La interleucina-2 promueve las decisiones de destino en las células T CD8 para la protección inmunológica a espléndido o corto plazo – ScienceDaily

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El sistema inmunológico es una red compleja de células y proteínas con una tarea simple. Defiende el organismo de infecciones. Para hacer esto, las células deben reconocer y destruir virus o bacterias infectantes. Además, el sistema también debe mantener un registro de cada patógeno que ha derrotado, para que pueda removilizarse rápidamente si se vuelve a infectar.

Un estudio sobre el diario. Inmunología científica ahora muestra cómo se desarrollan dos subconjuntos de un tipo de célula inmunitaria, la célula T CD8, para proporcionar protección inmunitaria a corto o largo plazo. El estudio se centra en un factor que impulsa la bifurcación del desarrollo: la interleucina-2 o IL-2.

Comprender los entresijos de cómo las células inmunitarias ingenuas se convierten en combatientes efectivos de infecciones o células de memoria duraderas es importante porque puede ayudarnos a comprender qué componentes de una respuesta compleja se necesitan para brindar protección contra infecciones o cáncer. También puede ayudar a comprender la disfunción del sistema inmunitario o mejorar la inmunoterapia contra el cáncer. Las disfunciones incluyen enfermedades autoinmunes, en las que el sistema inmunitario ataca las células del cuerpo, y agotamiento, en el que el sistema inmunitario pierde su capacidad para combatir infecciones en curso o la capacidad para destruir el cáncer.

El autor principal del estudio Allan Zajac, Ph.D., y los coprimeros autores Shannon M. Kahan, Ph.D., y Rakesh K. Bakshi, Ph.D., todos de la Universidad de Alabama en el Departamento de Microbiología de Birmingham , utilizó modelos de ratón para seguir las características y el destino de los dos subconjuntos de células T CD8, comenzando en el pico de su fase efectora, ocho días después de una infección viral aguda.

Los linfocitos T CD8 son un tipo de glóbulo blanco que tiene la capacidad de convertirse en linfocitos T efectores, también conocidos como linfocitos T citotóxicos o linfocitos T asesinos. Estas células pueden destruir células cancerosas o células infectadas con virus o bacterias. IL-2 es una citoquina, una de una gran familia de pequeñas proteínas de señalización que son liberadas por las células para enviar mensajes a otras células, o actúan como una señal autocrina para la misma célula que produce la citoquina. Las células reciben la señal en la superficie celular, donde la citoquina se une a un receptor. El receptor transduce la señal dentro de la célula, lo que provoca cambios en la expresión génica y el fenotipo celular.

Zajac y sus colegas de la UAB pudieron aislar y purificar células T CD8 de ratones en el pico de la fase efectora. Usando la clasificación de células activada por fluorescencia después de la estimulación celular con un antígeno viral, identificaron dos subconjuntos de este grupo: una minoría de células T CD8 que producían IL-2 y una mayoría que no producía IL-2.

Los dos subconjuntos resultan ser sorprendentemente diferentes a corto plazo, en términos de transiciones evolutivas que conducen a decisiones de destino. Sin embargo, se vuelven más similares meses después.

Las células que produjeron IL-2 se desarrollaron como células de memoria inmune. Lograron rasgos de memoria similares a tallos, resistieron el agotamiento y preferentemente confirieron inmunidad protectora a un desafío viral secundario. Contradictoriamente, no respondieron a su propia IL-2, que actúa dentro de la célula a través de un complejo llamado STAT5, o transductor de señales y activador de la transcripción. Aunque las células T CD8 productoras de IL-2 tenían cantidades normales de proteínas receptoras de IL-2 en la superficie celular, el nivel de STAT5 fosforilado dentro de la célula, que es la forma activada de STAT5, se redujo significativamente. Los investigadores han planteado la hipótesis de varios mecanismos que actúan dentro de la célula, posiblemente actuando para atenuar la capacidad de recibir señales STAT5 dependientes de IL-2, pero aún no se conoce la respuesta.

A diferencia de las células productoras de IL-2, las células efectoras que no producen IL-2 respondieron a las señales de IL-2 y, por lo tanto, adquirieron rasgos efectores a expensas de la formación de memoria.

Los investigadores de la UAB realizaron la secuenciación del ARN de subconjuntos de células durante la fase efectora, nueve días después de la infección y mucho más tarde, durante la fase de memoria, unos 10 meses después de la infección. Los perfiles transcripcionales de las poblaciones efectoras productoras de IL-2 y no productoras de IL-2 fueron únicos y distinguibles de sus contrapartes de memoria. Sin embargo, en el momento de la memoria, las dos poblaciones estaban más relacionadas entre sí en la expresión génica. Por lo tanto, a pesar de tener propiedades distintas durante la fase efectora, las células T CD8 productoras y no productoras de IL-2 parecían converger a medida que maduraba la memoria para formar poblaciones con capacidades de recuerdo iguales para responder a una segunda infección viral o desafío viral crónico.

«Esta bifurcación entre la capacidad de las células T CD8 productoras y no productoras de IL-2 para responder a la competencia funcional de las parejas de IL-2 con las decisiones de destino e implica a la IL-2 como un diferenciador crítico», dijo Zajac. Zajac señala que los resultados más destacados de este estudio aún no se han confirmado para humanos y se limitan al análisis de las respuestas de las células T CD8 a un solo patógeno.

Los coautores con Zajac, Kahan y Bakshi en el estudio, «La producción intrínseca de IL-2 por las células T efectoras CD8 influye en la señalización de IL-2 y promueve las decisiones de destino, tallo y protección», son Jennifer T Ingram, R. Curtis Hendrickson y Elliot J. Lefkowitz, Departamento de Microbiología de la UAB; David K. Crossman, Departamento de Genética de la UAB; Laurie E. Harrington, Departamento de Biología Celular, del Desarrollo e Integrativa de la UAB; y Casey T. Weaver, Departamento de Patología de la UAB. Todos estos departamentos de la UAB forman parte de la Escuela de Medicina Marnix E. Heersink.

El apoyo provino de las subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud AI049360, AI156290 y TR003096; y el Premio de la Sociedad Americana del Cáncer PF-16-150-01-LIB. Zajac es profesor en el Departamento de Microbiología.

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