8-22. Las proteínas efectoras citotóxicas que desencadenan la apoptosis están contenidas en losgránulos de las células T citotóxicas CD8

el principal mecanismo a través del cual actúan las células T citotóxicas es la liberación dependiente del calcio de gránulos líticos especializados al reconocer el antígeno en la superficie de la célula objetivo. Estos gránulos son lisosomas modificados que contienen al menos dos clases distintas de proteína efectora citotóxica que se expresan selectivamente células T incitotóxicas (Fig. 8.36)., Tales proteínas se almacenan en los gránulos líticos en forma activa, pero las condiciones dentro de los gránulos impiden que funcionen hasta después de su liberación. Una de estas proteínas citotóxicas, conocida como perforina, se polimeriza para formar poros transmembrana en las membranas celulares Diana. La otra clase de proteínas citotóxicas comprende al menos tres proteasas llamadas granzimas, que pertenecen a la misma familia de enzimas—las serinas proteasas—que las enzimas digestivas tripsina y quimotripsina. Los gránulos que almacenan perforina y granzimas pueden verse en células efectoras citotóxicas CD8 armadas en lesiones tisulares.,

figura 8.36

proteínas efectoras citotóxicas liberadas por células T citotóxicas.

cuando los gránulos purificados de las células T citotóxicas se agregan a las células diana en vitro, Lisan las células creando poros en la bicapa lipídica. Los poros consisten en polímeros de perforina, que es un granconstituyente de estos gránulos. Al liberarse del gránulo, la perforina forma una estructura acilindrica que es lipofílica en el exterior e hidrófila hacia abajo en el centro siguiente con un diámetro interior de 16 nm (Fig. 8.37)., No se sabe si esta estructura se forma primero y luego se inserta en la bicapa lipídica de la membrana celular diana, o si se forma en la bicapa misma. El poro que se forma permite que el agua y las sales pasen rápidamente a la célula. Con la integridad de la célula membranedestroyed, las células mueren rápidamente. Un gran número de gránulos purificados pueden matar a las células objetivo in vitro sin inducir la fragmentación del ADN celular, pero este mecanismo lítico de destrucción celular probablemente solo se produce a niveles artificialmente altos de perforina que no reflejan la actividad fisiológica de las células T citotóxicas.,

figura 8.37

perforina liberada de los gránulos líticos de células T citotóxicas puede insertarse en la membrana celular diana para formar poros. Las moléculas de perforina, así como varias otras moléculas efectoras, están contenidas en los gránulos de las células T citotóxicas (panel a). Cuando (más…)

tanto la perforina como las granzimas son necesarias para la destrucción eficaz de las células. Los separateroles de perforina y granzimas han sido investigados en un sistema celular que se basa en similitudes entre los gránulos líticos de las células T y los granulosde los mastocitos., La liberación de gránulos de mastocitos ocurre en la reticulación del receptor Fce (ver capítulo 9), al igual que la liberación de gránulos líticos de células T CD8 ocurre en la reticulación del receptor de células T. Se cree que el mecanismo de señalización para la liberación de gránulos es el mismo o similar en ambos casos, ya que tanto el receptor Fce como el receptor de células T tienen motivos ITAM en sus dominios citoplasmáticos, y la reticulación conduce a la fosforilación de tirosina de los ITAMs (ver capítulo 6).,

Cuando una línea de mastocitos se transfecta con el gen de perforina o granzyme,los productos del gen se almacenan en gránulos de mastocitos, y cuando la célula se activa a través de su receptor Fce, estos gránulos se liberan. Cuando se transfecta solo con el gen de la perforina, los mastocitos pueden matar a otras células,pero se necesitan grandes cantidades de células transfectadas, ya que la destrucción no es muy eficiente. Por el contrario, los mastocitos transfectados con el gen de granzyme Balone son incapaces de matar a otras células., Sin embargo, cuando las mastcélulas perforadas transfectadas también se transfectan con el gen que codifica granzyme B, las células o los gránulos purificados se vuelven tan efectivos para matar blancos como los gránulos de las células citotóxicas, y los gránulos de ambos tipos de células inducen la fragmentación del ADN.Esto sugiere que perforina hace poros a través de los cuales las granzimas pueden moverse a la célula diana.

Las granzimas son proteasas, por lo que aunque tienen un papel en la activación de la apoptosisina de la célula diana, no pueden actuar directamente para fragmentar el ADN., Más bien, deben activar una enzima, o más probablemente una cascada de enzimas, en la célula diana.Granzyme B puede escindir la enzima celular ubicua CPP-32, que se cree que tiene un papel clave en la muerte celular programada en todas las células. CPP-32 es una caspasa y activa una nucleasa, llamada deoxirribonucleasa activada por caspasa o CAD, dejando una proteína inhibitoria (ICAD) que se une e inactiva La CAD. Se cree que esta enzima es el efector final de la degradación del ADN en la apoptosis.

Las células que sufren muerte celular programada son rápidamente ingeridas por células fagocíticas cercanas., Los fagocitos reconocen algún cambio en la membrana celular, lo más probablela exposición de fosfatidilserina, que normalmente se encuentra solo en la hoja interna de la membrana. La célula ingerida es entonces completamente descompuesta y digerida por el fagocito sin la inducción de proteínas co-estimuladoras.Por lo tanto,la apoptosis es normalmente un proceso inmunológicamente «tranquilo»; es decir, las células apoptóticas normalmente no contribuyen ni estimulan las respuestas inmunitarias.

la importancia de la perforina en este proceso está bien ilustrada en ratones que han tenido su gen perforina eliminado., Tales ratones son severamente defectuosos en la posibilidad de montar una respuesta citotóxica de células T a muchos pero no todos los virus, mientras que los ratones que son defectuosos en el gen granzyme B tienen un efecto menos profundo, probablemente porque hay varios genes que codifican para granzymes.