LYMFOCYTY CD4: STRUKTURA, FUNKCE, ZRÁNÍ - BIOLOGIE - 2025

Tyto CD4 T buňky jsou typu T lymfocytů s buněčných funkcí v první řadě jako „příslušenství“ nebo „partnera“ pro odezvu specifickou imunitní nebo adaptivní. Vyznačují se přítomností membránového receptoru známého jako „komplex T buněčných receptorů“, zkráceně TCR (T Cell Receptor). Existují však různé subpopulace T buněk, které jsou identifikovány přítomností dalších molekul membránového markeru.

Tyto molekuly jsou proteinové povahy a jsou známé jako součást „skupiny diferenciace“ nebo CD (Cluster of diferenciace). V souladu s tím mohou být T buňky rozděleny do dvou hlavních skupin: CD4 T lymfocyty a CD8 T lymfocyty.

Reprezentace CD4 coreceptoru na T pomocném lymfocytu během jeho aktivace zprostředkované buňkou prezentující antigen (APC) (Zdroj: Xermani prostřednictvím Wikimedia Commons)

Posledně jmenované jsou také známé jako „cytotoxické T buňky“, protože v humorální imunitní odpovědi přímo zasahují do eliminace buněk napadených viry nebo intracelulárními mikroorganismy.

T lymfocyty CD4 jsou v literatuře běžně známé jako „pomocné T lymfocyty“, protože se podílejí na aktivaci dalších lymfocytů imunitního systému: B lymfocytů, jejich účast podporuje jak aktivaci, tak i produkci a sekreci protilátek.

Struktura

CD4 T buňky sdílejí strukturální charakteristiky všech ostatních buněk lymfoidní linie. Mají prominentní jádro, které omezuje cytosol na úzký kruh mezi jeho plazmatickou membránou a jádrem.

Nemají mnoho vnitřních organel, ale na elektronových mikrografech se některé mitochondrie, malý Golgiho komplex, volné ribozomy a několik lysozomů navzájem podobaly.

Tyto buňky pocházejí z kostní dřeně od společného prekurzoru s jinými lymfoidními buňkami, jako jsou B buňky a buňky "přírodních zabijáků" (NK), stejně jako se zbytkem krvetvorných buněk.

K jejich zrání a aktivaci však dochází mimo kostní dřeň, v orgánu známém jako brzlík, a mohou vykonávat své funkce v některých sekundárních lymfoidních orgánech, jako jsou mandle, dodatek a další.

Odlišují se od ostatních buněk lymfoidní linie expresí specifických markerů, konkrétně "receptorem T buněk" (T buněčný receptor). Tyto povrchové proteiny lze považovat za proteinové komplexy, které fungují primárně při rozpoznávání antigenů, které jsou jim prezentovány.

S těmito proteiny je spojen další proteinový komplex známý jako CD3, který je vyžadován pro signalizaci, ke které dochází během rozpoznávání antigenu.

Na druhé straně pomocné T lymfocyty exprimují na svém povrchu typ „markerové“ molekuly známé jako CD4, která stejně jako všechny molekuly diferenciačních skupin rozpoznává specifická místa receptorů „omezená“ MHC molekulami třída II.

Typy T lymfocytů CD4

V literatuře lze nalézt různé názvy pro různé typy T lymfocytů s markery typu CD4, ale vyniká typ nomenklatury, který rozlišuje typ cytokinu, který jsou tyto buňky schopné produkovat.

Tímto způsobem bylo definováno několik tříd pomocných T lymfocytů, mezi nimiž vynikají TH1, TH2, TH9, TH17, TH22, THF a Tregs nebo regulační lymfocyty.

Lymfocyty TH1 vylučují interferon gama (IFN-y), užitečný cytokin pro aktivaci dalších buněk imunitního systému známých jako makrofágy. Pomocné lymfocyty typu 2 (TH2) secernují širokou škálu interleukinů, které podporují produkci protilátek.

Folikulární pomocné T lymfocyty nebo THF, které se nacházejí v lymfoidních folikulech, se podílejí na aktivaci B buněk a také "pomáhají" při produkci a sekreci protilátek vylučováním hojného množství cytokinů.

Další třída pomocných lymfocytů, regulační T lymfocyty nebo Tregs, reguluje velké množství buněčných funkcí prostřednictvím kontaktů buňka-buňka, exprese povrchových molekul a zesílení reakce na různé růstové faktory.

Pokud jde o vývoj těchto "podskupin" CD4 T lymfocytů, různé studie ukázaly, že jsou odvozeny od stejného prekurzoru T buněk, to znamená, že nepocházejí ze samostatných linií, které jsou ohroženy před antigenní stimulací.

Naopak diferenciace každého typu pomocných lymfocytů je ovlivněna mnoha aspekty mikroprostředí, kterým je prekurzorová buňka vystavena, což je považováno za naivní, zralý CD4 T lymfocyt, je stimulován cytokiny produkovanými makrofágy.

Funkce

T lymfocyty CD4 fungují primárně jako pomocné buňky. Jsou to buňky, které jsou aktivovány a generují imunitní odpovědi proti infekcím, jakmile najdou, rozpoznají a interagují s napadajícím antigenem.

Jejich schopnost rozpoznávat a vázat cizí antigeny je značně odlišná od schopnosti B lymfocytů, protože ty jsou schopny rozpoznávat rozpustné antigeny v jejich „naivním stavu“ před jejich úplnou diferenciací.

Naproti tomu T lymfocyty (obecně) mohou rozpoznávat pouze peptidové antigeny připojené k jiným molekulám kódovaným geny proteinové rodiny známé jako „hlavní histokompatibilní komplex“ nebo MHC (hlavní histokompatibilní komplex) a to se nazývá „ omezení pomocí MHC “.

Existují alespoň tři třídy MHC proteinů a CD4 T buňky rozpoznávají antigeny přítomné v kontextu MHC třídy II.

Nazývají se T pomocné buňky nebo „pomocníci“, protože „pomáhají“ B buňkám, které jsou charakterizovány tvorbou T-dependentních protilátek, to znamená, že potřebují přítomnost T lymfocytů.

Jeho základní odpovědnost spočívá ve výrobě rozpustných cytokinů, které se účastní různých imunologických procesů.

Jako buňky imunitní paměti

Specifická sada diferencovaných, zralých CD4 T buněk může žít delší dobu a poskytuje rychlejší reakci, když organismus, ve kterém jsou nalezeny, čelí stejnému antigenu podruhé.

Tyto buňky, které se věnují „zapamatování“ antigenů, které je aktivovaly a vyvolaly jejich diferenciaci, se nazývají „paměťové T buňky“.

Zrání a aktivace

T lymfocyty CD4 pocházejí z kostní dřeně a následně migrují do brzlíku a diferencují a zrají. Progenitorové lymfoidní buňky T lymfocytů přítomných v brzlíku se nazývají „thymocyty“.

Thymocyty procházejí různými stádii zrání, ve kterých se postupně exprimují membránové markery, které je charakterizují (předchozí odkaz byl proveden na TCR a CD3 markery).

Proces aktivace T lymfocytů (Zdroj: DO11.10 přes Wikimedia Commons)

Během procesu zrání jsou vybrány pomocné T buňky, které rozpoznávají cizí antigeny, a ty, které rozpoznávají molekuly organismu, které je vytvářejí, jsou eliminovány. Jedná se o velmi důležitý ochranný mechanismus proti přítomnosti „reaktivních“ buněk.

Jak probíhá aktivace?

Neaktivní T lymfocyty jsou v období mitotického stárnutí nebo, co je stejné, aktivně se nerozdělují a jsou zastaveny ve fázi G0 buněčného cyklu.

Aktivačního procesu se účastní některé „pomocné“ buňky známé jako buňky prezentující antigen nebo APC (Antigen Presenting Cells). Tyto buňky mají funkci "prezentovat" antigeny vázané na proteiny MHC II. Třídy, které jsou selektivně rozpoznávány TCR na membráně T lymfocytů CD4.

Během tohoto procesu, který se koná v brzlíku, se lymfocyty diferencují na lymfoblasty, měnící se tvarem a velikostí. Lymfoblasty se mohou dělit a množit a množit počet buněk v populaci.

Interakce mezi TCR receptorem (na povrchu CD4 T buňky) a antigenem navázaným na MHC třídy II (na povrchu APC buňky) tvoří komplex, který zajišťuje specifické rozpoznávání.

Jakmile je prezentovaný antigen rozpoznán v kontextu MHC třídy II, jak CD4 lymfocyty, tak APC buňky začnou vylučovat cytokiny, které přispívají k aktivaci lymfocytů.

Když je lymfocyt aktivován, množí se a vytváří nové identické buňky, specifické pro dotyčný antigen a který je ve stavu „naivní“ nebo „naivní“, který se nemění, dokud nenarazí na antigen, pro který byly navrženy. “.

Programovaná buněčná smrt

Lidské tělo, stejně jako mnoho savců, má schopnost produkovat stovky lymfocytárních buněk ve velmi krátkém časovém období.

Kromě toho, protože diferenciace T buněk zahrnuje náhodné přeskupení genů, které kódují rozpoznávací proteiny antigenů, které jsou jí prezentovány, existují stovky různých populací buněk schopných rozpoznávat různé „části“ stejného antigenu. nebo různé antigeny.

Toto množství buněk zahrnuje určitá fyziologická nebezpečí, protože některé vzorce rozpoznávané membránovými receptory T buněk se mohou shodovat se vzory některých vlastních molekul.

Navíc ne všechny tyto buňky jsou určeny k okamžitému vykonávání svých funkcí, protože vyžadují interakci s definovaným antigenem.

Tudíž „homeostáza“ lymfocytů je dosažena v primárních lymfoidních orgánech, což spouští naprogramované dráhy buněčné smrti v těch buňkách, které nejsou nutné nebo které se nerozlišují a nejsou plně zralé.

Reference

1. Abbas, A., Murphy, K., & Sher, A. (1996). Funkční rozmanitost pomocných T lymfocytů. Nature, 383, 787-793.
2. Herec, JK (2014). Úvodní pojmy imunologie pro interdisciplinární aplikace. London: Academic Press.
3. Bottomly, K. (1988). Funkční dichotomie v CD4 + T lymfocytech. Immunology Today, 9 (9), 268–274.
4. Cavanagh, M. (nd). Aktivace T-buněk. Britská společnost pro imunologii.
5. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Leukocyty Typing II. Lidské T lymfocyty (sv. 1). Springer.
6. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a & Jordan, MS (2009). Aktivace T buněk. Annu. Immunol., 27, 591 - 619.