Ativação de Linfócitos T - Resumo Abbas

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Ativação dos linfócitos T 
 
A partir de um pequeno ​pool de linfócitos naive específicos para um antígeno, o processo 
de ativação das células T gera um grande número de células efetoras com a mesma 
especificidade, que atuam para eliminar aquele antígeno. Nesse processo, também é 
gerada uma população de células de memória de longa vida, capazes de reagir 
rapidamente contra o antígeno caso ele seja reintroduzido. Tanto a ativação inicial de 
células T ​naive quanto as fases efetoras da resposta imune adaptativa mediada por células 
T são desencadeadas pelo antígeno que elicita a resposta. 
 
VISÃO GERAL DA ATIVAÇÃO DOS LINFÓCITOS T 
Os linfócitos T ​naive​, os quais não responderam previamente a antígenos, circulam por todo 
o corpo em estado de repouso e somente adquirem poderosas capacidades funcionais após 
a sua ativação. Essa ativação dos linfócitos T ​naive ocorre em órgãos linfóides 
especializados, linfonodos, baço e tecidos linfoides de mucosa, onde os linfócitos ​naive e as 
células APCs se encontram. 
 
As células T estão em constante movimento, guiado principalmente pela rede reticular de 
fibroblastos. O reconhecimento antigênico resulta na geração de sinais bioquímicos que 
levam a uma rápida paralisação das células T. Esse processo estabiliza o contato entre as 
células T e as APCs relevantes expressando antígeno, permitindo que o programa de 
ativação da célula T seja iniciado. 
 
 
 
As APCs não apenas expõem os antígenos, mas também proveem o estímulo que guia a 
magnitude e a natureza da resposta das células T. Esses estímulos incluem moléculas de 
superfície e citocinas secretadas. 
 
A proliferação e diferenciação das células T são reguladas por diversos mecanismos de 
feedback​. Células T ativadas liberam sinais de volta para as APCs, aumentando ainda mais 
sua capacidade de ativar células T. Ao mesmo tempo, algumas moléculas de superfície 
expressas em células T ativadas, bem como as citocinas secretadas por essas células, 
inibem a ativação adicional, e esses mecanismos de ​feedback negativo servem para 
estabelecer limites seguros para a resposta. 
 
O processo de diferenciação de células ​naive para células efetoras confere às células a 
capacidade de de realizar funções especializadas e a habilidade de migrar para qualquer 
sítio de infecção ou inflamação. Nesses locais, as células efetoras encontram novamente o 
antígeno para o qual são específicas e respondem de maneira a eliminar a fonte do 
antígeno. As células T efetoras da linhagem CD4+ secretam citocinas e expressam 
moléculas de superfície capazes de ativar outras células imunes. Os linfócitos T citotóxicos , 
células efetoras da linhagem CD8+, destroem células infectadas e células tumorais, e 
também secretam citocinas que ativam macrófagos e induzem à inflamação. 
 
Com o declínio da resposta de células T, há muito mais células de memória do clone 
correspondente do que haviam de células ​naive antes da resposta. Essas células de 
memória respondem rapidamente após encontros subsequentes com o antígeno e geram 
novas células efetoras que o eliminam. 
 
A maior parte de células T efetoras ativadas por antígeno morre por apoptose. Uma razão 
para isso é que, conforme o antígeno é eliminado, os linfócitos são privados dos estímulos 
de sobrevivência que normalmente são fornecidos pelo antígeno e por coestimuladores e 
citocinas produzidos durante as reações inflamatórias ao antígeno. Além disso, mecanismos 
de inibição ativados pelo reconhecimento antigênico atuam para controlar a magnitude e 
duração da resposta. 
 
SINAIS PARA ATIVAÇÃO DOS LINFÓCITOS T 
Reconhecimento do Antígeno 
Uma vez que reconhecem os complexos peptídeos-MHC exibidos pelas APCs, os linfócitos 
T CD4+ e CD8+ respondem apenas apenas aos antígenos proteicos, fonte natural de 
peptídeos, ou à substâncias químicas que se ligam e modificam proteínas. Além do 
reconhecimento pelo TCR de peptídeos exibidos por moléculas de MHC, várias outras 
proteínas de superfície das células T participam do processo de ativação. 
 
 
 
Estas proteínas incluem moléculas de adesão, as quais estabilizam a interação das células 
T com as APCs; correceptores, os quais liberam sinais bioquímicos que atuam em conjunto 
com os sinais do complexo TCR; e coestimuladores. 
 
O papel crucial das células dendríticas na iniciação da resposta de linfócitos T se dá porque 
essas APCs estão na localização apropriada para interagir com as células ​naive​. Além 
disso, a ativação das células T ​naive depende de sinais como os coestimuladores que são 
altamente expressos pelas DCs. Antígenos proteicos que atravessam a barreira epitelial e 
originam-se nos tecidos são capturados pelas DCs e transportados aos linfonodos; 
antígenos que alcançam a circulação podem ser capturados pelas DCs no baço. As DCs 
com antígenos capturados migram para as zonas de células T dos linfonodos drenantes. 
Tanto as células T ​naive quanto as DCs maduras são atraídas para as zonas de células T 
nos órgãos linfóides secundários pelas quimiocinas ali produzidas, as quais se ligam ao 
receptor de quimiocina CCR7 nas células. No momento em que as células dendríticas 
maduras alcançam as áreas de células T, elas exibem peptídeos antigênicos em moléculas 
do MHC e também expressam coestimuladores. Células dendríticas apresentam peptídeos 
derivados de antígenos de proteínas endocitadas em associação com moléculas do MHC 
classe II para células T CD4+ e peptídeos derivados de proteínas citossólicas e nucleares 
exibidos por moléculas do MHC classe I para células T CD8+. 
 
As células T efetoras podem responder a antígenos apresentados por células que não as 
dendríticas. Na resposta imune humoral, as células B apresentam antígenos para as células 
T auxiliares e são as receptoras de sinais de ativação por parte das células auxiliares; nas 
respostas imunes mediadas pela célula, macrófagos apresentam antígenos e respondem às 
células T CD4+; e virtualmente, qualquer célula nucleada pode apresentar antígeno e ser 
destruída pelos CTLs CD8+. 
 
Papel da Coestimulação na ativação da Célula T 
As APCs expressam moléculas que são necessárias, além do antígeno, para a ativação 
celular. Essas moléculas são chamadas de ​coestimuladores​, e o segundo sinal para a 
ativação da célula T é denominado ​coestimulação​. Na ausência da coestimulação, as 
células T que encontram antígenos falham ao responder e morrem por apoptose ou entram 
em um estado prolongado de não responsividade. 
 
 
 
As moléculas B7 são expressas principalmente em APCs, incluindo células dendríticas, 
macrófagos e linfócitos B. Elas estão ausentes ou em níveis baixos nas APCs em repouso e 
podem ser introduzidas por vários estímulos, incluindo produtos de microrganismos que se 
ligam a receptores do tipo Toll e a citocinas como interferon-gama (IFN-gama), produzidos 
durante as reações imunes inatas a microrganismos. Além disso, células T CD4+ ativadas 
aumentam a expressão dos coestimuladores B7 nas APCs por uma via de sinalização 
dependente de CD40, providenciando uma alça de ​feedback que auxilia a amplificação da 
resposta da célula T. De todas as APCs potenciais, as DCs maduras expressam os maioresníveis de coestimuladores e, como resultado, são as mais potentes estimuladores de 
células T ​naive​. Os padrões temporais da expressão de B7-1 e B7-2 são expressos 
constitutivamente em baixos níveis e induzidos rapidamente após ativação das APCs, 
enquanto B7-1 é induzido horas ou dias depois. 
 
É relevante mencionar, ainda, o papel essencial de ​adjuvantes na indução das respostas 
primárias. Muitos adjuvantes são produzidos por microrganismos ou os mimetizam, e uma 
de suas funções mais importantes [e estimular a expressão de coestimuladores nas APCs. 
 
Inativadas ou em repouso, as APCs de tecidos normais são capazes de apresentar 
antígenos próprios para as células T, mas pelo fato de as APCs teciduais expressarem 
apenas níveis baixos de coestimuladores, as células T potencialmente autorreativas que 
percebem antígenos próprios não são ativadas e podem se tornar permanentemente 
irresponsivas. T-Reg, que são importantes para a tolerância a autoantígenos, são também 
dependentes da coestimulação mediada por B7:CD28 para sua geração e manutenção. É 
possível que os baixos níveis dos coestimuladores B7 que são expressos constitutivamente 
pelas APCs em repouso funcionem em conjunto com autoantígenos que são apresentados 
por essas APCs para manutenção das células T regulatórias. 
 
A sinalização coestimulatória via CD28 amplifica as vias de sinalização que também são 
induzidas posteriormente no receptor da célula T e deve desencadear sinais adicionais que 
cooperam com sinais induzidos por TCR. A P13 quinase é recrutada pela cauda 
citoplasmática do CD28, o que, por sua vez, ativa a quinase pró-sobrevivência Akt, bem 
como Itk e PLCgama, que podem desencadear a sinalização de cálcio. CD28 também pode 
contribuir para a ativação das vias JNK MAP quinase através da proteína G pequena Rac e 
amplificar a ativação da via Nf-kB. O resultado líquido dessas vias de sinalização é a 
expressão aumentada de proteínas antiapoptóticas, como Bcl-2 e Bcl-XL. 
 
Células T efetoras e de memória que foram previamente ativadas são menos dependentes 
da coestimulação via B7:CD28 do que células imaturas. Essa propriedade permite que 
respondam a antígenos apresentados por várias APCs que podem residir em tecidos não 
linfoides e expressar B7 em menores níveis, ou não apresentar nenhuma expressão. 
 
 
Alguns dos membros da família B7:CD28 estão envolvidos na coestimulação de células T, e 
outros são inibidores essenciais de células T (e algumas vezes coinibidores). O receptor 
que tem sua função melhor compreendida é ​ICOS (coestimulador induzível, CD278); seu 
ligante, denominado ICOS-L (CD275) é expresso em células dendríticas, células B entre 
outras. ICOS desempenha um papel essencial na resposta de anticorpos dependente de 
células T, em particular na reação do centro germinal. Isso é necessário para o 
desenvolvimento e ativação de células T auxiliares foliculares, que são essenciais para a 
formação de centros germinais e para a geração de células B de alta afinidade nessas 
estruturas. 
 
 
 
Os receptores inibitórios da família CD28 são ​CTLA-4 ​(antígeno 4 do linfócito T citotóxico) e 
PD-1 (morte programada 1). Uma vez que os receptores inibitórios estão envolvidos no 
fenômeno de tolerância, anormalidades em sua expressão ou função causam doenças 
autoimunes. Basta afirmar que CD28 e CTLA-4 proporcionam um exemplo ilustrativo de 
dois receptores que conhecem o mesmo ligante (B7), mas têm efeitos opostos na ativação 
de células T. 
O CTLA-4 é um receptor de alta afinidade para B7 e foi postulado que se encontra acoplado 
quando os níveis de B7 nas APCs são baixos. O CD28 possui uma afinidade 20 a 50 vezes 
menor para o B7 e pode ser acoplado quando os níveis dessa molécula estão relativamente 
elevados. Uma vez acoplado, o CTLA-4 pode inibir competitivamente o acesso de CD28 às 
moléculas de B7 nas APCs, remover B7 da superfície ou emitir sinais inibitórios que 
bloqueiam a ativação do TCR e do CD28. 
 
● OUTRAS VIAS COESTIMULATÓRIAS 
Muitas outras moléculas da superfície de células T, incluindo CD2 e integrinas, 
demonstram fornecer sinais coestimulatórios ​in vitro​. Vários outros receptores que 
pertencem à grande superfamília do fator de necrose tumoral (TNF), seu receptor 
(TNFR) e ligantes, que são homólogos ao TNF, demonstram estimular e inibir 
células T sob várias condições experimentais. Ox40 (CD134) é um membro da 
família TNFR expresso em células T CD4+ e CD8+ ativadas, cuja função é manter a 
sobrevivência celular e respostas sustentadas. Outros membros dessa família que 
têm sido relacionados com a estimulação e supressão das respostas de linfócitos 
incluem o 4-1BB (CD137), que também é expresso em células T ativadas. 
 
Células T ativadas expressam o ligante de CD40 (CD40L), que se liga ao CD40 nas 
APCs e as ativa para torná-las mais potentes por meio da amplificação da sua 
expressão de moléculas B7 e da secreção de citocinas, tais como IL-12, que 
promovem a diferenciação de células T. Assim, a via CD40 amplifica indiretamente 
as respostas da célula T por induzir coestimuladores nas APCs, mas o CD40L não 
funciona sozinho como um coestimulador para as células T. 
 
 
 
● BLOQUEIO TERAPÊUTICO COESTIMULATÓRIO 
O CTLA-4-Ig, uma proteína de fusão que consiste em um domínio extracelular de 
CTLA-4 e na porção Fc da IgG humana, liga-se à B7-1 e B7-2 e bloqueia a interação 
B7:CD28. A razão para o uso de domínio extracelular de CTLA-4 é devido a maior 
afinidade da molécula pelos B7. 
 
 
 
Resposta funcional dos Linfócitos T 
Muitas das moléculas expressas em células T ativadas são também envolvidas nas 
respostas funcionais destas mesmas células. Algumas das moléculas funcionalmente 
importantes induzidas após o reconhecimento do antígeno e coestimuladores estão a 
seguir: 
 
 
 
CD69 ​- ​proteína da membrana plasmática que se liga e reduz a expressão de superfície do 
receptor da esfingosina 1-fosfato S1PR1 (receptor que medeia a saída das células T de 
órgãos linfoides). A consequência é que as células T ativadas são retidas nos órgãos 
linfoides tempo suficiente para receber os sinais que iniciam sua proliferação e 
diferenciação em células efetoras e de memória. Após a divisão celular, a expressão de 
CD69 diminui, as células T ativadas reexpressam altos níveis de S1PR1 e, como 
consequência, células efetoras e de memória podem sair dos órgãos linfoides. 
 
CD25 (IL-2Rα) ​- ​receptor de citocinas que permite a resposta à IL-2 (citocina de 
crescimento). 
 
CD154 (CD40L) - dentro de 24 a 48 horas após o reconhecimento do antígeno, células T 
expressam altos níveis de CD40L, que possibilita à essas células mediarem suas funções 
efetoras chave, que são auxiliar os macrófagos e as células B. Ademais, ativa células 
dendríticas a se tornarem melhores APCs, proporcionando um mecanismo de ​feedback 
positivo para amplificar as respostas da célula T. 
CD152 (CTLA-4) - ​também aumenta no período de 24 a 48 hotas após o reconhecimento 
do antígeno. 
 
Moléculas de adesão e receptores ​- ​durante a ativação, as células T reduzem a 
expressão de moléculas que as dirigem para os órgãos linfoides (como L-selectina e CCR7)e aumentam a expressão de moléculas que estão envolvidas na sua migração para locais 
periféricos de infecção e de lesão tecidual. A ativação também eleva a expressão de CD44, 
um receptor para molécula da matriz extracelular de ácido hialurônico. A ligação do CD44 
ao seu ligante ajuda a manter as células T efetoras nos tecidos dos locais de infecção e 
dano tecidual. 
 
As citocinas desempenham um papel crucial na imunidade adaptativa. Essas citocinas 
possuem algumas propriedades gerais: 
● citocinas produzidas por células T CD8+ e células B também desempenham papéis 
importantes. As citocinas secretadas por APCs têm funções essenciais para o 
desenvolvimento da resposta de células T; 
● citocinas produzidas durante a resposta imune adaptativa estão envolvidas na 
proliferação e diferenciação de células B e T estimuladas por antígeno e nas funções 
efetoras das células T; 
● a maioria das citocinas têm ação autócrina ou parácrina. 
 
A IL-2 é produzida principalmente por linfócitos 
T CD4+ inicialmente após o reconhecimento do 
antígeno e dos coestimuladores. A ativação das 
células T estimula a transcrição do gene ​IL2 ​e a 
síntese e secreção da proteína. A produção 
desta citocina é rápida e transitória, iniciando-se 
a partir de 1 a 2 horas após o reconhecimento 
do antígeno, atingindo um máximo de cerca de 
8 a 12 horas e reduzindo-se em 24 horas. As 
células T CD4+ seretam IL-2 na sinapse 
imunológica formada com as APCs. Os 
receptores tendem a se localizar na sinapse, de 
modo que a citocina e seu receptor alcancem 
concentrações locais suficientemente altas para 
iniciar a resposta celular. 
 
A IL-2 secretada é uma glicoproteína globular 
de 14 a 17 kD contendo quatro α-hélices. Ela é 
o protótipo das citocinas com quatro α-hélices 
que interagem com os receptores de citocinas 
do tipo I. 
 
O receptor de IL-2 (IL-2R) é constituído por três proteínas associadas não covalentemente: 
IL-2Rα (CD25), IL-2/15Rβ (CD122) e γc (CD132) - dentre as três cadeias, a primeira é 
exclusiva do IL-2R. A interleucina 2 se liga à cadeia α sozinha com baixa afinidade, e isso 
não leva a nenhuma sinalização citoplasmática detectável ou à resposta biológica. A cadeia 
β também faz parte do receptor de IL-15 e a cadeia γ é compartilhada com vários 
receptores de citocinas (IL-4, 7, 9, 15 e 21), sendo portanto chamada de cadeia γ comum. 
Tanto a cadeia γ quanto a cadeia β envolvem a via de sinalização JAK-STAT. 
 
Os complexos IL-2Rβγc são expressos em níveis baixos em células T em repouso (e nas 
NK). A expressão de IL-2Rα e, em menor grau, da IL-2Rβ é aumentada na ativação de 
células T CD4+ e CD8+ imaturas. As células que expressam a IL-2Rα e formam complexos 
IL-2Rβγc podem se ligar a IL-2 mais firmemente e a estimulação do crescimento de tais 
células ocorre de forma semelhante a uma baixa concentração da interleucina 2. 
 
A IL-2 produzida em resposta à estimulação de um antígeno é um estímulo para a indução 
de IL-2Rα, proporcionando um mecanismo de retroalimentação pelo qual as respostas das 
células T se amplificam. Células T CD4+ reguladoras expressam todo o complexo IL-2R e 
estão prontas para responder à citocina. ​A estimulação crônica das células T leva à 
secreção de IL-2 e níveis aumentados de IL-2Rα secretados no soro e esses padrões 
são utilizados, clinicamente, como um marcador de forte estimulação antigênica (ex.: 
órgão transplantado). 
 
 
 
 
Funções da IL-2: 
● promove a sobrevivência das células através da indução da proteína antiapoptótica 
Bcl-2; 
● aumenta a produção de citocinas efetoras, tais como IFN-γ e IL-4 pelas células T; 
● é necessária para a sobrevivência e funcionamento das células T reguladoras; 
● estimula a proliferação e diferenciação das células NK e células B ​in vitro​. 
 
As células que reconhecem um antígeno 
produzem IL-2, e também preferencialmente 
respondem a ele, garantindo que as células T 
específicas ao antígeno são as que mais 
proliferam. O resultado dessa proliferação é 
um aumento no tamanho dos clones 
específicos para o antígeno, conhecido como 
expansão clonal​, que gera um grande 
número de células necessárias para eliminar o 
antígeno a partir de um pequeno conjunto de 
linfócitos imaturos específico para esse 
mesmo antígeno. 
 
As células efetoras da linhagem CD4+ 
expressam moléculas de superfície e 
secretam citocinas que ativam outras células 
(linfócitos B, macrófagos e células dendríticas). Essas células são capazes de produzir uma 
grande número e variedade de citocinas que têm diversas atividades biológicas. Células 
efetoras CD8+ são citotóxicas e destroem células infectadas. 
As células de memória, por sua vez, fornecem uma defesa eficaz contra patógenos que são 
predominantes no ambiente e podem ser encontrados repetidamente. Estas podem se 
desenvolver a partir de células efetoras ao longo de uma via linear, ou populações efetoras 
e de memória podem divergir na diferenciação, de modo que existem dois destinos 
alternativos de linfócitos ativados por antígenos e outros estímulos. Os mecanismos que 
determinam se uma célula T individual estimulada por antígenos se tornará uma célula 
efetora de curta duração ou entrará no conjunto de células de memória de longa duração 
não estão estabelecidos, no entanto uma possibilidade é que os tipos de fatores de 
transcrição induzidos durante a ativação das células T influenciem a escolha entre o 
desenvolvimento das células efetoras ou de memória. 
 
Propriedades das Células T de memória: 
● capacidade de sobreviver em um estado quiescente e, ainda, preparar respostas 
maiores e melhores para antígenos comparada às células imaturas; 
● proteínas antiapoptóticas podem ser responsáveis pela sobrevivência prolongada - 
incluindo Bcl-2 e Bcl-X​L, ​que previnem a liberação de citocromo da mitocôndria e 
bloqueiam a apoptose induzida por uma deficiência dos sinais de sobrevivência; 
● respondem mais rapidamente à estimulação dos antígenos do que células imaturas 
específicas para o mesmo antígeno; 
● o número de células específicas para um antígeno é maior do que o número de 
células imaturas para o mesmo antígeno; 
● capazes de migrar para tecidos periféricos e responder à antígenos nesses locais; 
● devido a autorrenovação possuem proliferação lenta; 
● a manutenção é dependente de citocinas - principalmente IL-7, que também 
desempenha papel chave no desenvolvimento de linfócitos. Há uma elevada 
expressão do receptor de IL-7 (CD127). Células T CD8+ de memória dependem 
também da IL-5. Ambas citocinas induzem a expressão de proteínas antiapoptóticas 
e estimulam a proliferação de baixo nível, mantendo as populações de células T de 
memória por longos períodos. Essa manutenção ​não requer o reconhecimento de 
antígeno​; 
● As células T de memória central expressam o receptor de quimiocina CCR7 e 
L-selectina e residem principalmente nos gânglios linfáticos. Elas têm uma 
capacidade limitada para executar as funções efetoras quando encontram um 
antígeno, mas sofrem respostas proliferativas intensas e geram muitas células 
efetoras quando são desafiadas pelo antígeno. As células T efetoras de memória, 
por outro lado, não expressam CCR7 ou L-selectinae residem nos locais periféricos, 
especialmente tecidos de mucosas. Com a estimulação antigênica, as células T 
efetoras de memória produzem citocinas efetoras, tais como IFN-γ, ou tornam-se 
citotóxicas rapidamente, mas não proliferam muito. 
As células T CD4+ e CD8+ de memória são heterogêneas e podem ser subdivididas 
em subconjuntos com base em suas propriedades de endereçamento e em suas 
funções. 
 
 
Declínio das respostas da célula T 
À medida que o antígeno é eliminado e a resposta imune inata associada à exposição a 
antígenos diminui, os sinais que normalmente mantinham os linfócitos ativados vivos e 
proliferando não estão mais ativos. A coestimulação e fatores de crescimento (IL-2) 
estimulam a expressão de proteínas antiapoptóticas ( Bcl-2 e Bcl-XL) em linfócitos ativados 
e essas proteínas mantêm as células viáveis; conforme o nível de coestimulação e a 
quantidade de IL-2 disponível diminuem, os níveis dessas proteínas antiapoptóticas tendem 
a cair. Ao mesmo tempo, a privação do fator de crescimento ativa sensores de estresse 
celular que desencadeiam a via mitocondrial de apoptose e, agora, não são mais opostos 
por nada. O resultado dessas mudanças é que a maioria das células produzidas pela 
ativação morre e a feração de células recém-ativadas declina, de modo que o conjunto de 
linfócitos ativados por antígeno contrai.