ЦИТОТОКСИЧЕСКИЕ T-ЛИМФОЦИТЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В цитотоксические Т - клетки , цитолитические Т - лимфоциты, цитотоксические Т - клетки или Т - клетки убийцы (ЦТЛ английского цитотоксических Т - лимфоцитов) , являются одной из групп клеток , участвующих в иммунных реакций специфического клеточного у человека и других многоклеточных организмов.

Эти клетки, описанные на основе их способности опосредовать клеточный иммунитет, были описаны Говертсом в 1960 году, а годы спустя различные группы исследователей углубили свои знания об их механизмах действия и их наиболее отличительных характеристиках.

Иммунологический синапс между цитотоксическим Т-лимфоцитом (LTc) и его клеткой-мишенью (источник Стивен Фуллер, Эндре Майоровиц, Джиллиан Гриффитс, Джейн Стинчкомб, Джованна Босси через Wikimedia Commons)

Клеточный иммунитет, как правило, опосредуется Т-лимфоцитами и фагоцитами, которые работают вместе для устранения или контроля чужеродных внутриклеточных вторгающихся микроорганизмов, таких как вирусы, некоторые бактерии и паразиты, вызывая гибель инфицированных клеток. ,

Как и в случае механизмов гуморального иммунного ответа (опосредованного В-лимфоцитами), клеточный иммунный ответ можно разделить на три фазы, которые известны как фаза распознавания, фаза активации и эффекторная фаза.

Фаза распознавания состоит из связывания чужеродных антигенов со специфическими дифференцированными Т-лимфоцитами, которые экспрессируют рецепторы, способные распознавать небольшие пептидные последовательности чужеродных антигенов белкового происхождения, представленные в контексте белков главного комплекса гистосовместимости.

Когда происходит контакт антиген-лимфоцит, Т-лимфоциты размножаются (пролиферируют) и могут впоследствии дифференцироваться в клетки другого типа, способные активировать фагоциты, убивающие внутриклеточные микроорганизмы, или они могут лизировать клетки, продуцирующие чужеродные антигены.

Это фаза активации и обычно требует участия вспомогательных или вспомогательных клеток. Наконец, эффекторная фаза включает развитие специфических функций активированных лимфоцитов, которые заканчиваются элиминацией антигенов, и в этот момент лимфоциты известны как «эффекторные клетки».

Характеристики и состав

Существующие два типа лимфоцитов имеют диаметр примерно 8-10 мкм и большое ядро, которое содержит плотно упакованный гетерохроматин. В тонкой части цитозоля, которой они обладают, находятся митохондрии, рибосомы и лизосомы.

Лимфоциты не имеют внутри специализированных органелл и, как и остальные клетки крови, происходят из костного мозга.

После образования Т-лимфоциты мигрируют и направляются в тимус (отсюда и название), где они позже активируются и завершают свою дифференцировку (созревают).

Эти клетки не вырабатывают антитела и не распознают растворимые антигены, но специализируются на распознавании пептидных антигенов, связанных с белками, кодируемыми генами главного комплекса гистосовместимости (MHC), которые экспрессируются на поверхности других клеток.

Эти клетки известны как антигенпредставляющие клетки или APC (антигенпредставляющие клетки).

Т-лимфоциты делятся на два типа: хелперные Т-лимфоциты и цитотоксические или киллерные Т-лимфоциты.

Т-лимфоциты-помощники

Хелперные Т-лимфоциты секретируют цитокины, пептидные гормоны, способные стимулировать пролиферацию и дифференцировку других клеток и новых лимфоцитов (Т и В), а также привлекать и активировать воспалительные лейкоциты, такие как макрофаги и гранулоциты.

Они отличаются от цитотоксических Т-лимфоцитов экспрессией специфического поверхностного гликопротеина, называемого «Группа дифференцировки 4» или CD4 (кластер дифференцировки 4).

Цитотоксические Т-лимфоциты

Цитотоксические Т-лимфоциты способны лизировать клетки, которые экспрессируют чужеродные антигены на своей поверхности из-за присутствия вторгшихся внутриклеточных микроорганизмов или патогенов.

Они идентифицируются по экспрессии поверхностного маркера гликопротеина CD8 (кластер дифференцировки 8).

Характеристики

Киллерные Т-лимфоциты участвуют в восстановлении после вирусных, паразитарных и бактериальных инфекций. Они также отвечают за реакции отторжения трансплантата у других пациентов и играют важную роль в развитии иммунитета против опухолей.

Его основная функция, как упоминалось ранее, заключается в регулировании иммунных ответов против белковых антигенов, в дополнение к тому, что он служит клетками-помощниками в устранении внутриклеточных микроорганизмов.

Механизм действия

Т-лимфоциты выполняют свои функции благодаря тому факту, что некоторые вторгшиеся патогены используют клеточный аппарат инфицированных ими клеток для размножения или выживания. Когда они достигают внутренней части клетки, они недоступны для гуморальных антител, поэтому единственный способ устранить их - это уничтожить клетку, в которой они находятся.

Киллерные Т-лимфоциты выполняют три функции, которые позволяют им «убивать» или устранять злокачественные или инфицированные клетки, которые являются их мишенями:

1- Они секретируют цитокины, такие как TNF-α (фактор некроза опухоли) и IFN-γ (гамма-интерферон), которые обладают противоопухолевым, противовирусным и антимикробным действием, поскольку они ингибируют их репликацию.

2- Они производят и выделяют цитотоксические гранулы (модифицированные лизосомы), богатые перфориновыми белками и гранзимами.

Перфорины представляют собой порообразующие белки, которые отвечают за «прокалывание» плазматической мембраны инфицированных клеток, а гранзимы - это сериновые протеазы, которые проникают в клетки через поры, образованные перфоринами, и разрушают внутриклеточные белки.

Комбинированное действие перфоринов и гранзимов заканчивается остановкой продукции вирусных, бактериальных или паразитарных белков и апоптозом или запрограммированной гибелью клетки-мишени.

3. Они управляют механизмами апоптотической гибели инфицированных клеток через взаимодействия Fas / FasL (белок Fas и его лиганд, которые участвуют в регуляции гибели клеток).

Этот процесс происходит благодаря экспрессии лиганда FasL на поверхности активированных Т-клеток. Связывание белка Fas (также продуцируемого цитотоксическими Т-лимфоцитами) и его рецептора запускает каскады активации цистеиновых протеаз, известных как каспазы, которые непосредственно опосредуют клеточные апоптотические процессы.

Зараженные клетки, которые «обрабатываются» цитотоксическими Т-лимфоцитами, «очищаются» другими клетками, такими как фагоциты, которые также участвуют в «рубцевании» мертвых или некротических участков ткани.

активация

Цитолитические Т-клетки активируются дендритными клетками, экспрессирующими заряженные антигеном или меченые молекулы MHC класса I. Дендритные клетки могут экспрессировать эти антигены путем прямого приема интактных клеток или приема свободных антигенов.

После того, как инфицированные клетки или антигены обрабатываются дендритными клетками, они представляют антигены в контексте молекул класса I или класса II главного комплекса гистосовместимости (MHC).

Для активации и стимулирования размножения цитотоксических Т-клеток необходимы как минимум три специфических сигнала:

- Первое, что должно произойти, - это взаимодействие между мембранным рецептором TCR Т-лимфоцита и MHC, связанным с антигеном, представленным дендритными клетками.

- Затем другой класс лимфоцитов, клетки с поверхностными маркерами CD28, взаимодействует со своим лигандом (B7-1) на антигенпрезентирующих клетках и обеспечивает второй сигнал активации.

- Последний сигнал, способный инициировать пролиферацию активированных клеток, соответствует продукции интерлейкинового фактора 12 (ИЛ-12) дендритными клетками.

Этот процесс также включает в себя мобилизацию кальция, транскрипцию генов, высвобождение предварительно обработанных рецепторов, интернализацию поверхностных рецепторов, среди прочего.

Важно добавить, что лимфоциты, выходящие из вилочковой железы, не дифференцированы полностью, так как они должны быть активированы и созревать для выполнения своих функций. «Наивные» или «наивные» цитотоксические лимфоциты могут распознавать антигены, но не способны лизировать свои клетки-мишени.

Созревание

Созревание Т-лимфоцитов начинается в тимусе, где они развиваются из того, что некоторые авторы назвали цитотоксическими пре-Т-лимфоцитами, которые представляют собой клетки, связанные с рассматриваемой клеточной линией, специфичные для определенного чужеродного антигена.

Эти прелимфоцитарные клетки экспрессируют типичные маркерные рецепторы CD8 для клеток-киллеров, но еще не обладают цитолитическими функциями. Пре-лимфоцитов не много в крови, а скорее в инфицированных тканях или «чужеродных» тканях.

Созревание или дифференцировка Т-лимфоцитов происходит после их активации (которая зависит от сигналов и событий, описанных в предыдущем разделе) и подразумевает получение всех необходимых механизмов для приобретения цитолитических функций.

Первое, что происходит, - это образование специфических цитотоксических гранул, прикрепленных к внутренней области плазматической мембраны и богатых перфоринами и гранзимами.

Затем запускается поверхностная экспрессия Fas-связывающего белка (FasL), и, наконец, они приобретают способность экспрессировать цитокины и другие типы белков, которые будут выполнять функции в процессах лизиса клеток.

Считается, что созревание Т-клеток после их активации заканчивается дифференцировкой «эффекторной клетки», способной выполнять функции цитолитического лимфоцита по разрушению или устранению клеток-хозяев, инфицированных внешними агентами.

Кроме того, часть популяции Т-лимфоцитов, которая размножилась во время дифференцировки, выполняет функции «клеток памяти», но они имеют разные паттерны экспрессии мембранных рецепторов, которые отличают их от «наивных» и «эффекторных» клеток.

Ссылки

1. Аббас А., Лихтман А. и Побер Дж. (1999). Клеточная и молекулярная иммунология (3-е изд.). Мадрид: Макгроу-Хилл.
2. Андерсен, М., Шрама, Д., Стратен, П., и Беккер, Дж. (2006). Цитотоксические Т-клетки. Журнал следственной дерматологии, 126, 32–41.
3. Барри М. и Блекли Р. К. (2002). Цитотоксические Т-лимфоциты: Все дороги ведут к Смерти. Nature Reviews Immunology, 2 (июнь), 401–409.
4. Цитотоксические Т-клетки. (2012). В иммунологии для фармации (стр. 162-168). Получено с sciencedirect.com
5. Ито, Х., & Сейшима, М. (2010). Регулирование индукции и функции цитотоксических Т-лимфоцитов естественными Т-клетками-киллерами. Журнал биомедицины и биотехнологии, 1–8.
6. Джейнвей К.А. младший, Трэверс П., Уолпорт М. и др. Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях. 5-е издание. Нью-Йорк: наука о гирляндах; 2001. Цитотоксичность, опосредованная Т-клетками. Доступно по адресу: ncbi.nlm.nih.gov
7. Лам Брасиале, В. (1998). Цитотоксические Т-лимфоциты. В Энциклопедии иммунологии (с. 725). Elsevier Ltd.
8. Рассел, Дж. Х., и Лей, Т. Дж. (2002). Цитотоксичность, опосредованная лимфоцитами. Annu. Rev. Immunol. , 20, 323-370.
9. Виссинджер, Э. (nd). Британское общество иммунологии. Получено 25 сентября 2019 г. с сайтаmunology.org.