CYTOTOXICKÉ T LYMFOCYTY: CHARAKTERISTIKA, STRUKTURA, FUNKCE - BIOLOGIE - 2025

Tyto cytotoxické T buňky, cytolytické T lymfocyty, cytotoxické T lymfocyty nebo zabíječské T lymfocyty (CTL anglického cytotoxické T lymfocyty), jsou jednou ze skupin buněk zapojených do imunitní odpovědi specifické pro buňky u lidí a jiných vícebuněčných organismů.

Tyto buňky, popsané na základě jejich schopnosti zprostředkovat buněčnou imunitu, byly popsány Govaertsem v roce 1960 a o několik let později různé skupiny vědců prohloubily své znalosti mechanismů působení a jejich nejvýraznějších charakteristik.

Imunologická synapse mezi cytotoxickým T lymfocytem (LTc) a jeho cílovou buňkou (Source Stephen Fuller, Endre Majorovits, Gillian Griffiths, Jane Stinchcombe, Giovanna Bossi prostřednictvím Wikimedia Commons)

Buněčná imunita je obecně zprostředkována T lymfocyty a fagocyty, které společně pracují na eliminaci nebo kontrole cizích intracelulárních invazivních mikroorganismů, jako jsou viry a některé bakterie a parazity, což indukuje smrt infikovaných buněk..

Jak to platí pro mechanismy humorální imunitní odpovědi (zprostředkované B lymfocyty), buněčná imunitní odpověď může být rozdělena do tří fází, které jsou známé jako rozpoznávací fáze, aktivační fáze a efektorová fáze.

Fáze rozpoznávání sestává z vazby cizích antigenů na specifické diferencované T lymfocyty, které exprimují receptory schopné rozpoznávat malé peptidové sekvence v cizích antigenech proteinového původu, prezentované v kontextu proteinů hlavního histokompatibilního komplexu.

Když dojde ke kontaktu antigenu s lymfocyty, T lymfocyty se množí (proliferují) a mohou se následně diferencovat na jiný typ buňky schopné aktivovat fagocyty, které ničí intracelulární mikroorganismy, nebo mohou lyžovat buňky, které produkují cizí antigeny.

Toto je aktivační fáze a obvykle vyžaduje účast pomocných nebo pomocných buněk. Nakonec efektorová fáze zahrnuje vývoj specifických funkcí aktivovaných lymfocytů, které končí eliminací antigenů a v tomto bodě jsou lymfocyty známé jako „efektorové buňky“.

Vlastnosti a struktura

Dva existující typy lymfocytů mají průměr přibližně 8 - 10 μm a velké jádro, které obsahuje těsně zabalený heterochromatin. V tenké části cytosolu, které mají, jsou mitochondrie, ribozomy a lysozomy.

Lymfocyty nemají uvnitř uvnitř žádné specializované organely a stejně jako zbytek krevních buněk pocházejí z kostní dřeně.

Jakmile jsou produkovány, T lymfocyty migrují a jdou směrem k brzmu (odtud původ jejich jména), kde jsou později aktivovány a dokončují svoji diferenciaci (zralé).

Tyto buňky neprodukují protilátky ani nerozpoznávají rozpustné antigeny, ale specializují se na rozpoznávání peptidových antigenů navázaných na proteiny kódované geny hlavního histokompatibilního komplexu (MHC), které jsou exprimovány na povrchu jiných buněk.

Tyto buňky jsou známé jako buňky prezentující antigen nebo APC (Antigen Presenting Cells).

T lymfocyty jsou rozděleny do dvou typů: pomocné T lymfocyty a cytotoxické nebo zabíjející T lymfocyty.

Pomocné T lymfocyty

Pomocné T lymfocyty vylučují cytokiny, peptidové hormony schopné podporovat proliferaci a diferenciaci jiných buněk a nových lymfocytů (T a B) a přitahovat a aktivovat zánětlivé leukocyty, jako jsou makrofágy a granulocyty.

Liší se od cytotoxických T lymfocytů expresí specifického povrchového glykoproteinu zvaného „Skupina diferenciace 4“ nebo CD4 (Cluster of diferenciace 4).

Cytotoxické T lymfocyty

Cytotoxické T lymfocyty jsou schopné lyzovat buňky, které exprimují cizí antigeny na svém povrchu v důsledku přítomnosti invazních intracelulárních mikroorganismů nebo patogenů.

Jsou identifikovány expresí povrchového markerového glykoproteinu CD8 (Cluster of diferenciace 8).

Funkce

Killer T lymfocyty se podílejí na regeneraci virových, parazitárních a bakteriálních infekcí. Rovněž jsou odpovědné za reakce odmítnutí štěpu od jiných pacientů a hrají důležitou roli ve vývoji imunity proti nádorům.

Jeho hlavní funkcí, jak již bylo zmíněno, je regulace imunitních odpovědí proti proteinovým antigenům, kromě toho, že slouží jako pomocné buňky při eliminaci intracelulárních mikroorganismů.

Mechanismus účinku

T lymfocyty vykonávají své funkce díky skutečnosti, že někteří napadající patogeny používají buněčný aparát buněk, které infikují, aby se množili nebo přežili. Jakmile se dostanou do vnitřku buňky, nejsou přístupné humorálním protilátkám, takže jediný způsob, jak je odstranit, je eliminace buňky, která je ukládá.

Killer T lymfocyty plní tři funkce, které jim umožňují „zabíjet“ nebo vylučovat zhoubné nebo infikované buňky, které jsou jejich cílem:

1 - Vylučují cytokiny, jako je TNF-a (tumor nekrotický faktor) a IFN-y (interferon gama), které mají protinádorové, antivirové a antimikrobiální účinky, protože inhibují jejich replikaci.

2 - Produkují a uvolňují cytotoxické granule (modifikované lysozomy) bohaté na proteiny a granzymy perforinů.

Perforiny jsou proteiny vytvářející póry, které jsou odpovědné za „propíchnutí“ plazmatické membrány infikovaných buněk, zatímco granzymy jsou serinové proteázy, které přecházejí do buněk přes póry vytvořené perforiny a degradují intracelulární proteiny.

Kombinovaný účinek perforinů a granzymů končí zastavením produkce virových, bakteriálních nebo parazitických proteinů a apoptózou nebo programovanou buněčnou smrtí cílové buňky.

3 - řídí apoptotické smrtelné mechanismy na infikovaných buňkách prostřednictvím interakcí Fas / FasL (protein Fas a jeho ligand, které se podílejí na regulaci buněčné smrti).

K tomuto procesu dochází díky expresi FasL ligandu na povrchu aktivovaných T buněk. Vazba proteinu Fas (také produkovaného cytotoxickými T lymfocyty) a jeho receptoru spouští aktivační kaskády cysteinových proteáz známých jako kaspázy, které přímo zprostředkovávají buněčné apoptotické procesy.

Infikované buňky, které jsou „zpracovávány“ cytotoxickými T lymfocyty, jsou „čištěny“ jinými buňkami, jako jsou fagocyty, které se také podílejí na „zjizvení“ odumřelých nebo nekrotických částí tkáně.

Aktivace

Cytolytické T buňky jsou aktivovány dendritickými buňkami exprimujícími antigenem nabité nebo značené molekuly MHC I. třídy. Dendritické buňky mohou tyto antigeny exprimovat přímým požitím intaktních buněk nebo požitím volných antigenů.

Jakmile jsou infikované buňky nebo antigeny zpracovány dendritickými buňkami, představují antigeny v souvislosti s molekulami hlavního histokompatibilního komplexu (MHC) třídy I nebo třídy II.

K aktivaci a podpoře množení cytotoxických T buněk jsou zapotřebí alespoň tři specifické signály:

- První věc, která musí nastat, je interakce mezi membránovým receptorem TCR T lymfocytů a MHC navázaným na antigen prezentovaný dendritickými buňkami.

- Další třída lymfocytů, buňka s povrchovými markery CD28, interaguje se svým ligandem (B7-1) na buňkách prezentujících antigen a poskytuje druhý aktivační signál.

- Poslední signál, schopný iniciovat proliferaci aktivovaných buněk, odpovídá produkci interleukinového faktoru 12 (IL-12) dendritickými buňkami.

Tento proces zahrnuje mimo jiné mobilizaci vápníku, transkripci genu, uvolňování předem zpracovaných receptorů, internalizaci povrchových receptorů.

Je důležité dodat, že lymfocyty, které vycházejí z brzlíku, nejsou úplně diferencované, protože k vykonávání svých funkcí musí být aktivovány a vyzrálé. "Naivní" nebo "naivní" cytotoxické lymfocyty mohou rozpoznávat antigeny, ale nejsou schopny lyžovat své cílové buňky.

Zrání

Zrání T lymfocytů začíná v brzlíku, kde se vyvinou z toho, co někteří autoři nazývají cytotoxické pre-T lymfocyty, což jsou buňky vázané na dotyčnou buněčnou linii, specifické pro konkrétní cizí antigen.

Tyto pre-lymfocytární buňky exprimují typické CD8 markerové receptory pro zabíječské buňky, ale dosud nemají cytolytické funkce. Pre-lymfocyty nejsou hojné v krvi, ale spíše v infikovaných tkáních nebo „cizích“ tkáních.

K maturaci nebo diferenciaci T lymfocytů dochází po jejich aktivaci (což závisí na signálech a událostech popsaných v předchozí části) a znamená získání všech nezbytných mechanismů pro získání cytolytických funkcí.

První věc, která se vyskytuje, je tvorba specifických cytotoxických granulí připojených k vnitřní oblasti plazmatické membrány a bohatých na perforiny a granzymy.

Poté se spustí povrchová exprese proteinu vázajícího Fas (FasL) a nakonec získají schopnost exprimovat cytokiny a další typy proteinů, které budou vykonávat funkce v událostech buněčné lýzy.

Říká se, že zrání T buněk po jejich aktivaci končí diferenciací "efektorové buňky", schopné vykonávat funkce cytolytického lymfocytu pro destrukci nebo eliminaci hostitelských buněk infikovaných vnějšími činiteli.

Kromě toho část populace T lymfocytů, která se během diferenciace množila, plní funkce jako "paměťové buňky", ale tyto mají různé vzorce exprese membránových receptorů, které je odlišují od "naivních" a "efektorových" buněk.

Reference

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Buněčná a molekulární imunologie (3. vydání). Madrid: McGraw-Hill.
2. Andersen, M., Schrama, D., Straten, P., & Becker, J. (2006). Cytotoxické T buňky. Journal of Investigative Dermatology, 126, 32–41.
3. Barry, M., a Bleackley, RC (2002). Cytotoxické T lymfocyty: Všechny cesty vedou k smrti. Nature Reviews Immunology, 2. (červen), 401–409.
4. Cytotoxické T buňky. (2012). In Immunology for Pharmacy (str. 162-168). Citováno z sciusalirect.com
5. Ito, H., & Seishima, M. (2010). Regulace indukce a funkce cytotoxických T lymfocytů přirozenými zabíječskými T buňkami. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 1-8.
6. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. Imunobiologie: imunitní systém ve zdraví a nemoci. 5. vydání. New York: Garland Science; 2001. cytotoxicita zprostředkovaná T buňkami. K dispozici od: ncbi.nlm.nih.gov
7. Lam Braciale, V. (1998). Cytotoxické T lymfocyty. V Encyclopedia of Immunology (p. 725). Elsevier Ltd.
8. Russell, JH, a Ley, TJ (2002). Cytotoxicita zprostředkovaná lymfocyty. Annu. Immunol. 20, 323-370.
9. Wissinger, E. (nd). Britská společnost pro imunologii. Citováno z 25. září 2019, z imunology.org