Natural Killers (NK)

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, alfredo.prieto@uah.es,
Jorge Monserrat Sanz, jorge.monserrat@uah.es
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
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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