231

C A P Í T U L O

Os vírus evoluíram para utilizar várias moléculas da superfície celular para obter entrada nas células do hospedeiro e para usar a maquinaria genética e de síntese proteica das células do hospedeiro para se replicar e disseminar de uma célula para outra. Os vírus podem infectar e sobreviver em uma ampla variedade de células. Os vírus não podem ser destruídos se as células infectadas não possuírem mecanismos microbicidas intrínsecos, ou se os vírus estiverem no citosol onde são inacessíveis a estes mecanismos de morte. Nessas situações, a única maneira de erradicar a infecção estabelecida é matando a célula infectada, liberando o vírus para o meio extracelular e paralisando sua capacidade de sobreviver e se replicar. Esta função de promoção de morte de células com vírus em seu citosol é mediada por linfócitos T citotóxicos CD8 + (CTLs) , as células efetoras da linhagem T CD8 + ( Fig. 10-1 , B ). As citocinas produzidas por células efetoras T CD8 + tam-bém contribuem para a eliminação de uma variedade de microrganismos intracelulares. Além do seu papel na defesa contra micróbios, a segunda função importante dos CTLs CD8 + é a erradicação de diversos tumores. Essas células tam-bém desempenham papéis fundamentais na rejeição aguda de enxertos de órgãos.

No Capítulo 6 , discutimos a natureza dos peptídios do complexo de MHC que são reconhecidos por células T CD8 + . Abordamos os primeiros passos de ativação de células T no Capítulo 9 . Mencionamos algumas das características da ati-vação de células CD8 + , incluindo sua notável expansão clonal após a ativação por antígenos e outros sinais. A diferenciação das células CD8 + imaturas, que não possuem capacidade de matar, em CTLs funcionais, apresenta várias características especiais que devem ser consideradas separadamente. Neste capítulo, descreveremos o quão funcionalmente efi caz os CTLs são produzidos e como eles matam outras células e, em segui-da, discutiremos os papéis dos CTLs na defesa do hospedeiro.

DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS T CD8 + EM LINFÓCITOS T CITOTÓXICOS

A ativação de células T CD8 + imaturas requer o reconhe-cimento do antígeno e sinais secundários e prossegue em passos muito semelhantes aos de outras respostas de células T ( Fig. 11-1 ). No entanto, a ativação de células T CD8 + imaturas é dependente de uma via específi ca de apresentação de antí-geno em um subconjunto especializado de células dendríticas e pode também exigir auxílio das células T CD4 + .

A diferenciação das células T CD8 + em CTLs efetores envol-ve a aquisição da maquinaria para matar as células-alvo. A célula infectada ou tumoral que é morta por CTLs é geral-mente chamada de célula-alvo. Células CD8 + imaturas reco-nhecem antígenos, mas precisam se proliferar e diferenciar para gerar um conjunto sufi cientemente grande de CTLs para destruir a origem do antígeno. Dentro do citoplasma de CTLs diferenciados, existem numerosos lisossomos modifi cados (denominados grânulos) que contêm proteínas, incluindo perforinas e granzimas, cuja função é matar outras células (descrito mais adiante). Além disso, os CTLs diferenciados são capazes de secretar citocinas, principalmente IFN- g , que têm a função de ativar os fagócitos.

Os eventos moleculares na diferenciação dos CTLs envol-vem a transcrição dos genes que codificam estas molécu-las efetoras. Dois fatores de transcrição necessários para a expressão desses genes são T-bet (que discutimos em relação à diferenciação para T h 1 no Cap. 10 ) e a eomesodermina, que é estruturalmente relacionada com T-bet. T-bet e eomesoder-mina contribuem para o elevado nível de expressão de per-forina, granzimas e algumas citocinas, especialmente IFN- g .

11 Diferenciação e Funções das Células

T CD8 + Efetoras

DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS T CD8 + EM LINFÓCITOS T CITOTÓXICOS, 231

Natureza dos Antígenos e das Células Apresentadoras de Antígeno

para Ativação dos Linfócitos T CD8 + , 232

Papel das Células T Auxiliares, 233

Papel das Citocinas, 233

Inibição das Respostas por Células T CD8 + : O Conceito de Exaustão

das Células T, 234

FUNÇÕES EFETORAS DOS LINFÓCITOS T CD8 + CITOTÓXICOS, 234

Mecanismos de Citotoxicidade Mediada por CTLs, 235

Produção de Citocinas pelas Células T CD8 + Efetoras, 237

FUNÇÕES DOS CTLs CD8 + NA DEFESA DO HOSPEDEIRO, 238

RESUMO, 238

Capítulo 11 – Diferenciação e Funções das Células T CD8+ Efetoras232

Natureza dos Antígenos e das Células Apresentadoras de Antígeno para Ativação dos Linfócitos T CD8 +

A ativação de células T CD8 + imaturas, como a de todas as células T imaturas, é mais bem iniciada pelos antígenos apresentados por células dendríticas. Este requisito levanta o problema de que os antígenos reconhecidos pelas células T CD8 + podem ser vírus que infectam os diferentes tipos celu-lares, incluindo outras células além das células dendríticas, ou eles podem ser antígenos de tumores que também são derivados a partir de uma variedade de tipos celulares. A via do MHC de classe I de apresentação de antígenos a células T CD8 + requer que os antígenos proteicos estejam presentes no citosol de células infectadas de modo que estas proteínas possam ser degradadas em proteossomas, para, em seguida,

entrar no retículo endoplasmático por meio do transportador TAP. Proteínas de um vírus que infecta um tipo específi co de célula, tais como células do fígado, podem acessar o citosol e proteossomas nestas células, mas são incapazes de fazê-lo na maioria das células apresentadoras de antígenos (APCs), uma vez que estas APCs não são infectadas pelo vírus e não sintetizam endogenamente o antígeno viral. Como discutimos no Capítulo 6 , o sistema imunológico lida com este proble-ma pelo processo de apresentação cruzada. Neste processo, as células dendríticas especializadas ingerem as células infecta-das, células tumorais ou proteínas expressas por estas células, transferem os antígenos proteicos para o citosol e processam os antígenos para entrada na via de apresentação de antígenos por MHC de classe I para o reconhecimento por células T CD8 + ( Fig. 6-20 ). Apenas alguns subconjuntos de células dendríticas são efi cientes na apresentação cruzada e, consequentemente,

Migraçãode células

T efetoras eoutros leucócitos

ao local antigênico

Células TCD8+

imaturasCélulas TCD8+

(CTLs)

Células TCD8+

imaturas

CTLs CD8+

diferenciados entramna circulação

CTLs CD8+ efetoresativados por antígenosem tecidos periféricos

Células commicrorganismosintracelulares

Expansãoe diferenciação

de células T

Morte da célula-alvo por CTLs

Induçãoda resposta

Funçõesefetoras

das células T

Reconhecimentoantigênico

em órgãos linfoides

FIGURA 11-1 Fases indutora e efetora das respostas das célu-las T CD8 + . Indução da resposta: as

células T CD8 + reconhecem os peptídios

derivados de antígenos proteicos que são

apresentados por células dendríticas em

órgãos linfoides periféricos. Os linfócitos

T são estimulados a proliferar e diferen-

ciar-se em CTLs (e células de memória),

que entram na circulação. Migração de

células T efetoras e outros leucócitos para

o local do antígeno: as células T efetoras

migram para locais teciduais infectados,

de crescimento tumoral ou de rejeição de

enxerto. Funções efetoras de células T:

CTLs CD8 + reconhecem o antígeno nos

tecidos e respondem matando as células

nas quais o antígeno é produzido.

233DIFERENCIAÇÃO DAS CÉLULAS T CD8+ EM LINFÓCITOS T CITOTÓXICOS

estes subconjuntos de células dendríticas são cruciais para a ativação de células T CD8 + imaturas. Resultados obtidos a par-tir de experimentos em camundongos sugerem que as APCs de apresentação cruzada mais efi cientes são as células dendríticas de tecidos linfoides que expressam CD8 ou o subconjunto do tecido periférico que expressa a integrina CD103 ( Cap. 6 ). As células dendríticas especializadas em apresentação cruzada correspondentes nos tecidos humanos expressam altos níveis de CD141, também conhecida como BDCA-3. Além disso, as células dendríticas plasmocitoides podem também realizar apresentação cruzada de proteínas derivadas de vírus pre-sentes no sangue para as células T CD8 + imaturas no baço.

Além da apresentação de antígenos na forma de complexos peptídio-MHC, as células dendríticas provavelmente também proporcionam coestimulação via B7 ou outras moléculas ( Cap. 9 ).

Papel das Células T Auxiliares

A ativação completa de células T CD8 + imaturas e sua dife-renciação em CTLs funcionais e células de memória podem requerer a participação de células CD4 + auxiliares. Em outras palavras, as células T auxiliares podem proporcionar sinais secundários para as células T CD8 + . As células T auxiliares são ativadas pelos antígenos apresentados em moléculas MHC de classe II e por coestimuladores B7 expressos em células dendríticas.

A necessidade de células auxiliares pode variar de acordo com o tipo de exposição antigênica. No cenário de uma intensa resposta imune inata frente a um micróbio, ou se as APCs tiverem sido diretamente infectadas pelo micróbio, as células T CD4 + auxiliares podem não ser essenciais. As células T CD4 + auxiliares podem ser necessárias para respostas de células T CD8 + frente a infecções virais latentes, transplantes de órgãos e tumores, os quais tendem a provocar reações relativamente fracas da imunidade inata. A importância variável das células T CD4 + para o desenvolvimento de respostas por CTLs é ilustrada por estudos com camundongos onde células T auxiliares são

depletadas. Nesses camundongos, algumas infecções virais não conseguem gerar CTLs efi cazes ou células T CD8 + de memória, não sendo erradicadas, ao passo que outros vírus estimulam respostas efi cazes por CTL. A falta da função das células T CD4 + auxiliares é a explicação aceita para os defeitos de geração de CTLs observados em indivíduos infectados pelo HIV, que infecta e elimina apenas as células T CD4 + . Existem também evidências de que as células T auxiliadoras CD4 + são mais importantes para a geração de células T CD8 +  de memória do que para a diferenciação de células T CD8 + imaturas em CTLs efetores.

As células T auxiliares podem promover a ativação das células T CD8 + por meio de diversos mecanismos ( Fig. 11-2 ).

● As células T auxiliares podem secretar citocinas que estimu-lam a diferenciação das células T CD8 + . A natureza destas citocinas será discutida na seção seguinte.

● Células T auxiliares ativadas expressam o ligante CD40 (CD40L), o qual pode ligar-se a CD40 nas células dendríti-cas carregadas com antígenos. Esta interação ativa as APCs para torná-las mais efi cientes para estimular a diferencia-ção de células T CD8 + , em parte, induzindo a expressão dos coestimuladores. Este processo tem sido denominado licenciamento das APCs.

Papel das Citocinas

Várias citocinas contribuem para a diferenciação das células T CD8 + e para a manutenção de células efetoras e de memória dessa linhagem.

● IL-2 promove a proliferação e diferenciação de células T CD8 + em CTLs e células de memória. As células T CD8 + expressam as cadeias b e g do receptor de IL-2 e podem expressar níveis elevados da cadeia a após a ativação ( Cap. 9 ).

● IL-12 e IFN de tipo I têm demonstrado estimular a diferen-ciação de células T CD8 + imaturas em CTLs efetores. Estas citocinas podem ser produzidas por diferentes populações de células dendríticas durante a resposta imune inata frente a infecções virais e algumas infecções bacterianas.

Células T CD4+ auxiliaresproduzem citocinas

que estimulam adiferenciação de CTLs

Células T CD4+ auxiliaresaumentam a habilidadedas APCs em estimulara diferenciação de CTLs

Citocinas

Citocinas

Célula TCD8+

Célula TCD8+

CTLs diferenciados,células T CD8+

de memória

CTLs diferenciados,células T CD8+

de memória

B

A

CD40

CD40L

CoestimuladorAPC

Célula T CD4+

Coestimulador

Célula T CD4+ auxiliar

FIGURA 11-2 Papel das células T auxiliares na diferenciação de linfócitos T CD8 + . As células T CD4 + auxiliares promovem

o desenvolvimento de CTLs CD8 + e células de memória por meio da secreção de citocinas, que atuam diretamente sobre a célula CD8 + (A) ,

ou por ativação de APCs para se tornarem mais eficazes na estimulação da diferenciação das células T CD8 + (B) .

Capítulo 11 – Diferenciação e Funções das Células T CD8+ Efetoras234

Recorde-se que as mesmas citocinas estão envolvidas na diferenciação de células T CD4 + em células T H 1. Esta semelhança pode refl etir o fato de que o desenvolvimento de ambas as populações de células, T H 1 e CTLs, depende de fatores de transcrição semelhantes, tais como T-bet (para ambos) e a eomesodermina relacionada (para CTLs).

● IL-15 é importante para a sobrevivência das células CD8 + de memória. IL-15 pode ser produzida por muitos tipos de células, incluindo as células dendríticas. Camundongos sem IL-15 mostram uma perda signifi cativa de células T CD8 + de memória.

● IL-21 produzida por células T CD4 + ativadas desempenha uma função na indução das células T CD8 + de memória e na prevenção da exaustão das células T CD8 + (discutida na seção seguinte).

Inibição das Respostas por Células T CD8 + : O Conceito de Exaustão das Células T

Em algumas infecções virais crônicas, as respostas das células T CD8 + podem ser iniciadas, mas gradualmente extintas, um fenômeno que é chamado de exaustão ( Fig. 11-3 ). O termo exaustão tem sido utilizado para atribuir que a resposta efetora se desenvolve, mas está ativamente suprimida (ao contrário de tolerância , quando os linfócitos normalmente não se desen-volvem em células efetoras). Este fenômeno de exaustão

foi descrito pela primeira vez em uma infecção viral crônica em camundongos, que resultou na persistência prolongada do vírus. As células T CD8 + exaustas mostram numerosas alterações funcionais e fenotípicas, incluindo diminuição da produção de IFN- g e aumento da expressão de múlti-plos receptores inibitórios, notadamente PD-1 ( Cap. 9 ). Um mecanismo documentado de extinção da resposta são sinais inibitórios de PD-1, que bloqueiam a ativação de CTLs. O mesmo fenômeno de exaustão de células T mediado por PD-1 pode contribuir para a cronicidade de algumas infecções virais em seres humanos, tais como o HIV e o vírus da hepatite C (HCV), e a capacidade de alguns tumores de evadir a res-posta imunitária ( Cap. 18 ). Os anticorpos que bloqueiam PD-1 são efi cazes na imunoterapia de tumores e estão sendo testados em infecções virais crônicas. A exaustão pode ter evoluído como uma forma de atenuar as consequências de dano tecidual em infecções virais crônicas.

FUNÇÕES EFETORAS DOS LINFÓCITOS T CD8 + CITOTÓXICOS

Os CTLs CD8 + eliminam micróbios intracelulares principal-mente matando as células infectadas ( Fig. 10-1 , B ). Além da morte celular direta, as células T CD8 + secretam IFN- g e, assim, contribuem para a ativação clássica dos macrófagos

Infecção crônica:persistênciado antígeno

CTLCD8+

CTLCD8+

Célula T CD8+ exaurida

Célula T CD8+ efetorae de memória

PD-1B7

CTLA-4

Ligante de PD-1

Resposta efetora ede memória do CTL:

secreçãode citocinas,proliferação

e morte do alvo

Exaustão de células T:secreção de citocinas

inexistente,proliferação reduzida,

sem morte da célula-alvo

Infecção aguda:antígeno eliminado

Célula T CD8+

imatura

APC

Citocinas(p. ex., IFN- )

FIGURA 11-3 Exaustão de células T. Em infecções agudas, as células T CD8 + diferenciam-se em CTLs que

eliminam as células infectadas. Em situações de exposição persistente ou crônica a antígenos, a resposta das células T

CD8 + é suprimida pela expressão e acoplamento de PD-1 e outros receptores inibitórios.

235FUNÇÕES EFETORAS DOS LINFÓCITOS T CD8+ CITOTÓXICOS

na defesa do hospedeiro e em reações de hipersensibilidade. Aqui, abordaremos os mecanismos pelos quais CTLs diferen-ciados matam as células portadoras de micróbios.

Mecanismos de Citotoxicidade Mediada por CTLs

A morte mediada por CTLs envolve o reconhecimento espe-cífi co de células-alvo e a liberação de proteínas que induzem a morte celular. Os CTLs matam os alvos que expressam o antígeno associado à MHC I de mesma classe que desencadeou a proliferação e diferenciação de células T CD8 + imaturas a partir da qual eles são derivados, e não matam as células adjacentes não infectadas que não expressam este antígeno. Na verdade, até mesmo os CTLs não sofrem danos durante a morte de alvos que expressam o antígeno. Esta especifi cidade da função efetora dos CTLs garante que as células normais não sofram danos por CTLs que reagem contra as células infectadas. Esta morte é altamente específi ca porque uma justaposição estreita, conhecida como sinapse ( Cap. 7 ), é formada no local de contato do CTL e do alvo que expressa o antígeno, e as moléculas que realmente executam a morte são secretadas na sinapse e não podem se difundir para outras células vizinhas.

O processo de morte dos alvos mediada por CTLs consiste em reconhecimento do antígeno, ativação dos CTLs, execução do golpe letal que mata as células-alvo e liberação do CTLs ( Fig. 11-4 ). Cada uma dessas etapas é controlada por intera-ções moleculares específi cas.

Reconhecimento de Antígenos e Ativação de CTLs

Os CTLs ligam-se e reagem com a célula-alvo por meio da utilização do seu receptor antigênico, o correceptor (CD8), e moléculas de adesão. Para serem efi cientemente reconhecidas pelos CTLs, as células-alvo devem expressar moléculas MHC de classe I complexadas a um peptídio (o complexo serve como um ligante para o receptor de células T [TCR] e tam-bém se liga ao correceptor de CD8) e a molécula de adesão intercelular 1 (ICAM 1, o principal ligante da integrina LFA-1). Os CTLs e suas células-alvo formam conjugados fi rmes ( Fig. 11-5 ). Este sinapse imune ( Cap. 7 ) formada entre as duas células é caracterizada por um anel que compõe uma justaposição estreita entre os CTLs e as membranas celulares alvo, mediada por LFA-1 ligando-se a ICAM-1, e uma lacuna ou espaço fechado no interior do anel. Regiões distintas da membrana de CTL podem ser observadas dentro do anel por meio de microscopia de imunofl uorescência, incluindo um domínio proteico conservado, que inclui TCR, proteína quinase C- u , Lck e um domínio secretor, que aparece como uma lacuna em um lado do domínio proteico. Esta interação resulta na iniciação de sinais bioquímicos que ativam os CTLs, os quais são essencialmente os mesmos sinais envolvidos na ativação de células T auxiliares. Citocinas e coestimuladores fornecidos pelas células dendríticas, que são necessários para a diferenciação de células T CD8 + imaturas em CTLs, não são requeridos para desencadear a função efetora dos CTLs (ou seja, promover a morte celular). Portanto, uma vez que as células T CD8 + específi cas para um antígeno foram dife-renciadas em CTLs totalmente funcionais, eles podem matar qualquer célula nucleada que exiba este antígeno.

Além dos receptores de células T, os CTLs CD8 + expres-sam receptores que também são expressos pelas células NK, as quais contribuem para a regulação e ativação dos CTLs. Alguns destes receptores pertencem à família dos receptores de imunoglobulina assassina (KIR), discutida no Capítulo 4 ,

e reconhecem as moléculas MHC de classe I em células-alvo, mas não são específicos para um determinado complexo MHC-peptídio. Estes KIRs transduzem sinais inibidores que podem servir para evitar que os CTLs matem as células nor-mais. Além disso, os CTLs expressam o receptor NKG2D, des-crito no Capítulo 4 , que reconhece moléculas semelhantes ao MHC de classe I MIC-A, MICB e ULBP, expressas em células submetidas a estresse (infectadas ou transformadas). NKG2D pode servir para fornecer sinais que atuam em conjunto com o reconhecimento do antígeno por TCR para aumentar a atividade de morte.

Morte das Células-Alvo por CTLs

Dentro de alguns minutos, após o receptor de antígenos de CTL reconhecer seu antígeno em uma célula-alvo, o CTL for-nece proteínas granulosas que conduzem à morte apoptótica da célula-alvo. A morte de células-alvo ocorre 2 a 6 horas após o reconhecimento do antígeno e prossegue mesmo após desacoplamento do CTL. Assim, o CTL executa um golpe letal na célula-alvo. O principal mecanismo de morte de alvos celulares mediada por CTLs é a liberação de proteínas citotóxicas armazenadas dentro de grânulos citoplasmáticos (também chamados lisossomos secretores) na célula-alvo,

Célula-alvoCTL

Reconhecimentodo antígeno

e formação dasinapse

imunológica

Exocitosede grânulos

Desacoplamentodo CTL

Morteda célula-alvo

LFA-1

CD8

ICAM-1

FIGURA 11-4 Passos na lise das células-alvo mediada por CTLs. Um CTL reconhece a célula-alvo que expressa o antígeno, sendo

posteriormente ativado. A ativação resulta na liberação de conteúdo

granular do CTL na célula-alvo por meio da área de contato (sinapse imu-

nológica). O conteúdo dos grânulos é letal para a célula-alvo. O CTL pode

desacoplar e matar outras células-alvo. A formação de conjugados entre

um CTL e o seu alvo e a ativação do CTL também requerem interações

entre moléculas acessórias (LFA-1, CD8) expressas no CTL e seus ligantes

específicos (ICAM-1 e MHC de classe I, respectivamente) expressos na

célula-alvo ( não demonstrado ).

Capítulo 11 – Diferenciação e Funções das Células T CD8+ Efetoras236

desencadeando a apoptose da mesma ( Fig. 11-6 ). Como discutido anteriormente, o reconhecimento da célula-alvo por CTL leva à ativação do CTL, tendo como consequência a reorganização do citoesqueleto. Neste processo, o centro organizador dos microtúbulos do CTL se move para a área do citoplasma perto da área de contato com a célula-alvo. Os grânulos citoplasmáticos do CTL são transportados ao longo dos microtúbulos e tornam-se concentrados na região da sinapse, e os grânulos da membrana fundem-se com a mem-brana plasmática no domínio secretor. A fusão de membrana resulta na exocitose de conteúdo granuloso dos CTLs para o espaço confi nado dentro do anel sináptico, entre as mem-branas plasmáticas da célula-alvo e do CTL.

As principais proteínas citotóxicas dos grânulos de CTLs (e células NK) são granzimas e perforinas. Granzimas A, B, e C são serino-proteases que partilham uma sequência His-Asp-Ser nos seus domínios catalíticos. A granzima B cliva

proteínas após resíduos de aspartato, sendo a única inequi-vocamente necessária para citotoxicidade de CTL in vivo . Ela pode ativar caspases que induzem a morte celular (as cas-pases executoras). Perforina é uma molécula causadora de perturbação membranar que é homóloga da proteína C9 do complemento. Os grânulos também contêm um proteoglicano sulfatado, serglicina , que serve para a montagem de um complexo contendo perforina e granzimas.

A principal função da perforina é a facilitação da liberação das granzimas dentro do citosol da célula-alvo. A maneira pela qual isso é feito ainda não é bem compreendida. Perforina pode se polimerizar e formar poros aquosos na membrana da célula-alvo, mas esses poros podem não ser de tamanho sufi ciente para permitir a entrada das granzimas. De acordo com um modelo atual, os complexos de granzima B, perforina e serglicina são liberados dos CTLs nas células-alvo, sendo que a inserção de perforina na membrana da célula-alvo provoca

CA

CTL

CTLCTL

CACTL

CACTL

Catepsinas (azul) LFA-1 (verde) Talina (vermelho)

CA

CA

CTL

CTL

CTL

CTL

BA

C

FIGURA 11-5 Formação de conjugados entre os CTLs e as células-alvo. A, Micrografia eletrônica de três

CTLs, derivados de uma linhagem celular específica para a molécula MHC humana HLA-A2, ligando-se a uma célula-alvo

(CA) expressando HLA-A2 1 minuto após a mistura dos alvos e CTLs. Note que no CTL do canto superior esquerdo, os

grânulos foram redistribuídos na direção da célula-alvo. B, Micrografia eletrônica do ponto de contato entre a membrana do

CTL ( à esquerda ) e da célula-alvo ( à direita ). Dois grânulos de CTL estão perto da sinapse. Várias mitocôndrias também são

visíveis. C, Micrografia de fluorescência confocal de uma sinapse imune entre um CTL (esquerda) e uma célula-alvo (direita)

marcados com anticorpos contra as catepsinas presentes em um grânulo secretor ( azul ), LFA-1 ( verde ) e a proteína talina do

citoesqueleto ( vermelho ). A imagem mostra a localização central do grânulo secretor e a localização periférica da molécula

de adesão LFA-1, bem como a proteína talina associada ao citoesqueleto. ( A, Cortesia de Dr. P. Peters, Netherlands Cancer

Institute, Amsterdam. B, Reimpresso de Stinchcombe JC, Bossi G, Booth S, Griffiths GM: The immunological synapse of

CTL contains a secretory domain and membrane bridges, Immunity 8:751-761, 2001. Copyright © Cell Press, with permission

from Elsevier. C, Reimpresso de Stinchcombe JC, Griffiths GM: The role of the secretory immunological synapse in killing

by CD8 + CTL, Seminars in Immunology 15:301-205. Copyright © 2003 Elsevier Science Ltd., com permissão da Elsevier.)

237FUNÇÕES EFETORAS DOS LINFÓCITOS T CD8+ CITOTÓXICOS

um processo de reparo da membrana, que leva à internaliza-ção tanto da perforina quanto de granzimas em endossomos. A perforina pode, então, atuar sobre a membrana endos-somal para facilitar a liberação das granzimas no citosol da célula-alvo. Uma vez no citosol, as granzimas clivam vários substratos, incluindo caspases, iniciando a morte da célula por apoptose. Por exemplo, a granzima B ativa caspase 3, assim como um membro da família Bcl-2, denominado Bid, que desencadeia a via mitocondrial de apoptose ( Fig. 15-8 ). Outra proteína encontrada em grânulos de CTLs humanos (e células NK), chamada granulisina, pode alterar a permeabilidade das membranas microbianas e das células-alvo, entretanto a sua importância na morte celular por CTLs não está estabelecida.

Os CTLs também usam um mecanismo de morte indepen-dente dos grânulos, que é mediado por interações de molé-culas da membrana dos CTLs com as células-alvo. Durante sua ativação, os CTLs expressam uma proteína de membrana denominada ligante Fas (FasL) , que se liga ao receptor de morte Fas, que é expresso em muitos tipos celulares. Esta interação também resulta na ativação de caspases e apoptose de alvos que expressam Fas ( Fig. 15-8 ). Estudos com camun-dongos defi cientes em perforina, granzima B ou FasL indicam que perforina e granzima B são os principais mediadores da morte por CTLs CD8 + . Algumas células T CD4 + , encontradas no intestino, e muitas vezes induzidas em infecções virais, expressam perforinas e granzimas, e também são capazes de

matar as células-alvo (que, naturalmente, devem expressar peptídios associados ao MHC de classe II para serem reco-nhecidos pelas células T CD4 + ).

Após o golpe letal, o CTL desacopla da sua célula-alvo, o que geralmente ocorre mesmo antes de a célula-alvo morrer. CTLs em si não sofrem danos durante a morte da célula-alvo, o que se atribui ao fato de que o processo de exocitose dirigida por grânulos durante a morte mediada por CTLs, preferen-cialmente, entrega os conteúdos granulosos para a célula-alvo longe do CTL. Além disso, os grânulos de CTL contêm uma enzima proteolítica denominada catepsina B, que é exposta à superfície do CTL na exocitose granular, onde ela degrada as moléculas de perforina errantes que vêm para a vizinhança da membrana do CTL.

Produção de Citocinas pelas Células T CD8 + Efetoras

Células T CD8 + produzem IFN- g , uma citocina ativadora de macrófagos. Na verdade, a secreção de IFN- g em resposta a peptídios específi cos é um ensaio sensível para a avaliação da presença de células T CD8 + antígeno-específi cas em uma população de linfócitos. A produção desta citocina é outra semelhança entre as células T CD8 + e as células T H 1. É pro-vável que estes dois subconjuntos de células T contribuam para a eliminação fagocítica de micróbios induzida por IFN- g . As células CD8 + podem também desempenhar um papel em

Endosome

Morte celular mediada por Fas/FasL

Morte celular mediada por perforina/granzima

Granzimas

Endossomo

Perforina

Apoptoseda célula-alvo

FasL do CTL interagecom Fas da célula-alvo

FasL Fas

Célula-alvo

CTLCD8+

Apoptoseda célula-alvo

Perforina induz a captaçãode granzimas em

endossomos das células-alvo com posterior

liberação no citoplasma,ativando caspases

CTL libera seu conteúdogranular na sinapse

imunológica

B

A

FIGURA 11-6 Mecanismos de morte das células-alvo mediada por CTLs. CTLs matam

células-alvo por dois mecanismos principais. A, Complexos de perforina e granzimas são liberados do CTL por

exocitose de grânulos e entram nas células-alvo. As granzimas são liberadas no citoplasma das células-alvo por um

mecanismo dependente de perforina e induzem a apoptose. B, FasL é expresso em CTLs ativados, liga-se ao

Fas expresso na superfície das células-alvo e induz a apoptose.

Capítulo 11 – Diferenciação e Funções das Células T CD8+ Efetoras238

algumas reações infl amatórias induzidas por citocinas, tais como reações cutâneas de sensibilidade de contato induzida por produtos químicos ambientais, em que as células T CD8 + produtoras de IFN- g algumas vezes chegam mais cedo e em maior número do que as células T CD4 + .

FUNÇÕES DOS CTLs CD8 + NA DEFESA DO HOSPEDEIRO

Em infecções por micróbios intracelulares, a atividade citolíti-ca dos CTLs é importante para a erradicação do reservatório de infecção ( Fig. 10-1 , B ) . Isso é particularmente importante em dois tipos de situações nas quais as células não podem des-truir micróbios que as infectam. Em primeiro lugar, a maioria dos vírus vive e se replica em células que não possuem a maquinaria fagossomo/lisossomo para destruir micróbios (tais como os vírus da hepatite em células do fígado). Em segundo lugar, mesmo em fagócitos, alguns micróbios escapam das vesículas e vivem no citoplasma, onde mecanismos microbi-cidas são inefi cazes, uma vez que os mesmos são em grande parte restritos a vesículas (para proteger as células dos danos). Essas infecções podem ser eliminadas apenas pela destruição das células infectadas, e em respostas imunes adaptativas, os CTLs CD8 + constituem o principal mecanismo para matar as células infectadas ( Fig. 16-4 ). Além disso, as caspases que são ativadas nas células-alvo por granzimas e FasL clivam vários substratos e ativam as enzimas que degradam o DNA, mas elas não distinguem entre as proteínas microbianas e as do hospedeiro. Por conseguinte, por meio da ativa-ção de nucleases nas células-alvo, os CTLs podem iniciar a destruição do DNA microbiano, bem como do genoma da célula-alvo, eliminando, desse modo, o DNA potencialmente infeccioso. A enorme expansão de células T CD8 + que se segue às infecções ( Fig. 9-12 ) fornece um grande arsenal de CTLs para combatê-las. Defeitos no desenvolvimento e na atividade dos CTLs resultam em aumento da suscetibilidade a infecções virais e algumas infecções bacterianas e reativa-ção de infecções virais latentes (como a infecção pelo vírus Epstein-Barr), que normalmente são mantidas em xeque pelos CTLs específi cos de vírus.

Além do seu papel de eliminar as células infectadas por vírus, os CTLs parecem ser cruciais na defesa do hospedeiro contra certas bactérias intracelulares, incluindo Mycobacterium tuber-

culosis, e na eliminação de um número de outros organismos, incluindo o parasita protozoário causador da malária ( Cap. 16 ).

Destruição de células infectadas por CTLs é uma causa de lesão tecidual em algumas doenças infecciosas . Por exemplo, nos casos de infecção pelos vírus da hepatite B e C, as células do fígado infectadas são mortas pela resposta do hospedeiro mediada por CTLs (e células NK) e não pelos vírus. Estes vírus não são citopáticos, mas o hospedeiro sente e reage contra o micróbio infeccioso e não é capaz de distinguir os micróbios que são intrinsecamente prejudiciais ou relativamente ino-fensivos ( Cap. 19 ).

CTLs são importantes mediadores da imunidade contra tumores e na rejeição de transplantes de órgãos . Estas funções dos CTLs serão descritas em capítulos posteriores.

RESUMO

✹ Células T do subtipo CD8 + se proliferam e diferen-ciam em linfócitos T citotóxicos (CTLs), que expres-sam grânulos citotóxicos e podem matar células infectadas.

✹ A diferenciação das células T CD8 + em CTLs funcionais e células de memória requer o reconhecimento do antí-geno apresentado pelas células dendríticas, sinais de células T CD4 + auxiliares em algumas situações, coes-timulação e citocinas. A diferenciação em CTLs envolve a aquisição da maquinaria para matar as células-alvo e é determinada por vários fatores de transcrição.

✹ Em algumas situações de exposição crônica a antígenos (p. ex., tumores e infecções virais crônicas), as células T CD8 + iniciam uma resposta, mas começam a expressar receptores inibitórios que suprimem a resposta, um processo chamado de exaustão.

✹ Os CTLs CD8 + matam as células que expressam os peptídios derivados de antígenos citossólicos (p. ex., antígenos virais) que são apresentados em associação com moléculas MHC de classe I. A morte mediada por CTLs é mediada principalmente por exocitose de grânulos, que liberam granzimas e perforina. A per-forina facilita a entrada da granzima no citoplasma das células-alvo, e as granzimas iniciam diversas vias que levam à apoptose.

✹ As células T CD8 + também secretam IFN- g e, portanto, podem participar na defesa contra micróbios fagocita-dos e em reações de DTH.

LEITURAS SELECIONADAS

Ativação de Células T CD8 +

Castellino F , Germain RN : Cooperation between CD4 + and CD8 +

T cells: when, where, and how , Annual Review of Immunology

24 : 519 - 540 , 2006 .

Kaech SM , Cui W : Transcriptional control of effector and memory

CD8 + T cell differentiation , Nature Reviews Immunology 12 :

749 - 761 , 2012 .

Masopust D , Vezys V , Wherry EJ , Ahmed R : A brief history of CD8 +

T cells , European Journal of Immunology 37 : S103 - S110 , 2007 .

Wherry EJ : T cell exhaustion , Nature Immunology 12 : 492 - 499 , 2011 .

Williams MA , Bevan MJ : Effector and memory CTL differentiation ,

Annual Review of Immunology 25 : 171 - 192 , 2007 .

Zhang N , Bevan MJ : CD8+ T cells: foot soldiers of the immune system ,

Immunity 35 : 161 - 168 , 2011 .

Funções dos Linfócitos T Citotóxicos

Bossi G , Griffiths GM : CTL secretory lysosomes: biogenesis and

secretion of a harmful organelle , Seminars in Immunology 17 :

87 - 94 , 2005 .

Lieberman J : The ABCs of granule-mediated cytotoxicity: new wea-

pons in the arsenal , Nature Reviews Immunology 3 : 361 - 370 , 2003 .

Wong P , Pamer EG : CD8 T cell responses to infectious pathogens ,

Annual Review of Immunology 21 : 29 - 70 , 2003 .

Popular por sua abordagem altamente visual e simples, Imunologia Celular e Molecular proporciona uma compreensão abrangente e acessível deste campo tão ativo e em constante modi# cação. Os Drs. Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman e Shiv Pillai apresentam atualizações importantes nesta nova edição para descrever os avanços mais recentes sobre receptores de antígeno e transdução de sinal em células imunes, imunidade das mucosas e da pele, citocinas, interação leucócito-endotélio e diversas novidades. Este livro é uma fonte ideal para alunos de graduação e pós-graduação que precisam de um texto claro e con# ável para os cursos de imunologia.

Desenvolva um profundo conhecimento, clinicamente relevante, sobre imunologia por meio de uma visão clara, com foco no tratamento da doença humana.

Conheça toda informação atual e essencial que você precisa saber sobre imunologia e biologia molecular com base em atualizações extensas que abordam citocinas, imunidade inata, interação leucócito-endotélio, sinalização, coestimulação e muito mais.

Visualize com mais e& cácia os processos imunológicos por meio de ilustrações atualizadas e meticulosamente desenvolvidas, arte tridimensional e todas as novas animações online, com descrições visuais detalhadas dos processos moleculares e imunológicos fundamentais.

Conheça os detalhes das observações experimentais que formam a base da ciência da imunologia em níveis moleculares, celulares, e de todo o organismo e tire as conclusões apropriadas.

Amplie seu aprendizado por meio de novas & guras e tabelas que facilitam a # xação do conhecimento, resumos em cada capítulo e cerca de 400 ilustrações que esclarecem conceitos-chave.

Encontre informações de maneira mais rápida e fácil em capítulos estruturalmente organizados com * uxo mais lógico das informações.

IMUNOLOGIACelular e Molecular8a edição

Abul K. Abbas, MBBS; Andrew H. Lichtman, MD, PhD; e Shiv Pillai, MBBS, PhD

Classi# cação de Arquivo Recomendada

IMUNOLOGIA

www.elsevier.com.br/medicina

Este livro tem conteúdo extra e gratuito no site www.studentconsult.com.br

Registre o código que está no verso da capa dentro deste livro e conheça uma nova maneira de aprender.

• Visualize o banco deimagens do livro para usoem seus estudos;• Teste os seus conhecimentoscom perguntas erespostas para revisão;• Aprenda de forma dinâmicae objetiva com as animações.

A aquisição desta obrahabilita o acesso ao www.studentconsult.com.br até o lançamento da próxima edição em português, ou até que esta edição em português não esteja mais disponível para venda pela Elsevier, o que ocorrer primeiro.

WWW.STUDENTCONSULT.COM.BR