Ontogenia de linfocitos T

2. ONTOGENIA DE LOS LINFOCITOS T.

El TCR presenta dos funciones principales según la fase de desarrollo en que se encuentre la célula dentro del linaje de los linfocitos T:

Durante la maduración de los timocitos en el timo, participa en la selección tímica positiva y negativa. Sólo llegan a madurar el 2% de los timocitos intracelulares que originan células restringidas a reconocer lo no-propio en el contexto del haplotipo MHC propio (autorrestricción y autotolerancia).
Una vez que el linfocito T ha madurado, emigra a la periferia, y entonces el receptor participa en el reconocimiento de antígenos, lo que desencadena un programa de activación que lleva a la proliferación y diferenciación de las células T en dos subclones: uno de células efectoras, y otro de células de memoria.

El proceso de reconocimiento varía según el tipo de TCR:

– TCR-2 (alfa/beta): se reconocen péptidos en el contexto del MHC clásico, y se requieren moléculas coestimuladoras y coseñalizadoras como CD4 (para linfocitos T_H) o CD8 (para los linfocitos T_C). La maduración es intratímica y representan el 90-95% del total de los linfocitos T.

– TCR-1 (gamma/delta): no se requiere MHC clásico, y no participan CD4 ni CD8. Estos LT que se diferencian en la médula ósea y/o en el timo, y van a recubrir las superficies epiteliales, aunque también se encuentran en sangre y ganglios linfáticos. Son LT con actividad citolítica constitutiva, lo cual puede ser una primera línea de defensa contra microorganismos al destruir células infectadas. El reconocimiento de del Ag es por interacción proteína/proteína previo procesamiento del antígeno..

2.1. MADURACIÓN INTRATÍMICA.

2.1.1. FORMACIÓN DEL TIMO.

El esbozo tímico se desarrolla a partir de la tercera bolsa faríngea, que recibe a las células primordiales linfoides que llegan por vía sanguínea, de la médula ósea. Son suficientes con unas pocas células primordiales que llegan en oleadas y atraídas por factores tímicos. Se ha demostrado que las células primordiales que rodean al esbozo tímico humano ya expresan el marcador pant-T y CD7 (marcadores de linaje T), PERO SE CREE QUE SIGUEN SIENDO PLURIPOTENCIALES.

Las células primordiales se diferencian hacia células T bajo la influencia del microambiente epitelial de este órgano. Las células epiteliales especializadas de las áreas periféricas (células nodrizas) contienen timocitos en vesículas intracitoplasmáticas e intervienen en el proceso de adiestramiento tímico. Al nacer, los humanos tienen ya plenamente desarrollado el timo.

2.1.2. ESTRUCTURA GENERAL DEL TIMO.

El timo es un órgano lobulado con formaciones corticales y medulares. La región subcapsular esta colonizada por las células pre-T de la médula ósea, las cuales se desarrollan hacia linfoblastos grandes que proliferan y autorrenuevan, para dar los timocitos.

– En su corteza encontramos sólo timocitos en fases tempranas de su maduración, junto con algunos macrófagos, dentro del estroma cortical a base de células corticales epiteliales. Los timocitos corticales representan el 85-90% de los timocitos que son muy sensibles a corticoides.

– En la médula encontramos timocitos en fases más avanzadas de maduración con células dendríticas y macrófagos, todos inmersos en un estroma medular a base de células epiteliales medulares. Los timocitos medulares abandonan el timo por las venulas postcapilares de la unión corticomedulares o por los vasos linfáticos. Estas células poseen Rc de colonización que permiten su emigración hacia áreas específicas T-dependientes de los tejidos linfoides secundarios.

2.1.3. CAMBIOS FENOTÍPICOS DURANTE LA MADURACIÓN DE LAS CÉLULAS T.

El primer marcador de superficie en aparecer es CD2 (marcador que caracteriza al linaje de T). Estas células CD2+ CD4- CD8- (dobles negativas) pueden escoger dos vías alternativas:

2.1.3.1. LA MAYORÍA DE LAS CÉLULAS VAN HACIA TCR-2 (alfa/beta).

Son la mayoría de los LT en tejidos linfoides secundarios y sangre periférica. Hay una serie de modificaciones que se pueden resumir en tres estadios:

a) Estadio I (timocitos precoces):

– Expresan CD7,CD2,CD5,CD38 y Rc transferrina (CD71).

– Los timocitos son CD3+CD4-CD8- y se situan cerca de la región subcapsular.

– El compromiso T de los timocitos precoces se pone de manifiesto por el reordenamiento de los genes beta del TcR. Si no se logran reordenaciones productivas, entran en apoptosis. Si la reordenación es productiva, la cadena beta se asocia con la llamada cadena alfa sustitutiva (una especie de «pseudo-alfa», o cadena alfa de pre-T, que se abrevia pTalfa), generando el receptor pTalfa:beta (junto con CD3).

– Este receptor pTalfa:beta induce la proliferación celular, la coexpresión de CD4 y CD8 y la reordenación de genes de cadenas alfa.

b) Estadio II (timocitos intermedios):

– Constituyen el 85% de los timocitos. Se trata de los pequeños timocitos dobles positivos, que dejan de dividirse.

– Se caracterizan por presentar CD1, CD4 y CD8 (células dobles positivas), además de los anteriores. Por tanto son células dobles positivas (CD3+CD4+CD8+) y se situan en la zona cortical.

– Los genes alfa del TcR están reordenados y se expresan en baja densidad, junto a CD3, en la membrana.

– Estas células ya provistas del complejo receptor específico van a ser sometidas, hasta la época del nacimiento (en que alcanzan sus máximos niveles), a selección positiva y negativa

c) Estadio III (timocitos maduros):

– Presentan TCR2/CD3 en alta densidad, en la membrana y pierden CD1, CD38, Rc de transferrina.

– También hay diferenciación de dos subclases de timocitos (CD4+ y CD8+) que son casi indistinguibles de los LT maduros.

– Todas estas células expresan CD44 (interviene en la migración y asentamiento en los tejidos linfoides periféricos).

2.1.3.2. LA MINORÍA VA HACIA TCR-1 (gamma/delta).

– En la ontogenia, la recombinación de los genes gamma preceden a alfa y beta de TCR2.

– No hay expresión de CD1, CD4, CD8.

– El producto final de esta vía son TCR1/CD3 y no expresan CD4 y CD8.

– Estas células se sitúan en el epitelio de la epidermis y las mucosas y al activarse, pueden adquirir CD8 alfa/beta. Son los linfocitos intraepiteliales con funciones citotóxicas.

Se cree que también hay precursores procedentes de la médula ósea se pueden instalar en las mucosas y madurar fuera del timo, hacia TcR gamma/delta con CD8 alfa/alfa.

2.1.4. SELECCIÓN TÍMICA.

En ambos procesos selectivos parecen jugar un papel importante las células del estroma tímico: células epiteliales tímicas, macrófagos y células dendríticas; todas ellas expresan en sus membranas grandes niveles de moléculas MHC-I y/o MHC-II. Los timocitos inmaduros dobles positivos (CD4+ CD8+ TCR+ CD3+) interaccionan con estas células estromales, lo que conduce a la selección positiva y negativa. La afinidad de la interacción entre la célula T y la célula presentadora en el timo, vía la interacción TcR-(MHC-péptido), es la que determina si una célula T será seleccionada positiva o negativamente.

a) Hay una selección positiva de las células capaces de reconocer el MHC propio (educación tímica). En la selección positiva se da interacción de los timocitos con células epiteliales corticales del timo (Las células corticales epiteliales van provistas de largos procesos de membrana que permiten contactos simultáneos con varios timocitos). Sobreviven aquellas células que tengan TCR capaces de reconocer MHC-I o MHC-II de células epiteliales del timo. Con ello se garantiza la restricción por propio haplotipo de las células T. Se produce una muerte programada (apoptosis) de las células que tienen baja afinidad por el MHC.

b) Hay una selección negativa (tolerancia central) de las células T que reaccionan contra los auto-Ag sobre las CPA. La selección es producida por las células entrelazadas y los macrófagos de la corteza profunda y médula. Ello tiende a garantizar la propiedad de autotolerancia por eliminación de los linfocitos T autorreactivos. Después de esta fase se pierde CD4 o CD8 y se convierten en timocitos maduros positivos simples (sólo el 5% de la población total, el resto muere).

La selección positiva también regula otros dos fenómenos:

– Regulación de reordenaciones de cadenas alfa: la expresión en membrana del TCR no es suficiente para desconectar los genes de RAG y de TdT, de modo que continúa la reordenación de segmentos génicos de cadenas alfa, pudiéndose dar el caso de que una misma célula pueda tener dos tipos de TCR que tienen en común sus cadenas beta, pero que difieren en las cadenas alfa, si bien sólo uno de ellos será funcional.

– Regula la expresión del correceptor (CD4 o CD8) en las células maduras (es decir, el hecho de que dejan de ser doble positivas para convertirse en CD4+ o CD8+). Ello depende a su vez de la especificidad del TCR por la clase de MHC (I o II).

2.1.5. LOCALIZACIÓN DE LOS LINFOCITOS T.

Los linfocitos vírgenes emigran desde los órganos linfoides primarios a los secundarios, donde pueden reconocer los Ag. Los linfocitos estimulados evolucionan a células efectoras y células de memoria. En estas células se van a producir cambios epigenéticos en el aparato de activación, maquinaria efectora, y capacidad de reconocimiento del Ag.

Estos linfocitos T se diferencian en las zonas T-dependientes de los órganos linfoides periféricos. Estos LT son CD45+ (proteína fosforilasa-kinasa), en sus dos isoformas:

– CD45 RA+/RO- (células vírgenes): son más abundante en la sangre del neonato.

– CD45 RA-/RO+ (células efectoras/memoria): son la mayoría de los LT de sangre periférica.

Estas células CD45 RO+ participan en la respuesta secundaria y en la producción de citocinas. Dentro de este grupo se pueden distinguir dos poblaciones, Th1 y Th2, cuya producción está regulada el microambiente de los órganos linfoides secundarios (no es al azar).

Los linfocitos T se distribuyen en el:

– Timo: más del 75% de los linfocitos totales.

– Bazo (zona periarteriolar de la pulpa blanca): 20-30%.

– Ganglio linfático (paracortical o cortical profunda): 30-40%.

– Sangre periférica: 70-80%:

– LT CD4+: (uniformemente distribuidos): 50-60%.

– LT CD8+: (pocos en ganglios y abundante en bazo): 20-30%.

2.2. LINFOCITOS T gamma/delta.

Constituyen del 5 al 10% de los T periféricos, y del 1 al 3% de los residentes en ganglios y otros órganos linfoides. Sin embargo, son muy abundantes en la piel, y los epitelios intestinal y pulmonar.

– Células dendríticas epidérmicas (DEC). Dichas células expresan los marcadores CD2, CD3, pero no CD4 ni CD8. Proceden del timo.

– Linfocitos intraepiteliales (IEL) que se encuetran en el epitelio intestinal. Expresan CD3 y CD8, pero carecen de CD2 (que como vimos, es el marcador de linaje de las células T maduradas en el timo). Es probable que no procedan del timo, sino de la médula ósea.

Estos linfocitos epiteliales no recirculan, sino que son residentes fijos en esos tejidos epiteliales. Lo curioso es que en cada tipo de epitelio la población residente de T gamma/delta muestra un repertorio muy limitado de reordenaciones de segmentos variables; además proceden de «oleadas» distintas surgidas durante la vida fetal y post-fetal.

– Durante la vida fetal hay dos oleadas principales. Ambas oleadas usan la misma región Jgamma y emplean el mismo tipo de cadena delta. A diferencia de lo que ocurre con las alfa/beta, no hay adición de N-nucleótidos (no hay actividad de la desoxinucleotidil-transferasa terminal).

– Tras las oleadadas discretas de linfocitos epiteliales tiene lugar una gran oleada continua en la que ya se usan más tipos de segmentos Vgamma, y ya existe adición de N-nucleótidos. Estos son los linfocitos T gamma/delta que se localizan en tejidos periféricos. Pero aún empleando mayor diversidad de receptores, exhiben una gama limitada, preparada para detectar sólo cierto tipo de antígenos.

El papel y significación de estos enigmáticos linfocitos T gamma/delta no esta claro actualmente. Puede que estos linfocitos sean parte de una línea de defensa inespecífica. Se ha sugerido que pueden representar el nivel más temprano y primitivo en la evolución de la inmunidad «específica» mediada por células. Estas T se habrían especializado en reconocer y combatir patógenos que entran por piel o por intestino.