-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
1/14
Citotoxicidad
Puntos a desarrollar en clase.
Killing.
Apoptosis. Destrucción:
INTRACELULAR-----Citotoxicidad Celular
EXTRACELULAR----Fagocitosis
Leucocitos que reconocen y destruyen células
Mecanismo de defensa
Contra patógenos
Rechazo de trasplantes alogénicos
Describir los mecanismos de citotoxicidad mediada por
células, precisando
mediadores solubles, de membrana y celulares implicados. (Suele
ser
pregunta de examen).
Las tres fases de la respuesta celular son:
reconocimiento, activación y fase
efectora.
En el sistema inmunitario la función de reconocimiento la
poseen: los anticuerpos,
TCR (receptores de linfocito T), BCR (receptores de linfocito
B), receptores tipo
Toll, etc.
La activación puede ser tanto de diversos complejos como de
células, por ejemplo:
la activación de sistema de complemento, los macrófagos, los
linfocitos T CD4 yCD8, linfocitos B.
La fase efectora está dada por mecanismos mediados por moléculas
o células
como: anticuerpos (promueven opsonizacion, activación del
complemento,
neutralización y citotoxicidad mediada por anticuerpos).
Citotoxicidad: Se define como la cualidad que se tiene de
ser toxico, es el daño
celular causado o provocado por la acción de anticuerpos
específicos, sistema del
complemento o por células toxicas. Constituye una de las más
importantes
respuestas efectoras inmunitarias para la defensa contra los
agentes infecciosos.
Ejemplo clínico: Una persona con hepatitis posee
hepatocitos infectados con
virus, el sistema inmune se encargara de destruir a los
hepatocitos infectados por
el virus de la hepatitis. Durante esta enfermedad los
hepatocitos son destruidos no
tan solo por el virus que destruye las células (la acción del
virus de destruir a los
hepatocitos se le llama efecto citopatico), sino que también son
destruidos por el
sistema inmunitario con la finalidad de controlar la infección
porque estas células
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
2/14
infectadas con el virus ya no son recuperables debido a que no
hay manera de
sacar a el virus de la célula y destruirlo solamente a él. Hay
maneras de detener o
ralentizar la maquinaria biosintetica de la célula infectada,
por ejemplo con la
liberación de citoquinas IFN-alfa e IFN-beta, también hay
mecanismos internos de
la célula para frenar el metabolismo celular.
En ingles no se habla de citotoxicidad sino de Killing (matar),
que es la actividad
de las células citotóxicas. El organismo se encarga de realizar
esta función
mediante la apoptosis (muerte celular programada) y en algunos
casos se produce
la necrosis celular.
Cuando se produce apoptosis o necrosis es decir que la célula se
destruye a si
misma hablamos de citotoxicidad celular pero cuando tenemos una
célula que
fagocita a otra y la destruye dentro de si hablamos de
fagocitosis.
Para que se produzca la citotoxicidad necesitamos de leucocitos
que tengan la
capacidad de reconocer las células infectadas y que se encarguen
de destruirlas,
esto será un mecanismo de defensa para patógenos pero también
puede causar
el rechazo a trasplantes porque son células extrañas que están
ingresando al
organismo.
Células con capacidad citotóxica.
Linfocitos TCD8 que cuando están activados se denominan
linfocitos T
citotóxicos (CTL)
Linfocitos NK.
Linfocitos NKT.
Células mieloides.
Generalmente los que se encargan de esta función son los
linfocitos TCD8 y los
Linfocitos NK.
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
3/14
Estas células antes de ejercer su actividad citotóxica deben
reconocer al antígeno
en la superficie de la célula infectada. Los linfocitos T
citotóxicos reconocen
péptidos que pueden ser de origen viral, los cuales se
expresaran en la superficie
de la célula infectada como moléculas del MHC de clase I que
presentaran el
péptido viral a linfocito. Entonces los péptidos serán
presentados por la célula
diana (infectada) mediante las moléculas del MHC de clase I y
esta célula será
reconocida para luego ser destruida.
Hay células infectadas que pierden la capacidad de expresar las
moléculas de
MHC de clase I, por lo que los linfocitos T citotóxicos no
tendrían la capacidad
para destruirlas, es este caso se encarga el linfocito NK ya que
él es
extraordinariamente eficiente para detectar células sin MHC de
clase I. De esta
manera el sistema inmunitario se complementa debido a que los
linfocitos T
citotóxicos no pueden reconocer células infectadas que no
expresen MHC de
clase I el linfocito NK se encargara de reconocer a estas
células.
Lo explicado anteriormente ocurre porque hay algunos virus como
los
citomegalovirus, o los herpes virus que interfieren con diversos
mecanismos de las
células que infectan y a su vez estas células pierden la
capacidad de expresar
moléculas del MHC de clase I. De manera análoga, algunos tumores
generan
mutaciones en las células evitando la expresión de las moléculas
del MHC de
clase I. Por lo tanto estas células infectadas con estos virus o
tumorales estarán a
salvo de los linfocitos T citotóxicos, sin embargo los NK
efectuaran la tarea de
eliminar estas células (los NK son células que participan
activamente en la
eliminación de tumores).
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
4/14
Citotoxicidad mediada por linfocito T citotóxicos.
Los linfocitos T citotóxicos son muy importantes en la inmunidad
viral recordemos
que ellos al reconocer moléculas del MHC de clase I reconocerán
generalmente
células infectadas con virus o con bacterias intracelulares.
Luego de que los
linfocitos T CD8 reconocen a las células infectada procederán a
inducir sobre estacélula su actividad citotóxica mediando así la
apoptosis celular.
La citotoxicidad mediada por los linfocitos TCD8 induce la
sinapsis
inmunológica que es el contacto estrecho entre dos células
que estén bajo los
efectos del sistema inmunitario que en este caso seria, el
linfocito T CD8 y la
célula infectada o célula diana.
En el caso del linfocito T CD4 a la hora de reconocer los
antígenos no hablamos
de célula diana si no de célula presentadora de antígeno y
hablamos de un
proceso de activación no de un proceso citotóxico.
En el linfocito T citotóxico la unión a la célula diana esta
favorecida por moléculas
de adhesión, no se necesitan moléculas co-estimuladoras ya que
las moléculas de
adhesión estabilizan la unión entre estas dos células necesaria
para que se dé la
señal de destrucción celular.
Para la activación de linfocitos T CD8 como factor fundamental
la
participación o expresión del linfocito Th1, que es una célula
que hainteractuado previamente con una célula presentadora de
antígeno y es capaz de
producir IL-2 la cual es una citoquina estimulante para la
activación del linfocito T
CD8.
El linfocito T CD8 presenta un precursor que el linfocito
CTL-P, el cual no
expresa receptor para la IL-2 al igual que no la produce, no se
encuentra
proliferando y no tiene actividad citotóxica. Cuando ocurre el
reconocimiento
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
5/14
antigénico mediante las moléculas del MHC de clase I este
linfocito CTL-P se
activa y empieza a expresar el receptor para IL-2 al igual que
produce IL-2 pero en
pocas cantidades por lo que para promover la proliferación de el
mismo y su
actividad citotóxica necesita mayor expresión de IL-2 la cual
será aportada por el
linfocito Th1.
En este caso hay que recalcar un hecho importante y es que el
linfocito Th1 no
puede activar por si solo al linfocito T citotóxico si no que se
necesita que
previamente el linfocito CTL-P (precursor del linfocito T
citotóxico) haya reconocido
a su antígeno, para que luego el exprese los receptores de IL-2
necesarios para la
actividad co-estimuladora del linfocito Th1. Entonces cuando
ocurre la interacción
completa del linfocito TCD8 con la IL-2 es que se activan los
mecanismos de
proliferación y de actividad citotóxica.
En la siguiente imagen podemos ver dos mecanismos de activación
de los
linfocitos T CD8, donde vemos en el primer caso una célula
dendrítica infectada
por un virus expresando moléculas del MHC clase I y del MHC de
clase II que
serían péptidos del mismo virus procesados tanto el vía
citosolica como en la vía
endocitica, de este modo esta célula dendrítica va poder
interactuar con linfocitosT CD4 y T CD8 siendo el linfocito T CD4
una célula más fácil de activar la cual se
va diferenciar fenotípicamente en un linfocito Th1 que es una
célula efectora capaz
de producir citoquinas como IL-2. Mientras que la célula T CD8
virgen necesita
para su activación de un ambiente rico de IL-2 que se lo
proporcionara el linfocito
Th1.
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
6/14
En el segundo caso vemos que hay ausencia del linfocito Th1,
observaremos que
un linfocito CTL-P de memoria podrá ser activado por una célula
dendrítica que
manifieste grandes cantidades de moléculas co-estimuladoras como
B7 y CD28.
Este caso es una excepción debido a que solo se da en linfocito
CTL-P de
memoria, que se encuentren en sitios donde no haya proliferación
de linfocitos
Th1, porque los linfocitos CTL-P vírgenes no necesitan de
moléculas co-
estimuladoras para su activación si no que necesitan de
abundante IL-2, lo cual se
logra con la ayuda del linfocito Th1. También cabe resaltar que
los linfocitos CTL-P
de memoria pueden secretar suficiente cantidades de IL-2 para su
correcta
activación.
Entonces recordemos que primero se debe dar el reconocimiento a
través de una
señal especifica que es encontrarse con su antígeno y luego la
señal co-
estimuladora que para linfocitos CTL-P de memoria es las
moléculas de B7 y
CD28 expresadas por la célula dendrítica y para los linfocitos
CTL-P vírgenes sonlas grandes cantidades de IL-2 en el sistema
producidas por linfocitos Th1.
El linfocito T CD8 una vez que se ha activado se diferencia a
ser una célula
citotóxica, esta nueva célula será una asesina en serie porque
una vez que la
célula citotóxica cumple su función efectora con una célula
blanco puede seguir
cumpliendo esta función con las células infectadas por el mismo
virus, hasta que
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
7/14
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
8/14
Contenido de los gránulos citotóxicos.
Las perforinas actúan primero ya que ellas son las que
abrirán los orificios en la
célula blanco para que las granzimas entren y
provoquen apoptosis (las
granzimas solo pueden actuar dentro de la célula diana), y la
granulisina actúa de
manera similar a la granzima solo que ella provocara la
despolarización de la
membrana mitocondrial de la célula blanco lo cual
promoverá la liberación del
citocromo C por parte de la célula blanco provocando así la
apoptosis celular.
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
9/14
Entonces se produce la unión de las membrana de la célula banco
y de la célula T
citotóxica, luego ocurre la unión del granulo a la membrana
plasmática de la célula
T citotóxica, posteriormente se produce la liberación de los
gránulos de perforina
que irán polimerizando la membrana de la célula blanco hasta
formar los poros
que suelen ser muy abundantes.
Cuando ocurre la liberación de los gránulos de perforina ellos
se unen a los iones
de calcio de la célula banco lo que provocara que los poros se
produzcan en la
célula banco y no en otro sitio u otra célula. Posteriormente
una vez formados los
poros ocurre la liberación de los gránulos de granzimas y
granulisina.
La destruccion de la celula blanco puede darse por otros
mecanismos apartes del
“beso de la muerte por el linfocito T citotoxico”, como mensajes
o señales que
hacen se active el proceso de destruccion celular. Por ejemplo
el linfocito T puede
expresar en su superficie diversos ligandos comos Fas ligando.
Hay celulas que
pueden expresar el CD95 y al unirse a linfocitos T que tengan
Fas ligando, la
union del CD95 y el Fas ligando provocara la activacion
del proceso de
citotoxidad mediada por linfocitos T citotoxicos.
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
10/14
Tambien hay otros factores solubles que pueden provocar la
apotosis celular
uniendose a sus receptores en la celua blanco, por ejemplo el
TNF y las
linfotoxinas se unen a sus receptores y esto activara la
apoptosis celular de la
celula infectada.
El Fas ligando de la celula T interactua con el CD95 de la
celula banco una vezque se da esta union se tiene una via final
comun que es la via de las caspasas,
estas son enzimas que tienen un mecanismo de amplificacion en
cascada, asi el
proceso de inducir la apoptosis celular sera bastante rapido
debido a que la
amplificacion en cascada ocurre de manera muy rapida.
Los receptores de Fas o TNF, tienen una cola citoplasmatica que
tienen la
capacidad de interactuar con otras proteinas solubles que se le
unen en la medida
que el proceso avanza. Por lo tanto ocurre el cambio
conformacional de los
receptores que provocara la union de las colas citoplasmaticas
con moleculas
como FADD y TRADD que van a exhibir unos dominios conocidos
como dominiosde muerte que son aquellos dominios caracteristicos
para la activacion de las
caspasas que generaran una serie de cambios en el ADN de la
celula infectada y
en las mitocondrias de la misma.
En el ADN hay fraccionamiento de las secciones de las cadenas
del ADN que van
hacer empaquetadas en vesiculas, las mitocondrias u otras
organelas seran
fraccionadas en su membrana.
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
11/14
Actividad citotoxica de las celulas NK.
La diferencia fundamental entre los linfocitos T citotoxicos y
las celulas NK consiste
en el reconocimiento de las celulas infectadas. Las celulas NK
poseen receptores
de patrones muy comunes en las celulas propias, ademas de estos
receptores
poseen otros receptores que tiene la capacidad de reconocer
moleculas del MHCde clase I (en celulas que posean MHC de clase I
no se producira efecto citotoxico
por parte de los NK). En ausencia de las moleculas del MHC de
clase I en la celula
blanco los linfocitos NK recibiran la señal de activacion.
Primero se tiene un reconocimiento en donde la celula N podra
activarse de
acuerdo a las señales que reciba. En el caso de que haya
presencia de moleculas
del MHC de clase I daran una señal negativa a los linfocitos NK.
Os receptores que
reconocer moleculas del MHC de clase I en celulas NK son
receptores Kir los
cuales se les conoce como receptores de inhibicion de actividad
citotoxica de
las celulas NK. Aparte del MHC de clase I hay multiples
moleculas que tienen lafuncion de inhibir la funcion citotoxica de
NK mediante otros rectores.
Fundamentalmente las celulas de MHC de clase I o de moleculas
que causen
inhibicion de las celulas NK, provocaran la activacion de este
linfocito.
La muerte celular o la apoptosis celular mediada por linfocitos
T se da a traves de
mecanismo parecidos a los del linfocito T citotoxico, como la
union del FasL con el
CD95. Lisis secreotora de granulos que son los mismos granulos
del linfocito T
citotoxico (perforina, granulisina y granzima).
Al igual que hay moleculas que van a inhibir la activdad
de los linfocitos N, hay otras
que van activar la actividad citotoxica de ellos.
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
12/14
Citotoxicidad mediada por anticuerpos.
Encontramos anticuerpos en la superficie de las celulas
infectadas. Mediantes los
receptores Fc que los podemos encontrar en las celulas NK y
otros leucocitos se
unen a las celulas recubiertas de anticuerpos, una vez que
ocurre esta union del
receptor con la celula blanco se provocara la actividad
citotoxica de la celula NK. Elreceptor FcgammaRIIA es el receptor
de la celula NK para anticuerpos, el cual
posee afinidad baja por IgG por lo que se unira las IgG
encontradas en las
superficies celulares pero no a las IgG que circulan libre en el
plasma, lo que quiere
decir que la IgG libre no activa a los linfocitos NK.
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
13/14
Cabe destacar que hay celulas como macrofagos o eosinofilos que
expresan
receptores Fc pero estas celulas no actuaran de la misma manera
que los linfocitos
NK, por ejemplo los macrofagos una vez reconocen una celula a
traves de los
receptores Fc activaran su actividad fagocitica y no actividades
citotoxicas.
En el proceso de inmunidad anti-viral en el organismo ocurren
variosprocesos.
Tenemos el caso de una infeccion viral que dure 12 dias, una vez
que empieza el
proceso de infeccion comienzan los signos de una respuesta del
sistema
inmunitario como la liberacion de los IFN alfa y beta que son
respuestas del sistema
que se mpizan a ver desde el momento que una celula vecina
percibe que hay una
celula cercana infectada por un virus esta respuesta sera a
nivel local. Despues
ocurre la migracion y activacion de las celulas NK y de manera
mas tardia se
activan los linfocitos T citotoxicos, estas se activan de manera
mas tardia porque
debemos recordar que para que se produzca su activacion el
antigeno debe serprocesado y luego presentado en forma de peptido
al linfocito t CD8 por las
moleculas del MHC de clase I y tambien se necesita de la
cooperacion de los
linfocitos T CD4 por la liberacion de IL-2.
Material realizado por:
Br. Ana Padilla
2015
-
8/20/2019 Citotoxicidad Linfocitos TCD8
14/14
