CYTOTOKSISKE T-LYMFOCYTTER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

De cytotoksiske T-celler , cytolytiske T-lymfocytter, cytotoksiske T-celler eller killer-T-celler (CTL-er fra de engelske cytotoksiske T-lymfocytter) er en av gruppene av celler som er involvert i immunrespons-spesifikke celler hos mennesker og andre flercellede organismer.

Disse cellene, beskrevet på grunnlag av deres evne til å formidle cellulær immunitet, ble beskrevet av Govaerts i 1960, og mange år senere utdypet forskergrupper sine kunnskaper om deres virkningsmekanismer og deres mest særegne egenskaper.

Immunologisk synapse mellom en cytotoksisk T-lymfocytt (LTc) og dens målcelle (Kilde Stephen Fuller, Endre Majorovits, Gillian Griffiths, Jane Stinchcombe, Giovanna Bossi via Wikimedia Commons)

Cellular immunitet, i generelle linjer, er formidlet av T-lymfocytter og fagocytter, som arbeider sammen for å eliminere eller kontrollere fremmed intracellulære invaderende mikroorganismer, så som virus og noen bakterier og parasitter, og induserer døden av infiserte celler. .

Som det gjelder for humorale immunresponsmekanismer (formidlet av B-lymfocytter), kan den cellulære immunresponsen deles inn i tre faser som er kjent som gjenkjennelsesfasen, aktiveringsfasen og effektorfasen.

Gjenkjenningsfasen består av binding av fremmede antigener til spesifikke differensierte T-lymfocytter som uttrykker reseptorer som er i stand til å gjenkjenne små peptidsekvenser i fremmede antigener med proteinopprinnelse, presentert i sammenheng med proteiner fra det viktigste histokompatibilitetskomplekset.

Når antigen-lymfocyttkontakt oppstår, multipliserer T-lymfocytter (prolifererer) og kan deretter differensiere til en annen type celle som er i stand til å aktivere fagocytter som dreper intracellulære mikroorganismer, eller de kan lysere celler som produserer fremmede antigener.

Dette er aktiveringsfasen og krever vanligvis deltakelse av hjelper- eller tilbehørceller. Endelig involverer effektorfasen utviklingen av de spesifikke funksjonene til aktiverte lymfocytter som ender med eliminering av antigener, og på dette tidspunktet er lymfocyttene kjent som "effektorceller".

Kjennetegn og struktur

De to typene lymfocytter som eksisterer har en diameter på omtrent 8-10 mikrometer og en stor kjerne som inneholder tettpakket heterokromatin. I den tynne delen av cytosol som de har er mitokondrier, ribosomer og lysosomer.

Lymfocytter mangler spesialiserte organeller inne og stammer, som resten av blodcellene, fra benmargen.

Når de er produsert, migrerer T-lymfocyttene og går mot tymusen (derav opprinnelsen til navnet deres), hvor de senere aktiveres og fullfører sin differensiering (moden).

Disse cellene produserer ikke antistoffer eller gjenkjenner løselige antigener, men spesialiserer seg i å gjenkjenne peptidantigener bundet til proteiner kodet av Major Histocompatibility Complex (MHC) gener som kommer til uttrykk på overflaten til andre celler.

Disse cellene er kjent som antigenpresenterende celler eller APC (Antigen Presenting Cells).

T-lymfocytter er delt inn i to typer: hjelper T-lymfocytter og cytotoksiske eller killer T-lymfocytter.

Hjelper T-lymfocytter

Hjelper T-lymfocytter utskiller cytokiner, peptidhormoner som er i stand til å fremme spredning og differensiering av andre celler og nye lymfocytter (T og B) og til å tiltrekke og aktivere inflammatoriske leukocytter som makrofager og granulocytter.

De skiller seg fra cytotoksiske T-lymfocytter ved uttrykk av et spesifikt overflateglykoprotein kalt "Group of Differentiation 4" eller CD4 (Cluster of Differentiation 4).

Cytotoksiske T-lymfocytter

Cytotoksiske T-lymfocytter er i stand til å lysere celler som uttrykker fremmede antigener på deres overflate på grunn av tilstedeværelsen av invaderende intracellulære mikroorganismer eller patogener.

De blir identifisert ved ekspresjonen av overflatemarkøren glykoprotein CD8 (Cluster of Differentiation 8).

Egenskaper

Killer T-lymfocytter er involvert i utvinning fra virus-, parasitt- og bakterieinfeksjoner. De er også ansvarlige for avstøtningsresponser fra andre pasienter og spiller en viktig rolle i utviklingen av immunitet mot svulster.

Dets viktigste funksjon, som tidligere nevnt, er regulering av immunresponser mot proteinantigener, i tillegg til å tjene som hjelperceller ved eliminering av intracellulære mikroorganismer.

Virkningsmekanismen

T-lymfocytter utøver sine funksjoner takket være det faktum at noen invaderende patogener bruker cellemaskineriet til cellene de infiserer for å formere seg eller overleve. Disse, når de når det indre av cellen, er ikke tilgjengelige for humorale antistoffer, så den eneste måten å eliminere dem er ved å eliminere cellen som huser dem.

Killer T-lymfocytter utfører tre funksjoner som lar dem "drepe" eller eliminere ondartede eller infiserte celler som er deres mål:

1- De utskiller cytokiner som TNF-α (tumor nekrose-faktor) og IFN-γ (interferon gamma), som har antitumor, antivirale og antimikrobielle effekter, siden de hemmer replikasjonen.

2- De produserer og frigjør cytotoksiske granuler (modifiserte lysosomer) rike på perforinproteiner og granzymer.

Perforiner er poredannende proteiner som er ansvarlige for å "piercing" plasmamembranen til infiserte celler, mens granzymer er serinproteaser som passerer inn i celler gjennom porene dannet av perforiner og bryter ned intracellulære proteiner.

Den kombinerte virkningen av perforiner og granzymes ender med å stoppe produksjonen av virale, bakterielle eller parasittiske proteiner og med apoptose eller programmert celledød av målcellen.

3- De dirigerer apoptotiske dødsmekanismer på infiserte celler gjennom Fas / FasL-interaksjoner (Fas-protein og dets ligand, som deltar i reguleringen av celledød).

Denne prosessen skjer takket være ekspresjonen av FasL-liganden på overflaten av aktiverte T-celler. Bindingen av Fas-proteinet (også produsert av cytotoksiske T-lymfocytter) og dets reseptor utløser aktiveringskaskadene til cysteinproteaser kjent som caspaser, som direkte medierer cellulære apoptotiske prosesser.

Infiserte celler som er "behandlet" av cytotoksiske T-lymfocytter blir "renset" av andre celler som fagocytter, som også deltar i "helbredelse" av døde eller nekrotiske porsjoner av vev.

aktivisering

Cytolytiske T-celler aktiveres av dendritiske celler som uttrykker antigenladede eller merkede MHC klasse I molekyler. Dendritiske celler kan uttrykke disse antigenene ved direkte inntak av intakte celler eller ved inntak av frie antigener.

Når infiserte celler eller antigener er behandlet av dendritiske celler, presenterer de antigenene i sammenheng med hovedhistokompatibilitetskompleks (MHC) klasse I eller klasse II molekyler.

Minst tre spesifikke signaler er nødvendig for å aktivere og fremme multiplikasjon av cytotoksiske T-celler:

- Det første som må skje er samspillet mellom TCR-membranreseptoren til T-lymfocytten og MHC bundet til antigenet som presenteres av dendritiske celler.

- Dernest samhandler en annen klasse av lymfocytter, en celle med CD28 overflatemarkører, med liganden (B7-1) på antigenpresenterende celler og gir det andre aktiveringssignalet.

- Det siste signalet, som er i stand til å starte spredning av aktiverte celler, tilsvarer produksjonen av interleukin-faktor 12 (IL-12) av dendritiske celler.

Denne prosessen involverer også kalsiummobilisering, gentranskripsjon, frigjøring av pre-prosesserte reseptorer, internalisering av overflatereseptorer, blant andre.

Det er viktig å legge til at lymfocyttene som kommer ut av tymusen ikke er helt differensierte, da de må aktiveres og modnes for å utføre sine funksjoner. "Naive" eller "naive" cytotoksiske lymfocytter kan gjenkjenne antigener, men er ikke i stand til å lysse målcellene sine.

modning

Modningen av T-lymfocytter begynner i tymusen, hvor de utvikler seg fra det noen forfattere har kalt cytotoksiske pre-T-lymfocytter, som er celler som er forpliktet til den aktuelle cellelinjen, spesifikke for et spesielt fremmed antigen.

Disse pre-lymfocyttcellene uttrykker de typiske CD8-markørreseptorene for mordere celler, men har ennå ikke cytolytiske funksjoner. Pre-lymfocytter er ikke rikelig i blodet, men heller i infiserte vev eller "fremmede" vev.

Modningen eller differensieringen av T-lymfocytter skjer etter deres aktivering (som avhenger av signalene og hendelsene beskrevet i forrige seksjon) og innebærer å skaffe alle nødvendige maskiner for å tilegne seg cytolytiske funksjoner.

Det første som oppstår er dannelsen av spesifikke cytotoksiske granuler, festet til det indre området av plasmamembranen og rik på perforiner og granzymer.

Da utløses overflateekspresjonen av det Fas-bindende proteinet (FasL), og til slutt tilegner de seg muligheten til å uttrykke cytokiner og andre typer proteiner som vil utføre funksjoner i cellelysebegivenheter.

Det sies at modningen av T-celler, etter deres aktivering, ender med differensieringen av "effektorcellen", som er i stand til å utøve funksjonene til den cytolytiske lymfocytt for ødeleggelse eller eliminering av vertsceller infisert av eksterne midler.

Videre oppfyller en del av populasjonen av T-lymfocytter som har blitt multiplisert under differensiering funksjoner som "minneceller", men disse har forskjellige uttrykksmønstre av membranreseptorer som skiller dem fra "naive" og "effektor" celler.

referanser

1. Abbas, A., Lichtman, A., & Pober, J. (1999). Cellular and Molecular Immunology (3. utg.). Madrid: McGraw-Hill.
2. Andersen, M., Schrama, D., Straten, P., & Becker, J. (2006). Cytotoksiske T-celler. Journal of Investigative Dermatology, 126, 32–41.
3. Barry, M., & Bleackley, RC (2002). Cytotoksiske T-lymfocytter: Alle veier fører til død. Nature Reviews Immunology, 2 (June), 401–409.
4. Cytotoksiske T-celler. (2012). I Immunology for Pharmacy (s. 162-168). Hentet fra sciencedirect.com
5. Ito, H., & Seishima, M. (2010). Regulering av induksjon og funksjon av cytotoksiske T-lymfocytter av naturlig killer T-celle. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 1–8.
6. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. Immunobiology: Immunsystemet i helse og sykdom. 5. utgave. New York: Garland Science; 2001. T-cellemediert cytotoksisitet. Tilgjengelig fra: ncbi.nlm.nih.gov
7. Lam Braciale, V. (1998). Cytotoksiske T-lymfocytter. I Encyclopedia of Immunology (s. 725). Elsevier Ltd.
8. Russell, JH, & Ley, TJ (2002). Lymfocyttmediert cytotoksisitet. Annu. Pastor Immunol. , 20, 323-370.
9. Wissinger, E. (nd). British Society for Immunology. Hentet 25. september 2019 fra immunology.org