CÉLULA PRESENTADORA DE ANTÍGENO CD86

CD4 CD8 CD80

CD86 CD80

CD40L

CD30L

CD58

MHC Clase I/II ANTÍGENO Complejo CD3/TCR

CD28

V β

V α

CD152 CD2 CD30

ε

δ

C α

C β

ζζ

CD40 γ

ε

LINFOCITO T

Sinapsis Inmunológica

Natural Killers (NK)

Alfredo Prieto, [email protected], Jorge Monserrat Sanz, [email protected]

1

Plan de la presentación sobre células NK 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Concepto actividad y células NK Subtipos Receptores Acción lítica Acción inmunoreguladora Células NKT Implicaciones clínico biológicas

1. Concepto Actividad citotóxica espontánea, Natural Killer (NK) Citotoxicidad celular espontánea realizada por linfocitos frente a células tumorales (1972) 1. Sin - sensibilización previa

2. Realizada por Linfocitos no T no B 3. Sin restricción en el reconocimiento por el MHC como ocurre en las células T

2

1. Concepto Células NK * Población linfocitaria con funciones inmunológicas - Acción efectora citotóxica - Acción inmunorreguladora

* Receptores de reconocimiento para moléculas de histocompatibilidad de clase I * Papel biológico decisivo en la defensa antitumoral y antimicrobiana * 5-15 % de los linfocitos circulantes son NK

Identificación Citomorfología

Caracterización molecular

Linfocitos grandes granulares Large Granular Lymphocytes ( LGL) Ausencia de recombinación genética y de expresión de TCR/CD3 o sIg/CD79 Expresión de CD56 y CD16. Receptores de reconocimiento de moléculas de clase I Los gránulos contienen citotoxinas: perforinas y granzimas

3

Natural Killer (NK) ‹

Linfocitos Grandes Granulares (LGL).

‹

Mata celulas malignas y células infectadas.

‹

Se identifican por la presencia de CD56 y CD16 y la ausencia

‹

de CD3. Activadas con IL2 e IFN dan lugar a células LAK.

Natural Killers vs Macrofagos

4

Funciones citotóxicas Actividad NK

„

(Natural Killer) Citotoxicidad espontánea. Se mide frente a células diana sensibles que carecen de expresión de moléculas de histocompatibilidad (K-562).

„

Actividad LAK (Lymphokine Activated Killer)

„

Citotoxicidad inducida por citocinas (IL-2, IFNα) frente a células diana NK resistentes (JY)

„

Actividad ADCC

„

„

„

„

„

(Antibody dependent cell cytotoxicity) Citotoxicidad dependiente de anticuerpos mediada por receptor FcIgG (CD16) Se mide en presencia de anticuerpos unidos a un antígeno en la superficie de la célula diana

INMUNOTERAPIAS CELULARES ADOPTIVAS: NK, TIL, LAK

SA Rosenberg pionero e impulsor de terapias celulares adoptivas Extracción TIL, PBL, selección y expansión in vitro de células antitumorales Tratamiento de melanoma con linfocitos T antitumorales Éxito sonado Science Octubre 2002

S. Rosenberg

5

Heterogeneidad de las células NK CD56 brillante

CD56 débil

CD56bright and CD56dim NK cell subsets Subpoblación Produce citocinas immunoreguladoras Citotoxicidad espontánea ADCC LAK

CD56 brillante CD16 débil/negativo

CD56 débil CD16 brillante

Si

Pocas

Baja Baja Potente

Potente Potente Potente

6

Ontogenia de las células NK * Precursores en médula ósea, hígado y timo •Precursor común T y NK, •Existen células denominadas TNK •Existen receptores KIR y para hsp72 en LinfocitosT •Adquisición precoz de competencia para reconocer alelos de moléculas de histocompatibilidad se selecionan las células con KIR para moléculas de histocompatibiliddad autólogas

TIPOS DE RECEPTORES POLIVALENTES (al revés que las Células T y B)

Presenta: A. Receptores para moléculas de MHC I: KIR B. Receptores para HSP72: KAR C. Receptores FC, Ig: CD16 : KAR D. ADCC: Antibody dependent cell citotoxic:KAR Receptores para IgG:(Fcγr) E. Receptores del complemento (ej: CD11B): KAR F. Receptores de lectinas: CD94: KAR

7

-ACTIVACIÓN NO RESTRICTA A MHC

Mecanismo de citoxidad: A. Exocitosis de granulos - Secreción de gránulos con perforinas - Secreción de Gramzimas B. Inducción de Apoptosis - FasL en membrana. Los mecanismos de citotoxicidad son comunes a los Tc

Interacción de receptores inhibidores de célula NK con moléculas de histocompatibilidad

HLA-I

HLA-I

autólogo

No autólogo

Ausencia HLA-I

8

Moléculas de histocompatibilidad como sistemas de reconocimiento de identidad celular „ „ „

„

Documento de Identidad Celular Cada célula debe expresar 6 de clase I ocupadas por distintos antígenos El Documento debe ser presentado cuando es requerido por la autoridad por ejemplo con IFN Dos cuerpos policiales „

Células T Detectan células con DIC propios que presentan algún ag. sospechoso (presencia de ag. extraño)

„

Células NK detectan células sin moléculas de histocompatibilidad células indocumentadas, (ausencia de lo propio)

„

„

Los eliminan

Los eliminan

Interacción célula NK-diana Receptores inhibidores y activadores T cell Ligandos de CD28

T C R Kill

Costimulator Receptor CD28

MHCI

Cell with foreign antigens

9

Señalización receptores NK Inhibición-activación

Inmunoreceptor tyrosine-based activation motif Inmunoreceptor tyrosine-based inhibition motif

Nueva informacion: Sobre los KIR Æ Killer-cell Immunoglobulin-like Receptors

KIR tipo DL*: inhibidor via ITIM (SHP1/2) KIR tipo DS: activador via ITAM( DAP12) *excepción: KIR2DL4 es activador

10

Acciones biológicas de las células NK •Respuesta citotóxica •Exocitosis citotoxinas: Perforinas y Gramzimas •Moléculas de membrana FasL •Inmunomodulación Producción de citoquinas

Perforinas Forma poros en la membrana de la célula diana

Entrada de granzimas: Serin proteasas inductoras de apoptosis

•Se inserta en la membrana •Se polimeriza en la bicapa lipídica •Forma una estructura lipofílica hueca

11

Perforinas

•Forma un poro de 16 nm •Permite el paso de agua y solutos •Muerte celular coloido-osmótica

Lesiones producidas por perforina •Necrosis celular

Célula de mastocitoma de ratón P815

•Formación de poros en la membrana celular

Tejido miocárdico Miocarditis postviral

12

Granzimas •No son enzimas citolíticas •Necesitan entrar en la célula •Son famila: serin-proteasa

•Actúan unidas a la perforina •Permite el paso al interior de la célula diana •Formación de poros •Endocitosis •Las granzimas, en el interior de la célula diana •Activa la kinasa Cdc2 •Activa la proteasa caspasa CPP-32 y la nucleasas CAD •Producen fragmentación del ADN

Induce la apoptosis de la célula diana

Muerte mediada por perforina y granzimas

•Unión del CTL a la célula diana •Reorientación de los gránulos citoplasmáticos •Formación de poros (perforina) •Entrada en la célula de granzimas •Muerte celular y liberación del CTL

13

Muerte celular dependiente de Fas

•Unión del CTL a la célula diana •Aumento de expresión del Fas-L en el CTL •Interacción entre Fas-L y Fas en la célula diana •Inducción de apoptosis de la célula diana

CD95 Fas

N N N

Apoptosis

N

FasL

N

N

N

N

N

Agregación por unión a FasL

Proteasa familia ICE inactiva

N

N

N

N

N

N

N

N

N

Unión de FADD y otras moléculas

Proteasa catalítica activa Digestión de nucleoproteínas

14

Citoquinas que regulan la actividad de las células NK IL-2

Estimula citotoxicidad, proliferación y producción de citoquinas

IL-12

Estimula citotoxicidad, proliferación y producción de citoquinas

IL-15 IFN-γ

Estimula citotoxicidad, proliferación y producción de citoquinas Estimula citotoxicidad

IFN-α/β

Estimula citotoxicidad

IL-10

Inhibe produccion de citocinas

Citoquinas secretadas por células NK IFN-γ

Inducción respuesta Th1. Activación de monocitos y macrófagos

TNF

Mediador de la respuesta inflamatoria. Activa monocito y L.T. Acción lítica

GMCSF

Factor estimulante de colonias de granulocitos/macrófagos

TGF-β

Inmunosupresión

IL-3

Induce proliferación y diferenciación de precursores hematopoyéticos

IL-10

Inmunosupresión

15

Células NK T „ „

Son un subtipo de linfocitos T con dos posibles fenotipos: CD4+ y CD4- CD8- (DN). Expresan 1. 2.

„ „

receptores de células NK Un TCR semi-invariante, restricto por la molécula de histocompatibilidad CD1d.

Se considera que participan en la respuesta inmune innata pues sus TCR son semiinvariantes Su capacidad de secretar inmediatamente grandes cantidades de citoquinas cuando sus TCR son activados les confiere un papel inmunoregulador.

Las células NKT proporcionan cooperación a las células B que es restringida por CD1d „

„

„

Son tan eficientes como los linfocitos CD4+ TH0 para promover in vitro la proliferación de linfocitos B autólogos, y la producción de Ig. Los dos mayores subtipos de células NKT expresan niveles comparables de CD40L y citoquinas, e inducen niveles similares de proliferación de células B. Las células NKT CD4+ inducen altos niveles de producción de Ig.

16

INTRODUCCIÓN/BACKGROUND

5. TETRÁMEROS+ α-

GalCer/CD1d

Implicaciones clínicobiológicas de las células NK

* Defensa antitumoral * Defensa antimicrobiana

17

Implicaciones inmunopatogénicas

* Enfermedades autoinmunes: artritis reumatoide, PTA * Fracaso de la tolerancia injerto placentaria * Rechazo de trasplantes * Enfermedad de injerto frente a huésped

Fin

18

Mecanismos de acción citotóxica Exocitosis polarizada de gránulos con citotoxinas

NK cell

Moléculas de membrana FasL

NK cell

caspasas

19