Mecanismos de ação dos linfócitos TCD8+ e das Células NK

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Isabela Vieira Mion - UC5
MECANISMOS DE AÇÃO: LINFÓCITOS TDC8+ E
CÉLULAS NATURAL KILLER (NK)
LINFÓCITOS T CITOTÓXICOS CD8+
- Os linfócitos T citotóxicos CD8+ reconhecem peptídeos associados ao MHC classe I sobre células infectadas e
destroem essas células
- As fontes de origem dos peptídeos associados à classe I são antígenos proteicos sintetizados no citosol e
antígenos proteicos de microrganismos fagocitados que escapam de vesículas fagocíticas para o citosol.
- Os CTL CD8+ reconhecem complexos peptídeo-MHC classe I na superfície das células infectadas por seu
receptor de célula T (TCR) e pelo seu correceptor CD8.
- O TCR e o CD8, assim como outras proteínas sinalizadoras, aglomeram-se na membrana dos CTL no local de
contato com a célula-alvo e são circundados pela integrina LFA-1. Essas moléculas fixam seus ligantes sobre a
célula-alvo, o que mantém as duas células unidas firmemente, formando uma sinapse imunológica em que os
CTL secretam proteínas citotóxicas.
- Após o reconhecimento de uma célula-alvo adequada, os CTL são capazes de destruir por 2 vias distintas; a via
Fas/ligante de Fas e a via perforina/granzima, que não são mutuamente exclusivas. Ambas as vias de
destruição culminam na ativação na célula-alvo de uma família de proteases citotóxicas - chamadas caspases -
que coordenam internamente o processo de destruição celular; a única diferença entre as duas vias é o
mecanismo de ativação das caspases
- O reconhecimento de antígenos pelos CTL acarreta a ativação de vias de transdução de sinais que ocasionam a
exocitose do conteúdo dos grânulos dos CTL para a sinapse imune entre o CTL e a célula-alvo. Por não
necessitar de coestimulação ou da ajuda das células T para sua ativação, os CTL podem ser ativados por
qualquer célula infectada em qualquer tecido e são capazes de destruir essas células. Os CTL destroem
células-alvo principalmente em consequência do aporte de proteínas dos grânulos às células-alvo. Dois tipos
de proteínas dos grânulos que são importantes para a destruição são as granzimas (enzimas dos grânulos) e
perforina.
- A granzima B efetua a clivagem de enzimas denominadas caspases (cisteína proteases que efetuam a clivagem
de proteínas após resíduos de ácido aspártico), que estão presentes no citosol das células-alvo e cuja principal
função é induzir a apoptose, ativando assim essas enzimas. A perforina desfaz a integridade da membrana
plasmática e das membranas endossômicas das células-alvo, facilitando, assim, o aporte de granzimas ao
citosol e a iniciação da apoptose.
- Os CTL ativados também expressam uma proteína da membrana designada como ligante Fas, que se liga a um
receptor indutor de morte, designado como Fas (CD95), sobre as células-alvo. O engajamento de Fas ativa
caspases e induz a apoptose das células-alvo; essa via não requer a exocitose dos grânulos e provavelmente
tem apenas um papel menor na destruição por CTL CD8+.
- A consequência final desses mecanismos efetores dos CTL é que as células infectadas são destruídas. As células
que apresentam apoptose são rapidamente fagocitadas e eliminadas.
- Os mecanismos que induzem a fragmentação do DNA das células-alvo, que é a característica típica da
apoptose, podem decompor também o DNA de microrganismos vivendo no interior das células infectadas.
- Cada CTL pode destruir uma célula-alvo, desprender-se e seguir adiante para destruir outros alvos.
CÉLULAS NATURAL KILLER (NK)
- As células natural killer (NK), ou exterminadoras naturais, são uma classe de linfócitos que reconhecem células
infectadas e estressadas e respondem destruindo essas células e produzindo uma citocina que ativa os
macrófagos, o IFN-𝛾.
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- Embora as células NK constituam um componente da resposta imune inata, em determinadas circunstâncias
elas demonstram memória imunológica, que é uma função geralmente limitada à imunidade adaptativa.
- As células NK contêm uma grande quantidade de grânulos citoplasmáticos e expressam algumas proteínas de
superfície únicas, mas não expressam receptores de imunoglobulinas ou de células T, os receptores dos
linfócitos B e T, respectivamente.
❖ mecanismo de ação
- Os mecanismos citotóxicos das células NK, que são os mesmos mecanismos usados pelos linfócitos T
citotóxicos (CTL), resultam na morte de células infectadas. Portanto, assim como com os CTL, as células NK
funcionam para eliminar reservatórios celulares de infecções e erradicar as infecções causadas pelos
microrganismos intracelulares obrigatórios, como os vírus.
- As células NK tem 2 mecanismos para destruir uma célula em cerca de 30 a 60 minutos, e, nos 2 casos, a
célula-alvo morre em consequência da ativação dos seus próprios mecanismo de morte celular como resultado
do contato com a célula NK
1º mecanismo: destruição celular dependente do receptor da morte
- Os receptores da morte constituem um subgrupo da superfamília dos receptores do TNF e a designação dessas
moléculas provém da observação de que a combinação desses receptores com seus ligantes apropriados pode
causar a morte da célula que os contém
- O acoplamento dos receptores do Fas ou do TNF com seus ligantes triméricos resulta no recrutamento de uma
protease (caspase-8) ao complexo receptor, que se torna ativado em consequência da agregação dessa
protease induzida pelo receptor, que agora pode realizar sua autoativação.
- Em seguida, a ativação da caspase-8 do receptor resulta na propagação da cascata de sinalização em duas vias
possíveis: proteólise de Bid (domínio de interação da BH3), que dirige os sinais por meio das mitocôndrias; ou
por processamento direto de outras caspases efetoras subsequentes.
- Nos dois casos, a ativação das caspases efetoras culmina na morte da célula por apoptose. As células NK
podem destruir as células-alvo por um mecanismo dependente do ligante Fas, mas também podem ter alguma
ação destrutiva por meio do ligante TNF relacionado.
2º mecanismo: destruição celular grânulo-dependente
- As células NK também dispõem de grânulos citotóxicos que contêm várias serina proteases ( granzimas), além
da proteína formadora de poros denominada perforina. A ativação da célula NK resulta na polarização dos
grânulos entre o núcleo e o alvo dentro de alguns minutos e na liberação extracelular do seu conteúdo no
espaço entre as duas células, acarretando a morte da célula-alvo. A polarização dos grânulos na direção da
célula-alvo ocorre em consequência da formação de uma sinapse entre o assassino e a vítima, que é composta
de uma molécula de adesão conhecida como LFA-1 e seu receptor correspondente ICAM-1.
- a perforina pode introduzir-se na membrana da célula-alvo. Em seguida, a perforina polimeriza-se e forma um
poro transmembrana com estrutura anular comparável ao complexo de ataque à membrana. A seguir, esse
poro facilita a entrada dos outros componentes dos grânulos citot6xicos (as granzimas), que resultam na morte
da célula-alvo
- As granzimas destroem as células por proteólise de várias proteínas intracelulares. A maior parte do potencial
destrutivo reside nas granzimas A e B
- Granzima B: essa protease simula a ação da caspase-8 na via apoptótica do receptor da morte. Desse modo,
depois de sua entrada na célula, a granzima B pode iniciar a apoptose por clivagem da proteína Bid ou pelo
processamento e pela ativação direta das caspases efetoras subsequentes. Essas duas rotas resultam na
ativação das caspases efetoras que coordenam o desmantelamento da célula por proteólise controlada de
centenas de proteínas celulares essenciais.
- As células NK ativadas também sintetizam e secretam a citocina interferon-𝛾. O IFN-𝛾 ativa macrófagos para se
tornarem mais efetivos na morte de microrganismos fagocitados. As citocinas secretadas pelos macrófagos e as
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células dendríticasque encontraram microrganismos aumentam a capacidade de células NK para proteger
contra infecções. Três dessas citocinas ativadoras de células NK são a interleucina-15 (IL-15), os interferons tipo
1 (IFN tipo 1) e a interleucina-12 (IL-12). A IL-15 é importante para o desenvolvimento e a maturação das
células NK, e os IFN tipo I e a IL-12 reforçam as funções das células NK. Então as células NK e os macrófagos
são exemplos de dois tipos de células que funcionam cooperativamente para eliminar microrganismos
intracelulares: os macrófagos ingerem os microrganismos e produzem IL-12, a IL-12 ativa as células NK a
secretar IFN-g, e este ativa os macrófagos para matar os microrganismos ingeridos
❖ receptores de ativação e desativação
- As células NK têm dois tipos de receptor: os ativadores que desencadeiam a atividade citotóxica quando
reconhecem ligantes que não deveriam estar presentes na célula-alvo; e os inibitórios que contêm a atividade
destrutiva das células NK quando reconhecem ligantes que deveriam estar presentes. Desse modo, a atividade
citotóxica das células NK pode ser ativada em duas situações diferentes: aparecimento de ligantes para os
receptores ativadores ou desaparecimento dos ligantes para os receptores inibitórios. Evidentemente, esses
dois processos podem ocorrer simultaneamente, mas um é suficiente.
- Os receptores de ativação reconhecem moléculas de superfície celular expressas tipicamente em células
infectadas com vírus e bactérias intracelulares, bem como células estressadas pelo dano ao DNA e
transformação maligna. Assim sendo, as células NK eliminam as células infectadas com microrganismos
intracelulares, bem como células irreparavelmente lesionadas e células tumorais. Um dos bem caracterizados
receptores de ativação é chamado de NKG2D; ele reconhece moléculas que pertencem ao complexo principal
de histocompatibilidade (MHC) classe 1 e é expresso em resposta a vários tipos de estresses celulares. Um
outro receptor de ativação, chamado CD16, é específico para anticorpos imunoglobulina G (IgG) ligados a
células. O reconhecimento das células cobertas com o anticorpo resulta em morte dessas células, um
fenômeno chamado de citotoxicidade celular dependente de anticorpo (ADCC). As células NK são os principais
mediadores da ADCC.
- As células NK são capazes de inspecionar as células quanto à expressão das moléculas MHC-relacionadas
(também conhecidas como moléculas MHC atípicas) e outras proteínas que normalmente não são expressas
pelas células, mas que aparecem em resposta a determinados tipos de estresse (p. ex., danos ao DNA). Esse
cenário constitui a "alteração do que é próprio" e também faz com que essas células sejam selecionadas para
receber as atenções das células NK, culminando em sua destruição imediata. Os receptores das células NK
também são capazes de detectar diretamente algumas proteínas virais (inclusive a hemaglutinina do vírus
influenza) e isso os qualifica como receptores de outra classe dos PRR. Existem outros receptores nas
superfícies das células NK que lhes permitem reconhecer células infectadas ou transformadas,
- Receptores de ativação em células NK possuem subunidades de sinalização que contêm motivos de ativação
de imunorreceptores via tirosina (ITAM) em suas caudas citoplasmáticas. Os ITAM, que também estão
presentes em subunidades das moléculas de sinalização associadas aos receptores antigênicos dos linfócitos,
tornam-se fosforilados nos resíduos de tirosina quando os receptores reconhecem seus ligantes de ativação.
Os ITAM forforilados ligam e promovem a ativação de proteínas tirosina quinases citoplasmáticas, e essas
enzimas fosforilam e ativam outros substratos em diferentes vias de transdução do sinal, eventualmente
levando à exocitose de grânulos citotóxicos e à produção de IFN-g.
- Os receptores inibidores de células NK, que bloqueiam a sinalização pelos receptores de ativação, são
específicos para moléculas de MHC classe I próprias, que são expressas em todas as células nucleadas
saudáveis. Portanto, a expressão do MHC classe I protege células saudáveis da destruição por células NK.
- Células que não expressam moléculas do MHC são prontamente reconhecidas e destruídas pelas células NK
- Duas famílias principais de receptores inibitórios de células NK são os receptores de células NK tipo
imunoglobulinas (KIR), e receptores consistindo em uma proteína chamada CD94 e uma subunidade de lectina
chamada NKG2. Ambas as famílias de receptores inibitórios contêm no seu citoplasma domínios estruturais
chamados de imunorreceptor de tirosina baseado em motivos inibitórios (ITIM), que se tornam fosforilados
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nos resíduos de tirosina quando os receptores se ligam a moléculas de MHC classe I. Os ITIM fosforilados ligam
e promovem a ativação de proteínas tirosina fosfatases citoplasmáticas. Essas fosfatases removem grupos de
fosfatases dos resíduos de tirosina de várias moléculas de sinalização, neutralizando, assim, a função dos ITAM
e bloqueando a ativação das células NK através dos receptores de ativação. Por esse motivo, quando os
receptores inibitórios das células NK encontram moléculas de MHC próprias em células normais do
hospedeiro, as células NK são desligadas. Muitos vírus desenvolveram mecanismos para bloquear a expressão
das moléculas de classe 1 nas células infectadas, as quais permitem a eles escapar da morte pelos CLT CD8+
específicos para vírus. Quando isso acontece, os receptores inibitórios das células NK não são ocupados, e se o
vírus induzir ao mesmo tempo a expressão de ligantes ativadores, as células NK se tornam ativadas e eliminam
as células infectadas com vírus.
- O hospedeiro utiliza os CTL para reconhecer antígenos virais apresentados por MHC, os vírus inibem a
expressão de MHC para escapar do extermínio das células infectadas pelos CTL, e as células NK podem
compensar a resposta deficiente do CTL pelo fato de as células NK serem mais eficazes na ausência das
moléculas de MHC. O vencedor dessa luta, o hospedeiro ou o microrganismo, determina o resultado da
infecção. O mesmo princípio pode ser aplicado às funções das células NK em erradicar tumores, muitos dos
quais tentam fugir da morte mediada pelos CTL reduzindo a expressão das moléculas de MHC classe I.