CAPÍTULO 9 Ativação dos Linfócitos T

Fonte: Livro Imunologia Celular e Molecular - 8ª Ed.

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

VISÃO GERAL DA ATIVAÇÃO DOS LINFÓCITOS T SINAIS PARA ATIVAÇÃO DOS LINFÓCITOS T
 Reconhecimento de Antígeno
 Papel da Coestimulação na Ativação da Célula T
 RESPOSTAS FUNCIONAIS DOS LINFÓCITOS T 
Alterações nas Moléculas de Superfície durante a Ativação da Célula T 
Citocinas nas Respostas Imunes Adaptativas Secreção de IL-2 e Expressão do Receptor de IL-2 Expansão Clonal das Células T Diferenciação das Células T Ativadas em Células Efetoras Desenvolvimento das Células T de Memória 
DECLÍNIO DAS RESPOSTAS DA CÉLULA T
 RESUMO

O processo de ativação das células T gera, a partir de um pequeno grupo (pool) de linfócitos imaturos específicos para um antígeno, um grande número de células efetoras com a mesma especificidade funcional para eliminar aquele antígeno e a população de células de memória com longa vida que podem reagir rapidamente contra o antígeno caso ele seja reintroduzido. Uma característica fundamental da resposta das células T, como todas as respostas imunes adaptativas, é sua alta especificidade pelo antígeno que estimulou a resposta. A ativação inicial de células T imaturas e de fases efetoras da resposta imune adaptativa mediada por células T é desencadeada pelo reconhecimento do antígeno pelos receptores de antígeno presentes nos linfócitos T. No Capítulo 6, é descrita a especificidade de células T para fragmentos de peptídios, antígenos derivados de proteínas, que se ligam e são apresentados às moléculas do complexo maior de histocompatibilidade (MHC, do inglês major histocompatibility complex). No Capítulo 7, são descritos os receptores de antígenos e outras moléculas presentes na célula T envolvidas na ativação das células por antígenos e os sinais bioquímicos iniciados por esses receptores. Neste capítulo, é apresentada a biologia da ativação da célula T. Iniciaremos com uma breve visão geral da ativação da célula T, discutiremos o papel dos coestimuladores e de outros sinais fornecidos pelas células apresentadoras de antígenos (APCs) na ativação dos linfócitos T e descreveremos a sequência de proliferação e diferenciação que ocorre quando células T CD4 + e CD8 + reconhecem antígenos estranhos. A formação e as funções de células efetoras CD4 + diferenciadas serão descritas no Capítulo 10 e de células T efetoras CD8 + , no Capítulo 11. Portanto, os Capítulos 9, 10 e 11 abordam a biologia da ativação e função do linfócito T na imunidade mediada por células.

Visão geral da ativação dos linfócitos T 

A ativação inicial de linfócitos T ocorre principalmente em órgãos linfoides secundários, pelos quais essas células normalmente circulam e onde elas devem encontrar os antígenos apresentados por células dendríticas maduras (Fig. 9-1). Clones de linfócitos T, cada um com uma especificidade diferente, são gerados no timo antes da exposição ao antígeno. Linfócitos T imaturos, que não reconheceram ou responderam aos antígenos, circulam pelo corpo em um estado de repouso e adquirem poderosas capacidades funcionais apenas após sua ativação. Essa ativação de linfócitos T imaturos ocorre em órgãos linfoides especializados, onde linfócitos imaturos e as APCs se encontram (Caps. 2 e 6).

FIGURA 9-1 Ativação de células T imaturas e efetoras pelo antígeno. 

Os antígenos que são transportados pelas células dendríticas para os gânglios linfáticos são reconhecidos pelos linfócitos T imaturos que recirculam através destes gânglios linfáticos. As células T são ativadas para se diferenciarem em células efetoras, que podem permanecer nos órgãos linfoides para auxiliar os linfócitos B ou migrar para os locais de infecção, onde as células efetoras são novamente ativadas por antígenos e executam suas várias funções, como a ativação de macrófagos. 

Linfócitos T imaturos se movimentam pelos órgãos linfoides, interagindo momentaneamente com muitas células dendríticas e parando quando eles encontram o antígeno pelo qual expressam receptores específicos. Células dendríticas em órgãos linfoides podem apresentar vários antígenos diferentes. Células T estão em constante movimentação, principalmente guiadas pela rede reticular de fibroblastos, um substrato matriz produzido por células reticulares fibroblásticas na região dos linfócitos T de órgãos linfoides. O reconhecimento do antígeno resulta na geração de sinais bioquímicos que levam a uma rápida captura 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.

O reconhecimento de antígeno, juntamente com outros estímulos de ativação, induz várias respostas nas células T: secreção de citocinas; proliferação, levando a um aumento no número de células nos clones antígeno-específicos (chamado de expansão clonal); e diferenciação das células imaturas em células efetoras e linfócitos de memória (Fig. 9-2). Além disso, o processo de ativação das células T está associado a mudanças na expressão de numerosas moléculas de superfície, muitas das quais tem papéis importantes na indução e regulação das respostas. Citocinas conduzem a proliferação e diferenciação de células T ativadas por antígeno. A expansão clonal e diferenciação são reforçadas por uma série de mecanismos de ampliação de feedbacks positivos. Por exemplo, células T ativadas devolvem sinais para as APCs, aumentando ainda mais sua habilidade de ativar as células T. Ao mesmo tempo, algumas moléculas de superfície expressas em células T ativadas, bem como as citocinas secretadas por essas células possuem funções regulatórias que servem para estabelecer limites seguros para a resposta. As etapas envolvidas na resposta das células T e a natureza da retroalimentação positiva e negativa serão descritas mais adiante neste capítulo.

FIGURA 9-2 Fases da resposta da célula T. 

O reconhecimento do antígeno pelas células T induz a secreção de citocinas (p. ex., IL-2), particularmente em células T CD4 + , expansão clonal como resultado da proliferação celular e diferenciação de células T em células efetoras e de memória. Na fase efetora da resposta, as células T CD4 + efetoras respondem ao antígeno produzindo citocinas com várias funções, como recrutamento e ativação de leucócitos e ativação de linfócitos B, enquanto as CTLs CD8 + respondem destruindo outras células. 

As APCs não apenas expõem os antígenos, mas também providenciam o estímulo que guia a magnitude e natureza da resposta das células T. Esses estímulos incluem moléculas de superfície e citocinas secretadas. Diferentes tipos de APCs podem expressar sinais distintos que induzem o desenvolvimento de diferentes tipos de células efetoras. Descreveremos essas funções das APCs na introdução da resposta das células T posteriormente neste capítulo e no Capítulo 10.

Células T efetoras reconhecem antígenos em órgãos linfoides ou em tecidos não linfoides periféricos e são ativadas para executar funções que são responsáveis pela eliminação de microrganismos e, em estados de doença, pelo dano tecidual. Enquanto células imaturas são ativadas principalmente em órgãos linfoides, células efetoras diferenciadas podem responder a antígenos e funcionar em qualquer tecido (Fig. 9-1). O processo de diferenciação de células imaturas para efetoras confere às células a capacidade de realizar funções especializadas e a habilidade de migrar para qualquer local de infecção ou inflamação. Nesses locais, as células efetoras encontram novamente o antígeno para o qual elas são específicas e respondem com a finalidade de eliminar a fonte do antígeno. Células T da linhagem CD4 + secretam citocinas e expressam moléculas de superfície que podem ativar outras células imunes; essas células efetoras são classificadas em subpopulações com base em seus perfis de citocinas e funções (Cap. 10). Algumas dessas células T auxiliares diferenciadas ativam macrófagos para destruir microrganismos fagocitados; outras secretam citocinas que recrutam leucócitos e, assim, estimulam a inflamação; outras amplificam as funções de barreira da mucosa; outras ainda permanecem nos órgãos linfoides e ajudam células B a se diferenciarem em células que secretam anticorpos. Linfócitos T citotóxicos CD8 + (CLTs), as células efetoras da linhagem CD8 + , destroem células infectadas e células tumorais que apresentam antígenos associados ao MHC de classe I e também secretam citocinas que ativam macrófagos e causam inflamação.

Células T de memória que são geradas pela ativação de células T são células de vida longa com maior capacidade de reagir contra o antígeno. Essas células estão presentes no conjunto de linfócitos circulantes e são abundantes em tecidos de mucosas e na pele, bem como em órgãos linfoides. Após a diminuição da resposta das células T, há muito mais células de memória do clone correspondente do que células T imaturas que existiam antes da resposta. Essas células de memória respondem rapidamente ao encontro subsequente com o antígeno e geram novas células efetoras que o eliminam. A resposta das células T diminui depois que o antígeno é eliminado pelas células efetoras. Esse processo de contração é importante para o retorno do sistema imune a um estado de equilíbrio ou homeostase. Isso ocorre principalmente porque a maioria das 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 reações inflamatórias ao antígeno. Estima-se que mais de 90% das células T antígeno-específicas que resultam da expansão clonal morrem por apoptose conforme o antígeno é eliminado. Além disso, vias inibitórias ativadas pela função de reconhecimento de antígenos controlam a magnitude e duração da resposta. 

Com essa visão geral, daremos prosseguimento à discussão dos sinais necessários para a ativação da célula T e dos passos que são comuns às células CD4 + e CD8 + . Concluiremos com um debate sobre células de memória e a diminuição da resposta imune.

Sinais para ativação dos linfócitos T

 A proliferação de linfócitos T e sua diferenciação em células efetoras e de memória requerem reconhecimento do antígeno, coestimulação e citocinas. Nesta seção, faremos um resumo da natureza dos antígenos reconhecidos pelas células T e discutiremos coestimuladores específicos e seus receptores que contribuem para a ativação das células T. Citocinas serão discutidas mais adiante neste capítulo e no Capítulo 10. 

Reconhecimento de Antígeno 

O antígeno é sempre o primeiro sinal necessário para a ativação dos linfócitos, garantindo que a resposta imune resultante é específica para o antígeno. Uma vez que os linfócitos T CD4 + e CD8 + reconhecem os complexos MHC-peptídios exibidos pelas APCs, eles podem responder apenas a antígenos proteicos, a fonte natural de peptídios, ou a substâncias químicas que modificam proteínas. Além de peptídios reconhecidos pelo TCR exibidos por moléculas do MHC, várias outras proteínas da superfície da célula T participam do processo de ativação da célula T (Fig. 7-9). Isso inclui moléculas de adesão, que estabilizam a interação dos linfócitos T com as APCs; correceptores, que transmitem sinais bioquímicos que trabalham em conjunto com os sinais do complexo TCR; e coestimuladores, que serão descritos adiante. Os sinais bioquímicos transmitidos por receptores de antígenos e correceptores serão discutidos no Capítulo 7.

A ativação das células T imaturas requer o reconhecimento do antígeno apresentado pelas células dendríticas. Esse papel crucial das células dendríticas na iniciação da resposta do linfócito T se dá porque essas APCs estão na localização apropriada para interagir com as células T imaturas (Cap. 6). Além disso, a ativação de células T imaturas depende de sinais como coestimuladores (discutidos adiante) que são altamente expressos por células dendríticas. Antígenos proteicos que atravessam a barreira epitelial ou originam-se nos tecidos são capturados pelas células dendríticas e transportados aos gânglios linfáticos. Antígenos que alcançam a circulação podem ser capturados por células dendríticas no baço. Se esses antígenos são componentes de microrganismos ou forem administrados com adjuvantes (como em vacinas), a resposta imune inata resultante leva à ativação de células dendríticas e à expressão de coestimuladores. Células dendríticas com antígenos capturados migram para a região das células T de drenagem dos gânglios linfáticos. Conforme discutido no Capítulo 6, tanto células T imaturas quanto células dendríticas maduras são atraídas para as zonas de célula T de CCR7 nas células. No momento em que as células dendríticas maduras alcançam as áreas de células T, elas exibem peptídios antigênicos em moléculas do MHC e também expressam coestimuladores. Células dendríticas apresentam peptídios derivados de antígenos de proteínas endocitadas em associação com moléculas do MHC classe II para células T CD4 + e peptídios derivados de proteínas citossólicas e nucleares exibidos por moléculas do MHC classe I para células T CD8 + (Cap. 6).

As células T efetoras diferenciadas podem responder a antígenos apresentados por células que não as dendríticas. Na resposta imune humoral, as células B apresentam antígenos para células T auxiliares e são as receptoras de sinais de ativação por parte das células auxiliares (Cap. 12); nas respostas imunes mediadas pela célula, macrófagos apresentam antígenos e respondem às células T CD4 + (Cap. 10); e virtualmente qualquer célula nucleada pode apresentar antígeno e ser destruída pelos CTLs CD8 + (Cap. 11).

Papel da Coestimulação na Ativação da Célula T 

A proliferação e diferenciação de células T imaturas requerem sinais fornecidos por moléculas nas APCs, denominadas coestimuladores, além dos sinais induzidos por antígenos (Fig. 9-3). O requisito para sinais coestimulatórios foi primeiramente sugerido pela descoberta experimental de que o receptor de antígenos da célula T sinaliza sozinho (p. ex., induzido por anticorpos anti-CD3 que têm ligação cruzada com complexos TCRCD3, mimetizando o antígeno), resultando em menores respostas que aquelas com antígenos apresentados pelas APCs ativadas. Esse resultado indicou que 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, porque funciona juntamente ao antígeno (sinal 1) para estimular as células T. 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 (Cap. 15).

FIGURA 9-3 Funções de coestimuladores na ativação de células T.

 A, As APCs em repouso (células dendríticas tipicamente apresentadoras de autoantígenos) expressam poucos ou não expressam coestimuladores e não ativam células T imaturas. (O reconhecimento do antígeno sem a coestimulação pode tornar as células T não responsivas [tolerantes]; discutiremos esse fenômeno no Cap. 15.) B, Microrganismos e citocinas produzidos durante a resposta imune inata ativam as APCs a expressarem coestimuladores, tais como as moléculas B7. As APCs (geralmente apresentando antígenos microbianos) tornam-se então capazes de ativar as células T imaturas. As APCs ativadas também produzem citocinas, tais como IL-12, que estimula a diferenciação de células T imaturas em células efetoras. 

A Família de Coestimuladores B7:CD28 

A via de ativação de células T mais bem caracterizada envolve o receptor de superfície de célula T, o CD28, que se liga às moléculas coestimulatórias B-71 (CD80) e B7-2 (CD86), expressas nas APCs ativadas. CD28 foi descoberto quando anticorpos contra moléculas de superfície de células T humanas foram testados por sua capacidade de ampliar as respostas da célula T quando adicionados juntamente a um anticorpo ativador anti-CD3. Isso foi logo acompanhado pela identificação dos ligantes de CD28, denominados B7 e que, posteriormente, se mostraram como duas proteínas homólogas, chamadas de B7-1 (CD80) e B7-2 (CD86). O papel essencial de CD28 e B7-1 e B7-2 (frequentemente chamados coletivamente de B7) na ativação da célula T foi estabelecido não apenas por experimentos com anticorpos de ligação cruzada, mas também pela severa deficiência de células T causada por knockout de genes que codificam essas proteínas em camundongos e pela habilidade de agentes que se ligam e bloqueiam moléculas B7 para inibir uma variedade de respostas da célula T em animais de uso experimental e em humanos. O desenvolvimento de agentes terapêuticos com base nesses princípios será descrito adiante. 

B7-1 e B7-2 são glicoproteínas de membrana integral e cadeia única, estruturalmente semelhantes, cada uma contendo dois domínios extracelulares do tipo imunoglobulina (Ig). CD28 é um homodímero ligado a pontes dissulfeto, e cada subunidade possui um único domínio de Ig extracelular. Ele se expressa em mais de 90% das células T CD4 + e em 50% das células T CD8 + em humanos (e em todas as células T imaturas de camundongos).

A expressão de coestimuladores B7 é regulada e garante que a resposta por parte dos linfócitos T seja iniciada apenas quando necessário. As moléculas B7 são expressas principalmente nas APCs, incluindo células dendríticas, macrófagos e linfócitos B. Elas estão ausentes ou em níveis baixos nas APCs em repouso e podem ser induzidas por vários estímulos, incluindo produtos de microrganismos que se ligam a receptores do tipo Toll e a citocinas como interferon-γ (IFN-γ), produzidos durante as reações imunes inatas a microrganismos. A indução de coestimuladores por patógenos e pelas citocinas da imunidade inata promove respostas das células T a antígenos de microrganismos. Esta é uma excelente ilustração do papel da resposta imune inata na ampliação da imunidade adaptativa (Cap. 4). Além disso, células T CD4 + ativadas aumentam a expressão dos coestimuladores B7 nas APCs por uma via de sinalização dependente de CD40, que será descrita adiante, providenciando uma alça de feedback que auxilia a amplificação da resposta da célula T. De todas as APCs potenciais, células dendríticas maduras expressam os maiores níveis de coestimuladores e, como resultado, são as mais potentes estimuladoras de células T imaturas. 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.

No Capítulo 6, foi mencionado o papel essencial de adjuvantes na indução das respostas primárias da célula T a antígenos proteicos como vacinas. Muitos adjuvantes são produzidos por microrganismos ou mimetizam microrganismos, e uma de suas funções mais importantes na ativação da célula T é 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 (Cap. 15). Células T regulatórias, que são importantes para tolerância a autoantígenos (Cap. 15), 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 os autoantígenos que são apresentados por essas APCs para a manutenção das células T regulatórias.

Sinais de CD28 trabalham em cooperação com o reconhecimento do antígeno para promover sobrevivência, proliferação e diferenciação das células T específicas. A sinalização coestimulatória via CD28 amplifica as vias de sinalização que também são induzidas posteriormente no receptor da célula T (Cap. 7) e deve desencadear sinais adicionais que cooperam com sinais induzidos por TCR (Fig. 9-4). A P13 quinase é recrutada para a cauda citoplasmática do CD28, o que, por sua vez, ativa a quinase pró- sobrevivência Akt, bem como Itk e PLCγ, que podem desencadear a sinalização de cálcio. CD28 também pode contribuir para a ativação das vias de JNK MAP quinase através da proteína G pequena Rac e amplificar a ativação da via do Nf-κB. O resultado líquido dessas vias de sinalização é a expressão aumentada de proteínas antiapoptóticas, como Bcl-2 e Bcl-XL , que promovem sobrevivência das células T; aumento da atividade metabólica das células T; amplificação da proliferação das células T; produção de citocinas como IL-2 e diferenciação de células T imaturas em efetoras e células de memória. Células T efetoras e de memória que foram previamente ativadas são menos dependentes da coestimulação pela via do B7:CD28 do que as células imaturas. Essa propriedade de células efetoras e de memória permite que elas 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. Por exemplo, a diferenciação das células T CD8 + em CTLs efetores requer coestimulação, mas CTLs efetores podem destruir outras células que não expressam coestimuladores.

FIGURA 9-4 Mecanismos de coestimulação das células T por CD28. 

O acoplamento de CD28 induz vias de sinalização que aumentam ou trabalham em conjunto com os sinais de TCR para estimular a expressão de proteínas de sobrevivência, as citocinas e receptores de citocinas; para promover a proliferação celular; e para induzir a diferenciação em células efetoras e de memória pela ativação de vários fatores de transcrição (não mostrados, consulte os Caps. 10 e 11). Estes eventos de diferenciação podem ser secundários à expansão clonal aumentada, bem como envolver o aumento da produção de vários fatores de transcrição. 

Numerosos receptores homólogos a CD28 e seus ligantes homólogos a B7 foram identificados, e estas proteínas regulam as respostas das células T tanto positiva quanto negativamente (Fig. 9-5). Após a demonstração da importância de B7 e CD28, várias outras proteínas estruturalmente relacionadas com B7-1 e B7-2 ou com CD28 foram identificadas. Uma surpreendente conclusão veio à tona: alguns dos membros da família B7:CD28 estão envolvidos na ativação de células T (sendo, portanto, coestimuladores), e outros são inibidores essenciais de células T (e, algumas vezes, são chamados de coinibidores). O receptor coestimulador que não seja o CD28, e que tem sua função melhor compreendida, é ICOS (coestimulador induzível, CD278). Seu ligante, denominado ICOS-L (CD275), é expresso em células dendríticas, células B e outras populações celulares. 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 (Cap. 12).

FIGURA 9-5 Principais membros das famílias B7 e CD28. 

Os ligantes conhecidos da família B7 expressos nas APCs e os receptores da família de CD28 expressos em células T são apresentados com seus padrões de expressão e suas principais funções. Outras moléculas amplamente distribuídas com homologia limitada ao B7, tais como B7- H3 e B7-H4, foram identificadas, mas suas funções fisiológicas ainda não estão estabelecidas. Outros receptores inibitórios também foram definidos, como o BTLA, mas estes não são homólogos ao CD28 e não são mostrados aqui. 

O resultado da ativação das células T é influenciado por um equilíbrio entre o acoplamento de receptores de ativação e inibição da família CD28. Os receptores inibitórios da família CD28 são CTLA-4 (antígeno 4 do linfócito T citotóxico) e PD-1 (morte programada 1). (Os nomes dessas duas proteínas não refletem com precisão sua distribuição ou função.) O conceito de que um equilíbrio entre receptores de ativação e receptores inibitórios controla a magnitude das respostas do sistema imunológico foi discutido no Capítulo 4, no contexto de células “natural killer” (NK) (Fig. 4-8). Uma ideia semelhante é aplicada às respostas dos linfócitos T e B, embora os receptores envolvidos sejam bastante diferentes. Uma vez que os receptores inibitórios CTLA-4 e PD-1 estão envolvidos no fenômeno de tolerância e que anormalidades em sua expressão ou função causam doenças autoimunes, iremos abordá-las mais detalhadamente no Capítulo 15, onde serão consideradas a tolerância imunológica e a autoimunidade. Basta afirmar que CD28 e CTLA-4 proporcionam um exemplo ilustrativo de dois receptores que reconhecem os mesmos ligantes (as moléculas B7), mas têm efeitos funcionais 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 (como em APCs em repouso exibindo autoantígenos). O CD28 possui uma afinidade 20 a 50 vezes menor para o B7 e pode ser acoplado quando os níveis B7 são relativamente elevados (p. ex., após a exposição a microrganismos). De acordo com este modelo, o nível de expressão de B7 nas APCs – menor com autoantígenos, alto na presença de microrganismos – determina o acoplamento relativo de CTLA-4 ou CD28, respectivamente, e isso, por sua vez, define se as respostas são encerradas (em razão do acoplamento de CTLA-4) ou iniciadas (pelos sinais de CD28). Uma vez acoplado, CTLA-4 pode inibir competitivamente o acesso de CD28 às moléculas B7 nas APCs, remover B7 da superfície das APCs ou emitir sinais inibitórios que bloqueiam os sinais de ativação do TCR e do CD28 (Cap. 15).

Embora muitos dos coestimuladores e receptores inibitórios tenham funções sobrepostas, o principal papel fisiológico de diferentes membros dessas famílias pode ser distinto. Acredita-se que a interação CD28:B7 é mais importante para a iniciação de respostas das células T mediante ativação de células T imaturas; interações ICOS:ligantes de ICOS são essenciais para as respostas de anticorpos dependentes das células T auxiliares; interações CTLA-4: B7 inibem a ativação inicial dos linfócitos T em órgãos linfoides secundários; e interações PD1:ligante de PDl inibem a ativação de células efetoras, especialmente em tecidos periféricos.

Outras Vias Coestimulatórias 

Muitas outras moléculas da superfície das células T, incluindo CD2 e integrinas, demonstraram fornecer sinais coestimulatórios in vitro, porém sua função fisiológica na promoção da ativação da célula T está menos esclarecida do que a da família CD28. Discutimos as funções de proteínas da família CD2 no Capítulo 7 e das integrinas no Capítulo 3. Vários outros receptores que pertencem à grande superfamília do fator de necrose tumoral (TNF), seu receptor (TNFR) e ligantes, que são homólogos ao TNF, demonstraram estimular e inibir células T sob várias condições experimentais. Muitos dos receptores são expressos nas células T ativadas e acredita-se estarem envolvidos no desenvolvimento, manutenção e funções de células efetoras. Ox40 (CD134) é um membro da família do TNFR expresso em células T CD4 + e CD8 + ativadas cuja função é manter a sobrevivência celular e respostas sustentadas. Seu ligante é expresso nas APCs ativadas. Outros membros desta 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. Alguns membros da família TNFR, como o CD27, são expressos em células T de memória; sua função fisiológica não está definida. A participação destas proteínas no controle de respostas normais e respostas imunes patológicas permanece sob ativa investigação.  

A interação de CD40L nas células T com o CD40 nas APCs amplifica as respostas das células T pela ativação das APCs. O ligante de CD40 (CD40L) é uma proteína de membrana da superfamília do TNF expresso principalmente nas células T ativadas, e CD40 é um membro da superfamília do TNFR expresso em células B, macrófagos e células dendríticas. As funções do CD40 na ativação de macrófagos na imunidade mediada por células e ativação de células B nas respostas imunes humorais serão descritas nos Capítulos 10 e 12, respectivamente. As células T auxiliares ativadas expressam o 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 das células T (Fig. 9-6). Este fenômeno é ocasionalmente chamado de licenciamento, porque as células T ativadas licenciam APCs para se tornarem estimuladoras de respostas imunes mais potentes. Assim, a via de 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.

FIGURA 9-6 Papel do CD40 na ativação de células T. 

As células T imaturas são ativadas por complexos MHC-peptídios em APCs ativadas. O reconhecimento do antígeno pelas células T em conjunto com alguma coestimulação (não mostrado) induz a expressão do ligante de CD40 (CD40L) em células T ativadas. O CD40L acopla o CD40 nas APCs e pode estimular a expressão de várias moléculas B7 e a secreção de citocinas que ativam as células T. Assim, o CD40L nas células T torna as APCs melhores em promover e ampliar a ativação das células T. 

Bloqueio Terapêutico Coestimulatório Com base no entendimento dessas vias de coestimulação, novos agentes terapêuticos estão sendo desenvolvidos para o controle de respostas imunes prejudiciais (Fig. 9-7). 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 a B7-1 e B7-2 e bloqueia a interação B7: CD28. A razão para o uso do domínio extracelular de CTLA-4, em vez de CD28, para bloquear as moléculas B7 é que CTLA-4 possui uma afinidade maior para B7 do que para CD28. A ligação da porção Fc da IgG aumenta a meia-vida in vivo da proteína. O CTLA-4-Ig é uma terapia aprovada para a artrite reumatoide e rejeição a transplantes, e os ensaios clínicos estão atualmente avaliando sua eficácia no tratamento de outras doenças inflamatória, tais como a psoríase e a doença de Crohn. Os inibidores da via de CD40L:CD40 estão também sendo usados em ensaios clínicos para rejeição a transplantes e doenças inflamatória crônicas. 

FIGURA 9-7 Mecanismo de bloqueio da coestimulação terapêutica. 

Uma proteína de fusão da porção extracelular de CTLA-4 e a cauda Fc de uma molécula de IgG são utilizadas para se ligar e bloquear as moléculas B7, prevenindo, assim, sua interação com o receptor de ativação CD28 e inibindo a ativação de células T.

Os anticorpos que bloqueiam os receptores inibidores CTLA-4 e PD-1 foram aprovados ou estão em ensaios clínicos para a imunoterapia de tumores; eles funcionam por meio da remoção dos freios sobre a ativação das células T e do rolamento do tumor individual para montar uma resposta imune antitumoral mais efetiva (Cap. 18). Como previsto, a partir do papel do CTLA-4 na manutenção de autotolerância, o bloqueio deste receptor inibitório induz reações autoimunes em alguns pacientes.

Fonte: Livro Imunologia Celular e Molecular - 8ª Ed.

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas

Respostas funcionais dos linfócitos T 

As primeiras respostas das células T estimuladas por antígenos consistem em alterações na expressão de várias moléculas da superfície, incluindo receptores de citocinas, bem como na secreção de citocinas. Elas são seguidas pela proliferação de células antígenoespecíficas, induzidas em parte pelas citocinas secretadas e, em seguida, pela diferenciação de células ativadas em células efetoras e de memória. No restante deste capítulo, descreveremos estes passos, seus mecanismos básicos e suas consequências funcionais.

Alterações nas Moléculas de Superfície durante a Ativação da Célula T 

Após o início da ativação pelo reconhecimento do antígeno e a ligação do coestimulador, ocorrem alterações características na expressão de várias moléculas de superfície nas células T, que são mais bem definidas em células CD4 + auxiliares (Fig. 9-8). Muitas das moléculas expressas em células T ativadas são também envolvidas nas respostas funcionais das células T. Algumas das moléculas funcionalmente importantes induzidas após o reconhecimento do antígeno e coestimuladores estão a seguir:

FIGURA 9-8 Alterações nas moléculas de superfície após a ativação das células T. 

A, Acinética aproximada da expressão de moléculas selecionadas durante a ativação das células T por antígenos e coestimuladores. Os exemplos ilustrativos incluem um fator de transcrição (c-Fos), uma citocina (IL-2) e proteínas de superfície. Essas proteínas são normalmente expressas em baixos níveis em células T imaturas e são induzidas por sinais de ativação. O CTLA-4 é induzido 1 a 2 dias depois da ativação inicial. Acinética é estimada e varia conforme a natureza do antígeno, sua dose e persistência e o tipo de adjuvante. B, As principais funções de moléculas de superfície selecionadas são mostradas e descritas no texto. CD40L, ligante de CD40; IL-2R, receptor de IL-2

• CD69. Dentro de algumas horas, as células T aumentam sua expressão de CD69, uma proteína da membrana plasmática. Essa proteína se liga e reduz a expressão de superfície do receptor da esfingosina 1-fosfato S1PR1, que foi descrito no Capítulo 3 como um receptor que medeia a saída das células T de órgãos linfoides. A consequência da diminuição da expressão de S1PR1 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 (Cap. 3).

• CD25 (IL-2Rα). A expressão desse receptor de citocina permite que células T ativadas respondam à citocina promotora de crescimento IL-2. Este processo será descrito adiante.

• Ligante do CD40 (CD40L, CD154). Dentro de 24 a 48 horas após o reconhecimento do antígeno, as células T expressam altos níveis do ligante para CD40. A expressão do CD40L possibilita às células T ativadas mediarem as suas funções efetoras chave, que são auxiliar os macrófagos e as células B. Adicionalmente, como discutido anteriormente, o CD40L nas células T ativa células dendríticas a se tornarem melhores APCs, proporcionando, assim, um mecanismo de feedback positivo para amplificar as respostas da célula T.

• CTLA-4 (CD152). A expressão de CTLA-4 em células T também aumenta no período de 24 a 48 horas após o reconhecimento do antígeno. Mencionamos o CTLA-4 anteriormente como membro da família CD28 que funciona como um inibidor da ativação da célula T e, assim, como um regulador da sua resposta. O mecanismo de ação do CTLA-4 será descrito no Capítulo 15 (Fig. 15-5).

• Moléculas de adesão e receptores de quimiocinas. Durante a ativação, as células T reduzem a expressão de moléculas que as dirigem para os órgãos linfoides (como a Lselectina [CD62L] e o receptor de quimiocina CCR7) e aumentam a expressão de moléculas que estão envolvidas na sua migração para locais periféricos de infecção e de lesão tecidual (como as integrinas LFA-1 e VLA-4, os ligantes para E- e P-selectinas e vários receptores de quimiocinas). Estas moléculas e sua participação na migração de células T foram descritas no Capítulo 3. A ativação também eleva a expressão de CD44, um receptor para a molécula da matriz extracelular de ácido hialurônico. A ligação de CD44 ao seu ligante ajuda a manter as células T efetoras nos tecidos dos locais de infecção e dano tecidual (Cap. 10).

Citocinas nas Respostas Imunes Adaptativas 

As citocinas desempenham um papel crucial na imunidade adaptativa. Essas citocinas possuem algumas propriedades gerais: 

• Nas respostas imunes adaptativas, células T auxiliares CD4 + produzem a maior quantidade e variedade de citocinas, mas citocinas produzidas por células T CD8 + e células B também desempenham papéis importantes. As citocinas secretadas por células dendríticas e por outras APCs têm funções essenciais para o desenvolvimento das respostas das células T. 

• As citocinas produzidas durante as respostas imunes adaptativas estão envolvidas na proliferação e diferenciação de células B e T estimuladas por antígeno e nas funções efetoras das células T. 

• A maioria destas citocinas atua sobre as células que as produzem (ação autócrina) ou em células vizinhas (ação parácrina). 

A participação das citocinas sobre as funções efetoras das células T será descrita nos Capítulos 10 e 11. Aqui discutimos a interleucina-2, o protótipo de uma citocina derivada da célula T que estimula as respostas de células T.

Secreção de IL-2 e Expressão do Receptor de IL-2

 A interleucina-2 (IL-2) é um fator de crescimento, sobrevivência e diferenciação de linfócitos T, que desempenha um papel importante na indução de respostas das células T e no controle das respostas imunes. Em virtude da sua capacidade de auxiliar a proliferação das células T estimuladas por antígeno, a IL-2 foi originalmente chamada de fator de crescimento de células T (TCGF). Ela atua sobre as mesmas células que a produzem ou em células adjacentes (ou seja, funciona como uma citocina 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 IL 2 e a síntese e secreção da proteína. A produção de IL-2 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 + secretam IL-2 na sinapse imunológica formada entre a célula T e a APC (Cap. 7). Os receptores IL-2 em células T também 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 (Fig. 9-9). Ela é o protótipo das citocinas com quatro α-hélices que interagem com os receptores de citocinas tipo I (Cap. 7).

FIGURA 9-9 Estrutura de IL-2 e seu receptor.

 Aestrutura cristalina da IL-2 e seu receptor trimérico mostra como a citocina interage com as três cadeias do receptor. (Reproduzido de Wang X, Rickert M, Garcia KC: Structure of the quaternary complex of interleukin-2 with its α, β, and γc receptors, Science 310:1159-1163, 2005, com a permissão dos editores. Cortesia de Drs. Patrick Lupardus e K. Christopher Garcia, Stanford UniversitySchool of Medicine, Palo Alto, California.) 

Os receptores funcionais de IL-2 são expressos transitoriamente na ativação de células T imaturas e efetoras; células T reguladoras sempre expressam alta afinidade por receptores de IL-2. 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, apenas IL-2Rα é exclusivo do IL-2R. A IL-2 se liga à cadeia α sozinha com baixa afinidade, e isso não leva a uma sinalização citoplasmática detectável ou à resposta biológica. A cadeia β também faz parte do receptor de IL-15. A cadeia γ é compartilhada com vários receptores de citocinas, incluindo aqueles para a IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 e IL-21, sendo, portanto, chamada de cadeia γ comum (γc ). Tanto a cadeia β quanto a γc envolvem a via de sinalização JAK-STAT (Cap. 7). Os complexos IL-2Rβγc são expressos em níveis baixos em células T em repouso (e nas células NK) e ligam-se a IL-2 com um Kd de cerca de 10 -9 M (Fig. 9-10). 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-2Rαβγc podem se ligar a IL-2 mais firmemente, com um Kd de aproximadamente, 10 -11 M, e a estimulação do crescimento de tais células ocorre de forma semelhante a uma baixa concentração de IL-2. A IL-2, produzida em resposta à estimulação do 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 (Cap. 15) expressam todo o complexo IL-2R e estão, dessa maneira, prontas para responder à citocina. A estimulação crônica das células T leva à secreção de IL-2Rα e níveis aumentados do IL-2Rα secretados no soro são utilizados clinicamente como um marcador de forte estimulação antigênica (p. ex., rejeição aguda a um órgão transplantado).  

FIGURA 9-10 Regulação da expressão do receptor de IL-2. 

Os linfócitos T em repouso (imaturos) expressam o complexo IL-2Rβγc, que tem uma afinidade moderada para IL-2. Aativação das células T por antígeno, coestimuladores e pela própria IL-2 leva à expressão da cadeia IL-2Rα e altos níveis do complexo IL-2Rαβγ de alta afinidade.

Funções da IL-2 

A biologia da IL-2 é fascinante porque ela possui um papel essencial tanto na promoção e controle das respostas da célula T quanto nas suas funções (Fig. 9-11). 

FIGURA 9-11 Ações biológicas de IL-2. 

AIL-2 estimula a sobrevivência, proliferação e diferenciação de linfócitos T, atuando como um fator de crescimento autócrino. AIL-2 também mantém as células T reguladoras funcionais e, assim, controla as respostas imunes (p. ex., contra autoantígenos).

• A IL-2 estimula a sobrevivência, proliferação e diferenciação de células T ativadas por antígeno. A IL-2 promove a sobrevivência das células através da indução da proteína antiapoptótica Bcl-2. Ela estimula a progressão do ciclo celular por meio da síntese de ciclinas e por atenuar um bloqueio da progressão do ciclo celular através da degradação do inibidor de ciclo celular p27. Além disso, a IL-2 aumenta a produção de citocinas efetoras, tais como IFN-γ e IL-4, pelas células T. 

• A IL-2 é necessária para a sobrevivência e o funcionamento das células T reguladoras, que suprimem as respostas imunes contra os autoantígenos e outros antígenos. Camundongos knockouts com ausência de IL-2 ou das cadeias IL-2R α ou β desenvolvem uma proliferação descontrolada de células T e B e doença autoimune por causa de defeitos em células T reguladoras. Esta descoberta sugere que outros fatores de crescimento podem substituir a IL-2 para a expansão de células T efetoras, mas nenhuma outra citocina pode substituir a IL-2 para a manutenção de células T reguladoras funcionais. Discutiremos este papel da IL-2 em mais detalhes no Capítulo 15, quando serão descritas as propriedades e funções das células T reguladoras. Uma característica interessante desta função da IL-2 é que as células T reguladoras não produzem quantidades significativas dessa citocina, o que implica que elas dependem da IL-2 produzida por outras células respondendo a antígenos para sua sobrevivência.

 • Também tem sido mostrado que a IL-2 estimula a proliferação e diferenciação das células NK e das células B in vitro. A importância fisiológica dessas ações não está estabelecida.

Expansão Clonal das Células T

 A proliferação de células T em resposta ao reconhecimento do antígeno é mediada por uma combinação de sinais a partir do receptor do antígeno, coestimuladores e fatores de crescimento autócrinos, principalmente a IL-2. As células que reconhecem 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 (pool) de linfócitos imaturos específicos para o antígeno. Antes da exposição ao antígeno, a frequência de células T imaturas específicas para qualquer antígeno é de 1 em 10 5 a 10 6 linfócitos. Após a exposição ao antígeno microbiano, a frequência de células T CD8 + específicas para esses microrganismos podem aumentar para até 1 a 3 linfócito T CD8 + , representando uma expansão > 50.000 vezes de células T CD8 + específicas para o antígeno, e o número de células CD4 + específicas aumenta de 1 a 100 linfócitos CD4 + (Fig. 9-12). Os estudos em camundongos mostraram pela primeira vez esta enorme expansão de uma população específica para o antígeno em algumas infecções virais agudas e, notavelmente, isso ocorreu dentro de pouco tempo, como 1 semana após a infecção. Igualmente notável foi a constatação de que, durante esta massiva expansão clonal específica para o antígeno, as células T espectadoras, que não eram específicas para o vírus, não proliferaram. A expansão de células T específicas para o vírus Epstein-Barr e para o vírus da imunodeficiência humana (HIV) em seres humanos com infecção aguda é também desta magnitude.

FIGURA 9-12 Expansão clonal das células T.

 Os números de células T CD4 + e CD8 + específicas para antígenos microbianos e a expansão e declínio das células durante as respostas imunes são ilustrados. Os números são aproximações fundamentadas em estudos em camundongos isogênicos para modelo de estimulação microbiana e de outros antígenos

Diferenciação das Células T Ativadas em Células Efetoras 

Muitos dos descendentes das células estimuladas com antígeno se diferenciam em células efetoras. As células efetoras da linhagem CD4 + expressam moléculas de superfície e secretam citocinas que ativam outras células (linfócitos B, macrófagos e células dendríticas). Enquanto as células T CD4 + imaturas produzem principalmente IL-2 na sua ativação, células efetoras T CD4 + são capazes de produzir um grande número e variedade de citocinas que têm diversas atividades biológicas. Células efetoras CD8 + são citotóxicas e destroem as células infectadas. Em decorrência das diferenças importantes nas células efetoras das linhagens CD4 + e CD8 + , descreveremos seu desenvolvimento e funções separadamente nos Capítulos 10 e 11. 

Desenvolvimento das Células T de Memória

 Respostas imunes a um antígeno mediadas por células T normalmente resultam na geração de células T de memória específicas para esse antígeno, que pode persistir por anos, mesmo por toda a vida. As células de memória fornecem uma defesa eficaz contra patógenos que são predominantes no ambiente e podem ser encontrados repetidamente. O sucesso da vacinação é atribuído em grande parte à capacidade de gerar células de memória em uma exposição inicial do antígeno. O experimento clássico de Edward Jenner sobre a vacinação bem-sucedida de uma criança contra a varíola é uma demonstração de resposta de memória. Apesar da importância da memória imunológica, muitas questões fundamentais sobre a geração de células de memória ainda não foram respondidas.

As células de memória 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 antígeno e outros estímulos (Fig. 9-13). 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. Os sinais que dirigem o desenvolvimento de células de memória também não são totalmente compreendidos. 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. Por exemplo, a expressão do fator de transcrição T-bet impulsiona a diferenciação em direção a populações de células efetoras CD4 + e CD8 + , ao passo que a expressão de um fator de transcrição diferente, Blimp-1, promove a geração de células de memória. Se a indução da transcrição desses fatores é um processo aleatório (estocástico) ou é influenciada por sinais externos específicos, ainda não foi esclarecido.

FIGURA 9-13 Desenvolvimento das células T de memória. 

Em resposta ao antígeno e à coestimulação, as células T imaturas diferenciam-se em efetoras e de memória. A, Com base no modelo linear de diferenciação de células T de memória, a maioria das células efetoras morre e algumas sobreviventes evoluem para a população de memória. B, Com base no modelo de diferenciação ramificada, células efetoras e de memória são os destinos alternativos de células T ativadas.

Propriedades das Células T de Memória As propriedades que definem as células de memória são sua capacidade para sobreviver em um estado quiescente após a eliminação do antígeno e preparar respostas maiores e melhores para antígenos do que células imaturas. Algumas características de células de memória são responsáveis por essas propriedades: 

• As células de memória expressam níveis aumentados de proteínas antiapoptóticas, que podem ser responsáveis por sua sobrevivência prolongada. Enquanto as células T imaturas vivem por semanas ou meses e são substituídas por células maduras que se desenvolvem no timo, as células T de memória podem sobreviver por meses ou anos. Assim, como os seres humanos envelhecem em um ambiente no qual estão constantemente expostos e responsivos a agentes infecciosos, a proporção de células de memória induzidas por estes microrganismos em comparação com células imaturas aumenta progressivamente. Em indivíduos com 50 anos de idade ou mais, metade ou mais das células T circulantes podem ser células de memória. As proteínas antiapoptóticas que promovem a sobrevivência de células de memória incluem Bcl-2 e Bcl-XL , que previnem a liberação de citocromo da mitocôndria e, assim, bloqueiam a apoptose induzida por uma deficiência nos sinais de sobrevivência (Fig. 15-7). A presença dessas proteínas permite que as células de memória sobrevivam mesmo depois da eliminação do antígeno e que a resposta imune inata tenha diminuído, quando os sinais normais para a sobrevivência e proliferação das células T não estão mais presentes.

 • As células de memória respondem mais rapidamente à estimulação dos antígenos do que células imaturas específicas para o mesmo antígeno. A resposta rápida de células de memória ao desafio antigênico foi documentada em muitos estudos feitos em humanos e em animais experimentais. Por exemplo, em estudos em camundongos, as células T imaturas responderam ao antígeno in vivo em 5 a 7 dias, e as células de memória responderam dentro de 1 a 3 dias (Fig. 1-4). Uma possível explicação para essa amplificação da resposta é que os loci do gene para citocinas e outras moléculas efetoras ficam fixos em um estado acessível nas células de memória, em parte por causa das mudanças na metilação e acetilação das histonas. Como resultado, estes genes estão preparados para responder rapidamente ao desafio antigênico.

 • O número de células T de memória específicas para qualquer antígeno é maior do que o número de células imaturas específicas para o mesmo antígeno. Como discutimos anteriormente, a proliferação leva a uma grande expansão clonal em todas as respostas imunes e à diferenciação dos linfócitos imaturos em células efetoras, a maioria das quais morre depois da eliminação do antígeno. As células sobreviventes do clone expandido são células de memória, em geral 10 a 100 vezes mais numerosas do que o conjunto de células imaturas antes do encontro com o antígeno. O aumento do tamanho do clone é um dos principais motivos pelo qual a exposição ao antígeno em um indivíduo previamente imunizado induz uma resposta mais robusta do que a primeira imunização em um indivíduo imaturo. Como esperado, o tamanho do conjunto de memória é proporcional ao tamanho da população imatura específica para o antígeno. 

• As células de memória são capazes de migrar para os tecidos periféricos e responder a antígenos nestes locais. Como foi discutido previamente, as células T imaturas migram preferencialmente para os órgãos linfoides secundários, mas as células de memória podem migrar para praticamente qualquer tecido. Essas diferenças estão relacionadas com diferenças na expressão de moléculas de adesão e receptores de quimiocinas. Além disso, as células T de memória são menos dependentes da coestimulação do que as células imaturas, permitindo que as células de memória respondam a antígenos apresentados por uma vasta gama de APCs em tecidos periféricos; em contrapartida, como já discutimos anteriormente neste capítulo e no Capítulo 6, as células T imaturas são dependentes da apresentação de antígenos pelas células dendríticas maduras em órgãos linfoides.

 • As células de memória passam por uma proliferação lenta, e esta capacidade de autorrenovação pode contribuir para o tempo de vida longo do conjunto de células de memória. O ciclo dessas células pode ser guiado por citocinas. Por causa da sua capacidade de autorrenovação, células de memória têm sido comparadas às célulastronco. 

• A manutenção das células de memória é dependente de citocinas, mas não requer o reconhecimento do antígeno. A citocina mais importante para a manutenção das células T CD4 + e CD8 + de memória é a IL-7, que também desempenha um papel-chave no desenvolvimento inicial de linfócitos (Cap. 8) e na sobrevivência de células T imaturas (Cap. 2). Como era previsto, uma elevada expressão do receptor de IL-7 (CD127) é característica de células T de memória. As células T CD8 + de memória também dependem da citocina relacionada com IL-15 para sua sobrevivência. IL-7 e IL-15 induzem a expressão de proteínas antiapoptóticas e estimulam a proliferação de baixo nível, mantendo as populações de células T de memória por longos períodos. A capacidade das células de memória de sobreviver sem o reconhecimento do antígeno foi mais bem demonstrada por experimentos em camundongos cujos receptores de antígeno foram geneticamente excluídos após o desenvolvimento de linfócitos maduros. Nesses camundongos, o número de linfócitos imaturos reduz-se rapidamente, mas as células de memória são mantidas. 

Os marcadores fenotípicos mais confiáveis para células T de memória parecem ser a expressão de superfície do receptor de IL-7 e uma proteína de função desconhecida chamada CD27 e a ausência de marcadores de células T imaturas e recém-ativadas (Tabela 2-3). Nos seres humanos, a maioria das células T imaturas expressa a isoforma de 200 kD da molécula de superfície CD45 denominada CD45RA (para “A restrito”) e a maior parte das células T de memória expressa a isoforma de 180 kD de CD45 chamada de CD45RO (Cap. 2).

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. 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 Lselectina e 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. Este subconjunto de efetores está, portanto, pronto para uma resposta rápida a uma exposição repetida a um microrganismo, mas a erradicação completa da infecção também pode exigir um grande número de efetores gerados a partir do conjunto de células T de memória centrais. Não está claro se todas as células T de memória podem ser classificadas como células centrais e efetoras de memória.

Células T de memória também são heterogêneas em termos de perfis de citocina. Por exemplo, algumas células T CD4 + de memória podem ser derivadas de precursores antes que haja comprometimento com os fenótipos TH1, TH2, ou TH17 (descritos no Cap. 10), e, quando ativadas pela reexposição ao antígeno e citocinas, elas podem se diferenciar em qualquer um desses subconjuntos. Outras células T de memória podem ser derivadas dos efetores TH1, TH2, ou TH17 totalmente diferenciados e reter seus respectivos perfis de citocinas na reativação. Podem existir células T CD8 + de memória que têm algumas das características fenotípicas de CTLs diferenciados.

Declínio das respostas da célula T

 A eliminação do antígeno leva à contração da resposta da célula T, e este declínio é responsável pela manutenção da homeostasia do sistema imune. Existem vários motivos para o declínio da resposta. 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. Como mencionado anteriormente, a coestimulação e fatores de crescimento como a IL-2 estimulam a expressão das 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 de proteínas antiapoptóticas nas células tendem a cair. Ao mesmo tempo, a privação do fator de crescimento ativa sensores de estresse celular (tais como a proteína Bim do BH3), que desencadeiam a via mitocondrial de apoptose e não são mais opostos às proteínas antiapoptóticas (Fig. 15-8). O resultado dessas mudanças é que a maioria das células produzidas pela ativação morre e a geração de células recém-ativadas declina, de modo que o conjunto de linfócitos ativados por antígeno se contrai. 

Tem havido muito interesse na possibilidade de que vários mecanismos reguladores contribuem para a contração normal das respostas imunes. Tais mecanismos podem incluir os receptores inibitórios CTLA-4 e DP-1, a apoptose induzida pela morte de receptores da superfamília do TNF (como TNFRI e Fas) e as células T regulatórias.

Resumo 

As respostas das células T são iniciadas por sinais gerados pelo reconhecimento TCR de complexos MHC-peptídios na superfície de uma APC e através dos sinais fornecidos ao mesmo tempo por coestimuladores expressos nas APCs. 

Os coestimuladores mais bem definidos são membros da família B7, que são reconhecidos por receptores da família CD28 expressos nas células T. A expressão dos coestimuladores B7 nas APCs é aumentada pelo encontro com microrganismos, fornecendo um mecanismo para a geração de respostas ideais contra patógenos. Alguns membros da família CD28 inibem as respostas de células T, e o resultado do reconhecimento do antígeno pela célula T é determinado pelo equilíbrio entre o acoplamento de receptores de ativação e de inibição dessa família.

As respostas das células T ao antígeno e coestimuladores incluem alterações na expressão de moléculas de superfície, síntese de citocinas e receptores de citocina, proliferação celular e diferenciação em células efetoras e células de memória.

As moléculas de superfície, cuja expressão é induzida na ativação das células T, incluem proteínas que estão envolvidas na retenção de células T em órgãos linfoides, fatores de crescimento para as citocinas, moléculas efetoras e reguladoras e moléculas que influenciam a migração das células T. 

Pouco tempo após a ativação, as células T produzem a citocina IL-2 e expressam altos níveis do receptor da IL-2 funcional. A IL-2 conduz a proliferação das células, o que pode resultar na expansão marcada de clones específicos para determinado antígeno.

Algumas células T ativadas podem se diferenciar em células de memória que sobrevivem por longos períodos e respondem rapidamente ao desafio antigênico. A manutenção das células de memória é dependente de citocinas como a IL-7, que pode promover a expressão de proteínas antiapoptóticas e estimular uma desaceleração no ciclo. As células T de memória são heterogêneas e consistem em populações que diferem nas propriedades de migração e respostas funcionais.

As respostas das células T diminuem após a eliminação do antígeno, retornando, assim, o sistema para o repouso. O declínio acontece em grande parte porque os sinais para a continuação e ativação dos linfócitos também são eliminados.

Fonte: Livro Imunologia Celular e Molecular - 8ª Ed.

Autores: Abul Lichtman, Andrew Abbas