08.ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS T
La activación de los linfocitos T se inicia cuando el receptor de los linfocitos T (TCR) reconoce a péptidos unidos a las moléculas HLA-I o HLA- II y se produce el proceso de interacción celular.
Una vez activados estos linfocitos producirán prioritariamente citocinas o factores citotóxicos, según se trate de linfocitos Th o Tc respectivamente (Figura, activación linfocitos T). Como la primera fase de actuación del TCR ya fue estudiado en capítulos anteriores, en este capítulo analizaremos las fases siguientes.
Interacción intercelular
Para que se inicie la activación de los linfocitos T, además de la unión del TCR al HLA más los péptidos, se requiere la ayuda prestada por interleucinas que facilitan la activación celular T actuando a través de sus respectivos receptores. Además es esencial la participación de una serie de moléculas conocidas globalmente como moléculas de adhesiónLa función de estas
moléculas es la contribuir al desarrollo de una respuesta inmune efectiva, facilitando la interacción entre las distintas células. Se forma así lo que se denomina sinapsis entre linfocitos T y célula presentadora de antígeno portadoras de las moléculas HLA (Figura, requerimiento activación).
De estas moléculas de adhesión, destacan las moléculas CD4 y CD8 que poseen capacidad de reconocer las moléculas HLA en las células presentadora. Además participan las moléculas CD28 y CTLA-4 y sus ligandos así como las glicoproteínas CD2 y CD45.
Las moléculas CD4 y CD8 facilitan la interacción intercelular al unirse a las moléculas HLA clase II y I respectivamente y además potencian la transmisión de señales al interior celular. Ambas moléculas pertenecen a la supe familia de las inmunoglobulinas, pero mientras el CD4 está formado por una sola cadena, el CD8 lo está por dos cadenas, alfa y beta. El CD4 se expresa en la mayoría de los linfocitos Th y el CD8 lo hace en los linfocitos Tc con función citotóxica. Este hecho es por lo que a las células Th se les conoce también como células CD4+ y a las células Tc como CD8+.
Moléculas CD28 y CTLA-4. La molécula CD28 es de especial importancia, incrementando la estabilidad de las interacciones intercelulares de linfocitos. El CD28 se expresa en todos los linfocitos CD4 y aproximadamente en el 50% de los linfocitos CD8 y sus ligandos naturales pertenecen a la familia B7 (B7‐1, CD80; B7‐2, CD86). El CD28, además de su papel en el proceso de adhesión, también participa transmitiendo señales de activación. Una variante de esta molécula es el CTL‐4 que, a diferencia del CD28, se expresa sólo de modo transitorio después de la activación de las células Т у tiene la propiedad bloquear la unión del CD28 con su receptor. La consecuencia es una inhibición de las células T al no recibir en ese caso las señales del CD28. Esta posibilidad de la presencia diferencial de CD28 o CTL‐4 hace que el linfocito se active o se inhiba, lo que hace que estas moléculas, CD28 y CTLA-4) posean un relevante papel en la regulación de los linfocitos T.
Molécula CD2. Es de tipo glicoproteínico que facilita la adhesión intercelualr, lo que contribuye a la unión del linfocito T a la célula presentadora. Su ligando natural es el CD58 (LFA‐3) y se expresan en la superficie de todas las células con función presentadora de antígenos.
Molécula CD45. esta molécula una de las glicoproteínas más abundantemente expresada en la superficie delos linfocitos, pudiéndose detectar hasta un millón de moléculas por célula. Pertenece a una familia de proteínas con varios miembros, entre los que destacan la CD45Ra y el CD45RB. Posee actividad fosfatasa por lo que pueden eliminar grupos fosfato de las tirosin kinasas LcT y Fyn, tal como veremos después con más detalle.
Transmisión de señales en linfocitos T
Los linfocitos T, al igual que los linfocitos B, poseen mecanismos a través de los cuales los estímulos externos son procesados y enviados al núcleo mediante mediadores bioquímicos intracelulares conocidos como segundos mensajeros. Estos mediadores son capaces de inducir la transcripción específica de un amplio número de genes, que participan en los procesos de proliferación y diferenciación celular. Esta cadena de segundos mensajeros interviene señales procedentes tanto del TCR/CD3 como de otras moléculas que participan en la interacción celular y receptores de citocinas presentes en la membrana de los linfocitos (Figura, cascada activación).
Un mecanismo fundamental en la regulación de la actividad y la función de estos mensajeros son los procesos de fosforilación y defosforilación a los que están sometidos mediante cinasas y fosfatasas respectivamente. Básicamente existen dos tipos de cinasas, dependiendo de su actividad fosfotransferasa Una se manifiesta fosforilando proteínas en aminoácidos serin y treonin (serin/treonin cinasas) y la otra fosforilando aminoácidos tirosina (tirosin cinasas). Igualmente hay dos tipos de fosfatasas que defosforilan específicamente proteínas bien en serina/treonina o en tirosina.
Podemos decir que los linfociots requieren dos señales para activarse:
• La primera señal la proporciona la unión del complejo péptido‐HLA al TCR. Esta señal está potenciada por la participación de moléculas CD4 y CD8.
• La segunda señal es suministrada por moléculas de adhesión, tales comoCD2, LFA‐1, CD26 y CD28, muchas de las cuales poseen además capacidad coestimulatoria como es el caso del CD28, que de alguna manera complementan las señales de activación inducidas por el TCR permitiendo una activación celular completa y
• Por último es necesario una tercera señal proveniente de los receptores de las linfocinas que conjuntamente con las señales anteriores hará posible la activación completa de los linfocitos T. Sin embargo si se produce una estimulación incompleta, por ejemplo con la actuación de uno solo de los elementos antes señalado, los linfocitos T no solo no se estimula sino en que muchos casos mueren por el proceso de apoptosis (figura: requerimientos de la activación).
Mediadores intracitoplasmáticos de la activación celular
Uno de los primeros eventos bioquímicos que ocurren en los linfocitos T después de la interacción HLA-péptido-TCR, es la fosforilación en tirosina, principalmente de las cadenas zeta no polimórficas del CD3. Estas cadenas poseen en sus dominios intracitoplasmáticos unas regiones denominadas ITAM (Immunoreceptor Tyrosine‐based Activation Motifs) que se fosforilan por la acción de las tirosina cinasas c‐lck y c‐fyn.
Ello se debe a que existe una estrecha asociación física del CD4 y del CD8 con el TCR/CD3, de tal manera que cuando se produce la unión TCR-péptido-HLA, hace que la c‐Lck asociada a estas moléculas se aproxime a la porción citoplásmica de las proteínas del complejo CD3, donde puede fosforilar en tirosina a sus regiones ITAM. Así mismo, todo ello es posible porque la tirosina cinasa c‐Lck se encuentra localizada precisamente en la parte intracelular de la membrana plasmática unida a la bicapa lipídica, por un proceso de miristilación de su región aminoterminal.
Una vez que los ITAM son fosforilados en sus residuos tirosina, se convierten en sitios específicos
de acoplamiento donde se une a la proteína citoplásmica ZAP‐70, que pertenecen a la familia de enzimas proteincinasas. Ejerce así el ZAP‐70, que se encuentra tanto en células T como NK, un papel crítico en la cascada de señalización intracelular fosforizando nuevos substratos (Figura, fosforilación ITAM).
El ZAP‐70 actúa fosforilizando sobre ciertos adaptadores, con lo cual prosigue la cascada de transmisión de señal de activación. Entre estos adaptadores se encuentran el estabilizador de células T activadas (LAT) y la proteína específica de leucocito que contiene SH2 (SLP‐76). Después de la activación de estos adaptadores se producirá la fosforilación en tirosina de la enzima fosfolipasa C gamma (PLC‐gamma) que es crucial en todo el proceso de la cascada de transmisión de señales.
Como consecuencia, la PLC‐gamma se activa e induce la hidrólisis de su substrato específico, el fosfatidilinositol bifosfato (PIP2), generándose los metabolitos inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG). De esta manera es como se inician las dos vías de transducción de suma importancia que es la iniciada por el IP3 y la otra la iniciada por el DAG, y que son conocidas como vía mediada por calcio y vía mediada por la proteincinasa C (PKC) respectivamente (Figura, cascada activación).
Vía mediada por calcio. Cuando el IP3 se une a un receptor específico (IP3R) localizado en el retículo endoplásmico, facilita la liberación del calcio intracelular de sus compartimentos, este aumento de la concentración de estos iones en el espacio libre intracelular actúa estimulando la enzima calmodulina, que es una serina/treonina cinasa. Posteriormente se induce la formación de calcineurina que después activará el factor de transcripción activador de células T (NF‐AT).
Vía mediada por la proteína cinasa C. Por otra parte el DAG formado activa la PKC que terminará activando el factor de transcripción de células B (NF‐kB). Las PKCs, en condiciones de reposo celular, se encuentra localizada en el citosol donde es inactiva, pero una vez que recibe el estímulo del DAG conjuntamente con iones Ca++ (dependiendo del isotipo enzimático) se transloca a la membrana celular, donde en presencia de fosfolípidos (fundamentalmente fosfatidilserina) ejerce su función de cinasa de proteínas en aminoácidos serina y treonina.
Vía mediada por AP‐RAS. Otra vía importante de activación es en la que interviene el Ras, que hace que Raf se active y actúe como una cinasa de MAPc que interviene en la regulación por fosforilación del factor de transcripción activador de proteína (AP1).
Factores de transcripción en linfocitos T
Los mensajeros citoplasmáticos activan ciertos factores, factores de transcripción, que tienen como función la de activar la transcripción de genes implicados en la respuesta inmune. Entre estos factores destacan: El factor nuclear de la cadena K de células B (NF kB), el factor activador de proteína 1 (AP1) y el factor nuclear de células T (NF-AT).
Factor nuclear de cadenas K de células B
Este factor fue caracterizado por primera vez como un factor de células B, de ahí su nombre, pero ahora sabemos que se encuentra en muchos otros tipos celulares, incluyendo los linfocitos T. Este factor está formado por cinco componentes que son las proteínas p50, p52, p65, RelB y c‐rel. Estas proteínas pueden estar formando distintos complejos siendo los más comunes: p50/p50 y p50/p65.
El complejo p50/p65, se encuentra retenido en el citoplasma por moléculas llamadas inhibidores de NF‐κB o IκB, impidiéndoseasí su llegada al núcleo. Es sólo después de la activación de la PKC cuando el IkB se degrada y como consecuencia se liberan los componentes del NF-kB, que pueden ahora pasar del citoplasma al núcleo en donde ejerce su función (Figura: Factores transcripción).
Este factor puede participar en la transcripción de la IL‐2 y de su receptor en un amplio número de genes tales como los de MHC, ciertas moléculas de adhesión y protooncogenes.
Factor activador de proteína 1
Este factor, a diferencia del NF‐KB, actua factor de transcripción nuclear exclusivamente y se activa por fosforilación mediada por cinasas que se mueven desde el citoplasma al núcleo donde inducen sobre eñ ADN las modificaciones translacionales propias. Este factor está formado por proteínas ubicuas pertenecientes a las familias de genes de expresión temprana Jun (c ‐Jun, v‐Jun, JunB y JunD) y Fos (c ‐Fos, FosB, Fra1 y Fra2) capaces de regular la transcripción de un alto número de genes, incluyendo el de IL‐2.
Factor nuclear de células T activadas
La familia deestos factores, se encuentran en su estado fosforilado en el citoplasma y cuando se desfosforila, pasa al núcleo. En este proceso interviene directamente la calcineurina que, a su vez, ejerce su acción cuando sobre la calmodulina se une el ion Ca++ , como consecuencia de su movilización tras la activación del TCR. En gran parte el NF‐AT necesita de la cooperación de AP‐1 para activar los genes donde actúa.
Se han observado alteraciones de muchas de la cinasas que intervienen en la activación de los linfocitos T. Entre ellas ZAP‐70 que se asocia a valores muy bajos o ausentes de linfocitos Tc en sangre periférica y sus linfocitos no proliferan en respuesta a lectinas, a anticuerpos monoclonales anti‐CD3, y a antígenos y a células alogénicas.
