LIMFÒCITS T CD4: ESTRUCTURA, FUNCIONS, MADURACIÓ - BIOLOGIA - 2025

Els limfòcits T CD4 són un tipus de limfòcit T que té funcions principalment com a cèl·lula "accessòria" o "col·laboradora" durant la resposta immune específica o adaptativa. Es caracteritzen per la presència d'un receptor de membrana conegut com el "complex receptor de les cèl·lules T", abreujat com TCR (de l'anglès T Cell Receptor). No obstant això, hi ha diferents subpoblacions de cèl·lules T que s'identifiquen per la presència d'altres molècules marcadores de membrana.

Aquestes molècules són de naturalesa proteica i es coneixen com a part d'un "grup de diferenciació" o CD (de l'anglès Clúster of Differentiation). D'acord amb això, les cèl·lules T poden dividir-se en dos grups principals: els limfòcits T CD4 i els limfòcits T CD8.

Representació de l'coreceptor CD4 en un limfòcit T col·laborador durant la seva activació mediada per una cèl·lula presentadora d'antígens (APC) (Font: Xermani via Wikimedia Commons)

Aquests últims són també coneguts com "cèl·lules T citotòxiques" ja que, en la resposta immune humoral, intervenen directament en l'eliminació de cèl·lules envaïdes per virus o microorganismes intracel·lulars.

Els limfòcits T CD4 són popularment coneguts en la literatura com "limfòcits T col·laboradors", ja que participen en l'activació d'altres limfòcits de el sistema immune: limfòcits B. La seva participació promou tant l'activació com la producció i secreció d'anticossos.

estructura

Els limfòcits T CD4 comparteixen les característiques estructurals de qualsevol altra cèl·lula de l'llinatge limfoide. Posseeixen un nucli prominent, el que confina el citosol a un estret anell entre la seva membrana plasmàtica i el nucli.

No posseeixen massa orgànuls interns, però en les micrografies electròniques s'assemblaven algunes mitocòndries, un petit complex de Golgi, ribosomes lliures i uns quants lisosomes.

Aquestes cèl·lules s'originen en la medul·la òssia a partir d'un precursor comú amb altres cèl·lules limfoides com les cèl·lules B i les cèl·lules "assassines naturals" (NK), així com la resta de les cèl·lules hematopoètiques.

No obstant això, la seva maduració i activació passa fora de la medul·la òssia, en un òrgan conegut com l'estafa, i poden exercir les seves funcions en alguns òrgans limfoides secundaris com les amígdales, l'apèndix i altres.

Es distingeixen d'altres cèl·lules de l'llinatge limfoide per l'expressió de marcadors específics, concretament el "receptor de cèl·lules T" (de l'anglès T Cell Receptor). Aquestes proteïnes de superfície poden ser contemplades com complexos proteics que funcionen principalment en el reconeixement d'antígens presentats a ells.

A aquestes proteïnes s'associa un altre complex proteic conegut com CD3, que és requerit per a la senyalització que té lloc durant el reconeixement d'antígens.

D'altra banda, els limfòcits T col·laboradors expressen en la seva superfície un tipus de molècula "marcadora" coneguda com CD4 que, a l'igual que totes les molècules dels grups de diferenciació, reconeixen llocs específics dels receptors "restringits" per les molècules MHC de la classe II.

Tipus de Limfòcits T CD4

A la literatura es poden trobar diferents noms per als diferents tipus de limfòcits T amb marcadors de tipus CD4, però destaca un tipus de nomenclatura que discrimina el tipus de citocina que aquestes cèl·lules són capaces de produir.

D'aquesta manera, s'han definit diverses classes de limfòcits T col·laboradors entre les que destaquen els limfòcits TH1, els TH2, els TH9, els TH17, TH22, els THF i els Tregs o reguladors.

Els limfòcits TH1 secretan interferó gamma (IFN-γ) una citoquina útil per a l'activació d'altres cèl·lules de sistema immune conegudes com macròfags. Els limfòcits col·laboradors de tipus 2 (TH2) secreten una àmplia varietat de interleucines que promouen la producció d'anticossos.

Els limfòcits T col·laboradors fol·liculars o THF, que es troben en els fol·licles limfoides, participen en l'activació de les cèl·lules B i també "ajuden" a la producció i secreció d'anticossos atès que secreten abundants quantitats de citocines.

Una altra classe de limfòcits col·laboradors, els limfòcits T reguladors o Tregs, regulen gran quantitat de funcions cel·lulars a través de contactes cèl·lula-cèl·lula, de l'expressió de molècules de superfície i de la potenciació de la resposta a diferents factors de creixement.

Pel que fa a el desenvolupament d'aquests "subconjunts" de limfòcits T CD4, diferents estudis han demostrat que aquests deriven de la mateixa precursor de cèl·lules T, és a dir, que no s'originen a partir de llinatges separats que es comprometen abans de l'estimulació antigènica.

Per contra, la diferenciació de cada tipus de limfòcit col·laborador és influenciada per molts dels aspectes microambientals als quals se sotmet la cèl·lula precursora, que es creu que és un limfòcit T CD4 madur i ingenu, és estimulat per les citoquines produïdes per macròfags.

funcions

Els limfòcits T CD4 funcionen principalment com a cèl·lules col·laboradores. Aquestes són cèl·lules que s'activen i generen respostes immunològiques enfront d'infeccions un cop es troben, reconeixen i interactuen amb un antigen invasor.

La seva capacitat de reconeixement i unió a antígens forans és considerablement diferent de la de les cèl·lules B, ja que aquestes últimes són capaços de reconèixer antígens solubles en la seva condició d ' "estat ingenu", abans de la seva completa diferenciació.

En canvi, els limfòcits T (en general) només poden reconèixer antígens peptídics units a altres molècules codificades pels gens d'una família proteica coneguda com "complex major d'histocompatibilitat" o MHC (de l'anglès Major Histocompatibility Complex) ia això se l'anomena " restricció per MHC ".

Existeixen al menys tres classes de proteïnes MHC i els limfòcits T CD4 reconeixen els antígens presentats en el context de les MHC de la classe II.

Es denominen cèl·lules T col·laboradores o "helpers" perquè "ajuden" a les cèl·lules B que es caracteritzen per la producció d'anticossos T-depenent, és a dir, que necessiten de la presència de limfòcit T.

La seva responsabilitat fonamental rau en la producció de citocines solubles que participen en diferents processos immunològics.

Com cèl·lules de memòria immunològica

Un determinat conjunt de cèl·lules T CD4 madures i diferenciades pot viure durant períodes de temps més prolongats i proporcionar una resposta més ràpida quan l'organisme on es troben s'enfronta a el mateix antigen per segona vegada.

Aquestes cèl·lules que es dediquen a "recordar" els antígens que les van activar i que van disparar la seva diferenciació es coneixen com a "cèl·lules T de memòria".

Maduració i activació

Els limfòcits T CD4 s'originen en la medul·la òssia i posteriorment migren a l'estafa per diferenciar-se i madurar. Les cèl·lules limfoides progenitores dels limfòcits T presents en l'estafa es coneixen com a "timòcits".

Els timòcits passen per diferents etapes de maduració, en la qual s'expressen gradualment els marcadors membranals que els caracteritzen (es va fer referència prèvia als marcadors TCR i CD3).

Procés d'activació d'un limfòcit T (Font: DO11.10 via Wikimedia Commons)

Durant el procés de maduració es seleccionen les cèl·lules T col·laboradores que reconeixen antígens forans i s'eliminen les que reconeixen molècules pròpies de l'organisme que els dóna origen. Aquest és un mecanisme molt important de protecció contra la presència de cèl·lules "acte reactives".

Com passa l'activació?

Els limfòcits T inactius estan en un període de senescència mitòtica o, el que és igual, no es divideixen activament i estan detingudes a la fase G0 de l'cicle cel·lular.

En el procés d'activació participen unes cèl·lules "accessòries" conegudes com cèl·lules presentadores d'antígens o APC (de l'anglès Antigen Presenting Cells). Aquestes cèl·lules tenen la funció de "presentar" els antígens units a les proteïnes de l'MHC de la classe II que són reconegudes selectivament pels TCR en la membrana dels limfòcits T CD4.

Durant aquest procés, que té lloc en l'estafa, els limfòcits es diferencien en limfoblasts, canviant de forma i de mida. Els linfoblastos poden dividir-se i proliferar, multiplicant el nombre de cèl·lules en la població.

La interacció entre el receptor TCR (a la superfície de la cèl·lula T CD4) i l'antigen unit a la MHC de classe II (a la superfície de la cèl·lula APC) forma un complex que assegura el reconeixement específic.

Un cop es reconeix l'antigen presentat en el context de la MHC de classe II, tant el limfòcit CD4 com la cèl·lula APC comencen a secretar citoquines que contribueixen a l'activació de l'limfòcit.

Quan el limfòcit és activat es multiplica, formant noves cèl·lules idèntiques, específiques per a l'antigen en qüestió i que es troba en estat "ingenu" o "naïve", que no es modifica fins que es trobin amb l'antigen per al qual van ser "dissenyades ".

Mort cel·lular programada

El cos humà, a l'igual que el de molts mamífers, té la capacitat de produir centenars de cèl·lules linfocíticas en períodes molt curts de temps.

A més, ja que la diferenciació d'una cèl·lula T implica el reordenament aleatori dels gens que codifiquen per a les proteïnes de reconeixement dels antígens que li són presentats, es tenen centenars de poblacions diferents de cèl·lules capaces de reconèixer diferents "parts" de la mateixa antigen o antígens diferents.

Aquesta multitud cel·lular implica certs perills fisiològics, ja que alguns dels patrons reconeguts pels receptors de membrana de les cèl·lules T podrien coincidir amb els patrons d'algunes molècules pròpies.

Addicionalment, no totes aquestes cèl·lules estan destinades a exercir les seves funcions immediatament, ja que requereixen de la interacció amb l'antigen definit.

Així doncs, la "homeòstasi" limfocitària és aconseguida, en els òrgans limfoides primaris, disparant les vies de mort cel·lular programada en aquelles cèl·lules que no són necessàries o que no es diferencien i maduren completament.

referències

1. Abbas, A., Murphy, K., & Sher, A. (1996). Functional diversity of helper T lymphocytes. Nature, 383, 787-793.
2. Actor, JK (2014). Introductory Immunology Basic Concepts for Interdisciplinary Applications. London: Academic Press.
3. Bottomly, K. (1988). A functional dichotomy in CD4 + T lymphocytes. Immunology Today, 9 (9), 268-274.
4. Cavanagh, M. (nd). T-cell activation. British Society for Immunology.
5. Reinherz, I., Haynes, B., nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Leukocyte Typing II. Human T Lymphocytes (Vol. 1). Springer.
6. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a, & Jordan, MS (2009). T Cell Activation. Annu. Rev. Immunol., 27, 591-619.