11.3F: Células Asesinas Naturales (Células NK) y Linfocitos T Asesinos Naturales Invariantes (Células InKT)

Objetivos de aprendizaje

1. Describir cómo las células NK son capaces de reconocer y destruir células infectadas y células cancerosas que carecen de moléculas MHC-I.
2. Indicar dos factores que pueden dar como resultado que una célula humana nucleada no produzca moléculas de MHC-I.
3. Indicar cómo las células iNKT reconocen los glicolípidos para que se activen.
4. Describir la función general de las células iNKT en términos de cómo promueven la inmunidad tanto innata como adaptativa y también pueden ayudar a regular las respuestas inmunitarias.

Ahora vamos a echar un vistazo más de cerca a las células asesinas naturales (NK) y a los linfocitos T asesinos naturales invariantes (células INKT).

Células asesinas naturales (células NK)

Las células NK son importantes en la inmunidad innata porque son capaces de reconocer las células infectadas, las células cancerosas y las células estresadas y matarlas. Además, producen una variedad de citocinas, incluyendo citocinas proinflamatorias, quimiocinas, factores estimulantes de colonias, y otras citocinas que funcionan como reguladores de las defensas corporales. Por ejemplo, a través de la producción de citocinas, las células NK también suprimen y/o activan los macrófagos, suprimen y/o activan las capacidades de presentación de antígeno de las células dendríticas y suprimen y/o activan las respuestas de

Las células NK utilizan un sistema de receptor dual para determinar si se destruyen o no las células humanas. Cuando las células están bajo estrés, se están convirtiendo en tumores o se infectan, se producen diversas moléculas inducidas por estrés como la secuencia A relacionada con el péptido MHC clase I (MICA) y la secuencia B relacionada con el péptido MHC clase I (MICB) y se ponen en la superficie de esa célula.

El primer receptor, llamado el receptor activador de asesinos, puede unirse a estas moléculas inducidas por estrés, y esto envía una señal positiva que permite a la célula NK matar a la célula a la que se ha unido a menos que el segundo receptor cancele esa señal.

Este segundo receptor, llamado el receptor asesino-ihibitorio, reconoce las moléculas MHC-I que suelen estar presentes en todas las células humanas nucleadas. Las moléculas MHC-I, producidas por todas las células nucleadas del cuerpo, poseen un surco profundo que puede unir péptidos de proteínas que se encuentran dentro del citosol de las células humanas, transportarlos a la superficie de esa célula, y mostrar el MHC-! /complejo peptídico a receptores en linfocitos T citotóxicos o CTLs. Si las moléculas MHC-I tienen péptidos de las propias proteínas del cuerpo unidos a ellas, los CTL no reconocen esas células como extrañas y la célula no se destruye. Si, por otro lado, las moléculas de MHC-I tienen péptidos de proteínas virales, bacterianas o mutantes unidos a las mismas, los CTL reconocen esa célula como extraña y matan a esa célula. (Los CTL serán discutidos con mayor detalle en la Unidad 6.)

Para Más Información: CTL de la Unidad 6

Si se expresan moléculas MHC-I/complejos autopeptídicos en la célula, los receptores inhibidores asesinos en la célula NK reconocen este complejo MHC-I/péptido y envían una señal negativa que anula la señal de muerte original e impide que la célula NK destruya la célula a la que se ha unido (ver Figura\(\PageIndex{3}\)).

Los virus, el estrés y la transformación maligna, sin embargo, a menudo pueden interferir con la capacidad de la célula infectada o la célula tumoral para expresar moléculas de MHC-I. Sin la señal del receptor inhibidor de asesinos, la señal de muerte de la señal activadora de asesinos no se anula y la célula NK mata la célula a la que se ha unido (ver Figura\(\PageIndex{4}\)).

La célula NK luego libera proteínas formadoras de poros llamadas perforinas, enzimas proteolíticas llamadas granzimas y quimiocinas. Las granzimas pasan por los poros y activan las enzimas que conducen a la apoptosis de la célula infectada por medio de la destrucción de sus proteínas citoesqueléticas estructurales y por degradación cromosómica. Como resultado, la célula se rompe en fragmentos que posteriormente son retirados por los fagocitos (ver Figura\(\PageIndex{5}\)). Las perforinas también a veces pueden resultar en lisis celular.

Animación flash de una célula NK interactuando con una célula corporal normal.

Animación flash de una célula NK que interactúa con una célula infectada por virus o con una célula tumoral que no expresa moléculas de MHC-I.

Versión html5 de animación para iPad de una célula NK interactuando con una célula corporal normal.

Versión html5 de animación para iPad de una célula NK que interactúa con una célula infectada por virus o célula tumoral que no expresa moléculas MHC-I.

Animación flash de apoptosis por células NK

Versión html5 de animación para iPad de apoptosis por células NK

Las citocinas como la interleucina-2 (IL-2) y el interferón gamma (IFN-gamma) producidas por los linfocitos T _H 1 activan las células NK.

Las células NK también juegan un papel en las respuestas inmunitarias adaptativas. Como se verá en la Unidad 6, las células NK también son capaces de citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos o ADCC donde destruyen las células a las que se han unido las moléculas de anticuerpos.

Para Más Información: ADCC de la Unidad 6

Linfocitos T asesinos naturales invariantes (células iNKT)

Las células iNKT son un subconjunto de linfocitos que unen la brecha entre la inmunidad innata y la adaptativa. Tienen receptores de células T (TCR) en su superficie para el reconocimiento de antígenos glicolípidos. También tienen receptores de células asesinas naturales (NK).

A través de las citocinas que producen una vez activadas, las células iNKT son esenciales en la protección inmune tanto innata como adaptativa contra patógenos y tumores. También desempeñan un papel regulador en el desarrollo de enfermedades autoinmunes, asma y tolerancia al trasplante. Se ha demostrado que la deficiencia o disfunción de las células iNKT puede conducir al desarrollo de enfermedades autoinmunes, asma humana y cánceres.

Los patógenos no pueden activar directamente las células iNKT. El TCR de las células iNKT reconoce antígenos glucolípidos exógenos, así como antígenos autoglucolípidos endógenos presentados por moléculas CD1d similares a MHC-I en células dendríticas presentadoras de antígeno. Las células iNKT también pueden ser activadas por la citocina interleucina-12 (IL-12) producida por células dendríticas que tienen ellas mismas se activan por patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) de microbios que se unen a los receptores de reconocimiento de patrones (PRR) de la célula dendrítica.

Una vez activadas, las células iNKT producen rápidamente grandes cantidades de citocinas, incluido el interferón gamma (IFN-?) , interleucina-4 (IL-4), interleucina-2 (IL-2), interleucina-10 (IL-10), factor de necrosis tumoral alfa (TNF-a), interleucina-13 (IL-13) y quimiocinas. A través de la rápida producción de tales citocinas, las células iNKT son capaces de promover y suprimir diferentes respuestas inmunes innatas y adaptativas. Por ejemplo, grandes cantidades de IFN-? son producidos por células iNKT activadas. IFN-? activa las células NK y los macrófagos como parte de la inmunidad innata.

Se ha propuesto que si la célula iNKT es estimulada repetidamente por los propios glicolípidos del cuerpo en ausencia de microbios, esto podría estimular la interacción célula iNKT/célula dendrítica para producir señales tolerantes que inhiban la respuesta de las células T _H 1 y posiblemente estimulen la producción de linfocitos T reguladores (células T _reg). De esta manera podría suprimir las respuestas autoinmunes y prevenir el daño tisular.

También hay cada vez más evidencia de que la exposición a microbios en la primera infancia se asocia con la protección contra enfermedades alérgicas, asma y enfermedades inflamatorias como la colitis ulcerosa. Se ha encontrado que los ratones libres de gérmenes tienen grandes acumulaciones de células iNKT mucosas en los pulmones e intestinos y una mayor morbilidad por asma alérgica y enfermedad inflamatoria intestinal. Sin embargo, la colonización de ratones neonatales libres de gérmenes con microbiota normal resultó en tolerancia de células iNKT mucosas a estas enfermedades. Se ha propuesto que los microbios a los que el cuerpo humano ha estado expuesto tradicionalmente desde la primera infancia a lo largo de la mayor parte de la historia humana podrían desempeñar un papel en el desarrollo de números normales de células iNKT y respuestas de células iNKT.

Las células iNKT se discutirán con más detalle en la Unidad 6.

Mapa conceptual para células NK y células iNKT

Resumen

1. Las células asesinas naturales (NK) son capaces de reconocer las células infectadas, las células cancerosas y las células estresadas y matarlas. Además, producen una variedad de citocinas, incluyendo citocinas proinflamatorias, quimiocinas, factores estimulantes de colonias y otras citocinas que funcionan como reguladores de las defensas corporales.
2. Cuando las células del cuerpo están bajo estrés, se están convirtiendo en tumores o se infectan, se producen diversas moléculas inducidas por estrés y se ponen en la superficie de esa célula.
3. Las células NK utilizan un sistema de receptor dual para determinar si se destruyen o no las células humanas.
4. El primer receptor, llamado el receptor activador de asesinos, puede unirse a estas moléculas inducidas por estrés, y esto envía una señal positiva que permite a la célula NK matar a la célula a la que se ha unido a menos que el segundo receptor cancele esa señal.
5. El segundo receptor, llamado el receptor asesino-ihibitorio, reconoce las moléculas MHC-I que suelen estar presentes en todas las células humanas nucleadas. Si se expresan en la célula los complejos de moléculas MHC-I/péptido propio, los receptores inhibitorios asesinos en la célula NK reconocen este complejo MHC-I/péptido y envían una señal negativa que anula la señal de muerte original e impide que la célula NK destruya la célula a la que se ha unido.
6. Los virus, el estrés y la transformación maligna a menudo pueden interferir con la capacidad de la célula infectada o la célula tumoral para expresar moléculas de MHC-I. Sin la señal del receptor inhibidor de asesinos, la señal de muerte de la señal activadora de asesinos no se anula y la célula NK mata la célula a la que se ha unido.
7. Las células NK matan a sus células diana induciendo apoptosis, un suicidio celular programado.
8. Las células NK también desempeñan un papel en las respuestas inmunitarias adaptativas por medio de citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos o ADCC donde se unen y destruyen células a las que se han unido las moléculas de anticuerpos.
9. Los linfocitos T asesinos naturales invariantes (células iNKT) son un subconjunto de linfocitos que tienen receptores de células T en su superficie para el reconocimiento de antígenos glicolípidos. También tienen receptores de células asesinas naturales (NK).
10. A través de las citocinas que producen, las células iNKT son capaces de promover y suprimir diferentes respuestas inmunes innatas y adaptativas. También desempeñan un papel regulador en el desarrollo de enfermedades autoinmunes, asma y tolerancia al trasplante. La deficiencia o disfunción de las células iNKT puede conducir al desarrollo de enfermedades autoinmunes, asma humana y cánceres.