Linfocitos T Y Su Receptor (tcr)

Linfocitos T y su receptor (TCR) ESQUEMA 1. Definición e importancia de los linfocitos T 2. Cómo se clasifican los linfocitos T y qué función poseen las distintas subpoblaciones de linfocitos T. 3. Estructuras y propiedades del TCR 4. Antígenos reconocidos por el TCR  El TCR como complejo molecular  Similitudes y diferencias con el Fab 2. Diferencias funcionales entre un linfocito T y un linfocito B.

1. Definición e importancia de los linfocitos T -Linfocitos T: Dicha denominación se debe al hecho fisiológico de que estos linfocitos salidos de la médula ósea penetran en el timo (glándula situada en la parte superior del tórax, detrás del esternón y cerca de las glándulas paratirodeas) y son marcadas funcionalmente. Se caracterizan por poseer receptores específicos para los antígenos, denominados receptores de células T o TCR (con cadenas αβ) los cuales reconocen péptidos antigénicos unidos a proteínas codificadas por los genes del MHC. Importancia: Los linfocitos T son los responsables de la respuesta inmune celular jugando un papel fundamental en controlar y desarrollar la respuesta inmune adquirida mediante la producción de citoquinas solubles y el desarrollo de linfocitos T citotóxicos (Tc) con una actividad lítica importante de células infectadas por virus o células tumorales, es decir cumplen las funciones de regular todas las respuestas inmunitarias frente a antígenos proteicos y ayudar en su calidad de células efectoras en la eliminación de microorganismos intracelulares. En condiciones normales, la mayoría de los linfocitos que circulan en el organismo son linfocitos T.

2. Cómo se clasifican los linfocitos T y qué función poseen las distintas subpoblaciones de linfocitos T Los linfocitos T se subdividen en poblaciones funcionales distintas, siendo las mejo definidas:  Linfocitos T cooperadores (Th) o CD4+: En respuesta a la estimulación antigénica secretan hormonas proteicas llamadas citoquinas, cuya función es promover la proliferación y diferenciación de las células T así como las otras células, entre ellas los linfocitos B y los macrófagos. Las citoquinas también atraen y activan a los leucocitos inflamatorios, incluyendo a los macrófagos y granulocitos, proporcionando importantes conexiones entre la inmunidad específica de los linfocitos T y los mecanismos efectores de la inmunidad natural o innata. Se pueden dividir según el perfil de citoquinas que producen: - Las células Th1 que producen Interleuquina 2 (IL-2), interferón- g (INF-g), factor de necrosis tumoral (TNF) a y b y promueven respuestas mediadas por células esenciales para la eliminación de patógenos intracelulares.

- Las células Th2 producen IL-4 e IL-5 principalmente, las cuales inducen el crecimiento y diferenciación de células B y células plasmáticas.  Linfocitos T citotóxicos (Tc) o CD8+: Lisan las células que producen antígenos extraños, cómo las células infectadas por virus y otros microorganismos intracelulares, inyectando enzimas tóxicas para así provocar su destrucción. - Las células Tc1+ secretan INF-g pero no IL-4 cuya principal función es la citotoxicidad. - Las células Tc2 producen IL-4 y son capaces de proveer ayuda a las células B para la secreción de inmunoglobulinas.  Linfocitos T reguladoras (Tr): Su función principal es terminar la inmunidad mediada por células T y suprimir las células T autorreactivas. Pueden ser de varios tipos, siendo las más comunes CD4+, CD25+ FoxP3+. Estas células presentan una potente acción reguladora de la respuesta Inmune y tienen gran relevancia en los procesos de tolerancia y en el desarrollo de enfermedades autoinmunes. Existe otra población minoritaria de Linfocitos T que poseen como TCR las cadenas γδ. Estos son conocidos como linfocitos γδ que se piensa que tienen una función importante en el reconocimiento de los antígenos lipídicos y se pueden encontrar en abundancia en la mucosa del intestino.

2. Estructuras y propiedades del TCR  El TCR como complejo molecular: Asociados a las dos cadenas polipeptídicas polimórficas (alfa y beta o gamma y delta) que constituyen las dos variantes del TCR, se encuentra un grupo de moléculas monomórficas de membrana llamado colectivamente CD3, formando así el complejo TCR/CD3. Cuando tiene lugar el reconocimiento antigénico entre el TCR y la molécula MHC que porta el antígeno, se desencadena una cascada de reacciones bioquímicas en el citoplasma de la célula T, dando así lugar al proceso de activación. ESTRUCTURA DEL COMPLEJO TCR/CD3 Mediante la utilización de híbridos se determinó que el reconocimiento del antígeno y de la molécula MHC se lleva a cabo simultáneamente por un mismo TCR/CD3 auque cada una de las moléculas que lo componen tienen diferentes funciones.

Componentes del complejo TCR/CD3 • TCR: Heterodímero con dos subunidades proteicas, denominadas alfa y beta, unidas covalentemente por puentes disulfuro. Es la porción específica del receptor, por lo tanto polimórfica, y en ella se da la variación clonotípica que va a permitir el reconocimiento de los más de 108 antígenos diferentes. Existe una variante del TCR que se encuentra en unas pocas células T, y está formada por cadenas gamma y delta en lugar de las cadenas alfa y beta. Este heterodímero no se asocia covalentemente, y su función aún no está claramente determinada. Estructura bioquímica del TCR: Cadena TCR-alfa: Es una cadena glicosilada ácida que esta divida en los siguientes dominios: • Un péptido líder. • Un dominio extracelular, constituido por una región variable parecida a la de las inmunoglobulinas y con 2 cisteínas implicadas en los puentes disulfuro; una región de unión y una región constante que también contiene 2 cisteínas implicadas en puentes disulfuro intracatenarios. • Un dominio transmembranal, donde es particularmente significativo la presencia de dos cargas de aminoácidos básicos implicados, probablemente, en el puente de unión de tipo salino con las cadenas del complejo CD3. • Un dominio intracelular de tan sólo 5 aminoácidos. Cadena TCR-beta: Es una cadena glicosilada con estructura similar a la ya mencionada TCR-alfa. Consta de un péptido líder y tres dominios diferentes: • Extracelular, con una región variable, una de unión y otra constante que posee 4 cisteínas. • Transmembranal, región hidrofóbica con un residuo básico de Lisina para crear un puente salino con las unidades de CD3. • Intracelular, formada también por sólo 5 aminoácidos. • CD3: Es la porción invariante del complejo y está formado por al menos 3 monómeros unidos no covalentemente, denominados gamma, delta y epsilon. El complejo CD3 fue descubierto por anticuerpos monoclonales, OKT3 y Leu4, y sus secuencias nucleotídicas se averiguaron alfa partir del análisis de cDNA. Es el encargado de transmitir la señal del reconocimiento antigénico al interior celular. Al complejo CD3 se le asocia un gran homodímero intracitoplasmático ζζ. Todos los componentes del receptor de la

célula T son proteínas de membrana, y están formadas por una secuencia, dominio N-terminal extracelular, dominio transmembrana y dominio citoplásmico C-terminal. Estructura bioquímica del CD3: Cadena CD3-delta: Es una glicoproteína constituida por tres dominios bien diferenciados: a) dominio extracelular, que lleva dos oligosacáridos unidos; b) un dominio transmembranal, y c) un dominio intracitoplasmático. Cadena CD3-epsilon: Es una proteína no glicosilada. Está constituida por tres dominios: a) extracelular, comprendiendo los residuos 1 al 107; b) transmembranal, de marcado carácter hidrofóbico, que comprende los residuos 105 a 130. Al igual que ocurre en el caso del CD3-delta, aparece un aspártico en posición 115, intuyéndose que está implicado en una función parecida y; c) intracelular, constituido por dos porciones claramente diferenciadas. Cadena CD3-gamma: Es también una glicoproteína de estructura similar a las anteriores y su función se cree que es fundamentalmente estructural y/o de interacción con otros correceptores (CD2, CD4, CD8, etc.). Cadena CD3-zeta: Tiene una estructura distinta de los otros péptidos del complejo CD3, ya que su dominio extracelular es de mucho menor tamaño que el extracelular. Es de gran interés señalar las 6 tirosinas en el dominio intracelular, que se fosforilan cuando el receptor de la célula T se activa. El segmento transmembrana de la cadena z tiene una gran homología con la subunidad g del receptor Fc de la IgE, y es requerido tanto para su expresión como para la transducción de señal. La subunidad zeta se encuentra asociada al TCR en forma de homodímero zz, o, con menor frecuencia, como heterodímero unido a otra proteína, llamada h que proviene del mismo gen que zeta por splicing alternativo. Dentro del dominio citoplasmático de todas las cadenas que forman el CD3 (g,d,e y en la cadena z) existen unas regiones denominadas ITAM (Immunoreceptor Tyrosine-based Activating Motif) que son ricas en tirosinas y susceptibles de ser fosforiladas en el proceso de transducción de señales de activación hacia el interior celular. Estructura del receptor TCRgamma-delta/CD3 Este tipo de receptor se expresa en una población minoritaria de linfocitos T periféricos que carecen de las moléculas de superficie CD4

y CD8 (también se encuentran en una pequeña proporción de timocitos, en linfocitos de epitelio intestinal y en algunas células dendríticas epidérmicas). La función de este tipo celular no está bien caracterizada, aunque se cree que juegan un importante papel en las enfermedades autoinmunes (se aprecia un aumento del número de este subtipo celular en sangre periférica).

 Similitudes y diferencias con el Fab: El TCE es homólogo al fragmento Fab (fragmento de unión al antígeno) de las inmunoglobulinas.

Similitudes

Diferencias

 Formado por dos cadenas.  Difieren en dominio hidrofóbico y otro domino intracitoplasmático  Cada una tiene un dominio variable aminoterminal y uno constante.  Los TCR permanecen unidos a la membrana y sólo tienen un sitio de  Las cadenas están unidas entre si unión con el antígeno. por un puente difsulfuro intercatenario en región bisagra.  Extremo carboxiterminal intracitoplásmico

3. Antígenos reconocidos por el TCR El linfocito T no reconoce a los antígenos en su forma nativa. Estos deben sufrir primero, un proceso de digestión por parte de los macrófagos. Sólo reconocen pequeñas cadenas con secuencias de 8 a 12 aminoácidos presentes en los llamados epítopes de las moléculas antigénicas. El contacto con el antígeno lo hace por medio de las células presentadoras como los macrófagos, células dendríticas linfocitos B y algunas células endoteliales. Los epítopes o radicales inmunogénicos encuentran en la membrana del linfocito los TCR, con gran especificidad para los antígenos. La célula presentadora que posee en su membrana moléculas del sistema mayor de histocompatibilidad, o HLA, presenta al Ag al Linfocito T por medio de estas moléculas. Diferentes subpoblaciones de linfocitos t serán activados, según la clase de antígeno HLA de las células presentadoras. La molécula a presentar en fruto de la digestión del antígeno, constituida por una pequeña cadena de aminoácidos y que se une al agretope de la molécula HLA de la células presentadora de antígeno por la porción llamada desetope. El

antígeno es reconocido por el TCR por la parte contralateral llamada epítope. Por su parte el TCR reconoce el epítope por su región variable o paratope. La parte de la molécula HLA que es reconocida por el Antígeno CD4 o CD8 se llama histotope. Activación de los Linfocitos T Una vez que el linfocito maduro, reconocido como CD3+, sale de la circulación y establece contacto con un Antígeno, se desencadenan una serie de importantes eventos que conducen a la blastogénesis o expansión clonal por la cual el linfocito T prolifera dando origen a una gran número de linfocitos con un idéntico receptor capaz de reconocer únicamente el Antígeno que inicio la activación. En la activación del linfocito t influyen varias citoquinas producidas por la célula presentadora de antígeno como IL – 1, IL – 6 y TNFa las cuales inducen la expresión de varias moléculas de adherencia como la LFA1. El LT activado produce a su vez GM– CSF, IL – 4, citoquinas que inducen en la célula presentadora la expresión de ICAM – 1 y LFA – 3. La unión de las diferentes integrinas e ICAMs constituye una segunda señal de activación que induce una serie de cambios enzimáticos que además de la blastogénesis desencadena la producción de IL-2 y de IFNg. Simultáneamente se generan nuevas moléculas que colonizan la membrana de los nuevos L. A las 6 horas aparecen receptores para la transferrina, CD71, que permite a la célula tomar el Fe necesario para su crecimiento. A las 8 horas por acción de IL- 1 se expresan los receptores para la IL- 2, CD25, citoquina producida por LT-A y que promueven el crecimiento de los nuevos Linfocitos. La unión de la IL- 1 a la membrana del linfocito es indispensable para que el ciclo celular pase de la fase G°, a la G1 y luego a la fase S. Más tarde a las 12 horas, la membrana de los nuevos linfocitos se enriquece con receptores para la insulina con lo cual se asegura un adecuado metabolismo de la célula. El resultado final de esta activación es la modificación en la transcripción de genes con lo cual se generan moléculas que al colonizar la membrana de los nuevos linfocitos determinan el que ellos se conviertan en células efectoras, bien sea citotoxicas o ayudadoras. La activación del linfocito t debe ser triple, un primer estímulo se origina por la interacción del TCR y el antígeno, el segundo se hace por la unión de otras moléculas, como la CD28 con otra presente en la célula presentadora de antígeno B7. El tercer estímulo se origina en la acción de citoquinas producidas por la célula presentadora del antígeno. Si únicamente tiene lugar el primero, se produce tolerancia, falta de respuesta, o el linfocito entra en apoptosis. Si únicamente ocurre el segundo el estímulo, no habrá respuesta del linfocito T. Pero si hay los dos estímulos, se inicia una activación del linfocito T que lleva a una

expansión clonal por proliferación y se inicia la producción de linfoquinas. Algunos Linfocitos t activados se convierte en LT de memoria que serán almacenados en los ganglios linfáticos en donde ante un encuentro futuro con el mismo antígeno que les dio origen, iniciarán una respuesta inmunitaria más rápida y potente. 4. Diferencias funcionales entre un linfocito T y un linfocito B Morfológicamente los linfocitos B y T son indistinguibles uno de otro. En cambio, en las funciones que realizan son muy diferentes a pesar de que ambos pertenezcan a la inmunidad específica, la cual se clasifica en dos tipos: humoral y celular. Los linfocitos B participan en la inmunidad humoral, principal mecanismo de defensa contra los microbios extracelulares y sus toxinas, en el cual, los componentes del sistema inmune que atacan a los antígenos no son las células directamente sino los anticuerpos (inmunoglobulinas). Los anticuerpos pueden ser transferidos a individuos no estimulados («naive») a través de productos sanguíneos libres de células (plasma o suero). En cambio, los linfocitos T participan en la inmunidad celular (también conocida como inmunidad medida por células) quien actúa como mecanismo de defensa en contra de los microorganismos intracelulares, tales como virus y algunas bacterias, capaces de sobrevivir y proliferar en el interior de los fagocitos y otras células del huésped, lugar al que no tienen acceso los anticuerpos circulantes, induciendo la destrucción del microorganismo residentes en los fagocitos o de las células infectadas. Este tipo de inmunidad puede ser transferida de individuos inmunizados a individuos no inmunizados a través de los linfocitos T, pero no por plasma o suero.