Linfocitos T

Linfocitos T

• Introducción al linaje linfoide, el desarrollo de células T y los eventos de selección serán discutidos.

Introducción: Linaje Linfoide

• La ontogenia de los linfocitos B ocurre en un contexto jerárquico de diferenciación hematopoyética
• La hematopoyesis se inicia en una célula troncal, a partir de la que se diferencian de manera gradual y continua los progenitores que restringen su compromiso de linaje.
• El sistema hematopoyético tiene cinco compartimentos con características fenotípicas de subpoblaciones diferenciadas relevantes de ratón (izquierda) y humano (derecha).
• Las abreviaturas de los compartimentos incluyen HSC(célula troncal hematopoyética), MPP(progenitor multipotencial), LMPP(progenitor multipotencial predispuesto al linaje linfoide temprano), ELP (progenitor linfoide temprano), MLP( progenitor multilinfoide), CLP (progenitor linfoide común), B / NK (progenitor de células B y NK), CMP (progenitor mieloide común), MEP (progenitor de megacariocitos y eritrocitos), GMP(progenitor granulocítico y monocítico), MDP (progenitor de macrófagos y células dendríticas), LI(linfocitos innatos)

Desarrollo de Células T

• Se discute el desarrollo de células T en el ratón
• El proceso comienza cuando la célula madre hematopoyética (HSC) da lugar a un precursor hematopoyético que migra desde la médula ósea a la sangre.
• Este precursor luego ingresa a la corteza tímica donde se convierte en un precursor de célula T
• Hay varias etapas del desarrollo del timocito temprano marcadas como DN1, DN2, DN3, DN4
• Una vez que llegan a la etapa de doble positivo (CD4 + CD8 + DP), comienzan las selecciones positivas y negativas
• La selección negativa da como resultado la eliminación de células T autorreactivas, mientras que la selección positiva promueve la maduración de células T útiles
• Se producen cambios en el fenotipo de la superficie

Etapas del Desarrollo de las Células T

• Compromiso de precursores hematopoyéticos a la línea de células T.
• Inicio de reordenamientos de genes que codifican para el receptor de antígeno
• La selección y expansión de células reordenan exitosamente uno de sus genes y luego codifican para el receptor (selección β)

Desarrollo Temprano del Timocito

• Cápsula
• Corteza subcapsular: proliferación de precursores
• Corteza: Altamente poblada de timocitos inmaduros
• Médula: Escasamente poblada de timocitos maduros
• Unión corticomedular: salida a circulación

Proceso y Localización del Desarrollo de Células T

• El desarrollo de células T ocurre en el timo
• Empieza con pequeños precursores linfoides que migran de la médula ósea y la sangre al timo. Proliferan, se diferencian y se someten a selección dando lugar al desarrollo de células T maduras
• Los precursores retienen el potencial de dar lugar a varios tipos celulares usando receptores quimiocina
• Pueden convertirse en células NK, dendríticas, células B o mieloides, el precursor queda totalmente comprometido con la línea de células T en la etapa DN2
• El compromiso de la línea de células T depende del receptor Notch

Etapas Doble Negativo

• Los precursores de las células T encuentran ligandos Notch, que son expresados en abundancia por el epitelio tímico
• Los timocitos pasan por etapas marcadas por cambios de fenotipo en el timo (una a tres semanas)
• Las células T más tempranas no tienen CD4 y CD8 detectable, son células con doble negativo (DN)
• Las células doble negativo (DN) pueden ser subdivididas en cuatro grupos (DN1 a DN4) según la presencia o ausencia de otras moléculas en la membrana celular
• c-kit(CD117)
• receptor para factor del crecimiento de células madre
• CD44, una molécula de adhesión
• CD25, la cadena α del receptor de IL-2

Timocitos DN1

• Estas son la primeras células en entrar el timo, y aún son capaces de transformarse en múltiples tipos de células
• Solo expresan c-kit y CD44 (c-kit++CD44+CD25-), y cuando se hacen residentes en la corteza proliferan y expresan CD25 y se hacen timocitos DN2

Timocitos DN2

• En esta etapa crucial del desarrollo, los genes que codifican las cadenas γ, δ y β del TCR comienzan a reordenarse.
• El locus del TCR α no se reordena probablemente porque la región del ADN que codifica para los genes TCRa no está accesible a la maquinaria de recombinación
• En una etapa atrasada del DN2 los precursores de la célula T están completamente comprometidos a la línea de células T, reducen tanto la expresión de c-kit como la de CD44

Timocitos DN3

• En la transición de las etapas DN2 a DN3 (ckit+CD44– CD25+) las células siguen reordenando las cadenas TCRY, TCR& y TCRẞ, y tomando la primera decisión importante en el desarrollo de la célula T: las células T se unen a TTCRγδ o a TCRαβ

Timocitos DN4

• Las células T DN3 que reordenan exitosamente su cadena β y por lo tanto comprometidas con las células T TCRaß, pierden la expresión de CD25, dejan de proliferar, entran en la fase final de su desarrollo DN4 (ckitbajo/– CD44– CD25–) y maduran directamente en timocitos CD4+CD8+ DP)

Maduración del Timocito Resumido

• Desde la médula ósea al timo, donde hay reordenamiento de las cadenas TCRY, δ γ β y el compromiso hacia la línea para células T
• Hay expresión de pre-TOR seguida de selección β
• La proliferación, exclusión alélica del locus de la cadena β
• Empezar a reordenar el locus de la cadena a, para convertirse en timocitos DP

Diferencia de células TCRαβ versus TCRγδ

• En la corteza tímica se reorganizan los segmentos genéticos con información para el receptor de antígeno de linfocitos T (TCR) del tipo Υδ ο αβ
• Las células TCRaß son participantes dominantes en la respuesta inmune adaptiva de los órganos linfoides secundarios
• Las células TCRyd desempeñan un papel importante, particularmente en la protección de los tejidos mucosos contra las infecciones externas
• La elección de convertirse en células T γδ ο αβ dicta cuán rápido se reordenan los genes
• Al ingresar a la corteza, los timocitos expresan tanto el TCR y CD4 como CD8 simultáneamente, las llamadas células dobles positivas (DP). Esta etapa de maduración también se conoce como pro-linfocito T

Potencial de Variabilidad

• Cadena α:
  • Cromosoma 14
  • 34V
  • 50J
• Cadena β:
  • Cromosoma 7
  • 40-42V
  • 2D
  • 13J
• Cadena γ:
  • Cromosoma 7
  • 4-6V
  • 5J
• Cadena δ:
  • Cromosoma 14
  • 3V
  • 3D
  • 4J

TCRαβ

• Reconocen proteínas
• Participantes dominantes de una respuesta inmune adaptativa
• Pueden ser CD4+ o CD8+

TCRγδ

• Reconocen antígenos no convencionales como los lípidos
• Menor diversidad
• 0.5% De todos los linfocitos adultos
• En la piel y las mucosas
• No tiene CD4 ni CD8

Selección Beta para Timocitos DN

• Los timocitos DN pasan por selección Beta para proliferar o diferenciarse

1. Maduración a la etapa DN4 (ckitbajo/- CD44– CD25–)
2. Rápida proliferación en la corteza subcapsular
3. Suprimido el reordenamiento adicional de la cadena Beta de TOR lo que resulta en exclusión alélica del locus
4. Desarrollo de la etapa doble positiva CD4+CD8+
5. Cese de proliferación
6. Inicio del reordenamiento de la cadena TCRa

Resumen del Desarrollo de Células T

• Los timocitos dobles positivos reordenan genes y expresan una cadena TCRa con la cadena TCRẞ, en lugar de la cadena pre-TCRa
• El timo ha logrado varias metas:
  • Precursores de células hematopoyéticas expandidos en la corteza subcapsular y comprometidos a la línea de célula T
  • Reordenamiento de genes que codifican para TCR y ahora elegirán convertirse en células TTCRαβ ο TCRγδ

Eventos de Selección

• El evento de selección conforma el repertorio de TCR de linfocitos DP de base
• Basado en la afinidad del receptor de células T para MHC/péptidos a medida en que los receptor a célula T recorren la corteza tímica
• La propiedad distintiva de células T maduras es reconocer antígenos extraños combinados con moléculas de MHC

Selección Tímica

• Los linfocitos CD4+CD8+ (Timocitos DP) son pequeñas células que no proliferan y están en la corteza del timo, comprendiendo 80% de las células
• Es la primera subpoblación que expresa un complejo superficie TCRαβ/CD3 completamente maduro y en este sentido son los blancos primarios de la selección tímica
• Durante su desarrollo en eel timo, los linfocitos T inmaduros (timocitos) pasan por procesos de seleccion para asegurar que sean funcionales y no generen autoinmunidad
  • Selección Positiva
  • Selección Negativa
  • Destrucción por abandono

Eventos de Selección, Positivo vs Negativo

• La selección positiva selecciona para aquellos timocitos que portan receptores capaces de unirse a moléculas de MHC propias, conduciendo a restricción a MHC
  • El objetivo es incrementar la eficacia de los linfocitos T periféricos, de otra manera el sistema estaría atestado con células sin la capacidad de reconocer a nada y linfocitos T
• La selección negativa selecciona contra timocitos que portan receptores de alta afinidad para los complejos de péptido/MHC , lo que resulta en autotolerancia
  • El objetivo es evitar la autoinmunidad, linfocitos T y linfocitos B

Muerte por Abandono

• Casi todos los timocitos (~98%) DP no cumplen con los criterios, y la muerte por apoptosis tiene lugar en el timo
• La mayor parte de la muerte de timocitos DP (~95%) ocurre entre timocitos que fracasan su selección positiva porque su receptores no reconocen el MHC propio en específico
• Las células no reciben señales de supervivencia a través de sus TCR y mueren a través de un proceso conocido como muerte por abandono
• Un porcentaje pequeño de las células (2-5%) son eliminadas mediante selección negativa
• Un 2 a 5% de timocitos DP saldrán finalmente como células T maduras

Células Epiteliales Tímicas

• Células epiteliales en timo expresan MHC clase I y II, donde presentan sus péptidos
• Las células epiteliales córticales (cTEC) proveen señales de supervivencia a los linfocitos T, capaces de reconocer su homólogo del Mecanismo con una afinidad intermedia, lo cual proomueve la expresión de CCR7 que les permite emigrar hacia la médula timica
• Los toros que no pueden reconocer su homólogo MHS mueren por "abandono"

Muerte Celular en el Timo

• La células epiteliales medularrs del timo (mTEC ) y las células dendríticas, eliminan a los linfocitos que identifican el grupo MHC/ péptido propio , este por medio de apoptosis = delección clonal
• Las mTECs expresan una proteína llamada AIRE(regulador inmunitaria), esta permite q las células expresen, procesen y presenten proteínas que son reconocidas en ciertas circunstancias en órganos en específico.
• Un 2% de los timocitos logra llegar a ser linfocitos t unipositivos maduros and inmunocompetentes.

Gen AIRE

• El gen regulador autoinmune es el factor de transcripción que es expresado en las células epitelares medulares del timo
• Su función más notoria es inducir la expresión de antígenos propios en varios tejidos del cuerpo en el timo, esto permitiendo la selección negativa de los linfocitos T auto reactivos o evitando afecciones autoinmunes.

Funciones de AIRE

• Expresión de antígenos propios en las células epiteliales tímicas medulares (mTEC). AIRE activa la transcripción de genes que codifican las proteínas específicas de diferentes órganos
• Selección négativa de linfocitos T: Las células T inmaduras del timo se exponen a estos antígenos, si un timocito reconoce un antígeno propio con alta afinidad, es eliminado a través del mecanismo de apoptosis, (prevención autoinmunidad)
• Inducción de linfocitos T reguladores: algunos linfocitos T No mueren por autorización sino que entran a un estado de diferenciación en células T reguladoras que reducen la respuesta inmune.

Selección de Afinidad de TCR

• La selección en el timo determina el destino de los timocitos basado en la afinidad de su TCR a complejos propios MHC/péptido
• Menos del 5% de los timocitos producen receptores TCR, estos con altos afinidades.
• Más del 90% genera que TCR no une complejos MHC/Peptide.
• Menos del 5% genera un TCR que une con una afinidad media correcta a complejos MHC/Peptide propios, estos sobrevivirán y madurarán

Selección Positiva (resumen)

• "¿Reconoces el MHC?"
• Localización: Cortex del timo (células epiteliales corticales).
• Los timocitos en esta etapa exhiben CD 4 y CD8 (fase doble positiva :. CD4 + CD8 +)
• Sus TCRs deben encontrar las moléculas MHC propias que presentan las células tímicas epiteliales.
• Si el TCR puede encontrar MHC con un afinidad baja a moderada la célula tendrá la facilidad de sobrevivir y podrá proseguir fase siguente.
• La célula que NO reconoce ni encuentra MHC muere a través de la apoptosis(muerte por negligencia)

Muerte por Abandono (Resumen)

• ‘’Si no encuentras nada, entonces mueres’’
• Ubicación: Médula ósea del timo.
• Si la células que actúan como linfocitos T, no encuentran ninguna molécula MHC, esta no logra recibir alguna señal.

Selección Negativa (Resumen)

• ‘’Si tocas a los tuyos, serás eliminado’’
• Localización: Ubicación: Médula del timo(células epiteliales en zona medular y células déndricas).
• Las Las Células que actúan con los Linfocitos T que pasaron a a fase positiva en la selección, ahora hacen frente a pruebas más estrictas.
• Aquellas estarán Expuestas a ciertas moléculas de MHS clase I & II.
• Si los timocitos logran encontrar con una alta afinidad un antígeno que sea proppio, esto quiere decir que en algun momento causará un factor de autoinmunidad.
• Si el TCR loggra tener una afinidad alta por aquel antígeno que sea propio, esta será eliminada atravez de la apoptosis
• El objetivo es que Linfocitos T que su función sea autorreactiva sean capaces a salir a la circulación y también que no ataqquen los tejidos que son propios

Introducción al linaje linfoide y desarrollo de células T. Se discutirán los eventos de selección. La ontogenia de los linfocitos B ocurre en un contexto jerárquico de diferenciación hematopoyética.