lysa celler som producerar främmande antigener.

Detta är aktiveringsfasen och kräver vanligtvis deltagande av hjälpare eller tillbehörsceller. Slutligen involverar effektorfasen utvecklingen av de specifika funktionerna hos aktiverade lymfocyter som slutar med eliminering av antigen och vid denna punkt är lymfocyterna kända som "effektorceller".

Egenskaper och struktur

De två typerna av lymfocyter som finns har en diameter på cirka 8-10 mikrometer och en stor kärna som innehåller tätt packat heterokromatin. I den tunna delen av cytosol som de har är mitokondrier, ribosomer och lysosomer.

Lymfocyter saknar specialiserade organeller inuti och, som resten av blodcellerna, härrör från benmärgen.

När de har producerats migrerar T-lymfocyterna och går mot tymusen (därav deras ursprung), där de senare aktiveras och fullbordar deras differentiering (mogna).

Dessa celler producerar inte antikroppar eller känner igen lösliga antigen, men de är specialiserade på att känna igen peptidantigen bundna till proteiner kodade av Major Histocompatibility Complex (MHC) gener som uttrycks på ytan av andra celler.

Dessa celler är kända som antigenpresenterande celler eller APC (Antigen Presenting Cells).

T-lymfocyter är indelade i två typer: hjälpar-T-lymfocyter och cytotoxiska eller mördande T-lymfocyter.

Hjälp T-lymfocyter

Helper T-lymfocyter utsöndrar cytokiner, peptidhormoner som kan främja spridning och differentiering av andra celler och nya lymfocyter (T och B) och att locka till och aktivera inflammatoriska leukocyter såsom makrofager och granulocyter.

De skiljer sig från cytotoxiska T-lymfocyter genom uttryck av ett specifikt ytglykoprotein som kallas "Group of Differentiation 4" eller CD4 (Cluster of Differentiation 4).

Cytotoxiska T-lymfocyter

Cytotoxiska T-lymfocyter kan lysera celler som uttrycker främmande antigener på deras yta på grund av närvaron av invaderande intracellulära mikroorganismer eller patogener.

De identifieras genom uttrycket av CD8-ytmarkörens glykoprotein (Cluster of Differentiation 8).

Funktioner

Killer T-lymfocyter är involverade i återhämtning från virus-, parasit- och bakterieinfektioner. De ansvarar också för svar på transplantatavstötning från andra patienter och spelar en viktig roll i utvecklingen av immunitet mot tumörer.

Dess huvudfunktion är, som tidigare nämnts, regleringen av immunsvar mot proteinantigener, förutom att fungera som hjälpceller vid eliminering av intracellulära mikroorganismer.

Handlingsmekanism

T-lymfocyter utövar sina funktioner tack vare det faktum att vissa invaderande patogener använder cellmaskineriet i cellerna som de infekterar för att föröka sig eller överleva. Dessa, när de når det inre av cellen, är inte tillgängliga för humorala antikroppar, så det enda sättet att eliminera dem är genom att eliminera cellen som husar dem.

Killer T-lymfocyter uppfyller tre funktioner som tillåter dem att "döda" eller eliminera maligna eller infekterade celler som är deras mål:

1- De utsöndrar cytokiner som TNF-a (tumornekrosfaktor) och IFN-y (interferon-gamma), som har antitumör, antivirala och antimikrobiella effekter, eftersom de hämmar deras replikation.

2- De producerar och frigör cytotoxiska granuler (modifierade lysosomer) som är rika på perforinproteiner och granzym.

Perforiner är porbildande proteiner som ansvarar för att "genomborra" plasmamembranet hos infekterade celler, medan granzymer är serinproteaser som passerar in i celler genom porerna som bildas av perforiner och bryter ned intracellulära proteiner.

Den kombinerade verkan av perforiner och granzym slutar med att stoppa produktionen av virala, bakteriella eller parasitiska proteiner och med apoptos eller programmerad celldöd för målcellen.

3 - De riktar apoptotiska dödsmekanismer på infekterade celler genom Fas / FasL-interaktioner (Fas-protein och dess ligand, som deltar i regleringen av celldöd).

Denna process sker tack vare uttrycket av FasL-liganden på ytan av aktiverade T-celler. Bindningen av Fas-proteinet (också producerat av cytotoxiska T-lymfocyter) och dess receptor utlöser aktiveringskaskaderna av cysteinproteaser, kända som caspaser, som direkt förmedlar cellulära apoptotiska processer.

Infekterade celler som "behandlas" av cytotoxiska T-lymfocyter "rengörs" av andra celler, såsom fagocyter, som också deltar i "ärrbildning" av döda eller nekrotiska vävnadsdelar.

Aktivering

Cytolytiska T-celler aktiveras av dendritiska celler som uttrycker antigenladdade eller märkta MHC-klass I-molekyler. Dendritiska celler kan uttrycka dessa antigen genom direkt intag av intakta celler eller genom intag av fria antigener.

När infekterade celler eller antigener har behandlats av dendritiska celler presenterar de antigenerna i sammanhanget med viktiga histokompatibilitetskomplex (MHC) klass I eller klass II molekyler.

Åtminstone tre specifika signaler behövs för att aktivera och främja multiplikationen av cytotoxiska T-celler:

- Det första som måste uppstå är interaktionen mellan TCR-membranreceptorn för T-lymfocyten och MHC bundet till antigenet som presenteras av dendritiska celler.

- Därefter interagerar en annan klass med lymfocyt, en cell med CD28-ytmarkörer, med dess ligand (B7-1) på antigenpresenterande celler och ger den andra aktiveringssignalen.

- Den sista signalen, som kan initiera spridningen av aktiverade celler, motsvarar produktionen av interleukin-faktor 12 (IL-12) av dendritiska celler.

Denna process involverar också kalciummobilisering, gentranskription, frisättning av förbehandlade receptorer, internalisering av ytreceptorer, bland andra.

Det är viktigt att tillägga att lymfocyterna som kommer ut ur timmen inte är helt differentierade, eftersom de måste aktiveras och mogna för att utföra sina funktioner. "Naiva" eller "naiva" cytotoxiska lymfocyter kan känna igen antigener, men kan inte lysa sina målceller.

Mognande

Mognaden av T-lymfocyter börjar i tymusen, där de utvecklas utifrån vad vissa författare har kallat cytotoxiska pre-T-lymfocyter, vilka är celler som är engagerade i celllinjen i fråga, specifika för ett särskilt främmande antigen.

Dessa pre-lymfocytceller uttrycker de typiska CD8-markörreceptorerna för mördande celler, men har ännu inte cytolytiska funktioner. Pre-lymfocyter finns inte i blodet, utan snarare i infekterade vävnader eller "främmande" vävnader.

Mognad eller differentiering av T-lymfocyter sker efter deras aktivering (vilket beror på signalerna och händelserna som beskrivs i föregående avsnitt) och innebär att man erhåller alla nödvändiga maskiner för att förvärva cytolytiska funktioner.

Det första som inträffar är bildandet av specifika cytotoxiska granuler, fästa vid det inre området av plasmamembranet och rika på perforiner och granzym.

Därefter utlöses ytuttrycket av det Fas-bindande proteinet (FasL) och slutligen får de förmågan att uttrycka cytokiner och andra typer av proteiner som kommer att utföra funktioner i celllyshändelser.

Det sägs att mognaden av T-celler efter deras aktivering slutar med differentieringen av "effektorcellen", som kan utöva funktionerna hos den cytolytiska lymfocyten för förstörelse eller eliminering av värdceller infekterade av externa medel.

Dessutom uppfyller en del av populationen av T-lymfocyter som har multiplicerats under differentiering funktioner som "minneceller", men dessa har olika uttrycksmönster för membranreceptorer som skiljer dem från "naiva" och "effektor" -celler.

referenser

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Cellular and Molecular Immunology (3: e upplagan). Madrid: McGraw-Hill.
2. Andersen, M., Schrama, D., Straten, P., & Becker, J. (2006). Cytotoxiska T-celler. Journal of Investigative Dermatology, 126, 32–41.
3. Barry, M., & Bleackley, RC (2002). Cytotoxiska T-lymfocyter: Alla vägar leder till döden. Nature Reviews Immunology, 2 (juni), 401–409.
4. Cytotoxiska T-celler. (2012). I Immunology for Pharmacy (s. 162-168). Hämtad från sciencedirect.com
5. Ito, H., & Seishima, M. (2010). Reglering av induktion och funktion av cytotoxiska T-lymfocyter av naturlig mördande T-cell. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 1–8.
6. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. Immunobiology: Immunsystemet i hälsa och sjukdomar. 5: e upplagan. New York: Garland Science; 2001. T-cellmedierad cytotoxicitet. Tillgängligt från: ncbi.nlm.nih.gov
7. Lam Braciale, V. (1998). Cytotoxiska T-lymfocyter. I Encyclopedia of Immunology (s. 725). Elsevier Ltd.
8. Russell, JH, & Ley, TJ (2002). Lymfocytmedierad cytotoxicitet. Annu. Pastor Immunol. 20, 323-370.
9. Wissinger, E. (nd). British Society for Immunology. Hämtad 25 september 2019 från immunology.org