T-LYMFOCYTEN: STRUCTUUR, FUNCTIES, TYPEN, RIJPING - BIOLOGIE - 2026

De T-lymfocyten of T-cellen zijn immuunsysteemcellen die actief zijn in de cellulaire immuunsysteemrespons en bijdragen aan de activering van antilichaamproducerende cellen in het humorale immuunresponssysteem.

Dit zijn, net als B-cellen en natural killer (NK) -cellen, bloedcellen (leukocyten) die hun oorsprong hebben in het beenmerg en samen met B-cellen tussen 20 en 40% van het totale aantal leukocyten in het bloed.

Representatief diagram van het hematopoietische proces bij de mens dat aanleiding geeft tot de lymfoïde lijn (Bron: Jmarchn via Wikimedia Commons)

De naam is afgeleid van de plaats waar ze volwassen worden voordat ze hun functies uitoefenen (de thymus ) en de term werd bedacht door Roitt in 1969.

Er zijn verschillende soorten T-lymfocyten en deze verschillen van elkaar zowel door de expressie van bepaalde oppervlaktemarkers als door de functie die ze uitoefenen. Er zijn dus twee hoofdgroepen beschreven die bekend staan ​​als "helper" T-lymfocyten en "cytotoxische" T-lymfocyten.

Helper-T-lymfocyten nemen deel aan de activering van antilichaam-uitscheidende B-lymfocyten, terwijl cytotoxische T-lymfocyten direct de eliminatie van cellen die zijn geïnfecteerd door virussen, parasieten en andere intracellulaire micro-organismen mediëren.

Deze cellen zijn buitengewoon belangrijk, omdat ze fundamentele functies vervullen in verschillende immunologische aspecten en essentieel zijn voor het adaptieve afweersysteem.

Structuur

T-lymfocyten zijn kleine cellen, met een grootte die vergelijkbaar is met die van een gemiddelde bacterie: tussen 8 en 10 micron in diameter. Ze hebben een karakteristieke bolvorm en hun cytosol wordt voornamelijk ingenomen door een grote kern omgeven door enkele organellen.

Alle lymfocyten komen voort uit voorlopers van "primaire" of "generatieve" lymfoïde organen. In het geval van T-lymfocyten worden deze geproduceerd in het beenmerg en vervolgens migreren ze naar de thymus voor rijping (de thymus is een klierorgaan dat zich achter het borstbeen bevindt).

Als ze eenmaal volgroeid zijn, komen ze vrij in de bloedbaan, maar vervullen ze hun functies op andere plaatsen die bekend staan ​​als 'secundaire lymfoïde organen'.

T-lymfocyten zijn, net als B-lymfocyten, bloedcellen die antilichamen kunnen produceren tegen specifieke antigenen, met het verschil dat ze deze niet in de bloedsomloop kunnen afgeven.

Antilichamen die door T-cellen tot expressie worden gebracht, zijn eiwitten die aan het plasmamembraan zijn gebonden, waarbij antigeenherkenningsplaatsen naar de extracellulaire omgeving zijn gericht. Deze antilichamen staan ​​bekend als "T-celantigeenreceptoren" of TCR (T-celreceptor).

TCR's zijn transmembraan-heterodimeren die zijn samengesteld uit twee polypeptideketens die met elkaar zijn verbonden door disulfidebruggen. Elke T-cel presenteert een TCR met een unieke specificiteit.

Kenmerken

T-lymfocyten spelen een fundamentele rol bij de ontwikkeling van het adaptieve of specifieke immuunresponssysteem. Het zijn multifunctionele cellen, aangezien ze verschillende doelen dienen in de "strijd" tegen binnendringende en potentieel pathogene antigenen.

Sommige T-cellen helpen bij de productie van antilichamen die worden gemedieerd door B-lymfocyten; andere zijn in staat om te interageren met bloedcellen van de myeloïde lijn om hen te helpen pathogenen efficiënter te vernietigen, terwijl andere direct functioneren bij het doden van met virus geïnfecteerde cellen of tumorcellen.

Een andere van hun functies is als regulerende cellen door immunologische "tolerantie" te verlenen aan de organismen waarin ze werken of door enkele "grenzen" vast te stellen aan de amplitude van de reacties die worden geactiveerd.

Soorten

De verschillende typen lymfocyten onderscheiden zich van elkaar door de expressie van specifieke membraanreceptoren die experimenteel worden herkend door kunstmatige monoklonale antilichamen.

Deze receptoren die door de genoemde antilichamen worden herkend, behoren tot wat bekend staat als een "groep van differentiatie" of CD (Cluster of Differentiation).

De CD-aanduiding verwijst naar een celfenotype en, hoewel het niet noodzakelijk specifiek is voor een celtype of een volledige cellijn, is het nuttig geweest voor de karakterisering van lymfocyten.

Functioneel zijn sommige auteurs van mening dat T-lymfocyten kunnen worden geclassificeerd als helper-T-lymfocyten en cytotoxische of cytolytische T-lymfocyten. Beide typen cellen brengen vergelijkbare T-lymfocytreceptoren (TCR's) tot expressie, maar verschillen in de expressie van CD-eiwitten.

Andere auteurs introduceren echter een extra categorie die wordt gedefinieerd als "geheugen-T-cellen" of "geheugen-T-lymfocyten".

Helper T-lymfocyten of "

Helper-T-cellen hebben niet de primaire functie van het direct "aanvallen" of "herkennen" van een antigeen molecuul, maar zijn gespecialiseerd in de afscheiding van cytokinen, die de functies van andere cellen, zoals B-lymfocyten, bevorderen of versterken.

Deze cellen brengen CD4-groepseiwitten tot expressie op hun oppervlak, die fungeren als coreceptoren voor de eiwitten van het klasse II belangrijkste histocompatibiliteitscomplex. Met andere woorden, deze eiwitten herkennen antigenen die worden gepresenteerd in de context van MHC klasse II.

In de literatuur kunnen namen voor verschillende typen T-helpercellen worden verkregen, die van elkaar worden onderscheiden door de uitscheiding van verschillende soorten cytokinen en de respons op bepaalde interleukinen.

Type 1 helper T-lymfocyten (TH1) die het cytokine IFN-γ uitscheiden (nuttig voor macrofaagactivering en eliminatie van pathogenen) zijn vervolgens gedefinieerd; type 2 helper T-lymfocyten (TH2) die grote hoeveelheden IL-4, IL-5 en IL-13 afscheiden (deze TH2 bevorderen de productie van antilichamen).

Er zijn ook andere helperlymfocyten die bekend staan ​​als "folliculaire helper-T-lymfocyten" (THF) die, zoals hun naam al aangeeft, aanwezig zijn in lymfoïde follikels en helpen bij de activering van B-cellen en de stimulatie van de productie van antilichamen.

Deze THF's scheiden ook een grote verscheidenheid aan verschillende cytokines uit, die tegelijkertijd deelnemen aan het stimuleren van de productie van antilichamen die geassocieerd zijn met de immuunrespons die wordt gemedieerd door TH1- en TH2-cellen.

Er zijn ook helper-T-cellen van type 9, type 17 en type 22 beschreven, die zeer specifieke aspecten van bepaalde immuunresponsen beheersen.

Regulerende T-lymfocyten (Tregs)

Er is ook een andere set T-cellen die CD4-receptoren tot expressie brengen die bekend staan ​​als regulerende CD4 T-lymfocyten of "Tregs". Deze lymfocyten produceren een transcriptiefactor genaamd FoxP3 en brengen een andere CD-marker op hun oppervlak tot expressie, CD25 genaamd.

Regulerende T-celfuncties (Bron: Gwilz via Wikimedia Commons)

De regulerende mechanismen ervan bestaan ​​uit intercellulaire contacten, expressie van oppervlaktemoleculen, verhoogde respons op groeifactoren en veranderde productie van regulerende cytokines zoals TGF-β1 en IL-10.

Cytotoxische of cytolytische T-lymfocyten

Cytotoxische T-cellen daarentegen zijn verantwoordelijk voor het aanvallen en vernietigen van invasieve of vreemde cellen, dankzij hun vermogen om eraan te binden en speciale korrels af te geven die geladen zijn met verschillende soorten cytotoxische eiwitten.

De perforinen en granzymes in de cytotoxische korrels van cytolytische T-cellen hebben het vermogen om respectievelijk poriën in het plasmamembraan te openen en eiwitten af ​​te breken, wat resulteert in de lysis van de cellen die ze aanvallen.

Vermenigvuldiging en werking van cytotoxische T-lymfocyten en hun respectievelijke geheugen T-lymfocyten (Bron: OpenStax College via Wikimedia Commons)

Dit type T-lymfocyt is vooral verantwoordelijk voor de afbraak van cellen die zijn geïnfecteerd door virussen, bacteriën of intracellulaire parasieten, evenals kanker- of tumorcellen.

Cytotoxische T-lymfocyten worden herkend door de membraanexpressie van CD8-achtige eiwitten, eiwitten die antigenen kunnen herkennen en binden die eraan worden gepresenteerd in de context van andere membraaneiwitten: die van het belangrijkste klasse I-histocompatibiliteitscomplex.

Geheugen T-lymfocyten

Zoals reeds vermeld, differentiëren "naïeve", "onschuldige" of "naïeve" T-lymfocyten zich zodra ze in contact komen met een antigeen. Deze differentiatie leidt niet alleen tot CD4- en CD8-T-cellen, maar ook tot een andere klasse van T-cellen die bekend staat als geheugencellen .

Deze cellen hebben, net als geheugen B-lymfocyten, een veel langere levensduur en hun celpopulaties breiden zich uit en differentiëren tot effector-T-cellen, zoals CD4 en CD8, wanneer ze er weer mee in contact komen. antigeen.

Geheugencellen kunnen CD4- of CD8-markers hebben en hun belangrijkste functie is om het immuunsysteem "moleculair geheugen" te geven tegen "bekende" pathogenen.

Rijping

T-lymfocyten worden rigoureus geselecteerd en rijpen in de thymus. Tijdens het rijpingsproces verwerven deze cellen het vermogen om een ​​antigeenreceptoreiwit op hun membraan tot expressie te brengen: de T-celreceptor.

De voorlopercellen van hematopoëtische cellen van T-lymfocyten migreren naar de thymus in zeer vroege stadia van ontwikkeling en rijping bestaat in wezen uit de herschikking van de genen die coderen voor TCR-receptoren en andere membraanmarkers.

De voorlopers van T-cellen, wanneer ze de thymus bereiken, staan ​​bekend als "thymocyten", dit zijn degenen die zich vermenigvuldigen en differentiëren tot de verschillende subpopulaties van rijpe T-cellen.

In de thymus is er zowel een positieve selectie van cellen die vreemde antigenen herkennen, als een negatieve selectie, die cellen elimineert die zelfmoleculen herkennen.

Rijping vindt aanvankelijk plaats in de buitenste thymuscortex, waar cellen zich met een zeer lage snelheid vermenigvuldigen.

Activering

T-lymfocyten, terwijl ze niet in contact komen met een antigeen, blijven in de G0-fase van de celcyclus, in een soort veroudering.

De term activering verwijst naar alle gebeurtenissen die plaatsvinden tijdens de "verbintenis" van antigene receptoren in het membraan van deze cellen, wat de deelname van helpercellen verdient, die in sommige teksten worden gedefinieerd als antigeenpresenterende cellen of APC's. (van de Engelse Antigen Presenting Cells).

APC's bevatten membraanmoleculen op hun oppervlak die antigenen "tonen" aan T-cellen. Deze staan ​​bekend als "Major Histocompatibility Complex-moleculen" of MHC (Major Histocompatibility Complex).

Activeringsproces van een T-lymfocyt. Antigene receptoren en antigenen gepresenteerd in de context van klasse II major histocompatibility complex (MHC) -eiwitten (Bron: Cecilia Tejero García via Wikimedia Commons)

In de loop van het activeringsproces worden de lymfocyten groter en veranderen ze van de oorspronkelijke bolvorm in een vorm die lijkt op een handspiegel, en tijdens deze fase staan ​​de lymfocyten bekend als lymfoblasten.

Lymfoblasten hebben, in tegenstelling tot inactieve lymfocyten, het vermogen om mitotisch te prolifereren en andere cellen te genereren die in staat zijn om te differentiëren.

Activering van helper-T-cellen

TH-lymfocyten kunnen alleen worden geactiveerd als APC-cellen ze een vreemd antigeen "presenteren" met behulp van MHC klasse II-moleculen. De eerste stap in deze activeringsroute bestaat uit de herkenning van het gepresenteerde antigeen door de TCR-receptor.

Vervolgens interageert de CD4-helpercel met een gebied van het MHC II-molecuul, zodat een complex wordt gevormd tussen het TCR-eiwit, het antigeen en het MHC II-molecuul, dat zorgt voor de herkenning van zowel het antigeen als de moleculen gepresenteerd door de APC.

Zowel de T-cel als de antigeenpresenterende cel scheiden vervolgens regulerende cytokines uit die helpen bij het activeren van de CD4-helper-T-cel die wordt geactiveerd. Eenmaal geactiveerd, vermenigvuldigt deze lymfocyt zich en produceert nieuwe "naïeve" CD4 T-lymfocyten die differentiëren in de andere typen geheugen- of effectorlymfocyten.

Activering van cytotoxische T-cellen

De opeenvolging van stappen die plaatsvindt tijdens de activering van CD8-lymfocyten lijkt sterk op die van helper-T-cellen. De betrokken MHC-moleculen behoren echter tot klasse I.

Zodra antigenen en receptoren worden herkend, scheiden de APC-cellen die bij dit proces zijn betrokken en de activerende cytotoxische T-lymfocyten cytokinen uit die klonale proliferatie en differentiatie van lymfocyten activeren.

Net als bij CD4 T-cellen kunnen CD8 T-cellen differentiëren tot effectorcellen of geheugencellen, in welk geval ze werken als respectievelijk cytotoxische of moleculaire geheugencellen.

Activering van CD8 T-lymfocyten wordt bereikt dankzij de deelname van andere helper-T-cellen, met name type 1-cellen.

Signaaltransductie

De activering van lymfocyten omvat de transductie van signalen van de extracellulaire omgeving naar de cytosolische ruimte en de kern. Deze signalen worden waargenomen door antigene receptoren die aanwezig zijn op het plasmamembraan en worden getranslateerd door interne signaalroutes.

Het uiteindelijke doel van het ontvangen van deze signalen is het activeren van de transcriptie van specifieke genen, die coderen voor specifieke oppervlakte-eiwitten.

Het is belangrijk om te vermelden dat lymfocyten die geactiveerd zijn en niet differentiëren (volgroeid) uit het lichaam worden verwijderd door apoptose of geprogrammeerde celdood.

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. Cavanagh, M. (zd). T-cel activering. Britse Vereniging voor Immunologie.
4. Heath, W. (1998). T Lymfocyten. In Encyclopedia of Immunology (pp. 2341-2343). Elsevier.
5. Kindt, T., Goldsby, R., en Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6e ed.). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana van Spanje.
6. Martin, S. (2014). T Lymfocyten als hulpmiddelen bij diagnostiek en immunotoxicologie. T-lymfocyten als hulpmiddelen bij diagnostiek en immunotoxicologie (Vol. 104). Springer.
7. Pinchuk, G. (2002). Schaum's overzicht van theorie en problemen van immunologie. De McGraw-Hill-bedrijven.
8. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Leukocyttypering II. Menselijke T-lymfocyten (deel 1). Springer.
9. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a, en Jordan, MS (2009). T-celactivering. Annu. Rev. Immunol. , 27, 591-619.