LYMPHOCYTES T CYTOTOXIQUES: CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE, FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

Les lymphocytes T cytotoxiques, les lymphocytes T cytolytiques, les lymphocytes T cytotoxiques ou les lymphocytes T tueurs (CTL des lymphocytes T anglais cytotoxiques) font partie des groupes de cellules impliquées dans les réponses immunitaires spécifiques des cellules chez l'homme et d'autres organismes multicellulaires.

Ces cellules, décrites sur la base de leur capacité à médier l'immunité cellulaire, ont été décrites par Govaerts en 1960 et, des années plus tard, différents groupes de chercheurs ont approfondi leurs connaissances de leurs mécanismes d'action et de leurs caractéristiques les plus distinctives.

Synapse immunologique entre un lymphocyte T cytotoxique (LTc) et sa cellule cible (Source Stephen Fuller, Endre Majorovits, Gillian Griffiths, Jane Stinchcombe, Giovanna Bossi via Wikimedia Commons)

L'immunité cellulaire, en général, est médiée par les lymphocytes T et les phagocytes, qui travaillent ensemble pour éliminer ou contrôler les microorganismes envahisseurs intracellulaires étrangers, tels que les virus et certaines bactéries et parasites, induisant la mort des cellules infectées..

Comme c'est le cas pour les mécanismes de réponse immunitaire humorale (médiée par les lymphocytes B), la réponse immunitaire cellulaire peut être divisée en trois phases appelées phase de reconnaissance, phase d'activation et phase effectrice.

La phase de reconnaissance consiste en la liaison d'antigènes étrangers à des lymphocytes T différenciés spécifiques qui expriment des récepteurs capables de reconnaître de petites séquences peptidiques dans des antigènes étrangers d'origine protéique, présentés dans le cadre des protéines du complexe majeur d'histocompatibilité.

Lorsqu'un contact antigène-lymphocyte se produit, les lymphocytes T se multiplient (prolifèrent) et peuvent ensuite se différencier en un autre type de cellule capable d'activer des phagocytes qui tuent les microorganismes intracellulaires, ou ils peuvent lyser des cellules qui produisent des antigènes étrangers.

Il s'agit de la phase d'activation et nécessite généralement la participation de cellules auxiliaires ou accessoires. Enfin, la phase effectrice implique le développement des fonctions spécifiques des lymphocytes activés qui se terminent par l'élimination des antigènes et, à ce stade, les lymphocytes sont appelés «cellules effectrices».

Caractéristiques et structure

Les deux types de lymphocytes qui existent ont un diamètre d'environ 8 à 10 μm et un gros noyau qui contient de l'hétérochromatine étroitement compactée. Dans la mince portion de cytosol qu'ils possèdent se trouvent les mitochondries, les ribosomes et les lysosomes.

Les lymphocytes manquent d'organites spécialisés à l'intérieur et, comme le reste des cellules sanguines, proviennent de la moelle osseuse.

Une fois produits, les lymphocytes T migrent et se dirigent vers le thymus (d'où l'origine de leur nom), où ils sont ensuite activés et complètent leur différenciation (mature).

Ces cellules ne produisent pas d'anticorps et ne reconnaissent pas les antigènes solubles, mais se spécialisent dans la reconnaissance des antigènes peptidiques liés aux protéines codées par les gènes du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) qui sont exprimés à la surface d'autres cellules.

Ces cellules sont appelées cellules présentant l'antigène ou APC (Antigen Presenting Cells).

Les lymphocytes T sont divisés en deux types: les lymphocytes T auxiliaires et les lymphocytes T cytotoxiques ou tueurs.

Lymphocytes T auxiliaires

Les lymphocytes T auxiliaires sécrètent des cytokines, des hormones peptidiques capables de favoriser la prolifération et la différenciation d'autres cellules et de nouveaux lymphocytes (T et B) et d'attirer et d'activer les leucocytes inflammatoires tels que les macrophages et les granulocytes.

Ils diffèrent des lymphocytes T cytotoxiques par l'expression d'une glycoprotéine de surface spécifique appelée "Group of Differentiation 4" ou CD4 (Cluster of Differentiation 4).

Lymphocytes T cytotoxiques

Les lymphocytes T cytotoxiques sont capables de lyser les cellules qui expriment des antigènes étrangers à leur surface en raison de la présence de microorganismes intracellulaires ou d'agents pathogènes envahissants.

Ils sont identifiés par l'expression du marqueur de surface glycoprotéine CD8 (Cluster of Differentiation 8).

Caractéristiques

Les lymphocytes T tueurs sont impliqués dans la guérison des infections virales, parasitaires et bactériennes. Ils sont également responsables des réponses de rejet de greffe d'autres patients et jouent un rôle important dans le développement de l'immunité contre les tumeurs.

Sa fonction principale, comme mentionné précédemment, est la régulation des réponses immunitaires contre les antigènes protéiques, en plus de servir de cellules auxiliaires dans l'élimination des microorganismes intracellulaires.

Mécanisme d'action

Les lymphocytes T exercent leurs fonctions grâce au fait que certains agents pathogènes envahisseurs utilisent la machinerie cellulaire des cellules qu'ils infectent pour se multiplier ou survivre. Ceux-ci, une fois qu'ils atteignent l'intérieur de la cellule, ne sont pas accessibles aux anticorps humoraux, le seul moyen de les éliminer est donc d'éliminer la cellule qui les abrite.

Les lymphocytes T tueurs remplissent trois fonctions qui leur permettent de "tuer" ou d'éliminer les cellules malignes ou infectées qui sont leurs cibles:

1- Ils sécrètent des cytokines comme le TNF-α (facteur de nécrose tumorale) et l'IFN-γ (interféron gamma), qui ont des effets antitumoraux, antiviraux et antimicrobiens, puisqu'ils inhibent leur réplication.

2- Ils produisent et libèrent des granules cytotoxiques (lysosomes modifiés) riches en protéines de perforine et en granzymes.

Les perforines sont des protéines porogènes responsables du «perçage» de la membrane plasmique des cellules infectées, tandis que les granzymes sont des sérine protéases qui passent dans les cellules à travers les pores formés par les perforines et dégradent les protéines intracellulaires.

L'action combinée des perforines et des granzymes se termine par l'arrêt de la production de protéines virales, bactériennes ou parasitaires et par l'apoptose ou la mort cellulaire programmée de la cellule cible.

3- Ils dirigent les mécanismes de mort apoptotique sur les cellules infectées via les interactions Fas / FasL (protéine Fas et son ligand, qui participent à la régulation de la mort cellulaire).

Ce processus se produit grâce à l'expression du ligand FasL à la surface des lymphocytes T activés. La liaison de la protéine Fas (également produite par les lymphocytes T cytotoxiques) et de son récepteur déclenche les cascades d'activation des cystéine protéases appelées caspases, qui interviennent directement dans les processus apoptotiques cellulaires.

Les cellules infectées qui sont "traitées" par les lymphocytes T cytotoxiques sont "nettoyées" par d'autres cellules telles que les phagocytes, qui participent également à la "cicatrisation" des parties mortes ou nécrotiques du tissu.

Activation

Les cellules T cytolytiques sont activées par des cellules dendritiques exprimant des molécules du CMH de classe I chargées en antigène ou marquées. Les cellules dendritiques peuvent exprimer ces antigènes par ingestion directe de cellules intactes ou par ingestion d'antigènes libres.

Une fois que les cellules infectées ou les antigènes sont traités par les cellules dendritiques, ils présentent les antigènes dans le contexte des molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe I ou de classe II.

Au moins trois signaux spécifiques sont nécessaires pour activer et favoriser la multiplication des cellules T cytotoxiques:

- La première chose qui doit se produire est l'interaction entre le récepteur membranaire TCR du lymphocyte T et le CMH lié à l'antigène présenté par les cellules dendritiques.

- Ensuite, une autre classe de lymphocytes, une cellule avec des marqueurs de surface CD28, interagit avec son ligand (B7-1) sur les cellules présentatrices d'antigène et fournit le deuxième signal d'activation.

- Le dernier signal, capable d'initier la prolifération des cellules activées, correspond à la production d'interleukine facteur 12 (IL-12) par les cellules dendritiques.

Ce processus implique également la mobilisation du calcium, la transcription génique, la libération de récepteurs prétraités, l'internalisation des récepteurs de surface, entre autres.

Il est important d'ajouter que les lymphocytes qui sortent du thymus ne sont pas complètement différenciés, car ils doivent être activés et mûrs pour remplir leurs fonctions. Les lymphocytes cytotoxiques «naïfs» ou «naïfs» peuvent reconnaître les antigènes, mais sont incapables de lyser leurs cellules cibles.

Maturation

La maturation des lymphocytes T commence dans le thymus, où ils se développent à partir de ce que certains auteurs ont appelé des lymphocytes pré-T cytotoxiques, qui sont des cellules engagées dans la lignée cellulaire en question, spécifiques d'un antigène étranger particulier.

Ces cellules pré-lymphocytaires expriment les récepteurs marqueurs CD8 typiques des cellules tueuses, mais n'ont pas encore de fonctions cytolytiques. Les pré-lymphocytes ne sont pas abondants dans le sang, mais plutôt dans les tissus infectés ou les tissus «étrangers».

La maturation ou la différenciation des lymphocytes T intervient après leur activation (qui dépend des signaux et événements décrits dans la section précédente) et implique l'obtention de toute la machinerie nécessaire pour acquérir des fonctions cytolytiques.

La première chose qui se produit est la formation de granules cytotoxiques spécifiques, attachés à la région interne de la membrane plasmique et riches en perforines et granzymes.

Ensuite, l'expression de surface de la protéine de liaison Fas (FasL) est déclenchée, et finalement ils acquièrent la capacité d'exprimer des cytokines et d'autres types de protéines qui rempliront des fonctions lors d'événements de lyse cellulaire.

On dit que la maturation des cellules T, après leur activation, se termine par la différenciation de la "cellule effectrice", capable d'exercer les fonctions du lymphocyte cytolytique pour la destruction ou l'élimination des cellules hôtes infectées par des agents extérieurs.

De plus, une partie de la population de lymphocytes T qui s'est multipliée au cours de la différenciation remplit des fonctions de "cellules mémoire", mais celles-ci ont des modèles d'expression différents des récepteurs membranaires qui les distinguent des cellules "naïves" et "effectrices".

Références

1. Abbas, A., Lichtman, A. et Pober, J. (1999). Immunologie cellulaire et moléculaire (3e éd.). Madrid: McGraw-Hill.
2. Andersen, M., Schrama, D., Straten, P. et Becker, J. (2006). Cellules T cytotoxiques. Journal of Investigative Dermatology, 126, 32–41.
3. Barry, M. et Bleackley, RC (2002). Lymphocytes T cytotoxiques: tous les chemins mènent à la mort. Nature Reviews Immunology, 2 (juin), 401–409.
4. Cellules T cytotoxiques. (2012). Dans Immunology for Pharmacy (pp. 162-168). Récupéré de sciencedirect.com
5. Ito, H., et Seishima, M. (2010). Régulation de l'induction et de la fonction des lymphocytes T cytotoxiques par les lymphocytes T tueurs naturels. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 1–8.
6. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M et coll. Immunobiologie: le système immunitaire dans la santé et la maladie. 5e édition. New York: Garland Science; 2001. Cytotoxicité à médiation par les lymphocytes T. Disponible sur: ncbi.nlm.nih.gov
7. Lam Braciale, V. (1998). Lymphocytes T cytotoxiques. Dans Encyclopedia of Immunology (p. 725). Elsevier Ltd.
8. Russell, JH et Ley, TJ (2002). Cytotoxicité à médiation lymphocytaire. Annu. Rev. Immunol., 20, 323-370.
9. Wissinger, E. (nd). Société britannique d'immunologie. Extrait le 25 septembre 2019 de immunology.org