Las células T gamma delta ( células T γδ ) son células T que tienen un receptor de células T γδ (TCR) en su superficie. La mayoría de las células T son células T αβ (alfa beta) con TCR compuesto por dos cadenas de glucoproteína llamadas cadenas TCR α (alfa) y β (beta). Por el contrario, las células T γδ tienen un TCR que está formado por una cadena γ (gamma) y una cadena δ (delta). Este grupo de células T suele ser menos común que las células T αβ. Su mayor abundancia se encuentra en la mucosa intestinal , dentro de una población de linfocitos conocidos como linfocitos intraepiteliales (IEL). [1]
Las moléculas antigénicas que activan las células T γδ son en gran parte desconocidas. Las células T γδ son peculiares en el sentido de que no parecen requerir el procesamiento de antígenos ni la presentación de epítopos peptídicos mediante el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) , aunque algunas reconocen moléculas de clase Ib del MHC . Se cree que las células T γδ tienen un papel destacado en el reconocimiento de antígenos lipídicos . Son de naturaleza invariable. Pueden ser activadas por señales de alarma como las proteínas de choque térmico (HSP).
Existe una subpoblación de células T γδ dentro del compartimento epidérmico de la piel de los ratones. Originalmente denominadas células epidérmicas dendríticas Thy-1+ (Thy1+DEC), [2] estas células se conocen más comúnmente como células T epidérmicas dendríticas (DETC). Las DETC surgen durante el desarrollo fetal y expresan un receptor de células T Vγ3 Vδ1 invariable y canónico (utilizando la nomenclatura de Garman). [3]
Las condiciones que conducen a las respuestas de las células T γδ no se comprenden por completo, y los conceptos actuales de ellas como "primera línea de defensa", "células reguladoras" o "puente entre las respuestas innatas y adaptativas" [1] solo abordan facetas de su comportamiento complejo. De hecho, las células T γδ forman un sistema linfocítico completo que se desarrolla bajo la influencia de otros leucocitos en el timo y en la periferia. Cuando maduran, se convierten en subconjuntos funcionalmente distintos que obedecen sus propias reglas (en su mayoría desconocidas) y tienen innumerables efectos directos e indirectos sobre los tejidos sanos y las células inmunes, los patógenos y los tejidos que soportan infecciones, y las respuestas del huésped a ellos.
Al igual que otros subconjuntos de células T "no convencionales" que portan TCR invariantes, como las células T Natural Killer restringidas a CD1d , las células T γδ exhiben varias características que las ubican en el límite entre el sistema inmunológico innato evolutivamente más primitivo que permite una respuesta beneficiosa rápida a una variedad de agentes extraños y el sistema inmunológico adaptativo , donde las células B y T coordinan una respuesta inmune más lenta pero altamente específica del antígeno que conduce a una memoria duradera contra desafíos posteriores por el mismo antígeno.
Las células T γδ pueden considerarse un componente de la inmunidad adaptativa , ya que reorganizan los genes TCR para producir diversidad de unión y pueden desarrollar un fenotipo de memoria. Sin embargo, los diversos subconjuntos también pueden considerarse parte de la inmunidad innata [4] en la que un TCR específico puede funcionar como un receptor de reconocimiento de patrones . [5] Por ejemplo, según este paradigma, un gran número de células T Vγ9/Vδ2 (humanas) responden en cuestión de horas a moléculas comunes producidas por microbios, y las células T Vδ1 intraepiteliales altamente restringidas responderán a células epiteliales estresadas que portan centinelas del peligro.
Trabajos recientes han demostrado que las células T Vγ9/Vδ2 humanas también son capaces de fagocitosis, una función anteriormente exclusiva de las células del linaje mieloide innato, como los neutrófilos, los monocitos y las células dendríticas [6]. Esto proporciona más evidencia de que la biología de las células T γδ abarca respuestas inmunes tanto innatas como adaptativas.
Recientemente se creía que las células T γδ17 solo podían producir IL-17 en infecciones agudas. Recientemente se descubrió que las células T γδ17 pueden producir IL-17 incluso cuando no se induce la respuesta inmunitaria. Es probable que estas células se generen a partir de timocitos γδ fetales y, a medida que salen del timo, progresarán hacia tejidos no linfoides como los pulmones, la cavidad peritoneal, la dermis, la lengua y el útero. [7]
Los γδ17 T que se acumularán en el tejido adiposo (dermis) no sólo controlarán la homeostasis de las células T reguladoras sino también una termogénesis adaptativa , por lo que son capaces de controlar el mantenimiento de la temperatura corporal central. [8] Utilizando ratones envejecidos como modelo, recientemente se han reconocido los mecanismos moleculares y celulares que actúan en circunstancias de termoneutralidad ( estado estable ) o después de la exposición al frío.
Cuando los ratones están en un estado estable , la IL-17 producida por las células T γδ17 estimulará a las células del estroma que expresan el receptor de IL-17 para que produzcan IL-33 in vivo y, por lo tanto, proporcionará un enlace molecular a las células Treg que expresan el receptor de IL-33 ST2 en el tejido adiposo, por lo que las células Treg ST2+ se acumularán y esto conducirá al mantenimiento de la homeostasis tisular. Este reciente hallazgo explica el mecanismo por el cual el número de células Treg aumenta continuamente durante el envejecimiento. Por otro lado, se ha demostrado que, después de exponer a los ratones al frío, la producción de TNF e IL-17 actuará sobre los adipocitos desacoplando la proteína UCP1 , que es necesaria para inducir un programa termogénico dependiente de UCP1. [9]
Las enfermedades autoinmunes son el resultado de una respuesta anormal del sistema inmunológico . Durante estas enfermedades, se producen autoanticuerpos o células T autorreactivas. El papel de las células T γδ en las enfermedades autoinmunes es ayudar a las células B a producir autoanticuerpos, a través de citocinas proinflamatorias . La IL-17A es importante para el desarrollo y la progresión de las enfermedades autoinmunes. Las principales fuentes son las células T Th17 CD4+ αβ, pero el subconjunto de células T γδ también desempeña un papel en la patogénesis y la regulación autoinmunes, porque contribuyen a la producción de IL-17A y otras quimiocinas . También interactúan con otras células inmunes innatas y adaptativas y modulan sus funciones. Las células T γδ mejoran o suprimen la inflamación, según el sitio y la etapa de la enfermedad. Surgen desde la periferia y pueden acumularse en el tejido inflamado. Estas células T pueden activarse sin el ligando TCR ; pueden inducir inflamación en enfermedades autoinmunes muy rápidamente. [10]
Las células T γδ tienen asociación clínica con muchas enfermedades autoinmunes.
Las células T γδ son un subconjunto importante de células T de los linfocitos intraepiteliales (IEL) presentes en la capa epitelial de la mucosa . Regulan las funciones inmunosupresoras de los IEL y desempeñan un papel en el desarrollo de la tolerancia. Estas llamadas células T γδ protectoras promueven la reparación tisular y la curación celular. Los patógenos y otros estímulos inflamatorios provocan la producción de ácido retinoico por parte de las células dendríticas , que induce a las células T γδ a producir IL-22 . Esta citocina es responsable de la producción mediada por células de péptidos antimicrobianos y la reparación tisular.
Por otro lado, las células T γδ patógenas producen IL-17 . Esta citocina induce la diferenciación de las células Th17, y la producción mediada por células dendríticas de IL-12 e IL-23 promueve la diferenciación de las células Th17 a células Th1, que producen IFN-γ. Las metaloproteinasas de matriz y el NO presentes en el tejido inflamado dañan y degradan la membrana basal , lo que conduce al desarrollo de la EII. [11]
La diabetes tipo 1 es una enfermedad autoinmune en la que las células β del páncreas , que producen insulina , son dañadas por las células T autorreactivas. Hay infiltración de células inmunes innatas y adaptativas en el páncreas. Los estudios en ratones mostraron que las células T γδ desempeñan un papel en la patogénesis de la diabetes tipo 1. Se infiltran en los islotes e incluso pueden cooperar con las células T αβ para inducir la diabetes tipo 1. [12]
La AR es una enfermedad autoinmune crónica causada por la acumulación de células T autorreactivas, que son inducidas por la inflamación en el líquido sinovial y las articulaciones. Los pacientes con AR tienen un mayor número de células T γδ que producen IL-17 . Esto conduce a la producción de citocinas inflamatorias por neutrófilos , macrófagos y fibroblastos , y RANKL por osteoblastos (RANKL causa la conversión de precursores en osteoclastos ). Las metaloproteinasas de matriz y las catepsinas inducidas por citocinas inflamatorias, junto con RANKL, causan erosión ósea y del cartílago , lo que conduce al desarrollo de AR. [11]
Las células T γδ están implicadas en el desarrollo de esta enfermedad autoinmune. Son citotóxicas contra los oligodendrocitos , células que participan en la mielinización de los axones . Los pacientes tienen un mayor número de células T γδ en el cerebro y el líquido cefalorraquídeo , y estas células se acumulan en áreas desmielinizadas del SNC y forman placas . En los modelos de ratones, se identificaron diferentes subconjuntos de células T γδ. Los más abundantes fueron los que producen IL-17. IL-17 induce células Th17 y la respuesta Th17. [10]
La psoriasis es una de las enfermedades autoinmunes en las que las células T γδ junto con Th1 y Th17 desempeñan un papel esencial en el desarrollo de la enfermedad. En respuesta a IL-23, las células T gamma adiposas producirán IL-17, y esta interleucina promueve el desarrollo y la progresión de la psoriasis . [13] También se ha demostrado que las células T Vγ9Vδ2 en pacientes con psoriasis participan en el desarrollo de la enfermedad. [14] El número de células T Vγ9Vδ2 aumenta en las lesiones cutáneas de los pacientes con psoriasis, pero disminuye en la sangre. Este hallazgo indica una redistribución de las células T Vγ9Vδ2 de la sangre al compartimento cutáneo en la psoriasis. La gravedad de la psoriasis se asocia con un nivel menor de células T γ9Vδ2 en la circulación, por lo tanto, una terapia antipsoriásica exitosa conduce a un aumento de las células T Vγ9Vδ2 periféricas. El resultado principal es que la medición de estas células en la sangre y en las lesiones de la piel se puede utilizar como marcador para seguir la progresión de la psoriasis.
El reconocimiento no restringido por MHC de antígenos y la alta secreción de citocinas de las células T γδ sugieren que estas células pueden ser efectivas en la inmunoterapia del cáncer . [15] Los ensayos en numerosos cánceres ( carcinoma renal , leucemia , [15] cáncer de pulmón ) mostraron que son tolerados y seguros, pero algunos estudios informan que las células T γδ causan el desarrollo del cáncer [16] por ejemplo a través de la producción de IL-17 en el microambiente tumoral , que promueve la angiogénesis y el crecimiento celular [17] o debido a su capacidad para aumentar el número de células supresoras derivadas de mieloides . [18] Por lo tanto, la efectividad de la inmunoterapia basada en células T γδ es limitada. Su naturaleza invariante implica que las inmunoterapias que dependen de ellas no requerirían personalización para pacientes individuales. [19]
Las células T γδ se pueden dividir en células efectoras y reguladoras:
Después de infiltrarse en un tumor como respuesta a las quimiocinas producidas por monocitos y macrófagos , las células T γδ interactúan con moléculas inducidas por estrés en las células tumorales y secretan moléculas citotóxicas, citocinas inflamatorias y activan células de inmunidad adaptativa . [20] También pueden lisar células tumorales por citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC) (a través de la unión a la región Fc de IgG depositada en las células tumorales). Las células T γδ secretan IFN-γ e IL-17 , lo que conduce a una mayor expresión de MHC-I , regulación positiva de linfocitos T citotóxicos e inducción de respuesta antitumoral. Las células T γδ también interactúan con las DC y desarrollan una respuesta Th1 .
Las células T γδ desempeñan un papel regulador y supresor en la expresión de factores de transcripción TME ( FoxP3 , Helios ) y la interacción CD86-CTLA-4 entre APC y células T γδ. También dañan las células inmunes efectoras (DC, NK, iNKT, células T CD8+) a través de IL-4 , IL-10 y TGF-β . También IL-17 secretada por células T γδ tiene un papel pro-tumorogénico ( angiogénesis mejorada , reclutamiento de macrófagos , expansión y polarización de neutrófilos y su supresión de células T CD8+ ). [21]
Esta tabla resume la nomenclatura de las cadenas Vγ de ratón e indica los anticuerpos monoclonales que se utilizan a menudo para identificar estas cadenas. Este sistema se ha descrito mejor en la cepa C57BL/6 y podría no aplicarse bien a otras cepas. Hay dos sistemas de nomenclatura en uso (Heilig; Garman), y muchos autores no indican qué sistema utilizan. Por ejemplo, el IMGT (Sistema Internacional de Información Inmunogenética) utiliza la notación Heilig, pero no indica este hecho en su sitio web. [ cita requerida ] Esta tabla se refiere a los segmentos del gen Vγ de cadena variable y a los anticuerpos monoclonales que detectan las cadenas de proteína Vγ correspondientes. Tenga en cuenta que la nomenclatura propuesta por Adrian Hayday no se utiliza ampliamente, [ cita requerida ] lo que deja una considerable confusión en la literatura. Una ventaja y una debilidad de la nomenclatura de Hayday es que se basa en el orden de los genes en el genoma B6, pero esto podría no aplicarse a otras cepas.
Las células T Vγ9 /Vδ2 son exclusivas de los humanos y los primates y representan un componente menor y no convencional de la población de leucocitos en la sangre periférica (0,5-5 %), aunque se supone que desempeñan un papel temprano y esencial en la detección del "peligro" de los patógenos invasores, ya que se expanden drásticamente en muchas infecciones agudas y pueden superar a todos los demás linfocitos en unos pocos días, por ejemplo, en la tuberculosis , la salmonelosis , la ehrlichiosis , la brucelosis , la tularemia , la listeriosis , la toxoplasmosis y la malaria .
Cabe destacar que todas las células T Vγ9/Vδ2 reconocen el mismo compuesto microbiano pequeño ( E )-4-hidroxi-3-metil-but-2-enil pirofosfato ( HMB-PP ), un intermediario natural de la vía no mevalonato de la biosíntesis de pirofosfato de isopentenilo (IPP). [25] El HMB-PP es un metabolito esencial en la mayoría de las bacterias patógenas, incluidas Mycobacterium tuberculosis y los parásitos de la malaria , pero está ausente en el huésped humano. Las especies bacterianas que carecen de la vía no mevalonato y sintetizan IPP a través de la vía clásica del mevalonato en su lugar, como Streptococcus , Staphylococcus y Borrelia , no pueden producir HMB-PP y no activan específicamente las células T Vγ9/Vδ2.
El propio IPP está estructuralmente estrechamente relacionado con el HMB-PP y está presente de forma ubicua en todas las células vivas (incluidas las células humanas), pero su potencia in vitro se reduce 10.000 veces; aún no está claro si el IPP representa una señal fisiológica de "peligro" de células estresadas o transformadas. De interés farmacológico y con bioactividades comparables a las del IPP son los aminobisfosfonatos sintéticos como el zoledronato (Zometa) o el pamidronato (Aredia), que se utilizan ampliamente para tratar la osteoporosis y las metástasis óseas y, incidentalmente, actúan como agonistas del receptor de células T Vγ9/Vδ2. Sin embargo, cada vez hay más pruebas que sugieren que estos "antígenos" de aminobisfosfonato no son reconocidos directamente por las células T Vγ9/Vδ2 y, de hecho, actúan indirectamente, a través de sus efectos sobre la vía biosintética del mevalonato, lo que conduce a una acumulación de IPP. [26] Finalmente, se ha descrito que ciertas aminas alquiladas activan las células T Vγ9/Vδ2 in vitro , aunque sólo en concentraciones milimolares, es decir, con potencias 10 6 -10 8 veces inferiores a las del HMB-PP , lo que plantea interrogantes sobre su relevancia fisiológica.
Todavía no está claro si estos antígenos no peptídicos se unen directamente al TCR Vγ9/Vδ2 o si existe un elemento presentador. Hay evidencia de un requisito para un contacto célula-célula específico de la especie. Sin embargo, ninguna de las moléculas presentadoras de antígeno conocidas como MHC clase I y II o CD1 son necesarias para la activación de las células T γδ, lo que sugiere la existencia de un nuevo elemento presentador. Un fuerte respaldo a un reconocimiento directo de antígenos no peptídicos por el TCR Vγ9/Vδ2 proviene de estudios que demostraron que un TCR Vγ9/Vδ2 transfectado puede conferir capacidad de respuesta a una célula que hasta ahora no respondía; además, los anticuerpos contra el TCR γδ bloquean el reconocimiento. Por lo tanto, la presencia de un TCR Vγ9/Vδ2 funcional parece obligatoria para una respuesta a antígenos no peptídicos, aunque la base de las enormes diferencias en la bioactividad entre moléculas estrechamente relacionadas como HMB-PP e IPP no puede explicarse mediante modelos convencionales de presentación/reconocimiento de epítopos.
Estas células T Vγ9Vδ2 también pueden comportarse como células presentadoras de antígenos ( APC ) profesionales. Parece que las células T Vγ9Vδ2 humanas se caracterizan por un programa específico de migración inflamatoria , que incluye múltiples receptores para quimiocinas inflamatorias ( CXCR3 , CCR1 , CCR2 y CCR5 ). Esto significa que la estimulación con IPP o HMB-PP induce la migración a los tejidos linfáticos , específicamente al área de células T de los ganglios linfáticos . Por lo tanto, la estimulación de las células T Vγ9Vδ2 con fosfoantígenos da como resultado la expresión de múltiples marcadores asociados con APC, como moléculas MHC I y II, moléculas coestimuladoras ( CD80 , CD86 ) y receptores de adhesión ( CD11a , CD18 , CD54 ). Por lo tanto, las células T Vγ9Vδ2 activadas se comportan como APC (γδ T-APC) y presentan antígenos a las células T αβ. Esto conduce a la transformación de células T αβ CD4+ y CD8+ vírgenes en células efectoras. La diferenciación , inducida por γδ T-APC, condujo con mayor frecuencia a una respuesta de células T colaboradoras , en la mayoría de los casos a una respuesta Th1 proinflamatoria con la posterior producción de IFN-γ y TNF-α . Pero en el caso de una baja relación γδ T-APC:CD4+ conduce a la diferenciación de algunas células T αβ vírgenes en células Th2 ( IL-4 ) o Th0 (IL-4 más IFN-γ). Las células T Vγ9Vδ2 humanas también son células con una excelente actividad de presentación cruzada de antígenos, un proceso que describe la captación de antígeno exógeno y su enrutamiento a la vía MHC I para la inducción de células T citotóxicas CD8+ . Por lo tanto, las células T citotóxicas activadas pueden matar eficazmente las células infectadas o tumorales . Este hecho se puede utilizar en la inmunoterapia del cáncer y las enfermedades infecciosas. [27]
La amplia diversidad estructural de los TCR Vδ1 y Vδ3 y la existencia de clones Vδ1 + reactivos contra moléculas MHC , similares a MHC o no MHC sugieren el reconocimiento de un conjunto altamente diverso y heterogéneo de antígenos por células no Vδ2, aunque aún no se han demostrado interacciones cognadas entre los TCR no Vδ2 y cualquiera de estos antígenos. El gen A relacionado con la cadena de clase I del MHC (MICA) también se ha propuesto como un antígeno tumoral importante reconocido por las células T Vδ1 + . Sin embargo, la muy baja afinidad de las interacciones MICA–TCR Vδ1 estimadas por análisis de resonancia de plasmones de superficie plantea dudas sobre la relevancia funcional del reconocimiento de MICA o del gen B relacionado con la cadena de clase I del MHC (MICB) por los TCR Vδ1 + .
Las células T γδ no Vδ2 se expanden en varios contextos infecciosos que involucran bacterias intracelulares ( micobacterias y listeria ) así como bacterias extracelulares, como Borrelia burgdorferi y virus ( VIH , citomegalovirus ). En la mayoría de los casos, los estímulos que desencadenan la expansión de Vd1 no se derivan de patógenos sino que corresponden a productos génicos endógenos presumiblemente regulados positivamente en la infección. Los antígenos reconocidos por las células T no Vδ2 expandidas en los contextos infecciosos anteriores no se han caracterizado, pero el hecho de que las respuestas de las células T Vδ1 + no sean bloqueadas por anticuerpos monoclonales dirigidos contra moléculas MHC clásicas o no clásicas conocidas sugiere el reconocimiento de una nueva clase de antígenos conservados inducidos por estrés. Un estudio reciente de infección primaria por citomegalovirus en bebés encontró un aumento de células T Vδ1 que también expresaban los marcadores típicamente asociados a las células NK NKG2C y CD57 [28]
Un estudio reciente ha identificado un subconjunto específico de IEL Vδ1 residentes en el intestino (linfocitos intraepiteliales) que expresan altos niveles de un receptor citotóxico natural (NCR) que es NKp46 . Estos receptores son expresados casi exclusivamente por las células asesinas naturales (NK) y juegan un papel central en el desencadenamiento de su activación, pero se ha descrito que las células T γδ pueden expresar estos receptores. [29] Estas células se denominan IEL NKp46+/Vδ1.
El principal resultado de este estudio es la relevancia clínica de estas células, que pueden utilizarse como marcador pronóstico en el cáncer colorrectal (CCR) , con el fin de realizar un seguimiento de su progresión. Las frecuencias más bajas de IEL NKp46+/Vδ1 en los tejidos intestinales sanos que rodean la masa tumoral se asocian con una mayor progresión tumoral y metástasis . Se reconoce que este subconjunto puede controlar la metástasis, por lo que cuanto mayor sea el nivel de esta población, menores serán las probabilidades de que el tumor progrese y prolifere a otros tejidos. [30]