ЦИТОТОКСИЧНИ T ЛИМФОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На цитотоксични Т клетки, цитолитични Т лимфоцити, цитотоксични Т клетки или убиец Т клетки (CTLs на английски цитотоксични Т-лимфоцити), са една от групите от клетки, участващи в имунния отговор специфична клетка при хора и други многоклетъчни организми.

Тези клетки, описани въз основа на способността им да посредничат на клетъчния имунитет, са описани от Говарц през 1960 г. и години по-късно различни групи изследователи задълбочават познанията си за механизмите си на действие и техните най-отличителни характеристики.

Имунологичен синапс между цитотоксичен Т-лимфоцит (LTc) и неговата таргетна клетка (Източник Стивън Фулър, Ендре Майоровиц, Джилиан Грифитс, Джейн Stinchcombe, Джована Боси чрез Wikimedia Commons)

Клетъчният имунитет, като цяло, се медиира от Т-лимфоцити и фагоцити, които работят заедно за елиминиране или контрол на чужди вътреклетъчни инвазивни микроорганизми, като вируси и някои бактерии и паразити, предизвиквайки смъртта на заразените клетки.,

Както е вярно за механизмите на хуморален имунен отговор (медиирани от В лимфоцити), клетъчният имунен отговор може да бъде разделен на три фази, които са известни като фаза на разпознаване, фаза на активиране и ефекторна фаза.

Фазата на разпознаване се състои в свързването на чужди антигени със специфични диференцирани Т-лимфоцити, които експресират рецептори, способни да разпознават малки пептидни последователности в чужди антигени с протеинов произход, представени в контекста на протеините от основния комплекс за хистосъвместимост.

Когато възникне контакт с антиген-лимфоцити, Т-лимфоцитите се размножават (пролиферират) и впоследствие могат да се диференцират в друг тип клетки, способни да активират фагоцити, които убиват вътреклетъчните микроорганизми, или могат да лизират клетки, които произвеждат чужди антигени.

Това е фазата на активиране и обикновено изисква участието на помощни или помощни клетки. И накрая, ефекторната фаза включва развитието на специфичните функции на активирани лимфоцити, които завършват с елиминирането на антигени и в този момент лимфоцитите са известни като "ефекторни клетки".

Характеристики и структура

Съществуващите два типа лимфоцити имат диаметър приблизително 8-10 μm и голямо ядро, което съдържа плътно опакован хетерохроматин. В тънката част на цитозола, която притежават, са митохондриите, рибозомите и лизозомите.

Лимфоцитите нямат специализирани органели вътре и, подобно на останалите кръвни клетки, произхождат от костния мозък.

След като се произведат, Т-лимфоцитите мигрират и отиват към тимуса (оттук произхода на името им), където по-късно се активират и завършват диференциацията си (зрели).

Тези клетки не произвеждат антитела или разпознават разтворими антигени, но се специализират в разпознаването на пептидни антигени, свързани с протеини, кодирани от гени на главния хистосъвместимост (MHC), които се експресират на повърхността на други клетки.

Тези клетки са известни като антиген представящи клетки или APC (Antigen Presenting клетки).

Т-лимфоцитите са разделени на два вида: помощни Т-лимфоцити и цитотоксични или убийствени Т-лимфоцити.

Помощни Т-лимфоцити

Помощните Т-лимфоцити отделят цитокини, пептидни хормони, способни да стимулират пролиферацията и диференциацията на други клетки и нови лимфоцити (Т и В) и да привличат и активират възпалителни левкоцити като макрофаги и гранулоцити.

Те се различават от цитотоксичните Т-лимфоцити по експресията на специфичен повърхностен гликопротеин, наречен "Група на диференциация 4" или CD4 (клъстер на диференциация 4).

Цитотоксични Т-лимфоцити

Цитотоксичните Т-лимфоцити са способни да лизират клетки, които експресират чужди антигени на тяхната повърхност поради наличието на нахлуващи вътреклетъчни микроорганизми или патогени.

Те се идентифицират чрез израз на повърхностния маркер гликопротеин CD8 (клъстер на диференциация 8).

Характеристика

Лимфоцитите Killer T участват в възстановяването от вирусни, паразитни и бактериални инфекции. Те също са отговорни за реакциите на отхвърляне на присадката от други пациенти и играят важна роля в развитието на имунитет срещу тумори.

Основната му функция, както беше споменато по-горе, е регулирането на имунните отговори срещу протеиновите антигени, в допълнение към това да служи като помощни клетки при елиминирането на вътреклетъчните микроорганизми.

Механизъм на действие

Т-лимфоцитите упражняват своите функции благодарение на факта, че някои нахлуващи патогени използват клетъчната машина на клетките, които заразяват, за да се размножават или оцеляват. Те, след като стигнат до вътрешността на клетката, не са достъпни за хуморални антитела, така че единственият начин за елиминирането им е чрез елиминиране на клетката, която ги помещава.

Лимфоцитите Killer T изпълняват три функции, които им позволяват да "убият" или елиминират злокачествени или заразени клетки, които са техните цели:

1- Те секретират цитокини като TNF-α (фактор на тумор некроза) и IFN-γ (интерферон гама), които имат противотуморни, антивирусни и антимикробни ефекти, тъй като инхибират репликацията им.

2- Те произвеждат и освобождават цитотоксични гранули (модифицирани лизозоми), богати на перфоринови протеини и гранзими.

Перфорините са образуващи порите протеини, които са отговорни за „пробиването“ на плазмената мембрана на заразените клетки, докато гранзимите са серинови протеази, които преминават в клетките, чрез порите, образувани от перфорини и разграждат вътреклетъчните протеини.

Комбинираното действие на перфорини и гранзими завършва с спиране на производството на вирусни, бактериални или паразитни протеини и с апоптоза или програмирана клетъчна смърт на целевата клетка.

3- Те насочват апоптотични механизми на смърт върху заразени клетки чрез Fas / FasL взаимодействия (Fas протеин и неговият лиганд, които участват в регулирането на клетъчната смърт).

Този процес се осъществява благодарение на експресията на FasL лиганда на повърхността на активирани Т клетки. Свързването на Fas протеина (също произведен от цитотоксични Т-лимфоцити) и неговия рецептор задейства каскадите за активиране на цистеинови протеази, известни като каспази, които директно посредничат в клетъчните апоптотични процеси.

Заразените клетки, които се "обработват" от цитотоксични Т-лимфоцити, се "почистват" от други клетки като фагоцити, които също участват в "белези" на мъртви или некротични части от тъкан.

активиране

Цитолитичните Т клетки се активират от дендритни клетки, експресиращи заредени с антиген или белязани MHC молекули клас I. Дендритните клетки могат да експресират тези антигени чрез директно поглъщане на непокътнати клетки или чрез поглъщане на свободни антигени.

След като заразените клетки или антигени се обработват от дендритни клетки, те представят антигените в контекста на основните молекули за хистосъвместимост (МНС) клас I или клас II молекули.

Най-малко три специфични сигнала са необходими за активиране и насърчаване на размножаването на цитотоксичните Т клетки:

- Първото нещо, което трябва да се случи, е взаимодействието между TCR мембранния рецептор на Т-лимфоцита и МНС, свързан с антигена, представен от дендритните клетки.

- След това друг клас лимфоцити, клетка с CD28 повърхностни маркери, взаимодейства със своя лиганд (B7-1) върху антиген-представящи клетки и осигурява втория сигнал за активиране.

- Последният сигнал, способен да инициира пролиферацията на активирани клетки, съответства на производството на интерлевкин фактор 12 (IL-12) от дендритни клетки.

Този процес включва също мобилизиране на калций, генна транскрипция, освобождаване на предварително обработени рецептори, интернализация на повърхностните рецептори, наред с други.

Важно е да добавим, че лимфоцитите, които излизат от тимуса, не са напълно диференцирани, тъй като те трябва да бъдат активирани и зрели, за да изпълняват функциите си. "Наивни" или "наивни" цитотоксични лимфоцити могат да разпознават антигени, но не са в състояние да лизират целевите си клетки.

назряване

Съзряването на Т-лимфоцитите започва в тимуса, където те се развиват от това, което някои автори наричат ​​цитотоксични пред-Т лимфоцити, които са клетки, ангажирани с въпросната клетъчна линия, специфични за определен чужд антиген.

Тези пред-лимфоцитни клетки експресират типичните CD8 маркерни рецептори за клетки убийци, но все още нямат цитолитични функции. Пред-лимфоцитите не са в изобилие в кръвта, а по-скоро в заразените тъкани или "чужди" тъкани.

Съзряването или диференцирането на Т-лимфоцитите настъпва след тяхното активиране (което зависи от сигналите и събитията, описани в предишния раздел) и предполага получаване на всички необходими механизми за придобиване на цитолитични функции.

Първото нещо, което се случва, е образуването на специфични цитотоксични гранули, прикрепени към вътрешния участък на плазмената мембрана и богати на перфорини и гранзими.

Тогава се задейства повърхностната експресия на Fas-свързващия протеин (FasL) и накрая те придобиват способността да експресират цитокини и други видове протеини, които ще изпълняват функции при клетъчен лизис.

Казва се, че съзряването на Т-клетките след тяхното активиране завършва с диференциране на "ефекторната клетка", способна да упражнява функциите на цитолитичния лимфоцит за унищожаване или елиминиране на клетки-гостоприемници, заразени от външни агенти.

Освен това, част от популацията на Т-лимфоцити, която се е размножила по време на диференциацията, изпълнява функции като "клетки на паметта", но те имат различни модели на експресия на мембранните рецептори, които ги отличават от "наивни" и "ефекторни" клетки.

Препратки

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Клетъчна и молекулярна имунология (3-то издание). Мадрид: McGraw-Hill.
2. Andersen, M., Schrama, D., Straten, P., & Becker, J. (2006). Цитотоксични Т клетки. Списание за разследваща дерматология, 126, 32–41.
3. Barry, M., & Bleackley, RC (2002). Цитотоксични Т-лимфоцити: Всички пътища водят до смърт. Nature Reviews Immunology, 2 (юни), 401–409.
4. Цитотоксични Т клетки. (2012 г.). В Имунология за фармацията (стр. 162-168). Извлечено от sciencedirect.com
5. Ito, H., & Seishima, M. (2010). Регулиране на индукцията и функцията на цитотоксичните Т-лимфоцити от естествените Т-клетки убийци. Списание за биомедицина и биотехнологии, 1–8.
6. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M и др. Имунобиология: имунната система в здравето и болестите. 5-то издание. Ню Йорк: Garland Science; 2001. Цито-медиирана цитотоксичност. Достъпно от: ncbi.nlm.nih.gov
7. Лам Брациале, В. (1998). Цитотоксични Т-лимфоцити. В Енциклопедия на имунологията (стр. 725). Elsevier Ltd.
8. Russell, JH, & Ley, TJ (2002). Лимфоцитна медиирана цитотоксичност. Annu. Преподобни имунол., 20, 323-370.
9. Wissinger, E. (nd). Британско дружество за имунология. Произведено на 25 септември 2019 г. от imunology.org