LINFOCITI T CD4: STRUTTURA, FUNZIONI, MATURAZIONE - BIOLOGIA - 2025

Le cellule T CD4 sono un tipo di linfocita T avente funzioni cellulari principalmente come "accessori" o "partner" per la risposta immunitaria specifica o adattativa. Sono caratterizzati dalla presenza di un recettore di membrana noto come "complesso del recettore delle cellule T", abbreviato in TCR (T Cell Receptor). Tuttavia, esistono diverse sottopopolazioni di linfociti T identificate dalla presenza di altre molecole marker di membrana.

Queste molecole sono di natura proteica e sono note come parte di un "gruppo di differenziazione" o CD (Cluster of Differentiation). Di conseguenza, le cellule T possono essere suddivise in due gruppi principali: linfociti T CD4 e linfociti T CD8.

Rappresentazione del corecettore CD4 su un linfocita T helper durante la sua attivazione mediata da una cellula presentante l'antigene (APC) (Fonte: Xermani tramite Wikimedia Commons)

Questi ultimi sono detti anche "linfociti T citotossici" in quanto, nella risposta immunitaria umorale, intervengono direttamente nell'eliminazione delle cellule invase da virus o microrganismi intracellulari.

I linfociti T CD4 sono comunemente noti in letteratura come “linfociti T helper”, poiché partecipano all'attivazione di altri linfociti del sistema immunitario: i linfociti B. La loro partecipazione favorisce sia l'attivazione che la produzione e secrezione di anticorpi.

Struttura

Le cellule T CD4 condividono le caratteristiche strutturali di ogni altra cellula del lignaggio linfoide. Hanno un nucleo prominente, che confina il citosol a uno stretto anello tra la sua membrana plasmatica e il nucleo.

Non hanno molti organelli interni, ma sulle microfotografie elettroniche alcuni mitocondri, un piccolo complesso di Golgi, ribosomi liberi e alcuni lisosomi si somigliavano.

Queste cellule hanno origine nel midollo osseo da un precursore comune con altre cellule linfoidi come le cellule B e le cellule "natural killer" (NK), così come il resto delle cellule ematopoietiche.

Tuttavia, la loro maturazione e attivazione avviene al di fuori del midollo osseo, in un organo noto come timo, e possono esercitare le loro funzioni in alcuni organi linfoidi secondari come le tonsille, l'appendice e altri.

Si distinguono dalle altre cellule della stirpe linfoide per l'espressione di marcatori specifici, in particolare il "recettore delle cellule T" (recettore delle cellule T). Queste proteine ​​di superficie possono essere viste come complessi proteici che funzionano principalmente nel riconoscimento degli antigeni loro presentati.

Associato a queste proteine ​​c'è un altro complesso proteico noto come CD3, necessario per la segnalazione che avviene durante il riconoscimento dell'antigene.

D'altra parte, i linfociti T helper esprimono sulla loro superficie un tipo di molecola “marker” nota come CD4 che, come tutte le molecole dei gruppi di differenziazione, riconosce siti specifici dei recettori “limitati” dalle molecole MHC di classe II.

Tipi di linfociti T CD4

In letteratura si possono trovare nomi diversi per i diversi tipi di linfociti T con marcatori di tipo CD4, ma spicca un tipo di nomenclatura che discrimina il tipo di citochina che queste cellule sono in grado di produrre.

In questo modo sono state definite diverse classi di linfociti T helper, tra cui spiccano i linfociti TH1, TH2, TH9, TH17, TH22, THF e regolatori o Tregs.

I linfociti TH1 secernono l'interferone gamma (IFN-γ), una citochina utile per l'attivazione di altre cellule del sistema immunitario note come macrofagi. I linfociti helper di tipo 2 (TH2) secernono un'ampia varietà di interleuchine che promuovono la produzione di anticorpi.

I linfociti T helper follicolari o THF, presenti nei follicoli linfoidi, sono coinvolti nell'attivazione dei linfociti B e "assistono" anche la produzione e la secrezione di anticorpi secernendo abbondanti quantità di citochine.

Un'altra classe di linfociti helper, i linfociti T regolatori o Treg, regolano un gran numero di funzioni cellulari attraverso i contatti cellula-cellula, l'espressione delle molecole di superficie e il potenziamento della risposta a diversi fattori di crescita.

Per quanto riguarda lo sviluppo di questi "sottoinsiemi" di linfociti T CD4, diversi studi hanno dimostrato che essi derivano dallo stesso precursore delle cellule T, cioè non provengono da lignaggi separati che sono compromessi prima della stimolazione antigenica.

Al contrario, la differenziazione di ogni tipo di linfocita helper è influenzata da molti degli aspetti microambientali a cui è sottoposta la cellula precursore, che si ritiene essere un linfocita T CD4 ingenuo e maturo, è stimolata dalle citochine prodotte dai macrofagi .

Caratteristiche

I linfociti T CD4 funzionano principalmente come cellule helper. Si tratta di cellule che si attivano e generano risposte immunitarie contro le infezioni una volta che trovano, riconoscono e interagiscono con un antigene invasore.

La loro capacità di riconoscere e legare antigeni estranei è notevolmente diversa da quella dei linfociti B, poiché questi ultimi sono in grado di riconoscere gli antigeni solubili nella loro condizione di "stato ingenuo", prima della loro completa differenziazione.

Al contrario, i linfociti T (in generale) possono riconoscere solo antigeni peptidici attaccati ad altre molecole codificate dai geni di una famiglia di proteine ​​nota come "complesso maggiore di istocompatibilità" o MHC (Complesso maggiore di istocompatibilità) e questo è chiamato " restrizione da parte di MHC ”.

Esistono almeno tre classi di proteine ​​MHC e le cellule T CD4 riconoscono gli antigeni presentati nel contesto della classe MHC II.

Sono chiamate cellule T helper o "aiutanti" perché "aiutano" le cellule B che sono caratterizzate dalla produzione di anticorpi T-dipendenti, cioè necessitano della presenza di linfociti T.

La sua responsabilità fondamentale risiede nella produzione di citochine solubili che partecipano a diversi processi immunologici.

Come cellule di memoria immunitaria

Un certo insieme di cellule T CD4 mature e differenziate può vivere per periodi di tempo più lunghi e fornire una risposta più rapida quando l'organismo in cui si trovano affronta per la seconda volta lo stesso antigene.

Queste cellule che si dedicano a "ricordare" gli antigeni che le hanno attivate e innescato la loro differenziazione sono note come "cellule T della memoria".

Maturazione e attivazione

I linfociti T CD4 hanno origine nel midollo osseo e successivamente migrano nel timo per differenziarsi e maturare. Le cellule linfoidi progenitrici dei linfociti T presenti nel timo sono note come "timociti".

I timociti attraversano diversi stadi di maturazione, in cui vengono gradualmente espressi i marker di membrana che li caratterizzano (in precedenza si faceva riferimento ai marker TCR e CD3).

Processo di attivazione di un linfocita T (Fonte: DO11.10 tramite Wikimedia Commons)

Durante il processo di maturazione vengono selezionati i linfociti T helper che riconoscono gli antigeni estranei e vengono eliminati quelli che riconoscono le molecole dell'organismo che li danno origine. Questo è un meccanismo di protezione molto importante contro la presenza di cellule "autoreattive".

Come avviene l'attivazione?

I linfociti T inattivi si trovano in un periodo di senescenza mitotica o, ciò che è lo stesso, non si stanno dividendo attivamente e vengono arrestati nella fase G0 del ciclo cellulare.

Alcune cellule “accessorie” note come cellule presentanti l'antigene o APC (Antigen Presenting Cells) partecipano al processo di attivazione . Queste cellule hanno la funzione di "presentare" antigeni legati alle proteine ​​MHC di classe II che vengono selettivamente riconosciute dai TCR sulla membrana dei linfociti T CD4.

Durante questo processo, che avviene nel timo, i linfociti si differenziano in linfoblasti, cambiando forma e dimensione. I linfoblasti possono dividersi e proliferare, moltiplicando il numero di cellule nella popolazione.

L'interazione tra il recettore TCR (sulla superficie della cellula T CD4) e l'antigene legato all'MHC di classe II (sulla superficie della cellula APC) forma un complesso che garantisce il riconoscimento specifico.

Una volta che l'antigene presentato è riconosciuto nel contesto della classe MHC II, sia il linfocita CD4 che la cellula APC iniziano a secernere citochine che contribuiscono all'attivazione dei linfociti.

Quando il linfocita viene attivato si moltiplica, formando nuove cellule identiche, specifiche per l'antigene in questione e che si trova in uno stato "ingenuo" o "naïve", che non viene modificato fino a quando non incontrano l'antigene per cui sono state "progettate. ”.

Morte cellulare programmata

Il corpo umano, come quello di molti mammiferi, ha la capacità di produrre centinaia di cellule linfocitiche in brevissimi periodi di tempo.

Inoltre, poiché la differenziazione di una cellula T comporta il riarrangiamento casuale dei geni che codificano per le proteine ​​di riconoscimento degli antigeni che gli vengono presentati, esistono centinaia di differenti popolazioni di cellule in grado di riconoscere differenti "parti" dello stesso antigene. o antigeni diversi.

Questa moltitudine di cellule implica alcuni pericoli fisiologici, poiché alcuni dei modelli riconosciuti dai recettori di membrana dei linfociti T potrebbero coincidere con i modelli di alcune auto-molecole.

Inoltre, non tutte queste cellule sono destinate a svolgere immediatamente le loro funzioni, poiché richiedono l'interazione con l'antigene definito.

In questo modo, si ottiene l '"omeostasi" dei linfociti negli organi linfoidi primari, innescando le vie programmate di morte cellulare in quelle cellule che non sono necessarie o che non si differenziano e maturano completamente.

Riferimenti

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