Caratteristiche, funzioni, tipi, valori delle cellule NK

IL Cellule NK (di Inglese NAtturale KCellule Iller), cellule naturali omicidi o cellule naturali di citochide, sono un tipo di linfocita effettore che partecipa alle risposte del sistema immunitario innato o non specifico.

Queste cellule sono state scoperte più di 40 anni fa e alcuni autori le descrivono come "linfociti granulari" che, a differenza dei linfociti T e B, partecipano alla risposta immunitaria innata e non subiscono processi genetici posteriori nelle loro linee germinali.

Fotografia di una cellula omicida umana (fonte: niaid [cc di 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.0)] via Wikimedia Commons)

In considerazione del fatto che non esprimono marcatori comuni per gli altri due tipi di linfociti, le cellule NK erano inizialmente chiamate "cellule null". Tuttavia, ulteriori studi hanno dimostrato che erano linfociti con grandi granulociti.

Queste cellule sono in grado di controllare diversi tipi di tumori e infezioni microbiche limitando la loro dispersione e il danno tissutale. Inoltre, possono lisar diversi tipi di cellule senza stimolazione dell'antigene definita.

NK sono cellule estremamente importanti nella prima linea di difesa contro i patogeni, un fatto che è stato dimostrato attraverso studi in cui le cellule NK carenti di esseri umani possono subire infezioni letali durante l'infanzia.

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Caratteristiche Cellule NK

La funzione cellulare killer naturale o naturale di Killer, relazione con la malattia e la posizione nel corpo umano. Fonte: National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/2.0)

Le cellule NK si trovano in misura minore di qualsiasi altro due tipi di linfociti (costituiscono dal 2 al 10% dei linfociti circolanti) e, poiché appartengono all'innato sistema di difesa, si pensa che fossero dei primi elementi cellulari coinvolti Nella protezione degli organismi multicellulari.

Come i linfociti T e i linfociti B, le cellule NK fanno parte del sistema ematopoietico dei mammiferi e derivano dalle cellule ematopoietiche progenitrici espresse dai marcatori membrani CD34+, che sono anche noti come cellule HPC.

Mentre è noto che i linfociti T maturano nel timo e che i linfociti B fanno lo stesso nel midollo osseo, i tentativi di determinare la via di sviluppo completa dell'NK dai precursori dell'HPC non hanno avuto del tutto successo; È solo noto che sono indipendenti dalla truffa.

Le cellule NK esprimono molecole di adesione sulla loro superficie membrana nota come CD2, LFA-1, NCAM o CD56. Esprimono anche recettori a bassa affinità alla parte costante (FC) dell'immunoglobulina IgG che sono chiamati insieme FcγRIIIa o CD16.

Componenti citosolici

L'interno di una cellula citocidale naturale è pieno di grandi granuli citosolici carichi di perforina, graniaci e proteoglucani.

Le perforini sono pori che formano proteine ​​che "perforano" la membrana plasmatica delle cellule che sono attaccate da NK. I granzimi, d'altra parte, sono proteasi che si svolgono verso le cellule attraverso i pori formati dalle perforine e degradano le proteine ​​intracellulari.

L'azione combinata di perforine e granzimi si traduce nella cura.

Funzioni

Micrografia a spazzante elettronica colorata di una cellula omicida naturale di un donatore umano. Fonte: National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) CC BY-SA 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/2.0)

Le cellule omicidi naturali funzionano nell'eliminazione delle cellule "bianche" o "bersaglio" naturalmente, cioè spontaneamente e senza molta specificità, poiché non richiedono alcun tipo di orzo antigenico.

Una delle funzioni più importanti di questo gruppo di cellule è la sua capacità di uccidere le cellule tumorali, in particolare quelle appartenenti a lignaggi ematopoietici, così come le cellule invase da diversi tipi di virus e/o batteri.

La sua attività è fortemente stimolata da fattori come gli interferoni IFN-α e β, nonché dall'interleuchina IL-12.

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Grazie al fatto che queste cellule producono alcune importanti citochine per il sistema immunitario, NK partecipa alla regolazione immunitaria, sia nel sistema innato e adattivo o specifico.

Ad esempio, la produzione dell'interferone gamma (IFN-γ) nelle cellule NK può disturbare la partecipazione dei macrofagi nell'immunità innata, poiché questa molecola interferisce con attività fagocitiche e microbicitiche.

Allo stesso tempo, l'IFN-γ prodotto dai citocchi naturali può modificare l'impegno di popolazioni di cellule T in interi collaborazioni, poiché l'IFN-γ inibisce anche l'espansione e lo sviluppo di una popolazione rispetto a un altro.

Le cellule NK rappresentano la prima linea di difesa durante le infezioni di origine virale, poiché controllano la replicazione dei virus durante l'attivazione, le cellule proliferate e diversamente citotossiche, che possono richiedere più di 6 giorni.

Ragazzi

Le popolazioni di cellule NK sono piuttosto eterogenee, sia fenotipicamente che funzionalmente e anatomicamente. Inoltre, le sue caratteristiche dipendono dal tipo di organismo che viene studiato.

Nei roditori

Nel modello murino (topo) tre diverse serie di cellule citocidi naturali che differiscono l'una dall'altra sono state descritte dall'espressione di marcatori CD11b e CD27. In questo senso, ci sono CD11bdullcd27+, CD11b+CD27+e CD11b+CD27Dull CD11.

La supervisione "opaca" si riferisce a "off" o "inattivo" e viene utilizzata, in questo caso, per descrivere lo stato dello stesso sulla superficie delle cellule murine.

Le cellule CD11bdulcd27+differiscono da un precursore del doppio tipo positivo (CD11b+CD27+) che, a sua volta, dà origine al tipo più maturo di celle NK nei roditori: il CD11b+CD27Dull.

Sia le doppie linee positive che il CD27Dull CD11b+CD27 sono caratterizzati dall'eliminazione dei loro cellule bianche e dalla secrezione di un angolo di cyt noto come interferone (INF-γ). Tuttavia, questi ultimi sono in qualcosa chiamato "senescenza replicativa".

I tre tipi di celle NK sono distribuiti in diversi tessuti. Le cellule CD11BDULLCD27+ sono prevalentemente in noduli linfatici e midollo osseo. Le cellule CD11b+CD27Dull sono abbondanti nel sangue, nella milza, ai polmoni e al fegato; Nel frattempo le doppie cellule positive hanno una distribuzione più omogenea o sistemica.

Negli umani

Le cellule NK nell'uomo sono anche classificate in base ai marcatori di superficie che esprimono, ma in questo caso differiscono per la presenza di marcatori CD56DIM e CD56Bright. I sondaggi "dim" e "luminosi" si riferiscono rispettivamente a "oscuro" e "clear".

Le differenze tra queste cellule si trovano nelle proprietà della "ricerca bianca" di ciascuna, che sono fornite dalla presenza di uno o nell'altro marcatore.

Nel sangue periferico e nella milza degli umani il tipo principale di cellule NK è noto come CD56DIMCD16+, che di solito esprime la proteina porfirina e sono citotossici. Producono anche IFN-γ a seguito dell'interazione con le cellule tumorali in condizioni In vitro.

Nei noduli linfatici e le tonsille ci sono le cellule CD56BRIGCD16 che, invece di produrre porfirina, secernono la citoquina IFN-γ in risposta alla stimolazione da parte degli interleuchi IL-12, IL-15 e IL-18.

Si pensa che, nell'uomo e nei roditori, le tonsille e altri organi linfoidi secondari possano essere i siti di produzione e maturazione della maggior parte delle cellule NK.

Alcuni studi suggeriscono che esiste una certa somiglianza tra le cellule CD56Bright di esseri umani e le cellule CD11Dull dei roditori dal punto di vista della posizione anatomica, caratteristiche fenotipiche, contenuto citosolico della perforina, potenziale proliferativo e espressione superficiale dell'IL-7R interleucina.

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Valori normali

Questi hanno una mezza vita piuttosto breve (circa 2 settimane) e si ritiene che in un essere umano adulto ci siano circa 2 miliardi di cellule in circolazione. Sono abbondanti nel sangue, nella milza e in altri tessuti linfoidi e non linfoidi.

Gli studi dimostrano che la concentrazione normale negli uomini e nelle donne adulti è valutata circa 200 e 600 cellule per microlitro del sangue.

Attivazione e maturazione

Eliminazione delle cellule tumorali mediate dalle cellule NK (fonte: Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW [CC di 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0)] via Wikimedia Commons)

L'intensità e la qualità delle risposte citotossiche delle cellule NK dipendono dal microambiente generato dalle citochine e dall'interazione con altre cellule del sistema immunitario, in particolare con cellule T, cellule dendritiche e macrofagi.

Tra le citochine attivanti delle cellule NK ci sono interleuchine, in particolare IL-12, IL-18 e IL-15; così come l'interferone di tipo I (IFN-I). Interferone e interleucina sono potenti attivatori della funzione NK Effector.

L'interleucina IL-2 partecipa anche alla promozione di proliferazione, citotossicità e secrezione di citochine da parte delle cellule NK.

IL-15 è cruciale per la differenziazione NK, mentre IL-2 e IL-18 sono essenziali per la successiva maturazione di tali cellule.

Processo di attivazione

Le cellule naturali di citochide sono attivate grazie al riconoscimento delle proprie molecole (processo noto in inglese come "Riconoscimento delle molecole di sé") Che sono espressi in modo costitutivo in condizioni statali stazionarie.

Nelle loro membrane, queste cellule esprimono diversi membri di una famiglia di proteine ​​familiari che contengono due o tre domini di immunoglobulina nelle loro porzioni e motivi extracellulari simili ai domini di attivazione degli immunorecettori attraverso la tirosina nella loro regione intracellulare.

Ogni cellula NK può esprimere una o più di queste proteine ​​che ricevono e ogni ricevitore è in grado di riconoscere una forma specifica di una molecola del maggiore complesso di istocompatibilità di classe I (MHC-I).

Il riconoscimento tra questa molecola e il destinatario sulla superficie delle cellule citocidi naturali porta alla formazione di un complesso con peptidi abbondanti derivati ​​da proteine ​​"proprie".

I recettori sono principalmente proteine ​​inibitorie che attivano una tirosina fosfatasi che impedisce alla cellula di emettere risposte normali.

Meccanismo di azione

L'eliminazione o la morte mediata da cellule omicidi naturali sono simili a quella che si verifica durante l'azione citolitica dei linfociti T CD8 (citotossici), sebbene la differenza è che NK sono citotossici costitutivi, cioè non devono attivare prima di attivarsi prima.

NK attivo esprime il ligando FASL, quindi inducono relativamente la morte dei cellule bianchi che esprimono la proteina FAS sulla loro superficie.

Dopo la formazione del completo FASL/FAS, si verifica un processo noto come "desgranulazione", che termina con il rilascio di porfirina e granzimas nei siti di contatto intercellulare.

Eliminazione delle cellule tumorali mediate dalle cellule NK (fonte: Xu Y, Zhou S, Lam YW, Pang SW [CC di 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0)] via Wikimedia Commons)

Nonostante le suddette somiglianze, l'NK differisce dai meccanismi mediati dalle cellule T citotossiche in cui il riconoscimento delle loro cellule bersaglio non dipende dalle proteine ​​del grande complesso di istocompatibilità.

Un'altra differenza è che le cellule NK non hanno un sistema di "memoria immunitaria", che è dimostrato nel fatto che la loro attività non aumenta dopo una seconda esposizione ai loro cellule bianche.

Distinzione tra cellule sane e infette

I citocchi naturali distinguono tra un sano e un tumore (canceroso).

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Questi due tipi di recettori: tipo di lectina (proteine ​​leganti i carboidrati e altre proteine) e tipo di immunoglobulina (simile alla regione costante delle immunoglobuline).

In quest'ultimo gruppo, sono riconosciuti i recettori di tipo immunoglobulina di cellule omicidi o Kir (dall'inglese Ricevitori simili all'immunoglobulina a cellule killer), capace di riconoscimento e unione di forme specifiche del complesso di istocompatibilità di classe I maggiore (HLA-B o HLA-C).

È importante evidenziare che NK non "attacca" le cellule che esprimono livelli normali di molecole di classe I MHC, ma uccidono cellule che esprimono molecole estranee di questo tipo o quelle che mancano di questi marcatori (che è tipico nelle cellule tumorali e infettate di virus).

Marcatori

NK esprimono alcuni marcatori di membrana comuni per monociti e granulocitici, e altri tipici dei linfociti T.

D'altra parte, i citocchi naturali esprimono diversi gruppi di marcatori superficiali, ma non è ancora noto se l'eterogeneità indica sottopopolazioni o fasi cellulari durante la loro attivazione o maturazione.

Alcuni esempi di marcatori di cellule NK sono:

CD7, CD2 e CD5

Le cellule NK derivano dallo stesso genitore che dà origine alle cellule T. Questa cellula progenitrici di solito esprime CD7, marcatori CD2 e occasionalmente il CD5.

CD2 è una proteina di peso molecolare di 50 kDa che è presente anche nelle cellule T. È noto come una molecola superficiale di adesione e partecipa all'attivazione delle cellule T.

CD5 è normalmente presente nelle cellule T e in alcune sottopopolazioni di cellule B. È un punteggio di 67 kDa e ha anche funzioni adesive.

Il marcatore CD7 è tipico delle cellule staminali ematopoietiche ed è stato anche ottenuto in alcune sottopopolazioni a cellule a T. È un peso molecolare di 40 kDa e funziona nella trasduzione del segnale.

CD11b

Questo ricevitore è condiviso tra NK, monociti e granulociti. Ha un peso molecolare di 165 kDa ed è in grado di associarsi ad altri marcatori di superficie. Le sue funzioni principali sono adesive, specialmente durante i processi di fagocitosi o "opsonizzazione".

CD16

È un recettore tra 50 e 70 kDa che è attaccato a una molecola fosfatidil molecola inositolo transmembranal. Partecipa all'attivazione di cellule omicidi naturali e si trova anche nei granulociti e nei macrofagi.

Ha anche funzioni come ricevitore per la regione costante della catena gamma di alcuni anticorpi.

CD27

Si trova nella maggior parte dei linfociti T ed è un omodimero di catene peptidiche da 55 kDa. Apparentemente è membro della famiglia del fattore di necrosi tumorale (TNF-R) e partecipa anche alla co-stimolazione delle cellule T.

CD56

Questo ricevitore è unico per le celle NK ed è composto da 135 e 220 kDa. Partecipa all'adesione "omotipica" di queste cellule.

Riferimenti

1. Abbas, a., Lichtman, a., E povero, j. (1999). Immunologia cellulare e molecolare (3a ed.). Madrid: McGraw-Hill.
2. Burmester, g., & Pezzuto, a. (2003). Colore Atlante dell'immunologia con contributi di. New York, USA: Thieme.
3. Caligiuri, m. A. (2008). Cellule killer umane naturali. Sangue, 112, 461-469.
4. Kindt, t., Goldsby, r., & Osborne, B. (2007). Immunologia di Kuby (6 ° ed.). Messico d.F.: McGraw-Hill Inter-American dalla Spagna.
5. Mandal, a., & Viswanathan, C. (2015). Cellule killer naturali: in salute e malattia. Ematol Oncol Cellula staminale il, 1-9.
6. Vivier, e., Tomasello, e., Baratin, m., Walzer, t., & Ugolini, s. (2008). Funzioni di cellule killer naturali. Immunologia della natura, 9(5), 503-510.
7. Vivier, e., Zitvogel, l., Lanier, l. L., Yokoyama, w. M., & Ugolini, s. (2011). Immunità innata o adattiva? L'esempio delle cellule killer naturali. Scienza, 331, 44-49.