DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS T CD8+ EM LINFÓCITOS T “MATADORES”

    Tópicos abordados:

 

- Diferenciação das células T CD8+;

- Apresentação cruzada de antígenos;

- MHC classe I e II;

- Papel das células T CD4+ na diferenciação dos linfócitos T CD8+;

- Licenciamento das APCs.

No artigo anterior, abordamos sucintamente o crucial processo de diferenciação dos linfócitos T CD8+ naive em linfócitos T CD8+ citotóxicos (CTLs) efetores (“matadores”). Neste contexto, alinhados à premissa de que o sistema imunológico desempenha um papel fundamental na supressão de células tumorais, pretendemos explorar de maneira mais aprofundada a dinâmica desse processo de diferenciação.

Sugiro a leitura desse nosso outro artigo – Entendendo os linfócitos naive, efetores e de memória. 

Basicamente, o processo de diferenciação dos linfócitos T citotóxicos (CTLs) envolve a transcrição gênica, resultando na ativação e expressão de genes específicos que codificam moléculas efetoras. Ou seja, novos genes são transcritos. No entanto, para que esse processo ocorra, é necessária a cooperação de dois programas de expressão: o T-bet e a eomesodermina. Ambos atuam sinergicamente para promover a expressão de grandes quantidades de perforinas e granzimas (proteínas contidas nos lisossomos celulares, responsáveis pela destruição da célula-alvo), além de algumas citocinas, especialmente o IFN-γ, associado à ativação dos fagócitos. Essa coordenação entre o T-bet e a eomesodermina é fundamental para a eficácia da resposta imunológica mediada por células T CD8+ na eliminação de ameaças, como células tumorais e células infectadas por vírus.

Mas, para que os novos genes sejam expressos, as células necessitam de sinais que viabilizem essa transcrição gênica, como o reconhecimento do antígeno trazido aos órgãos linfoides secundários pelas APCs (Células apresentadoras de antígenos), além de alguns sinais secundários, destacados na figura 1, que ocorrem sequencialmente da seguinte maneira: 

 

a.              após serem sinalizadas, as células T CD8+ reconhecem os antígenos apresentados pelas células dendríticas nos órgãos linfoides periféricos; 

 

b.              são estimuladas a proliferar e se diferenciar em células efetoras (CTLs); 

 

c.               os CTLs entram na corrente sanguínea e migram para os sítios de crescimento tumoral, por exemplo, onde reconhecem o antígeno; e 

 

d.              respondem realizando o killing das células nas quais o antígeno é produzido, por meio das proteínas citadas anteriormente (perforinas e granzimas).

Figura 1: Fases de indução e efetora das respostas de células T CD8+. Abbas (2019). 

A partir disso, podemos notar a imensa importância dos antígenos e das células apresentadoras de antígeno (APCs) para consolidar a diferenciação, uma vez que servem como meio de viabilização para a primeira etapa do processo (reconhecimento do antígeno e indução de uma resposta nos órgãos linfoides). 

Uma pausa para uma discussão importante!!!

 A ativação de células T CD8+ naive é melhor realizada pelas Células Dendríticas, através da apresentação de antígeno. 

Gravem isso na cabeça!

 No entanto, para a célula dendrítica apresentar o antígeno via MHC classe I para as células T CD8+, este antígeno DEVE estar no citosol das células dendríticas (DCs).

 

Daí que vem o problema... A maioria dos vírus, por exemplo, é incapaz de infectar as DCs. Isso quer dizer, que as proteínas codificadas por esses vírus não serão produzidas no citosol das DCs.  

Então, como fazer com que as DCs ativem as células T CD8+?

O sistema imune lida com este problema através da apresentação cruzada de antígenos! (Ver figura 2).

E atenção!!! Aquela regra básica de que peptídeos derivados pelo lisossomo (quando o antígeno é fagocitado pelas APCs) são apresentados via MHC de classe II, enquanto aqueles derivados pelo proteassomo são apresentados em moléculas de MHC de classe I (quando o antígeno está no citosol) NUNCA é violada!

Antes de voltar para o tema do nosso post, vou mandar mais uma dica:

MHC classe I apresenta antígeno para as células T CD8+.

MHC classe II apresenta antígeno para as células T CD4+.

Para nunca mais esquecer, basta multiplicar a classe do MHC pelo número da célula T:

- MHC de classe I x 8 = 8

- MHC de classe II x 4 = 8

O resultado sempre tem que ser 8.

Figura 2: Apresentação cruzada de antígenos para células T CD8 +. Abbas (2019). 

Voltando...

Esse sistema de apresentação do antígeno à célula T é conhecido como apresentação cruzada, ou simplesmente cross-priming, e é muito interessante. Basicamente, as APCs, geralmente as células dendríticas, ingerem os antígenos expressos pelas células tumorais ou ingerem células infectadas por vírus, os quais são transportados para o citoplasma celular e são processados pelos proteassomos, e apresentados ligados com as moléculas do MHC de classe I a células T CD8+ (Ver figura 2).

Mas qual seria o papel das células T CD4+ durante todo esse processo de diferenciação? 

Estudos em camundongos mostram a importância variável das células T CD4+ para o desenvolvimento de uma resposta por CTLs (linfócitos T CD8+). Ao isolar camundongos que não apresentam células T auxiliares (linfócitos T CD4+), algumas infecções virais falharam em gerar CTLs eficazes ou células T CD8+ de memória, o que resultou na incapacidade de erradicar a infecção. Um exemplo claro em humanos são os indivíduos infectados pelo Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV), nos quais o agente infeccioso atinge principalmente as células T CD4+, causando defeitos na geração de CTLs.

Em cima, destacamos que a importância das células T CD4+ é variável, pelo seguinte motivo: quando a resposta imune inata é mais “fraca”, geralmente contra infecções virais latentes, transplantes de órgãos e tumores, as células T auxiliares são necessárias para induzir respostas de células T CD8+. No entanto, quando a resposta inata é mais “forte”, as células T auxiliares podem não ser essenciais.

Essas células T auxiliares podem ativar as células T CD8+ de diversos modos, seja por meio de citocinas que servem como sinais de diferenciação, como ilustrado na figura 3, ou através de um processo chamado licenciamento das APCs. Esse processo ocorre quando há expressão de ligantes CD40 (CD40L), os quais podem se ligar ao CD40 nas células apresentadoras de antígeno (APCs) carregadas com antígenos. Essa interação ativa as APCs e as tornam mais eficientes na estimulação da diferenciação das células T CD8+, induzindo a expressão dos coestimuladores.

Figura 3: Papel das células T auxiliares na diferenciação de linfócitos T CD8 +. Abbas (2019). 

Em suma, a diferenciação das células T CD8+ naive em células T CD8+ citotóxicas efetoras é um processo complexo e essencial na resposta imunológica contra ameaças como células tumorais e patógenos intracelulares, sendo fundamental a compreensão detalhada desses mecanismos para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas voltadas para potencializar a resposta imunológica contra o câncer e outras doenças.

 

Referência:

ABBAS, A.K; LICHTMAN, A.H; PILLAI, S. Imunologia celular e molecular. Elsevier, 9 ed. 2019.

Texto: Matheus Vinícius Cardoso Santos

Revisão técnica: Diego Moura Tanajura 

Como os linfócitos T CD8+ (citotóxicos) lutam contra os tumores

 

Em 1950, o virologista australiano Macfarlane Burnet estabeleceu o conceito de imunovigilância, que afirma a estreita relação existente entre o sistema imunológico e os tumores, tanto no que tange à eliminação de células anômalas antes delas se transformarem em tumores propriamente ditos, bem como na eliminação de células tumorais já existentes. Posteriormente, esse conceito foi validado pela observação do surgimento de mais casos de cânceres em pacientes imunossuprimidos.

 

Isso mostra que o sistema imune está vigilante, e quando acontece algo que suprimi a resposta imune, observa-se o aumento no risco em desenvolver câncer. 

 

Para uma melhor compreensão deste artigo, recomendamos a leitura deste outro texto – Entendendo os linfócitos naive, efetores e de memória.

Neste artigo, fundamentado no conceito de Burnet, vamos discorrer sobre a importância dos linfócitos T citotóxicos (CTL) na eliminação desses tumores. 

 

Quando associamos imunidade à supressão tumoral, imediatamente devemos lembrar dos CTLs CD8+, visto que é esse subtipo de linfócitos T que utiliza o killing como sendo a principal maneira de se defender contra tumores. Os CTLs conseguem êxito na sua função de imunovigilância, justamente pela sua capacidade em reconhecer e destruir células que expressam peptídeos derivados de antígenos tumorais associados às moléculas do MHC de classe I, que foi comprovado pelo seu desempenho positivo em estudos in vivo envolvendo animais acometidos por tumores gerados por carcinógenos e por vírus de DNA.  

 

Além disso, os CTLs tumor-específico ainda podem ser isolados em seres humanos com tumores estabelecidos, o que aumenta a possibilidade do desenvolvimento de medidas terapêuticas eficazes no tratamento de certos cânceres. Porém, ainda vale ressaltar a incapacidade de detectar CTLs tumor-específicos funcionais em alguns pacientes, devido à presença dos mecanismos reguladores empregados pelo próprio tumor para suprimir as respostas de CTL. 

Isso quer dizer que é possível não detectar a presença de CTLs funcionais no microambiente tumoral, pois o câncer acaba agindo para suprimir esse tipo de resposta e, assim, poder “sobreviver”.

 

Pode-se comparar o câncer com um microrganismo que tenta lutar, fugir da resposta imune para poder sobreviver.

Mas como ocorre a resposta dos linfócitos T CD8+ aos tumores? 

 

A maioria das células tumorais não é derivada das APCs (células apresentadoras de antígenos), então, elas não estão presentes nos órgãos linfoides secundários (Linfonodos, por exemplo); além disso, a maioria das células tumorais não expressa os coestimuladores necessários para iniciar as respostas de célula T ou as moléculas do MHC de classe II necessárias à estimulação de células T auxiliares (linfócitos T CD4) promotoras de diferenciação de células T CD8+  (pretendemos fazer um post para explicar esse mecanismo). 

 

O que melhor explicaria essa resposta é a possibilidade das células tumorais, ou pelo menos seus antígenos, serem ingeridos pelas APCs, especificamente, pelas células dendríticas, que por sua vez fazem o processamento dos peptídeos tumorais, que são ligados e expostos na membrana celular, associados às moléculas de MHC de classe I para o reconhecimento das CTLs CD8+. Todo esse processo nós chamamos de apresentação cruzada, ou, simplesmente, cross-priming (pretendemos fazer um post para explicar esse mecanismo). 

 

As células dendríticas transportam os antígenos tumorais para os linfonodos e se colocalizam com as células T naive, como é ilustrado na figura 1. Ademais, as APCs e as células T auxiliares são ativadas ao mesmo tempo, fornecendo os sinais necessários à diferenciação das células TCD8+ naive em CTLs tumor-específicos. Uma vez gerados, os CTLs efetores são capazes de reconhecer e matar as células tumorais em qualquer tecido, sem nenhum requerimento de coestimulação.

Figura 1: Resposta de linfócitos T citotóxicos (CTL) contra tumores. Abbas (2019).

As células TCD8+ contam com a ajuda das células TCD4+.

 

Os efeitos antitumorais das células Th1 podem refletir seu papel comprovado na intensificação das respostas da célula T CD8+ e na ativação de macrófagos, via secreção de fator de necrose tumoral (TNF) e interferon-γ (IFN-γ), já que é o segundo quem pode aumentar a expressão do MHC de classe I na célula tumoral, bem como a sensibilidade à lise pelos CTLs. A relevância do IFN-γ na imunidade tumoral é demonstrada pelo aumento do surgimento de tumores em camundongos knockout desprovidos dessa citocina, de seu receptor ou de moléculas sinalizadoras induzidas pelo IFN-γ.

Referência:

ABBAS, A.K; LICHTMAN, A.H; PILLAI, S. Imunologia celular e molecular. Elsevier, 9 ed. 2019.

Texto: Matheus Vinícius Cardoso Santos

Revisão técnica: Diego Moura Tanajura