Célula NK

As células NK, células natural killer ou células asasinas naturais son un tipo de linfocitos citotóxicos que son un dos principais compoñentes do sistema inmunitario innato. As células NK son moi importantes na loita contra tumores e na destrución de células infectadas por virus. Matan as outras células liberando o contido de pequenos gránulos citoplasmáticos constituído polas proteínas perforina e grancima, que causan a morte por apoptose (morte celular programada) da célula atacada.
As células NK defínense como grandes linfocitos granulares (LGL) e diferéncianse, xunto cos linfocitos B e T, a partir dunha célula proxenitora linfoide común (linfoblasto). Non expresan os receptores antixénicos TCR típicos das células T nin o marcador Pan T CD3 nin a inmunoglobulina de membrana que funciona como receptor dos linfocitos B, pero xeralmente expresan os marcadores de superficie CD16 (FcγRIII) e CD56 en humanos, e os NK1. 1 ou NK1. 2 en ratos C57BL/6 (unha liña de ratos de laboratorio). Ata o 80% das células NK humanas expresan tamén o CD8.
Denomínanse natural killers ("asasinas naturais") debido á idea inicial de que non requirían activación para matar células que carecesen de marcadores do complexo maior de histocompatibilidade de clase I (CMH I ou, en inglés e máis usado MHC I) propios (do propio corpo).
As células NK son distintas das chamadas células T natural killer ou células NKT. Activación
Debido á súa forte actividade citolítica e a súa potencial auto-reactividade, a actividade das células NK está moi regulada. As células NK deben recibir un sinal de activación, que pode ser de natureza moi variada, os máis importantes destes sinais son os seguintes: Citocinas
As citocinas desempeñan un papel fundamental na activación das células NK. Como son moléculas liberadas en situación de estrés polas células durante as infeccións virais, serven como sinais para as células NK da presenza de virus. Entre as citocinas implicadas na activación das células NK están: IL-12, IL-15, IL-18, IL-2, e CCL5.
Receptor Fc
As células NK, xunto cos macrófagos e outros tipos celulares, expresan o receptor Fc (FcR) (FC-gamma-RIII CD16), un receptor activador que se une ao fragmento Fc dos anticorpos. Isto permite que as células NK tomen como obxectivo do seu ataque a células contra as que se activou unha resposta inmunitaria humoral (anticorpos) e lisen células por citotoxicidade celular dependente de anticorpos (ADCC).
Receptores activadores e inhibidores
Ademais do receptor Fc, as células NK expresan varios receptores máis que serven para activar ou para suprimir a súa actividade citolítica. Estes receptores únense a diversos ligandos da célula obxectivo, tanto endóxenos coma exóxenos, e teñen un importante papel na regulación da resposta da célula NK. Unha clasificación completa dos receptores pode consultarse máis abaixo. Mecanismo
As células NK son citotóxicas. Conteñen gránulos citoplasmáticos con perforina e proteases chamadas grancimas. Ao liberalas moi preto dunha célula programada para a morte, a perforina forma poros na membrana celular da célula obxectivo, creando unha canle acuosa a través da cal poden entrar as grancimas e moléculas asociadas, inducindo a apoptose ou a lise osmótica da célula. A distinción entre apoptose e lise celular é importante en inmunoloxía: lisar unha célula infectada por virus liberaría os virións que había dentro da célula, pero a apoptose causaría a destrución dos virus que estaban no interior da célula.
As células NK actívanse en resposta aos interferóns ou citocinas derivadas de macrófagos. Serven de contención para as infeccións víricas, dando tempo a que a resposta inmunitaria adaptativa xere células T citotóxicas antíxeno-específicas que eliminen a infección. Os pacientes deficientes en células NK son moito máis susceptibles ás primeiras fases da infección polo virus do herpes.
Para que as células NK defendan o corpo das infeccións víricas e outros patóxenos, cómpre que existan mecanismos para determinar se unha célula está infectada ou non. O mecanismo exacto está sendo actualmente obxecto de investigación, pero pénsase que está implicado o recoñecemento da alteración dunha característica propia. Para controlar a súa actividade citotóxica, as células NK posúen dous tipos de receptores de superficie: receptores activadores e receptores inhibitorios. A maioría destes receptores non son exclusivos das células NK e poden estar presentes nalgunhas poboacións de células T.
Estes receptores inhibitorios recoñecen as moléculas do MHC de clase I, o que podería explicar por que as células NK matan a células que posúan baixos niveis de moléculas do MHC de clase I. Esta inhibición é crucial para a función das células NK. As moléculas do MHC de clase I son o principal mecanismo polo cal as células mostran os antíxenos virais ou tumorais ás células T citotóxicas. Unha adaptación evolutiva común para evitar este mecanismo de defensa atopada tanto en microbios intracelulares coma en tumores é que estes causan unha regulación á baixa crónica da expresión das moléculas do MHC I na célula, facendo que a célula alterada sexa irrecoñecible pola inmunidade mediada por células T. Crese que as células NK, á súa vez, evolucionaron como unha resposta a esta adaptación, xa que a perda das moléculas do MHC (que as protexe do ataque das células T citotóxicas) faría que fosen vulnerables á apoptose mediada por células NK. Tipos de receptores
Os tipos de receptores das células NK (algúns inhibitorios e outros activadores) diferéncianse pola estrutura: CD94: NKG2 (heterodímeros). Un receptor da familia de lectinas tipo C, conservado na evolución en roedores e primates e identificado como moléculas MHC I non clásicas (ou tamén non polimórficas) como a HLA-E. A expresión de HLA-E na superficie celular é dependente da presenza dun epitopo peptídico nonámero derivado da secuencia de sinalización das moléculas MHC de clase I clásicas, as cales se xeran pola acción secuencial do encima péptido de sinalización peptidase e do proteasoma. Aínda que é indirecto, este é un modo de examinar os niveis de moléculas HLA clásicas (polimórficas).
Ly49 (homodímeros). Un tipo de receptor da familia das lectinas de tipo C relativamente antigo, que teñen unha presenza multixénica nos ratos, pero os humanos só teñen un Ly49 pseudoxénico, o receptor para as moléculas MHC I clásicas (polimórficas).
KIR (Killer-cell immunoglobulin-like receptors, Receptores similares a inmunoglobulinas das células asasinas). Pertencen a unha familia multixénica de receptores de dominio extracelular similar a inmunoglobulinas que evolucionaron máis recentemente. Están presentes nos primates non humanos. Son os principais receptores tanto para os MHC I clásicos (HLA-A, HLA-B, HLA-C) coma para os non clásicos HLA-G en primates. Algúns KIRs son específicos para certos subtipos de HLA.
ILT ou LIR (leukocyte inhibitory receptors, Receptores inhibidores dos leucocitos). Son membros descubertos recentemente da familia dos receptores das inmunogobulinas.
Os receptores das células NK poden tamén diferenciarse baseándose na súa función. Os receptores de citotoxicidade natural inducen directamente a apoptose ao unirse a ligandos que indican directamente infección nunha célula. Os receptores dependentes de MHC (descritos arriba) utilizan unha vía alternativa para inducir a apoptose nas células infectadas. Historia
Nos primeiros experimentos sobre citotoxicidade mediada por células contra células tumorais, tanto en pacientes cancerosos coma en modelos animais, os investigadores observaron claramente o que se denominou reactividade "natural", é dicir, certas poboacións de células parecían poder lisar células tumorais sen que fosen previamente sensibilizadas a elas. Como estes descubrimentos eran incompatibles co modelo establecido naquel tempo, moitos consideraron inicialmente que estas observacións eran artefactos. Porén, en 1973, a actividade "asasina natural" quedou establecida despois de múltiples experimentos en varias especies de seres vivos, e postulouse a existencia dunha liña especial de células que posuían esta capacidae.
O descubrimento de que un tipo especial de linfocito era o responsable da citotoxicidade "natural" ou espontánea fíxose a comezos da década de 1970 por Rolf Kiessling e Hugh Pross, no rato, e por Hugh Pross e Mikael Jondal nos seres humanos. Os traballos sobre os ratos e os humanos foron levados a cabo baixo a supervisión dos profesores Eva Klein e Hans Wigzell, respectivamente, do Instituto Karolinska, de Estocolmo. As investigacións de Kiessling trataron sobre a capacidade ben caracterizada dos linfocitos T de lisaren células tumorais contra as que foran previamente inmunizados. Pross e Jondal estudaron a citotoxicidade mediada por células no sangue humano normal e o efecto sobre esta citotoxicidade da eliminación de varias células con receptores. Máis tarde, aquel mesmo ano Ronald Herberman publicou datos similares con respecto á natureza da célula efectora no rato.
Os datos humanos foron na súa maior parte confirmados por West et al. utilizando técnicas similares e a mesma liña eritroleucémica como célula obxectivo, a K562. A K562 é moi sensible á lise polas células NK humanas e, durante décadas, o ensaio K56251liberación de cromo foi o ensaio máis comunmente utilizado para detectar a actividade funcional das células NK humanas. O seu uso case universal significou que se podían comparar facilmente os datos experimentais obtidos por diferentes laboratorios de todo o mundo.
Utilizando centrifugación de densidade descontinua e, máis tarde, anticorpos monoclonais, foi mapeada a capacidade de "asasinato natural" (natural killing) no subconxunto dos linfocitos granulares grandes coñecidos hoxe como células NK. A demostración de que os linfocitos granulares grandes illados por gradiente de densidade eran os responsables da actividade de "asasinato natural" nos humanos fixérona Timonen e Saksela en 1980, e foi a primeira vez que as células NK foron visualizadas microscopicamente e foi un gran progreso nese campo.
As células denomináronse "asasinas naturais" pola crenza inicial de que non requirían activación para matar as células que perderan a capacidade de seren recoñecidas como propias (ou "missing-self" recognition). Isto quere dicir que teñen baixos niveis de moléculas do Complexo Maior de Histocompatibilidade de clase I na súa superficie, unha situación que pode producirse debido a infeccións virais, ou en tumores baixo forte presión selectiva das células T asasinas (non confundir coas NK).
Co descubrimento dos receptores de activación case dúas décadas despois do descubrimento dos receptores inhibitorios, estas células seguen levando o nome de NK, aínda que "natural" xa non significa o mesmo. O termo "asasina natural" (natural killer) segue estando xustificado polo seguinte: Teñen unha morfoloxía característica de linfocito citotóxico activado, como gran tamaño, moita aíntese proteica nun extenso retículo endoplasmático rugoso, e presentan gránulos.
O seu estado xa maduro (non requiren moita síntese de proteínas nova nin remodelación antes de empezar a matar células).
A súa actividade asasina rápida observada en células NK acabadas de illar.