Inmunología I - Cap 11 (Abbas) Diferenciaoción de los Linfocitos T CD8 Efectores

Función general de los linfocitos T CD8+ (CTL)

• Los virus utilizan moléculas de superficie celular para infectar y replicarse en células del hospedador.

• Las células infectadas que no pueden eliminar los virus requieren ser destruidas, impidiendo la supervivencia del virus.

• Los linfocitos T CD8+ citotóxicos (CTL) son los principales responsables de eliminar células infectadas por virus y células tumorales.

• También participan en el rechazo de aloinjertos y producen IFN-γ, activando macrófagos y potenciando la defensa contra microbios y tumores.

Reconocimiento de antígenos en los CTL

• Los CTL reconocen péptidos presentados por moléculas MHC clase I.

• Están “restringidos por MHC clase I”: solo reconocen antígenos presentados en este contexto.

• La activación de linfocitos T CD8+ vírgenes requiere:

  1. Reconocimiento del antígeno.

  2. Una segunda señal de coestimulación (CD28 ↔ B7).

• La activación depende de:

  • Presentación cruzada de antígenos citosólicos por células dendríticas especializadas (cDC1).

  • Cooperación de linfocitos T CD4+ cooperadores en ciertos contextos, especialmente en infecciones virales latentes y tumores.

La activación de los linfocitos T CD8+ vírgenes exige

1. Señal 1: Reconocimiento del antigeno por MHC clase I

2. Seña 2: Coestimulador CD28-B7

Recap: Presentación cruzada

Es el proceso por el cual las DC especializadas ingieren células infectadas o tumorales, transfieren los antígenos al citosol y los presentan en MHC clase I, permitiendo activar linfocitos CD8+ vírgenes frente a antígenos que no producen directamente.

-Las APC pueden tomar antígenos exógenos (por ejemplo, proteínas de células infectadas o tumorales) y redirigirlos a la vía de MHC clase I, permitiendo activar linfocitos T CD8+ vírgenes.

Importancia de la presentación cruzada

• Permite que los CTL se activen incluso cuando la célula infectada o tumoral no es una APC profesional.

• Es fundamental para la defensa antiviral y antitumoral.

3. Diferenciación de linfocitos T CD8+ en CTL

• Los linfocitos T CD8+ vírgenes no tienen capacidad lítica; deben proliferar y diferenciarse.

• Durante la diferenciación adquieren gránulos citotóxicos con:

  • Perforina → forma poros en la célula diana.

  • Granzimas → inducen apoptosis en la célula diana.

• El resultado son CTL funcionales, capaces de matar células infectadas o tumorales.

Sin embargo, la activación de los linfocitos T CD8+ vírgenes tiene dos características particulares:

1. Depende a menudo de la via de presentación cruzada por un subgrupo especializado de celulas dendriticas

2. Necesita la cooperacion de los linfocitos TCD4

Función de los linfocitos T CD4+ cooperadores en la activacion de TCD8/CTL

• Los linfocitos CD4+ apoyan la activación de los CTL mediante:

  • Secreción de citocinas que estimulan la diferenciación de CD8+.

  • Activación de APC a través de CD40-CD40L, aumentando la expresión de coestimuladores (“licencia a las APC”).

• Son especialmente importantes para generar linfocitos CD8+ de memoria.

Función efectora de los CTL

• Una vez diferenciados:

  • Pueden matar cualquier célula que presente el antígeno correspondiente en MHC clase I, sin necesidad de coestimulación.

  • Secretan IFN-γ, activando macrófagos y potenciando la respuesta inmunitaria.

• Aplicaciones:

  • Eliminación de células infectadas por virus.

  • Erradicación de células tumorales.

  • Rechazo de aloinjertos.

V o F: La activación de los linfocitos T CD8+ vírgenes, como la de todos los linfocitos T CD4+ vírgenes, empieza mejor si los antígenos los presentan las DC.

V: Esto se debe a que los linfocitos T y B vírgenes se encuentran en los órganos linfático secundario (y no en la zona de infección). En ese sentido, requieren de las células D residentes para transportar antígenos.

Qué requisito debe cumplir el antígeno para ser presentado a los linfocitos T CD8+?

Debe estar localizado en el citosol de la APC para ser procesado por proteosomas y presentado mediante MHC clase I mediante la presentación cruzada

¿Qué subpoblación de DC está especialmente implicada en la presentación cruzada?

Las cDC1 clásicas.

¿Qué requieren los linfocitos T CD8+ vírgenes además del reconocimiento del antígeno para activarse?

Señales coestimuladoras proporcionadas por las APC (B7:CD28) o linfocitos T cooperadores CD4+.

¿Por qué a veces los linfocitos T CD8+ necesitan la ayuda de los linfocitos T CD4+ cooperadores para activarse?

Posrque la respuesta innata es relativamente débil porque estos virus, tumores y tejidos trasplantados producen pocas o ningunas de las moléculas que activan los receptores inmunitarios innatos, de tal manera que las APC no expresan suficientes moléculas coestimuladoras.

¿Cómo ayudan los linfocitos T CD4+ cooperadores a los linfocitos T CD8+?

• Secretan citocinas que estimulan la diferenciación de los linfocitos T CD8+.

• Expresan CD40L, que activa a las APC mediante CD40, aumentando su capacidad coestimuladora (B7)

• Este proceso se ha denominado concesión de licencia a las APC.

V o F: La falta de la función cooperadora del linfocito T CD4+ es responsable de los defectos en la generación de CTL en los individuos infectados por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), que infecta y elimina solo a los linfocitos T CD4+.

V: La efectividad de las TCD8 depende de la funcion de TCD4 cooperadores. 

Hay pruebas de que los linfocitos CD4+ cooperadores son más importan­tes para la generación de linfocitos T CD8+ de memoria que para la diferenciación de los linfocitos T CD8+ vírgenes en CTL efectores. Esto es porque, una vez se diferenciarian en efectores, ta no requieren de coestimuladores  y pueden destruir cualquier célula que exprese una proteína antigénica en el citosol

Varias citocinas contribuyen a la diferenciación de los linfocitos T CD8+ y al mantenimiento de los linfocitos efectores y de memoria de esta línea.

1. IL-2: Producida por TCD8/TCD4 cooperadores → Promueve proliferación de TCD8 y difernciacion en CTL y L. de memoria

2. IL-12 y IFN-Y: Producida por macroagos, DCs, y Th1 y NK → Promieve diferenciación a CTL efectores.

3. IL-15: Prducida por DC → Supervivencia de TCD8 memoria

IL-2

Fuente: Linfocitos TCD8, TCD 4 cooperadores

Diana: L. TCD8

Función: Estimula proliferación, diferenciación en CTL efectores y generación de linfocitos de memoria. Receptor: cadenas β y γ constitutivas; α inducible tras activación.

IL-12

Fuente: Células dendríticas (DC)

Diana: L. TCD8 virgenes

Fuente: Promueve diferenciación en CTL efectores. Activa T-BET y eomesodermina. Participa en la respuesta antiviral y antibacteriana.

IFN tipo I

Fuente: DC, Fibroblastas y otras celulas infectadas

Diana: L. TCD8 virgenes

Función: Favorece la diferenciación en CTL efectores, potenciando la expresión de genes efectoras (perforina, granzimas, IFN-γ). Actúa junto con IL-12.

IL-15

Fuente: DC, Fibroblastas y otras celulas epiteliales

Diana: L. TCD8 virgenes

Función: Mantiene la supervivencia y homeostasis de los linfocitos CD8⁺ de memoria. Deficiencia → pérdida de células de memoria en modelos animales.

Factores de transcripción en la diferenciación de CTL

1. TBET

2. Eomesodermina

3. BLIMP-1

T-BET

1. Promueve la diferenciación hacia el linaje citotóxico y estimula la expresión de genes efectores, como perforina, granzimas e IFN-γ.

2. Inducido por IL-12 y la vía STAT4.

Eomesodermina (Eomes)

1. Relacionada estructuralmente con T-BET; refuerza la expresión de genes citotóxicos y de memoria.

2. Inducida por IL-2, IL-12 e IFN tipo I.

BLIMP-1 (B lymphocyte–induced maturation protein 1)

1. Regula la diferenciación terminal del CTL y la expresión sostenida de genes efectores.

2. Inducido por IL-2 a través de STAT5 y por IL-12 vía STAT4.

Coordinación de citocinas y vías de señalización

Las citocinas IL-2, IL-12 e IFN tipo I activan las vías JAK-STAT, que inducen la expresión de estos factores de transcripción.

• IL-2 → STAT5 → T-BET y BLIMP-1

• IL-12 → STAT4 → T-BET y BLIMP-1
  El resultado es la activación concertada de genes que codifican moléculas efectoras (perforina, granzimas) y citocinas (principalmente IFN-γ), esenciales para la función citotóxica.

Agotamiento del linfocito T CD8⁺

El agotamiento del linfocito T es un fenómeno observado en infecciones víricas crónicas (como VIH y VHC) y en algunos tipos de cáncer. Se caracteriza por una disminución progresiva de la función efectora de los CTL, a pesar de la persistencia del antígeno.

a. Causa: Estimulación antigénica crónica/repetida → expresión sostenida de receptores inhibidores (PD-1, CTLA-4, TIM-3, LAG-3, entre otros.)

b. Consecuencias: ↓ proliferación, ↓ producción de IFN-γ, ↓ citotoxicidad, bloqueo de la diferenciación.

Agotamiento Vs Tolerancia

Agotamiento: Estado de disfunción progresiva de los linfocitos T CD8⁺ frente a estímulos antigénicos persistentes.

En la tolerancia, los linfocitos no llegan a diferenciarse en efectores; en el agotamiento, la respuesta efectora se inicia pero luego se extingue.

V o F: Por tanto, durante la lisis mediada por CTL no se produce daño colateral de los tejidos normales adyacentes.

V: Las células diana mueren mediante apoptosis, que es una vía de muerte celular que no induce inflamación perjudicial (al contrario de la necrosis, que induce inflamación

Funciones efectoras de los linfocitos T citotóxicos (CTL CD8⁺)

• Citotoxicidad directa:
  Eliminan células infectadas mediante inducción de apoptosis - granzimas y perforinas

  • Reconocen células que presentan antígenos peptídicos unidos a MHC clase I.

  • La lisis es altamente específica, sin daño a células vecinas no infectadas.

  • La apoptosis inducida evita una inflamación excesiva.

• Secreción de IFN-γ:

  • El IFN-γ secretado por los CTL contribuye a la activación clásica de los macrófagos.

  • Favorece la eliminación de microbios fagocitados y potencia las respuestas inflamatorias controladas.

Etapas del proceso citotóxico

El proceso de destrucción de una célula diana por un CTL se divide en cuatro fases secuenciales:

Etapa	Descripción
1. Reconocimiento del antígeno	El TCR del CTL reconoce el complejo péptido–MHC clase I en la célula diana, con ayuda del correceptor CD8.
2. Activación del CTL	Se activa la transducción de señales a través del TCR, reorganizando el citoesqueleto y formando la sinapsis inmunitaria.
3. Ejecución del golpe mortal	Liberación dirigida de proteínas citotóxicas desde los gránulos secretores hacia la célula diana (lisosomas secretores); inducen apoptosis
4. Desprendimiento y reciclaje	El CTL se separa de la célula muerta y puede matar múltiples dianas sucesivamente.

Estructura y dinámica de la sinapsis inmunitaria

La sinapsis inmunitaria es el punto de contacto funcional entre el CTL y su célula diana.
Se organiza en:

• Región central (cSMAC): contiene el TCR, CD8 y proteínas de señalización (LCK, PKC-θ).

• Anillo periférico (pSMAC): formado por LFA-1 (en CTL) y ICAM-1 (en la célula diana), que estabilizan la unión.

• Región secretora: zona donde se liberan los gránulos citotóxicos hacia la célula diana.

• Este ensamblaje permite dirigir con precisión la liberación de moléculas líticas hacia la célula blanco, evitando la afectación de tejidos adyacentes.

Este diseño garantiza precisión molecular, limitando el daño a las células no infectadas.

Las principales proteínas en los gránulos de los CTL (y de los linfocitos NK) que son necesarias para la citotoxicidad son

Perforinas (molecula perturbadora de la membrana que es igual a las C9 - crea poros para facilitar la liberacion de granzimas )

Granzimas (serinas proteasas que activan caspasas que inducen la apoptosis)

Los CTL también usan un mecanismo independiente de los gránulos para matar que está mediado por interacciones de moléculas de membrana situadas en el CTL y en las células diana.

Tras la activación, los CTL expresan una proteína de membrana conocida como ligando de FAS (FASL) que se une al receptor mortal FAS, que se expresa en muchos tipos celulares.

Esta interacción también da lugar a la activación de las caspasas y a la apoptosis de los objetivos que expresan FAS

Tras dar el golpe mortal, el CTL se separa de su célu­la diana, lo que suele ocurrir incluso antes de que la célula diana muera. Los propios CTL no resultan dañados durante la inducción de la muerte de la célula diana y se han descrito los mecanismos para la protección de los CTL:

1. Los CTL expresan un inhibidor de proteasas de serina (granzimas) denominado SPi6

2. Los granulos de los CTL contienen catepsina B, que se deposita en la superficie del CTL tras la exocitosis del gránulo, donde degrada moléculas errantes de perforina que se acercan a la membrana del CT

Características fisiológicas de las CTL

• Los CTL son reciclables: pueden matar múltiples células en sucesión.

• La muerte inducida es no inflamatoria y específica.

• Este mecanismo se aplica tanto a infecciones virales como a tumores.

Mecanismos de inducción de la apoptosis

Los CTL pueden inducir la muerte celular por dos mecanismos principales:

A. Mecanismo dependiente de gránulos citotóxicos

• Proteínas clave: Perforina y granzimas (A, B, H, K, M).

• Proceso:

  1. La perforina forma poros en la membrana de la célula diana.

  2. Las granzimas penetran por estos poros y activan caspasas intracelulares.

  3. Se desencadena apoptosis sin inflamación.

B. Mecanismo dependiente de FAS–FASL

• Los CTL activados expresan FASL (ligando de FAS).

• FASL se une a FAS (CD95) en la célula diana.

• Esta interacción activa la caspasa-8, iniciando la cascada apoptótica.

¿En qué se diferencian los linfocitos T CD8⁺ vírgenes tras su activación?

En CTL efectores y linfocitos T CD8⁺ de memoria de vida prolongada.

¿Qué tipo de linfocitos colaboran en la generación de linfocitos T CD8⁺ de memoria?

Los linfocitos T CD4⁺ cooperadores, que aportan señales y citocinas necesarias para su formación.

Qué función cumplen los TRM en la respuesta inmunitaria?

Producción de citocinas por los linfocitos T CD8⁺

• Los linfocitos T CD8⁺ efectores producen interferón gamma (IFN-γ), una citocina clave que:

  • Activa macrófagos, potenciando su capacidad microbicida.

• Además, pueden producir IL-17, especialmente en procesos inflamatorios crónicos de la piel (p. ej., psoriasis).

Funciones efectoras de los CTL CD8⁺

Los CTL son fundamentales en la inmunidad frente a microbios intracelulares, actuando cuando las células infectadas no pueden destruir los microorganismos internamente.

Situaciones en donde las celulas no pueden destruir los microbios que los infectan y se quiere de TCD8

Situaciones principales:

1. Infecciones virales en celulas que carecen de fagosomas/lisosoas

   • Los virus (como el virus de la hepatitis B) se replican en el citoplasma de células que no poseen mecanismos fagolisosomales, por lo que solo los CTL pueden eliminarlas destruyendo las células infectadas.

2. Infecciones bacterianas intracelulares:

   • Algunas bacterias (como Mycobacterium tuberculosis y Listeria monocytogenes) escapan al citosol de los fagocitos, donde son inaccesibles a los mecanismos microbicidas clásicos.

   • Requiere de presentacion cruzada

Consecuencias inmunopatológicas

• La destrucción de células infectadas puede causar daño tisular colateral:

  • En la hepatitis B y C, los hepatocitos mueren por acción inmunitaria (de CTL y NK), no por efecto citopático directo del virus.

  • Este fenómeno se denomina inmunopatología, ya que el sistema inmune daña tejidos del propio hospedador mientras intenta eliminar el agente infeccioso.

Linfohistiocitosis hemofagocítica (LHH)

1. Enfermedad por: mutaciones en genes como la perforina o proteínas de exocitosis.

2. Los CTL secretan IFN-γ pero no logran matar las células infectadas por que no pueden dar el golpe mortal.

3. Persiste la estimulación antigénica → activación excesiva de macrófagos → hemofagocitosis y esplenomegalia.

4. El tratamiento puede incluir anticuerpos anti–IFN-γ para frenar la hiperactivación inmunitaria.