Diferenciación de los linfocitos T tras la estimulación antigénica Células T novatas, efectoras y memoria Tipos de linfocitos T efectores Paradigma Th1-Th2 Nueva clasificación de células efectoras y memoria 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. 1
Expansión clonal y diferenciación efectora Linfocito T efector Th2 de linfocitos T DIFERENCIACIÓN TH2 (AUTOCRINA) Reconocimiento de antígeno Lifocito T activado IFNγ APC Linfocito T novel Receptor IL 2 IL-2 Expansión clonal (AUTOCRINA) Linfocito T efector Th1 DIFRENCIACIÓN TH1 (PARACRINA) IL-12 Reconocimiento antigénico expansión clonal linfocitos efectores Generación de células T memoria Apoptosis por abstinencia de antígeno Reversión a fenotipo efector Ag Subsistencia pese a la abstinencia de antígeno Ag Linfocito novel Linfocito efector 1º Linfocito memoria Linfocito efector2º SEARCH DESTROY SEARCH DESTROY 2
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 maduro 1. Extravasación en vénulas endoteliales altas 2. Exploración APCs 3. Recirculación o activación 4. Proliferación, diferenciación y recirculación 3
Características que diferencian a las células memoria de las células T efectoras. Antígeno de diferenciación células noveles células efectoras células memoria Moléculas de adhesióncd11b - ++ - CD49d - ++ + CCR7 CD62L (LNHR) + - + Experiencia antigénica CD57 - ++ - CD45RA + + - CD45RO - - + Regulación de la apoptosis CD95 - + + CD95L - + +/- Cambio en la expresión de isoformas de CD45 4
Alteraciones en el patrón de expresión de isoformas del LCA (CD45) CD45RA (HMW) CD45RO (LMW) Novatas Efectoras Memorias Activación linfocitaria y cambios en las isoformas de CD45 1 2 3 4 5
Alteraciones en la recirculación y direccionamiento de linfocitos T novatos efectores y memoria CLA α4β7 Dermis Linfáticos aferentes Lamina propia Ganglio linfático Linfáticos eferentes Ganglio mesentérico Intensidad de expresión Alteraciones en el patrón de expresión de moléculas de adhesión en linfocitos T CD62L CCR7 Novatas CLA α4β7 Efectoras CD62L CCR7 Memorias 6
Alteraciones en el patrón de expresión de moléculas de adhesión CD62L (LNHR) CLA α4β7 CD11b Novatas CD49d CD57 Efectoras Memorias Linfocitos T efectores Son capaces de luchar contra la fuente del antígeno extraño: CD8 CTL CD4 Th1 CD4 Th2 7
Características de células efectoras CD8+ células noveles células efectoras células memoria Expresión génica IL-2 + - ++ - - + IFN γ - ++ ++ TNFα - ++ ++ Perforina - ++ ± Granzima - ++ ± Función citotoxicidad - ++ ± Diferenciación de células B - inhibe estimula Intensidad de expresión Alteraciones en el patrón de actividad citotóxica de linfocitos CD8 Priming Cebado por APC En OLS Novatas Acción citotóxica contra células infectadas Actividad citotóxica Perforina y granzima Efectoras Restimulación por APC En OLS Memorias 8
Características de células efectoras CD4+ células noveles células efectoras células memoria Expresión génica IL-2 + ++ ++ - ++ (Th2) ++ IFN γ - ++ (Th1) ++ TNF α - ++ ++ Perforina - - - Granzima - - - Función Proinflamatoria - ++(Th1) + Diferenciación de células B - ++(Th2) + Alteraciones en el patrón de expresión de citocinas en linfocitos CD4 Intensidad de expresión Novatas CCR4 CXCR3 Efectoras IL-2 IFNγ Memorias 9
Linfocitos T efectores Son capaces de luchar contra la fuente del antígeno extraño: Tc CD8 Perforinas granzimas Linfocitos Tc vs Th FasL Fas Apoptosis Célula diana Th CD4 Citocinas CD40L CD12X CD40 Activación Célula B Macrófago 10
Linfocitos T efectores Citotóxico Proinflamatorio Th1 (IFNγ) Cooperador de IgE Th2() Cooperador de IgA Th3(TGFβ) Funciones de los distintos tipos 11
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 CD8 CD4 independiente CD4 dependiente 12
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? 13
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-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 ni IL-5. Las Th2 no producen IL-2, IL-3 IFNγ ni TNFβ 14
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-5, IL-6, IL-10 y IL-13 y cooperarían con las células B en las respuestas inmunes tipo 2 (humorales) Th1/Th2 Cooperación con células B y células fagocíticas B Th1 IFNγ Th2 Macrófago 15
Una genealogía para los tipos de linfocitos Th CXCR3 CCR4 Cooperacion con células B y células fagocíticas CD40L/CD40 IgE Th B Th CD40L/CD40 Macrófago IFNγ TGFβ IgA IgG1, IgG3 IFNγ 16
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. 17
CD4 productores de (cooperadores de la síntesis de anticuerpos) 1. Reconocen antígeno en macrófagos y células B 2. Secretan 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 IL-2 IFNγ IL-5 IL-2 IFNγ IL-5 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-2 IL-5 IFNγ IFNγ IFNγ 18
Lazo autocrino Reformulación del paradigma Th1/Th2 CXCR3 Th0 CCR4 Lazo autocrino IL-12 IL-2 APC fagociticas Th1 Producen IL-2 IFNγ Antagonismo durante polarización LT Th2 Producen IL-5 IL-10 Respuestas de IgG1 e IgG3 ( complemento) Células efectoras FcIgG FcR Células B Respuestas de IgE de anticuerpos Células efectoras FcIgE FcR La complejidad del sistema de subpoblaciones T requiere una nueva clasificación de las CD4 mismas MC ME 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 NT MNT 19
CRITERIOS CD4 (Lanzavechia y van Lier) CD45RA+ CD62L+ CCR7+ CD27+ NAIVE CD45RA- CD62L- CCR7- CD27- MEMORIA NO TERMINADA CD45RA+ CD62L- CCR7- CD27- MEMORIA TERMINADA CD45RA- CD62L+ CCR7+ CD27+ MEMORIA CENTRAL 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 DIFERENCIACIÓN RESPUESTA EFECTORA INMEDIATA 20
CRITERIOS CD8 CD45RA+ CD27+ NAIVE CD45RA+ CD27- MEMORIA TERMINADA CD45RA- CD27+ MEMORIA CENTRAL CD45RA- CD27- MEMORIA NO TERMINADA 21