SISTEMUL IMUNITAR

 

Existenţa tuturor organismelor vii este condiţionatã de activitatea unor mecanisme de rezistenţã şi de imunitate, capabile sã protejeze individualitatea lor chimicã, prin mecanisme de recunoaştere şi diferenţiere a substanţelor proprii (self) de cele strãine (nonself). In mod normal, aceste mecanisme sunt perfect tolerante faţã de moleculele self, dar se activeazã şi reacţioneazã mai mult sau mai puţin viguros pentru a îndepãrta, a neutraliza sau a distruge substanţele nonself.

Mecanismele de rezistenţã şi imunitate sunt prezente pe toatã scara evolutivã a organismelor, începând cu bacteriile şi se complexeazã în evoluţie.

Celulele bacteriene posedã mecanisme de protecţie a individualitãţii genetice, reprezentate de:

-  fenomenele de restricţie mediate de prezenţa unor sisteme enzimatice specifice (enzime de restricţie), care recunosc moleculele strãine de ADN, le cliveazã la nivelul unor situsuri specifice, rezultând fragmente mai mici, sensibile la acţiunea exo- şi endonucleazelor;

-  fenomenele de reparaţie geneticã dependente de activitatea unor sisteme enzimatice care recunosc modificãrile ADN induse de mutaţii sau de lipsa de fidelitate a mecanismelor de replicare, transcriere şi traducere geneticã, corectându-le fie complet (sistemele error free) sau minimalizând erorile în cazul sistemelor reparatorii predispuse la erori (error prone systems).

La plantele superioare, mijloacele de apãrare specificã, aparent sunt absente, dar existã o gamã largã de modalitãţi de apãrare nespecificã:

-  continuitatea şi integritatea ţesuturilor epidermice, acoperite sau impregnate cu substanţe impermeabile pentru virusuri şi microorganisme;

-  rezistenţa fiziologicã conferitã de conţinutul înalt de zaharuri reducãtoare, prezenţa taninurilor, a diferiţilor acizi organici, a pseudoanticorpilor cu activitate hemaglutinantã în sucurile vegetale.

La protozoare, procesele de recunoaştere asigurã selecţia hranei, identificarea partenerilor pentru conjugare la parameci, iar la cele parazite, procesele de recunoaştere mediazã interacţiunea cu gazda.

MECANISME DE APÃRARE
LA NEVERTEBRATE

 

Deşi nu au sistem limfoid, nevertebratele recunosc şi rãspund la substanţele nonself, la fel de eficient ca şi vertebratele. La ele funcţioneazã o diversitate de mecanisme, unele fiind inductibile. Rãspunsul este de scurtã duratã şi nu are specificitate faţã de agentul infecţios patogen. Rãspunsul imun al nevertebratelor se aseamãnã calitativ cu cel înãscut al vertebratelor mediat de celulele fagocitare şi de moleculele neimunoglobulinice.

La nevertebrate, apãrarea organismului este asiguratã de bariere fizico-chimice complexe: secreţia mucoasã care acoperã corpul celenteratelor, anelidelor, moluştelor şi protocordatelor, omoarã potenţialii patogeni. Exoscheletul dur al celenteratelor, moluştelor, artropodelor, echinodermelor şi protocordatelor, formeazã o barierã protectoare eficace faţã de agenţii infecţioşi. Majoritatea nevertebratelor superioare au sistem circulator cu celule albe, denumite hemocite sau celomocite, în funcţie de natura cavitãţii corpului. Lipsesc hematiile.

În mediul intern al nevertebratelor se gãsesc fagocite, factori antimicrobieni constitutivi şi inductibili cu efect neutralizant şi litic, factori de coagulare a macromoleculelor strãine. Toate nevertebratele, chiar cele care nu au cavitãţi ale corpului (spongieri, anemone, viermi laţi), au fagocite, uneori de mai multe tipuri. Ca şi la vertebrate, fagocitele sunt efectorii rãspunsului inflamator, sintetizeazã enzime lizosomale şi posedã mecanisme citocide dependente de superoxid.

Reacţiile de apãrare (repararea tisularã, fagocitoza, reacţia de încapsulare)sunt mediate de fagocite şi de celulele hemostatice. Ingestia microorganismelor invadatoare este rezultatul acţiunii fagocitelor, iar un numãr mare de microorganisme şi de metazoare parazite este încapsulat de celulele hemostatice şi de tip fagocitar. Endoparazitul care pãtrunde în organismul nevertebratelor este fagocitat, sau dacã are dimensiuni prea mari, este încapsulat. Incapsularea este rezultatul unei fagocitoze fruste. Adeseori, endoparazitul încapsulat, este omorât sub acţiunea intermediarilor toxici ai unei cascade enzimatice.

La nevertebrate lipsesc limfocitele şi moleculele de imunoglobuline, dar acestea sunt compensate de o varietate de factori umorali de apãrare: aglutinine, lizozim, bactericidine, enzime lizosomale, factori de imobilizare. La insecte s-au detectat peste 15 tipuri de proteine antibacteriene inductibile în câteva ore dupã injectarea unui antigen.

Nevertebratele nu au proteinele cascadei complementare, dar viermii, insectele, crustaceii conţin sistemul profenoloxidazei. Componentele acestui sistem sunt activate de o serie de enzime. La capãtul cascadei de activare se formeazã enzima activã fenoloxidaza, cu rol esenţial în îndepãrtarea substanţelor nonself.

Fig.26. Un mecanism posibil de activare a profenoloxidazei la fenoloxidazã, la artropode. Activarea este stimulatã de leziunile tisulare, de infecţia cu microorganisme, de schimbãri ale concentraţiei ionilor de Ca2+ şi ale valorii pH, care pot duce la  coagularea plasmei şi generarea factorilor care mediazã evenimentele ulterioare ale imunitãţii (dupã Roitt, 1997).

Fagocitoza este foarte activã şi este stimulatã de aglutininele şi bactericidinele cu rol de opsonine. Din punct de vedere funcţional, aglutininele şi bactericidinele sunt similare anticorpilor. Acestea sunt lectine, cu rolul de a lega componenta glucidicã a glicoproteinelor de pe suprafaţa celulelor nonself, rezultatul fiind aglutinarea.

Lectinele sunt molecule care au apãrut timpuriu în evoluţie şi sunt ubicvitare: se gãsesc la bacterii, plante, nevertebrate şi vertebrate. Ele tapeteazã microorganismele invadatoare şi au rolul de a le imobiliza, dar au şi rol opsonizant, uşurând fagocitoza. In funcţie de specificitatea lor de legare cu glucidele, lectinele sunt foarte diferite.

În corpul gras al insectelor superioare s-au caracterizat circa 100 de peptide antimicrobiene, a cãror sintezã rapidã este indusã de infecţie. Din punct de vedere structural sunt de douã tipuri:

-  peptide ciclice, care conţin punţi S-S (de exemplu, drosmycina), active faţã de bacteriile Gram pozitive şi faţã de fungi;

-  peptide lineare (cecropine bogate în Gly şi Pro), active faţã de bacteriile Gram negative.

Componentele celulare şi humorale cu funcţii protectoare mediazã reacţii de apãrare nespecifice (înãscute), fãrã rãspuns accelerat la stimularea antigenicã secundarã. 

 

ORGANIZAREA SISTEMULUI IMUNITAR
LA VERTEBRATE

 

La vertebrate, apãrarea este asiguratã de mecanisme complicate celulare şi humorale, de rezistenţã şi imunitate. Funcţia esenţialã a sistemelor de apãrare este protecţia faţã de agenţii patogeni invadatori. Interacţiunea permanentã cu microorganismele are un rol hotãrâtor în dobândirea complexitãţii structurale şi funcţionale a sistemului imunitar. Dovada o constituie faptul cã la animalele germ-free (axenice), numãrul limfocitelor B şi titrul anticorpilor serici naturali sunt de 5-10 ori mai mici decât la organismele convenţionale. Evoluţia a generat tipuri celulare specializate, tot mai eficiente funcţional, care neutralizeazã, sechestreazã, omoarã sau îndepãrteazã agenţii infecţioşi.

La vertebrate, reacţiile de apãrare sunt rezultatul acţiunii unor factori humorali nespecifici (complement, substanţe bactericide) şi specifici (anticorpi) şi a unor populaţii de celule specializate, cu acţiune nespecificã (fagocite) sau specificã (limfocite).

Din punct de vedere structural, în concepţia modernã, sistemul imunitar al organismelor superioare este considerat ca un organ difuz sui-generis, alcãtuit dintr-un numãr foarte mare de molecule şi celule, reunite într-o reţea de interacţiuni complexe, a cãrei funcţie este asigurarea integritãţii şi individualitãţii structurale a organismului.

În concepţia restrictivã a lui N.K. Jerne, sistemul imunitar este reprezentat în exclusivitate de limfocite, iar într-o accepţiune mai largã, pe lângã limfocite, în alcãtuirea sistemului imunitar intrã o serie de celule accesorii cu rol esenţial în declanşarea rãspunsului imun: macrofagele şi o serie de celule înrudite(celulele Lagerhans din tegument, celulele dendritice şi cele interdigitate).

Se apreciazã cã numãrul limfocitelor, la adultul normal, este de 10¹², iar al moleculelor de imunoglobuline, de ordinul a 10²⁰. Impreunã, aceste componente formeazã organul difuz, cu greutatea de circa 910 g (1-2% din greutatea corpului), a cãrui existenţã este adeseori ignoratã, datoritã caracterului sau difuz, în tot organismul. Celulele şi moleculele sistemului imunitar sunt prezente în toate ţesuturile, dar în unele organe (splinã, ganglioni limfatici, plãci Peyer, amigdale, timus), componentele celulare au o densitate maximã.

Sistemul imunitar este unul din cele mai complexe ale organismului. Complexitatea lui derivã din structura de reţea complicatã de comunicaţii intercelulare, din ubicvitatea sa în organism şi din efectele multiple pe care le determinã un numãr mic de categorii celulare. Sistemul imunitar este considerat un adevãrat “creier mobil”.

Din punct de vedere structural şi funcţional, sistemul de apãrare al organismelor superioare prezintã numeroase dualitãţi:

-  existenţa unui compartiment al rezistenţei nespecifice şi neadap-
tative (înãscutã) şi a unui compartiment cu acţiune specificã şi adaptativã (sistemul imunitar);

-  prezenţa a douã populaţii înclinate de limfocite (T şi B), care mediazã imunitatea celularã şi respectiv humoralã;

-  activitatea limfocitelor este modulatã fie stimulator, fie inhibitor, sub acţiunea unor celule şi a unor factori humorali;

-  existenţa organelor limfoide centrale (primare) şi periferice (secundare);

-  existenţa unui rãspuns imun primar şi a unui rãspuns imun secundar;

-  dualitatea structuralã (douã perechi de catene polipeptidice) şi funcţionalã (bivalenţa) a moleculei de anticorp;

-  comportamentul dublu al moleculei de anticorp: molecula de anti-
corp recunoaşte epitopul specific şi la rândul ei este recunoscutã de molecule cu rol receptor.

Numãrul celulelor sistemului imunitar (cu un ordin de mãrime superior neuronilor) şi al moleculelor sale nu reflectã fidel potenţialul de apãrare a organismului, deoarece în cursul rãspunsului imun are loc proliferarea şi amplificarea numericã a limfocitelor, precum şi a potenţialului de biosintezã. La aceasta se adaugã o ratã înaltã de reînoire şi refacere a rezervelor sale celulare.

La om se produc zilnic un miliard de limfocite ce trec în circulaţie. Circulând şi recirculând prin reţeaua vaselor sanguine şi limfatice, celulele şi moleculele sistemului imunitar asigurã supravegherea organismului, recunoaşterea moleculelor şi a celulelor nonself, pentru a le elimina.   

Limfocitele 

Sistemul imunitar este reprezentat de ţesuturi derivate din mezoderm, a cãror principalã componentã celularã este limfocitul. De aici derivã denumirea de sistem limfoid. In ultimul timp se foloseşte denumirea de “limfon”, care semnificã totalitatea organelor limfoide – primare şi secundare, precum şi celulele componente cu funcţia de a recunoaşte antigenul.

Limfocitele sunt celule care în cursul elaborãrii rãspunsului imun, recunosc specific antigenul şi de aceea se mai numesc imunocite. De aici derivã denumirea de sistem imunocitar, echivalentã celei de sistem limfoid. Toate celulele acestui sistem poartã pe suprafaţa lor, molecule cu rol receptor, capabile sã recunoascã specific determinanţii antigenici strãini.

Sistemul imunitar funcţioneazã pe baza interacţiunii dintre semnal (antigen) şi receptorul specific limfocitar preformat.

În concepţia modernã, limfocitul este celula centralã a sistemului imunitar. Ea nu este celula “cap de serie” – aşa cum o considerau vechii histologi, ci prezintã o extraordinarã capacitate de reactivitate şi diferenţiere.

Numãrul limfocitelor.

Copiii au un numãr mai mare de limfocite şi de aceea vârsta trebuie consideratã ca un parametru fiziologic de variaţie, în evaluarea numericã a acestor celule. Ele reprezintã 25-33% din totalul leucocitelor, adicã circa 2100 celule/mm³ de sânge. Valori mai mici de 1500 limfocite/mm³ semnificã starea de limfocitopenie şi cel mai adesea semnificã un deficit numeric al limfocitelor T.

Pânã în anii ’50, limfocitele erau distinse numai dupã dimensiuni: mari, mijlocii şi mici. Cele mai multe limfocite circulante au dimensiuni mici: 7-10 μm diametru. La microscopul optic, pe frotiul colorat May Grunwald – Giemsa, limfocitele se disting de celelalte dupã dimensiuni, sunt agranulare şi au cel mai mare raport nucleocitoplasmatic. Limfocitele mari au un raport nucleocitoplasmatic mai mic şi în citoplasmã se gãsesc granulaţii azurofile. Se numesc limfocite granulare mari (LGL). In vitro, limfocitele sunt neaderente şi nu fagociteazã.

Astãzi, Imunologia are la bazã conceptul unei heterogenitãţi funcţionale nelimitate a limfocitelor, care derivã din diversitatea specificitãţii receptorilor suprafeţei lor.

Populaţia de limfocite care are receptori identici de antigen şi recunoaşte un singur epitop (sau câţiva înrudiţi) formeazã o clonã. Toate celulele unei clone sunt descendente ale unei singure celule-mamã. In consecinţã, în organism sunt tot atâtea clone de limfocite, câte tipuri de determinanţi antigenici existã (teoretic) în naturã. Corespondenţa complementaritãţii spaţiale dintre receptorii limfocitari de antigene şi epitopii antigenici asigurã posibilitatea elaborãrii unui rãspuns imun specific, dupã contactul limfocitelor cu oricare dintre epitopi.

Caracterizarea funcţionalã a limfocitelor este rezultatul cercetãrilor întreprinse dupã anul 1960. În raport cu organul limfoid primar în care se produce diferenţierea şi maturarea, Roitt şi col. (1966) au împãrţit limfocitele în douã categorii distincte;

-  limfocite T, care se diferenţiazã şi se matureazã în timus;

-  limfocite B, care se diferenţiazã şi se matureazã în bursa lui Fabricius la pãsãri şi în echivalenţii ei funcţionali, la mamifere.

În funcţie de capacitatea lor de a interacţiona cu antigenul specific, limfocitele sunt:

-  incompetente (imature), cele care nu recunosc antigenul;

-  competente (mature), cele care recunosc antigenul specific.

Starea de competenţã este condiţionatã de prezenţa receptorilor prin intermediul cãrora antigenele sunt recunoscute. Pe suprafaţa unei celule pot fi pânã la 100 000 de molecule receptoare identice, care aşteaptã întâlnirea cu substanţele nonself corespunzãtoare.

Dupã ce limfocitul şi-a dobândit competenţa în unul din organele limfoide primare, poate sã rãmânã în repaus, dacã organismul nu a recepţionat mesajul antigenic corespunzãtor. Aceste limfocite sunt neangajate (neinformate sau naive). Cele care au venit în contact cu antigenul specific sunt limfocite angajate (informate). Ele constituie substratul material al memoriei imunologice şi ori de câte ori se vor reîntâlni cu antigenul, vor produce un rãspuns imun rapid şi amplu.

Dupã durata vieţii, limfocitele sunt:

-  cu viaţã scurtã (efectoare ale rãspunsului imun);

-  cu viaţã lungã (de memorie). Ele recirculã în organism perioade îndelungate (de ordinul anilor). La om, limfocitele de memorie ar supravieţui circa 10 ani, fãrã sã se dividã.

În raport cu funcţia pe care o îndeplinesc, se disting urmãtoarele categorii de limfocite:

-  efectoare, cele care direct sau indirect, prin molecule efectoare, neutralizeazã antigenul;

-  reglatoare, cele care ralizeazã echilibrul optim al rãspunsului imun. 

Limfocitele B 

Limfocitele B reprezintã 5-15% din totalul limfocitelor circulante şi constituie o diviziune funcţionalã majorã a populaţiei limfocitare. Impreunã cu descendenţii lor diferenţiaţi (limfoblastul, plasmocitul), limfocitele B sintetizeazã anticorpi, efectorii rãspunsului imun mediat humoral (RIMH).

Limfocitul B imunocompetent (matur, neangajat) sintetizeazã cantitãţi mici de molecule ale unui izotip de imunoglobuline, care rãmân legate de membrana limfocitului, având rol de receptori de antigen, adevãrate “antene” de detectare a antigenului specific.

Sub aspectul specificitãţii de legare a antigenului, fiecare organism posedã milioane de clone de limfocite B, adicã mici populaţii celulare identice, descendente din aceiaşi celulã mamã, care recunosc şi leagã acelaşi antigen şi produc anticorpi cu aceiaşi configuraţie spaţialã a situsului de combinare.

Dupã activare, toţi descendenţii limfocitului B sintetizeazã imunoglobuline şi le secretã ca anticorpi, cu aceiaşi specificitate de legare pe care a avut-o receptorul.

Receptorul de antigen al limfocitelor B. Majoritatea limfocitelor B umane din sângele periferic exprimã douã izotipuri de imunoglobuline pe suprafaţa lor: IgM şi IgD sau numai IgD. Situsurile de legare ale celor douã izotipuri sunt identice. Numai 10% dintre limfocitele B au pe suprafaţa lor, ca receptor de antigen, molecule de IgG, IgA sau IgE. Cele care au ca receptor molecule de IgA, sunt localizate în ţesutul limfoid asociat mucoaselor.

Moleculele receptoare de imunoglobulinã sunt inclavate cu capãtul
C-terminal în membranã. Intre IgM legat de membranã (IgMm), cu funcţia de receptor de antigen şi IgM seric (IgMs), sunt douã deosebiri majore:

- IgMm conţine o secvenţã C-terminalã hidrofobã, prin care se ancoreazã în membrana limfocitelor mature neangajate, care nu au venit în contact cu antigenul;

-  IgMm este monomer, iar IgM seric este pentamer.

Secvenţa C-terminalã a IgMm cuprinde 25 de aminoacizi hidrofobi ce formeazã domeniul transmembranar, urmat de o secvenţã cationicã Lys-Val-Lys. Ca la toate proteinele ancorate în membranã, acest domeniu formeazã un α-helix, cu o lungime suficientã pentru a strãbate membrana. Fiind hidrofobã, secvenţa de aminoacizi are interacţiuni strânse cu lipidele membranei. Secvenţa cationicã se extinde în citoplasmã, mãrind gradul de stabilitate a moleculei în membrana celularã.

Dupã stimularea antigenicã, sinteza se comutã la IgM seric. Trecerea de la IgMm la IgMs este rezultatul unor diferenţe ale modului de prelucrare a ARN premesager. Copia de ARN premesager pentru sinteza catenei μ(H) are douã situsuri potenţiale de clivare şi ataşare a resturilor de poli-A, ce marcheazã capãtul ARNm. Dupã stimularea antigenicã, din ARN premesager sunt clivate secvenţele codificatoare ale domeniului C-terminal hidrofob şi se sintetizeazã molecule de IgM fãrã secvenţa C-terminalã de aminoacizi hidrofobi.

Comutarea IgMm --- IgMs nu modificã lanţul L al moleculei. Cele douã forme ale IgM au domenii identice VH şi VL, adicã au aceiaşi specificitate de legare a antigenului (au acelaşi idiotip).

Limfocitul B are receptori membranari pentru substanţele mitogene, pentru complement (C₃b), pentru regiunea Fc a imunoglobulinelor, pentru insulinã etc. Receptorul pentru C₃b funcţioneazã şi ca receptor pentru virusul Epstein-Barr. Limfocitele B neactivate au receptori de micã afinitate pentru IL-2, dar dupã stimularea antigenicã, ele exprimã rapid, receptori pentru IL-2 de înaltã afinitate. Limfocitele B rãspund la efectul stimulator al IL-2, prin proliferare rapidã şi secreţia IgM. Pe suprafaţa limfocitelor B se gãsesc la densitate înaltã, moleculele CMH II.

Limfocitele T 

Limfocitele T reprezintã pânã la 80% din totalul limfocitelor circulante. Valorile normale în sânge, pentru limfocitele T sunt cuprinse între 1620-4320/mm³, între una şi 18 luni de viaţã şi între 590-3090/mm³, dupã 18 luni.

Proporţia limfocitelor T se poate determina prin metoda rozetelor cu hematii de berbec sau prin metoda imunofluorescenţei cu anticorpi monoclonali faţã de receptorul de antigen.

Limfocitele T mature exprimã markerul*  CD₄** sau CD₈. Aceste molecule aparţin suprafamiliei imunoglobulinelor. Celulele CD₄ au de obicei funcţie helper, iar cele ce exprimã markerul CD₈ sunt citotoxice.

Limfocitele T îndeplinesc funcţii complexe, atât efectoare ale rãspunsului imun mediat celular cât şi reglatoare, prin intermediul unor factori humorali pe care-i secretã, denumiţi limfochine. Limfocitele T realizeazã urmãtoarele funcţii:

– lizeazã celulele care exprimã molecule nonself pe suprafaţa lor;

– regleazã rãspunsul imun;

– mediazã reacţiile de hipersensibilitate întârziatã.

  Aceste funcţii sunt rezultatul heterogenitãţii funcţionale şi se datoreazã activãrii unor subpopulaţii distincte de limfocite T:

-  limfocite Tc (Tcl, citotoxice sau citolitice) exprimã pe suprafaţa lor markerul T₈ (CD₈);

-  limfocite Th (helper) au pe suprafaţã markerul CD₄. Acestea sunt cele mai numeroase, reprezentând 60-65% din numãrul total de limfocite T ale organismului uman;

-  limfocite Ts (supresoare), purtãtoare ale markerului CD₄;

-  limfocite T_D sau T_DH (delayed hypersensitivity) exprimã markerul CD₈.

Funcţiile limfocitelor Th se realizeazã prin intermediul limfochinelor secretate. In funcţie de limfochinele pe care le sintetizeazã, limfocitele Th se clasificã în douã subseturi:Th-1 şi Th-2.

Celulele Th-1 (Th-c) secretã IFN gama, IL-2 şi TNF beta (citochine de tip 1, stimulatoare ale imunitãţii mediate celular). Citochinele de tip 1 produc urmãtoarele efecte: stimuleazã reacţia de citotoxicitate şi inflamatorie asociatã cu reacţiile de hipersensibilitate întârziatã. In esenţã, limfocitele Th-1 au rol în edificarea unui rãspuns imun mediar celular (RIMC).

Celulele Th-2 (Th-b) secretã citochine de tip 2: IL-4, IL-5, IL-6 şi IL-10 (dar nu secretã Il-2) şi stimuleazã activitatea limfocitelor B de memorie. Citochinele tip 2 (IL-4, IL-5) stimuleazã rãspunsul imun humoral faţã de paraziţii extracelulari (stimuleazã diferenţierea limfocitelor B spre plasmocit) şi instalarea stãrilor alergice prin capacitatea lor de a induce sinteza IgE şi de a stimula mastocitele. In esenţã, limfocitele Th-2 sunt implicate în edificarea rãspunsului imun mediat humoral (RIMH). Prin toate aceste efecte, limfocitele Th sunt amplificatoare ale rãspunsului imun

Limfocitele CD₈ (T citototoxice) reprezintã 25-35% dintre limfocitele T circulante. Funcţia lor constã în efectul litic prin contact celular direct asupra celulelor infectate cu virusuri, malignizate sau alogenice.

Limfocitele T_D sunt mediatoare ale reacţiilor de hipersensibilitate întârziatã (delayed) de tip tuberculinic. Ele secretã limfochine cu efecte locale asupra macrofagelor şi limfocitelor din focarul inflamator.

Limfocitele Ts sunt inhibitoare ale amplitudinii rãspunsului imun, dupã epuizarea antigenului. Ele au rolul de a diminua intensitatea RIMC şi RIMH, menţinând în limite fiziologice intensitatea reacţiilor imunitare. Se pare cã îşi exercitã rolul supresor asupra rãspunsului imun, prin inhibarea activitãţii limfocitelor Th, dar au şi efect supresor direct asupra limfocitelor T şi B efectoare. Limfocitele Ts au rol important în inducerea stãrii de toleranţã faţã de antigenele exogene, ca şi faţã de moleculele self. Deficienţele funcţionale ale limfocitelor Ts creeazã predispoziţii pentru maladiile autoimune.

Distincţia funcţionalã între limfocitele TCD₄ şi TCD₈ nu este totdeauna netã. Unele clone de limfocite TCD₄ au proprietãţi citotoxice, iar unele clone TCD₈, dupã contactul cu antigenul, prolifereazã şi secretã limfochine, ca şi limfocitele TCD₄. 

Receptorul de antigen al limfocitelor T (RCT) 

Deşi moleculele de anticorpi au fost printre primele a cãror structurã chimicã s-a identificat, caracterizarea biochimicã a receptorului de antigen al celulelor T s-a fãcut foarte greu, deoarece nu a existat un echivalent celular T al tumorilor de mielom. Molecula cu rol de receptor de antigen a limfocitelor T s-a identificat recent, dupã ce a fost posibilã cultivarea liniilor de hibridom de celule T.

Moleculele receptoare de antigen ale limfocitelor T au o largã
variaţie biochimicã, corespunzãtoare specificitãţii de legare a spectrului foarte larg de antigene.

Ca şi în cazul anticorpilor, pentru receptorul de antigen al celulelor T, se foloseşte termenul de “idiotip” (Ti), pentru a desemna o moleculã a RCT cu un set unic de epitopi asociaţi, derivaţi din configuraţia sa spaţialã unicã, complementarã pentru legarea specificã a unui epitop antigenic.

Pentru izolarea şi identificarea receptorului Ti s-au utilizat anticorpi monoclonali (AMC) anti- Ti, care precipitã specific moleculele Ti dintr-un amestec complex de proteine membranare. Examinarea peptidelor în imunoprecipitatele diferitelor clone de celule T, prin metoda electroforezei în SDS-poliacrilamidã, a evidenţiat cã RCT este un heterodimer şi constã dintr-o glicoproteinã de 80-90 kD, care în condiţii reducãtoare se disociazã în douã peptide de 40 şi respectiv 43 kD. Molecula întreagã constã dintr-o pereche de lanţuri peptidice, similare ca dimensiuni, legate prin punţi S-S.

 

Fig. 27. Structura receptorului de antigen al limfocitului T. Molecula este un heterodimer format din lanţurile α şi β, care se extind prin membrana celularã şi au scurte porţiuni citoplasmatice. Complexul  T3  este alcãtuit din 4 subunitãţi proteice  (γ, δşi 2 ε),  localizate îi dublul strat lipidic şi în citoplasmã.

 

 

Cele douã peptide sunt distincte şi s-au notat α şi β. Lanţul α are 248 aminoacizi, cu punctul izoelectric la pH = 5,0-5,5. Lanţul β are 282 aminoacizi, iar punctul izoelectric este la pH 6,5-7,0.

Fiecare catenã are 4 domenii: unul variabil (V α, respectiv V β), unul constant (C α, respectiv C β),  unul transmembranar şi unul intracitoplasmatic. Astfel alcãtuitã, molecula RCT face parte din suprafamilia moleculelor imunoglobulinice. Prin dimensiuni se aseamãnã cu lanţul L al imuno-globulinelor: domeniul variabil al fiecãrui lanţ are 110 aminoacizi, dar pentru cã se ancoreazã în membranã, se aseamãnã cu lanţul H.

Domeniile variabile (α şi β) sunt extrem de variabile (ca şi regiunile variabile ale celor douã catene ale imunoglobulinelor) şi participã la formarea situsului de combinare al RCT.

Situsul de combinare al RCT este alcãtuit din regiunile hipervariabile sau regiunile determinante de complementaritate –RDC (3 ale catenei α şi 4 ale catenei β) şi este aplatizat, adaptat funcţiei sale de a lega suprafaţa aplatizatã a moleculelor CMH.

La om, RCT heterodimer este asociat cu molecula T₃, o grupare de trei peptide asociate necovalent. Funcţia probabilã a lui T₃ este aceea de transductor al semnalului de activare, de la Ti la citoplasmã, constituind, prin modificãri conformaţionale, un canal de trecere a ionilor de Ca²⁺ prin membranã, dupã ce receptorul a legat epitopul specific.

S-au identificat douã tipuri de RCT:

Fig.28.a. Subseturi majore de celule T

Fig. 28.b. Subseturi funcţionale de celule T CD4+ Subseturi de limfocite T, în funcţie de tipul de RCT (RCT-2, RCT-2). Limfocitele RCT-1 au un repertoriu restrâns de interacţiune cu antigenul, dar nu manifestã fenomenul restricţiei CMH. Limfocitele RCT-2 exprimã CD4 sau CD8, care determinã recunoaşterea antigenului asociat cu moleculele CMH II sau CMH I. Limfocitele TCR-2+ CD4+ sunt divizate pe baza limfochinelor pe care le secretã, în subseturi de celule Th1(stimulatoare ale IMC) şi Th2 (stimulatoare ale IMH) (dupã Roitt, 1997).

- RCT-2 este heterodimerul format din polipeptidele α şi β, legate prin punţi S-S, prezent pe suprafaţa a circa 90% dintre limfocitele T;

- RCT-1 este asemãnãtor structural cu RCT-2, dar constã din polipeptidele γ şi δ, cu o altã specificitate antigenicã, identificatã prin intermediul anticorpilor monoclonali. Se gãseşte pe suprafaţa a 0,5-15% dintre limfocitele T circulante umane, dar este mai frecvent pe limfocitele intraepiteliale ale mucoasei intestinale.

Limfocitele T γ/δ exprimã markerul CD₃ şi recunosc antigenul printr-un mecanism asemãnãtor cu acela al limfocitelor T α/β, adicã recunosc epitopii asociaţi cu moleculele CMH I şi II, dar frecvent par sã interacţioneze cu molecule CMH neclasice, iar specificitatea interacţiunii lor cu epitopii antigenici este limitatã. Aceste limfocite pot sã recunoascã antigene neconvenţionale, ca de exemplu, proteinele de şoc termic şi antigenele nepeptidice (glucidice).

În general, limfocitele cu RCT-1 ( γ/δ) sunt negative pentru markerul CD₄ şi pentru CD₈, deşi unele exprimã nivele scãzute ale unuia dintre markeri.

Unele studii sugereazã cã aceste celule contribuie la rãspunsul iniţial al gazdei, la diferiţi agenţi infecţioşi: virusuri, bacterii(în special micobacterii), paraziţi, dar şi la rãspunsul anti-tumoral. Ele par sã constituie “prima linie de apãrare”. Ipoteza este în acord cu localizarea lor anatomicã, la poarta de intrare în organism, în ţesuturile nelimfoide (tegument, intestin), dar şi în situsurile inflamatorii. Limfocitele T γ/δ se aglomereazã în focarele inflamatoare cronice(membrana sinovialã, leziunile asociate cu lupusul eritematos diseminat).

La rumegãtoare, 30-80% din totalul limfocitelor T circulante au receptor γ/δ, valorile maxime înregistrându-se la organismele nou-nãscute. La alte specii, numãrul acestor limfocite T este mic. Abundenţa lor numericã la rumegãtoare este corelatã, probabil, cu bacteriemia masivã care însoţeşte procesul digestiv.

În esenţã, markerii RCT şi CD₃ sunt definitorii pentru limfocitele T.

Limfocitele T au un marker distinctiv pe suprafaţa lor, faţã de limfocitele B: Thy 1 (CD₉₀). Acest marker poate fi exprimat şi pe alte tipuri celulare şi lipseşte la o micã proporţie a limfocitelor T.  

Celulele NK 

Celulele NK (natural killer) reprezintã circa 15% din totalul limfocitelor sanguine. Ele derivã din mãduva osoasã şi au origine comunã (acelaşi progenitor), ca şi celulele T. In vitro, sunt neaderente şi nefagocitare, ceea ce le aseamãnã cu limfocitele. Din punct de vedere morfologic, celulele NK sunt mari, granulare (LGL, large granular lymphocytes), având citoplasmã mai bogatã decât celelalte limfocite, cu granulaţii azurofile.

Celulele NK nu au nici unul din receptorii de antigen caracteristici limfocitelor T sau B şi de aceea au fost denumite celule “nule”.

Celulele NK au pe suprafaţa lor unii markeri caracteristici limfocitelor: au receptor pentru Fc γ de micã afinitate, formeazã rozete E, au receptor de micã afinitate pentru IL-2, produc IL-2 şi IFN γ. Au şi receptori caracteristici seriei mieloide.

În dezvoltarea lor, celulele NK nu sunt dependente de timus.

Celulele NK au viaţã scurtã şi reprezintã o linie importantã, primordialã în evoluţie, cu rol esenţial în mecanismele de apãrare înãscutã a organismului: sunt active în respingerea grefelor şi a celulelor modificate sub raport antigenic. Funcţia celulelor NK este de a recunoaşte şi de a liza anumite celule tumorale şi celule infectate cu virusuri. Celulele NK au lizat celulele liniilor B limfoblastoide transformate de EBV, deficiente în molecule CMH I, dar nu au mai lizat aceste ţinte dupã transfecţia cu genele HLA-B sau HLA-C. Mecanismul recunoaşterii celulelor purtãtoare de molecule nonself nu este cunoscut. Se admite cã celulele NK recunosc moleculele CMH şi se activeazã când receptorii lor nu întâlnesc moleculele CMH pe suprafaţa celulelor ţintã sau când moleculele CMH au o densitate mai micã decât cea normalã. Efectul interacţiunii este liza celulei ţintã.

Acţiunea definitorie a celulelor NK este citotoxicitatea. Ele lizeazã fãrã restricţie CMH, celulele tumorale sau pe cele infectate cu virusuri.

Activitatea celulelor NK este foarte înaltã la şoarecele nud (fãrã timus) sau la şoarecii timectomizaţi neonatal. Dupã activare, celulele NK elibereazã IFN γ.

Cel mai studiat receptor membranar al celulelor NK este receptorul de micã afinitate pentru Fc al IgG (CD₁₆).

O subpopulaţie distinctã a celulelor NK o reprezintã celulele K (killer). Ele sunt tot LGL, dar spre deosebire de celulele NK, exprimã receptorul de mare afinitate pentru Fc γ. Acţiunea lor principalã este citotoxicitatea mediatã de anticorpi (ADCC), faţã de celulele modificate antigenic.

In vitro, limfocitele T din sânge, sub acţiunea stimulatoare a unor citochine (IL-2, IFN α) diferenţiazã o subpopulaţie, care au fost denumite LAK (lymphokine activated killers). In vitro, prin adãugarea IL-2 şi a antigenului tumoral, devin citotoxice faţã de celulele tumorale omologe.

 

---