CD4 T-LYMFOCYTEN: STRUCTUUR, FUNCTIES, RIJPING - BIOLOGIE - 2025

De CD4 T-cellen zijn een type T-lymfocyt met celfuncties primair als "accessoire" of "partner" voor de specifieke immuunrespons of adaptief. Ze worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een membraanreceptor die bekend staat als het "T-celreceptorcomplex", afgekort als TCR (T-celreceptor). Er zijn echter verschillende subpopulaties van T-cellen die worden geïdentificeerd door de aanwezigheid van andere membraanmerkermoleculen.

Deze moleculen zijn proteïne van aard en staan ​​bekend als onderdeel van een "groep van differentiatie" of CD (Cluster of Differentiation). Dienovereenkomstig kunnen T-cellen worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen: CD4 T-lymfocyten en CD8 T-lymfocyten.

Vertegenwoordiging van de CD4-coreceptor op een T-helperlymfocyt tijdens de activering ervan gemedieerd door een antigeenpresenterende cel (APC) (Bron: Xermani via Wikimedia Commons)

Deze laatste staan ​​ook bekend als "cytotoxische T-cellen", aangezien ze bij de humorale immuunrespons direct ingrijpen bij de eliminatie van cellen die zijn binnengevallen door virussen of intracellulaire micro-organismen.

CD4 T-lymfocyten zijn in de literatuur in de volksmond bekend als "helper T-lymfocyten", omdat ze deelnemen aan de activering van andere lymfocyten van het immuunsysteem: B-lymfocyten. Hun deelname bevordert zowel de activering als de productie en uitscheiding van antilichamen.

Structuur

CD4 T-cellen delen de structurele kenmerken van elke andere cel van de lymfoïde lijn. Ze hebben een prominente kern, die het cytosol beperkt tot een smalle ring tussen het plasmamembraan en de kern.

Ze hebben niet veel interne organellen, maar op elektronenmicrofoto's leken sommige mitochondriën, een klein Golgi-complex, vrije ribosomen en een paar lysosomen op elkaar.

Deze cellen zijn afkomstig in het beenmerg van een gemeenschappelijke precursor met andere lymfoïde cellen zoals B-cellen en "natural killer" (NK) -cellen, evenals de rest van de hematopoëtische cellen.

Hun rijping en activering vindt echter plaats buiten het beenmerg, in een orgaan dat bekend staat als de thymus, en ze kunnen hun functies uitoefenen in sommige secundaire lymfoïde organen zoals de amandelen, de appendix en andere.

Ze onderscheiden zich van andere cellen van de lymfoïde lijn door de expressie van specifieke markers, met name de "T-celreceptor" (T-celreceptor). Deze oppervlakte-eiwitten kunnen worden gezien als eiwitcomplexen die voornamelijk functioneren bij de herkenning van antigenen die aan hen worden gepresenteerd.

Geassocieerd met deze eiwitten is een ander eiwitcomplex dat bekend staat als CD3, dat nodig is voor de signalering die plaatsvindt tijdens antigeenherkenning.

Aan de andere kant brengen helper-T-lymfocyten op hun oppervlak een type 'marker'-molecuul tot expressie dat bekend staat als CD4, dat, net als alle moleculen van de differentiatiegroepen, specifieke plaatsen van de receptoren herkennen die' beperkt 'zijn door de MHC-moleculen van klasse II.

Soorten CD4 T-lymfocyten

In de literatuur zijn verschillende namen te vinden voor de verschillende typen T-lymfocyten met markers van het CD4-type, maar er valt een soort nomenclatuur op die onderscheid maakt tussen het type cytokine dat deze cellen kunnen produceren.

Op deze manier zijn verschillende klassen van helper-T-lymfocyten gedefinieerd, waaronder de TH1-, TH2-, TH9-, TH17-, TH22-, THF- en regulatoire of Tregs-lymfocyten.

TH1-lymfocyten scheiden interferon-gamma (IFN-γ) af, een nuttige cytokine voor de activering van andere cellen van het immuunsysteem die bekend staan ​​als macrofagen. Type 2 helperlymfocyten (TH2) scheiden een breed scala aan interleukinen uit die de productie van antilichamen bevorderen.

Folliculaire helper-T-lymfocyten of THF's, die in lymfoïde follikels worden aangetroffen, zijn betrokken bij de activering van B-cellen en "helpen" ook bij de productie en secretie van antilichamen door overvloedige hoeveelheden cytokinen af ​​te scheiden.

Een andere klasse van helperlymfocyten, de regulerende T-lymfocyten of Tregs, reguleren een groot aantal cellulaire functies via cel-celcontacten, de expressie van oppervlaktemoleculen en de versterking van de respons op verschillende groeifactoren.

Met betrekking tot de ontwikkeling van deze "subsets" van CD4 T-lymfocyten, hebben verschillende onderzoeken aangetoond dat ze zijn afgeleid van dezelfde T-celprecursor, dat wil zeggen dat ze niet afkomstig zijn van afzonderlijke lijnen die zijn gecompromitteerd voorafgaand aan antigene stimulatie.

Integendeel, de differentiatie van elk type helperlymfocyt wordt beïnvloed door veel van de micro-omgevingsaspecten waaraan de precursorcel wordt blootgesteld, waarvan wordt aangenomen dat het een naïeve, rijpe CD4 T-lymfocyt is, en wordt gestimuleerd door cytokinen die worden geproduceerd door macrofagen. .

Kenmerken

CD4 T-lymfocyten functioneren voornamelijk als helpercellen. Dit zijn cellen die worden geactiveerd en immuunresponsen genereren tegen infecties zodra ze een binnendringend antigeen vinden, herkennen en ermee interageren.

Hun vermogen om vreemde antigenen te herkennen en eraan te binden verschilt aanzienlijk van dat van B-cellen, aangezien deze in staat zijn oplosbare antigenen in hun "naïeve toestand" te herkennen, voordat ze volledig worden gedifferentieerd.

Daarentegen kunnen T-lymfocyten (in het algemeen) alleen peptide-antigenen herkennen die zijn gehecht aan andere moleculen die worden gecodeerd door de genen van een eiwitfamilie die bekend staat als het 'major histocompatibility complex' of MHC (Major Histocompatibility Complex) en dit wordt ' beperking door MHC ”.

Er zijn ten minste drie klassen van MHC-eiwitten en CD4-T-cellen herkennen antigenen die worden gepresenteerd in de context van MHC-klasse II.

Ze worden T-helpercellen of 'helpers' genoemd omdat ze B-cellen 'helpen' die worden gekenmerkt door de productie van T-afhankelijke antilichamen, dat wil zeggen dat ze de aanwezigheid van T-lymfocyten nodig hebben.

Zijn fundamentele verantwoordelijkheid ligt in de productie van oplosbare cytokines die deelnemen aan verschillende immunologische processen.

Als immuungeheugencellen

Een bepaalde set van gedifferentieerde, rijpe CD4 T-cellen kan langer leven en een snellere respons geven wanneer het organisme waarin ze worden aangetroffen voor de tweede keer met hetzelfde antigeen wordt geconfronteerd.

Deze cellen die zijn toegewijd aan het "onthouden" van de antigenen die ze hebben geactiveerd en hun differentiatie hebben geactiveerd, staan ​​bekend als "geheugen-T-cellen".

Rijping en activering

CD4 T-lymfocyten ontstaan ​​in het beenmerg en migreren vervolgens naar de thymus om zich te differentiëren en te rijpen. De voorlopercellen van de in de thymus aanwezige T-lymfocyten staan ​​bekend als "thymocyten".

Thymocyten doorlopen verschillende stadia van rijping, waarin de membraanmarkers die hen kenmerken geleidelijk tot expressie worden gebracht (hiervoor werd verwezen naar de TCR- en CD3-markers).

Activeringsproces van een T-lymfocyt (Bron: DO11.10 via Wikimedia Commons)

Tijdens het rijpingsproces worden helper-T-cellen die vreemde antigenen herkennen, geselecteerd en die die moleculen van het organisme herkennen die ze veroorzaken, worden geëlimineerd. Dit is een zeer belangrijk beschermingsmechanisme tegen de aanwezigheid van "zelfreactieve" cellen.

Hoe verloopt de activering?

Inactieve T-lymfocyten bevinden zich in een periode van mitotische senescentie of, wat hetzelfde is, ze zijn niet actief aan het delen en worden gestopt in de G0-fase van de celcyclus.

Sommige "accessoire" cellen, bekend als antigeenpresenterende cellen of APC (Antigen Presenting Cells), nemen deel aan het activeringsproces . Deze cellen hebben de functie om antigenen te "presenteren" die zijn gebonden aan MHC klasse II-eiwitten die selectief worden herkend door TCR's op het membraan van CD4 T-lymfocyten.

Tijdens dit proces, dat plaatsvindt in de thymus, differentiëren de lymfocyten zich tot lymfoblasten, waarbij ze van vorm en grootte veranderen. Lymfoblasten kunnen delen en prolifereren, waardoor het aantal cellen in de populatie toeneemt.

De interactie tussen de TCR-receptor (op het oppervlak van de CD4 T-cel) en het antigeen gebonden aan MHC klasse II (op het oppervlak van de APC-cel) vormt een complex dat zorgt voor specifieke herkenning.

Zodra het gepresenteerde antigeen wordt herkend in de context van MHC klasse II, beginnen zowel de CD4-lymfocyt als de APC-cel cytokinen af ​​te scheiden die bijdragen aan de activering van lymfocyten.

Wanneer de lymfocyt wordt geactiveerd, vermenigvuldigt deze zich en vormt nieuwe identieke cellen, specifiek voor het antigeen in kwestie en die zich in een "naïeve" of "naïeve" toestand bevindt, die niet wordt gewijzigd totdat ze voldoen aan het antigeen waarvoor ze "zijn ontworpen. ”.

Geprogrammeerde celdood

Het menselijk lichaam heeft, net als dat van veel zoogdieren, het vermogen om in zeer korte tijd honderden lymfocytische cellen te produceren.

Bovendien, aangezien de differentiatie van een T-cel de willekeurige herschikking inhoudt van de genen die coderen voor de herkenningseiwitten van de antigenen die eraan worden gepresenteerd, zijn er honderden verschillende celpopulaties die verschillende "delen" van hetzelfde antigeen kunnen herkennen. of verschillende antigenen.

Deze veelheid aan cellen brengt bepaalde fysiologische gevaren met zich mee, aangezien sommige patronen die worden herkend door de membraanreceptoren van T-cellen zouden kunnen samenvallen met de patronen van sommige zelfmoleculen.

Bovendien zijn niet al deze cellen bestemd om hun functies onmiddellijk uit te voeren, aangezien ze interactie met het gedefinieerde antigeen vereisen.

Aldus wordt lymfocyt "homeostase" bereikt in de primaire lymfoïde organen, waardoor de geprogrammeerde celdoodroutes worden geactiveerd in die cellen die niet nodig zijn of die niet differentiëren en volledig rijpen.

Referenties

1. Abbas, A., Murphy, K., & Sher, A. (1996). Functionele diversiteit van helper T-lymfocyten. Nature, 383, 787-793.
2. Acteur, JK (2014). Inleidende immunologie basisconcepten voor interdisciplinaire toepassingen. London: Academic Press.
3. In wezen K. (1988). Een functionele dichotomie in CD4 + T-lymfocyten. Immunology Today, 9 (9), 268–274.
4. Cavanagh, M. (zd). T-cel activering. Britse Vereniging voor Immunologie.
5. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Leukocyttypering II. Menselijke T-lymfocyten (deel 1). Springer.
6. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a, en Jordan, MS (2009). T-celactivering. Annu. Rev. Immunol. , 27, 591-619.