Linfocitos NK (inmunologia)

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Irma F Agrela 
 
CAPITULO 12 
 
LINFOCITOS CITOLÍTICOS NATURALES 
Entre los mecanismos efectores de la inmunidad innata figuran un grupo de células 
originadas en la médula ósea, morfológicamente homologas a los linfocitos 
mediadores de la inmunidad adaptativa. Este grupo de células se conocen 
colectivamente como células linfocíticas innatas (ILC del inglés, innate lymphoid cells). 
Estas células no expresan los receptores antigénicos de los linfocitos T y B, no sufren 
reordenamiento de sus genes y realizan sus funciones efectoras sin expansión clonal, 
ni diferenciación; estas características ubican a este grupo de células en la inmunidad 
innata. Además de compartir con los linfocitos T y B su morfología estas células 
producen y secretan citocinas; de hecho se reconocen tres subpoblaciones que se 
distingue por el perfil de citocinas que produce. Una de esas subpoblaciones (ILC-1) 
incluye a los linfocitos citolíticos naturales o también conocidas como células 
asesinas naturales. 
 
Características generales de los linfocitos citolíticos naturales 
Al igual que los linfocitos T citolíticos, los linfocitos citolíticos naturales (linfocitos NK) 
matan células infectadas; pero a diferencia de los linfocitos T citolíticos no requieren 
proliferación, ni diferenciación; proceso indispensable para la puesta en marcha de las 
funciones efectoras de los linfocitos T citolíticos y que requiere de varios días; por ello 
estas células se describen como “asesinas naturales”. La actividad citolítica de los 
linfocitos NK tampoco requiere una exposición previa al antígeno o sensibilización. 
Los linfocitos NK se forman en la médula ósea a partir del mismo precursor que da 
origen a los linfocitos T, su proliferación es estimulada por la IL-12 y la IL-15. Una vez 
maduras estas células son activadas por varias citocinas que incluyen el interferon 
tipo I, la IL-2, IL-15, IL-12 e IL-18. Durante las primeras etapas de los procesos 
infecciosos citocinas secretadas por monocitos, macrófago y células dendríticas como 
la IL-12 y la IL-18 promueven las funciones efectoras de los linfocitos NK mientras que 
la acción conjunta de las citocinas y quimiocinas induce el reclutamiento de los 
linfocitos NK en los focos infecciosos, donde contribuyen a la defensa del anfitrión. 
Los linfocitos NK representan aproximadamente 15% del total de los linfocitos 
sanguíneos y el bazo. Son poco frecuentes en los ganglios linfáticos y en la linfa pero 
se concentran en órganos como el hígado, la piel, los pulmones, los intestinos. 
También se encuentran en un número importe en el útero grávido donde protegen al 
feto de la respuesta inmunitaria de la madre. 
 
En frotis de sangre periférica, se observan un poco más grandes que el resto de los 
linfocitos sanguíneos y con numerosos gránulos citoplasmátios, por ello, 
anteriormente se les conocía como linfocitos granulosos grandes. A diferencia de 
los linfocitos B y T, los linfocitos NK no expresan ni inmunoglobulina de membrana, ni 
heterodímero α/β o heterodímero λ/δ; por ello también se les conoce como células 
nulas (ni T, ni B). 
Bajo ciertas circunstancias clínicas, se hace necesario la identificación y cuantificación 
de los linfocitos NK; esto es posible gracias al hecho de que los linfocitos NK expresan 
CD56 pero carecen de CD3 y de CD4, además los linfocitos NK expresan CD16, el 
receptor para Fc de la IgG (FcRγRIII). La mitad de los linfocitos NK expresan una 
variante de la molécula CD8 compuesta por dos cadenas idénticas (es un 
homodímero), esta variante es diferente a la molécula CD8 expresada por la mayoría 
de los linfocitos CD8+ en los que se expresa como un heterodímero formado por dos 
cadenas de aminoácidos diferentes (ver capitulo 9). 
 
Los linfocitos NK pueden ser clasificados en una de dos subpoblaciones, en función 
con la cantidad de moléculas CD56 que expresan (Figura 12-1). En la mayoría de los 
linfocitos NK de sangre periférica la expresión de CD56 es débil [CD56dim (del inglés, 
dim, que significa expresión débil)] mientras que la molécula CD16 se expresa en 
forma abundante [CD16bright (del inglés, bright, que significa expresión alta)]. Los 
linfocitos NK de los ganglios linfáticos expresan abundantemente la molécula CD56 
pero no expresan la molécula CD16 (CD56 bright CD16-). Además de las diferencias 
señaladas en relación con su distribución ambas subpoblaciones cumplen funciones 
efectoras diferentes: a) las CD56dim cumplen funciones citolíticas y b) las CD56bright 
son células secretoras de citocinas. 
 
Figura 12-1. Marcadores fenotípicos de los linfocitos NK. Para cuantificar los linfocitos 
NK y sus subpoblaciones se emplea la técnica conocida como citometría de flujo. Esta 
técnica se fundamenta en el uso de anticuerpos monoclonales para detectar moléculas 
específicas presentes en superficie celular. Es ampliamente utilizada gracias a su 
precisión, reproducibilidad y rapidez. 
 
Los linfocitos NK destruyen células infectadas y secretan citocinas 
La función más destacada de los linfocitos NK es la destrucción de células infectadas 
por virus y ciertas bacterias que replican en el interior de las células (Figura 12-2). 
Durante las primeras etapas de una infección, los linfocitos NK se expanden e 
incrementan su actividad citolítica gracias a la acción de citocinas de la inmunidad 
innata como IL-12 y la IL-15, producidas macrófagos y células dendríticas. Esta 
función es de vital importancia pues permite controlar el proceso infeccioso mientras 
los linfocitos T citolíticos se diferencien y adquieren actividad citolítica. 
 
 
Figura 12-2. Función de los linfocitos NK. Los linfocitos NK reconocen ligandos en la 
superficie de las células infectadas, neotransformadas o estresadas lo que pone en 
marcha los mecanismos citolíticos mediados por los linfocitos NK que conducen a la 
muerte por apoptosis de estas células, esto permite controlar la infección mientras se 
diferencian y activan los linfocitos T citolíticos 
 
Así mismo, los linfocitos NK son capaces de destruir algunas células tumorales, en 
especial aquellas de origen hematopoyético. De hecho, una estrategia en el 
tratamiento de pacientes con cáncer consiste en la transferencia de células 
inmunitarias cultivadas in vitro y que tienen reactividad antitumoral; en muchos casos, 
las células a transferir deben expandirse a partir de los linfocitos del paciente portador 
del tumor. Este procedimiento se describe en la literatura especializada como 
tratamiento celular adoptivo. Uno de los protocolos utilizados consiste en extraer 
leucocitos de la sangre periférica del paciente con el tumor, cultivar las células junto 
con concentraciones elevadas de IL-2 e inyectarlas nuevamente al paciente. El 
tratamiento in vitro de los leucocitos y particularmente de los linfocitos procedentes del 
paciente afectado con el tumor usando altas concentraciones de IL-2 hace que los 
linfocitos NK se diferencien en células LAK (del inglés, limphokine-activated killer 
cells). Las células LAK presentan una actividad citolítica potenciada y una amplia 
especificidad de objetivos. En la práctica clínica, este tratamiento ha estado limitado a 
casos avanzados de tumores metastásicos y frecuentemente se combinado con la 
administración sistémica de IL-2 o de fármacos quimioterapéuticos; se estima que la 
tasa de éxito es de 30% de los pacientes tratados. 
 
Además de su actividad citolítica, los linfocitos NK producen y secretan citocinas. En 
respuesta a la IL-12, los linfocitos NK secretan IFN-
de los macrófagos, esto incrementa la actividad microbicida y la secreción de citocinas 
por parte de los fagocitos (Figura 12-3). Además, de manera indirecta, los linfocitos 
NK promueven la diferenciación de los linfocitos T CD4+ a TH1 (vía IL-12), células 
muy importantes durante el desarrollo de respuestas inmunitarias de tipo celular 
(capítulo 16). Por otra parte, los linfocitos NK secretan FNT una importante citocina 
proinflamatoria que favorece el reclutamiento de leucocitosa los focos de infección, 
adicionalmente, los linfocitos NK secretan FEC-GM que estimula la formación de 
neutrófilos en la médula ósea. La secreción de FNT y FEC-GM incrementa el número 
de leucocitos disponibles en los focos infecciosos. 
 
 
Figura 12-3. Función de los linfocitos NK. Los linfocitos NK son una fuente importante 
de INF-γ, esta citocina incrementa la actividad microbicida de los fagocitos que conduce a 
la muerte de los microorganismos ingeridos. Adicionalmente, la IL-12 es un fuerte inductor 
de la diferenciación de los linfocitos T CD4+ a TH1, los principales mediadores de la 
inmunidad celular. 
 
Ciertas células son blanco de la acción de los linfocitos NK 
Debido a que los linfocitos NK poseen la molécula CD16, reconocen células que están 
revestidas por anticuerpos. Muchas células infectadas y muchas células tumorales 
expresan antígenos que inducen la producción de anticuerpos, si estos anticuerpos 
son de clase IgG, particularmente de las subclases IgG1 e IgG3; el Fc de los 
anticuerpos puede ser reconocido por el receptor para el Fc de la IgG o CD16 
(FcRγRIII) lo que inducirá la activación de los linfocitos NK y conducirá a la 
destrucción de la célula sobre la cual se depositaron los anticuerpos (Figura 12-4). 
Esta función de los anticuerpos se conoce como citotoxicidad celular dependiente 
de anticuerpos (CCDA) (capítulo 15). 
 
Figura 12-4. Células revestidas de anticuerpos son blanco de acción de los 
linfocitos NK. Los linfocitos NK reconocen células cubiertas por anticuerpos de clase IgG 
mediante el receptor FcγRIIIA (CD16). La unión del CD16 a su ligando pone en marchas 
señales intracelular que conducen a la activación de los linfocitos NK. Este fenómeno se 
conoce como citotoxicidad celular dependiente de anticuerpo. 
 
Los linfocitos NK tienen acción citocilítica frente a células que no expresan moléculas 
de CPH de clase I. Como se mencionó en el capítulo 5 casi todas las células 
nucleadas expresan moléculas del CPH de clase I; sin embargo, ciertos 
microorganismo entre ellos varios virus tiene la capacidad de inhibir la expresión de 
moléculas de clase I. Esta es una estrategia de los virus y ciertas bacterias 
intracelulares para evadir la acción de los linfocitos T citolíticos. De igual manera, 
muchos tumores en especial aquellos de origen hematológico son blanco de los 
linfocitos NK; ya que frecuentemente, expresan muy pocas moléculas de clase I o 
expresan moléculas del CPH diferentes. 
 
Los linfocitos NK circulan constantemente a través del organismo, durante su 
recorrido revisan las diferentes células corporales e interpretan la presencia de 
moléculas de clase I como signo de lo propio y normal, pero por el contrario, la 
ausencia de estas moléculas es interpretado por los linfocitos NK como índice de 
infección o estrés. Aquellas células que son reconocidas como infectadas o 
estresadas son destruidas gracias a la capacidad citolítica de los linfocitos NK (Figura 
12-5). Podría decirse que, las moléculas de clase I son similares a “un carnet de 
identificación, aquellos que no poseen el carnet son invitados a salir”. La capacidad de 
los linfocitos NK de activarse por células del anfitrión que carecen de moléculas de 
clase I se describe como “pérdida del reconocimiento de lo propio”. 
 
Figura 12-5. Pérdida del reconocimiento de lo propio. Los linfocitos NK recorren el 
organismo evaluando la presencia de moléculas del CPH de clase I (que normalmente se 
expresan en casi todas las células nucleadas). La pérdida de la señal inhibitoria mediada 
por las moléculas del CPH de clase I conduce a la activación de los linfocitos NK y la 
apoptosis de la células infectadas, neotransformadas o estresadas. La acción de los 
linfocitos NK es de vital importancia en la defensa frente a microorganismos intracelulares 
como los virus. No obstante, algunos microorganimos como los citomegalovirus son 
capaces de “falsificar el carnet” pues poseen un gen que codifica una molécula similar a la 
molécula CPH de clase I (UL18), con lo que “engañan” a los linfocitos NK y burlan el 
sistema inmunitario. 
Los linfocitos NK poseen dos tipos de receptores 
Los linfocitos NK diferencian a las células infectadas y estresadas de aquellas que no 
lo están gracias a una serie de receptores presentes en su membrana plasmática; 
estos receptores pueden ser agrupados en dos categorías: a) los receptores 
activadores y b) los receptores inhibidores. Los receptores inhibidores generan 
señales que mantienen al linfocito NK en reposo; sin secretar citocinas ni “destruir” 
células; por el contrario, los receptores activadores disparan señales intracelulares 
que conducen a la activación de los linfocitos NK y la puesta en marcha de sus 
funciones efectoras. 
La activación de los linfocitos NK está regulada por un equilibrio entre las señales que 
se generan a partir de los receptores activadores y los receptores inhibidores. En 
otras palabras, si las señales generadas por los receptores inhibidores superan las 
señales procedentes de los receptores activadores el linfocito NK no se activará pero 
si por el contrario, las señales generadas a partir de los receptores de activación 
superan las señales procedentes de los receptores de inhibición la célula se activará y 
se podrán en marcha las funciones efectoras de los linfocitos NK. 
Varias moléculas de superficie han sido señaladas entre los receptores activadores de 
los linfocitos NK (Cuadro 12-1) entre ellos debemos mencionar a la molécula CD16 
CCDA. Otros receptores activadores de los linfocitos NK forman parte de la familia de 
receptores denominados receptores tipo inmunoglobulínicos de células asesinas o 
receptores KIR (KIR del inglés, killer cell immunoglobulin (Ig)-like receptors) como 
KIR2DS y KIR3DS, llamados así porque poseen un dominio estructural llamado 
pliegue de Ig y por lo tanto forman parte de la superfamilia de las inmunoglobulinas. 
 
Los genes que codifican para los receptores KIR son polimórficos y cada uno de 
nosotros hereda un grupo particular de genes KIR (es decir existen diferentes alelos 
para los genes KIR en la población humana) algunos alelos se asocian a una mayor 
proclividad a algunas enfermedades, incluidos el aborto espontáneo y la uveítis. 
 
Cuadro 12-1. Receptores activadores de los linfocitos NK 
Receptores activadores 
(Ejemplos) 
Ligandos de los receptores 
activadores 
KIR (KIR2DS, KIR3DS) Ligandos codificados por 
microorganismos 
Lectinas tipo C (NKG2C/CD94 
NKG2E/CD94 ) 
Ligandos codificados por 
microorganismos 
Lectina tipo C (NKG2D) MIC-A, MIC-B, ULBP 
NCR (NKp30, NKp44, NKp46) Hemaglutininas víricas asociadas 
HLA-B 
CD16 Fc de la IgG* 
*depositada sobre las células 
 
El tercer grupo de receptores activadores de los linfocitos NK pertenecen a las 
lectinas tipo C, entre los que se menciona los heterodímeros NKG2C y NKG2E 
ambas asociadas a la molécula CD94 y la molécula NKG2D que a diferencia de los 
dos anteriores no está asociado a CD94 (es un homodímero). Finalmente, se debe 
mencionar entre los receptores activadores a los receptores de citotoxicidad 
natural (NCR del inglés, natural citotoxicity receptors) entre los que se incluyen los 
receptores NKp30, NKp44 y NKp46. Los ligandos de estos receptores no se conocen 
totalmente; sin embargo, es claro que este grupo de receptores reconocen moléculas 
del CPH no clásicas como las moléculas MIC-A y MIC-B que se expresan en la 
superficie de células infectadas por virus y ciertas células tumorales. Pese a la 
heterogeneidad estructural de estas molécula e independientemente de los ligandos 
que reconocen, los receptores activadores están asociadas a moléculas de 
señalización (FcεRIγ, δ, DAP12) que contienen motivos ITAM (ITAM del inglés, 
immunoreceptor tyrosine-based activation motifs): Tal como se describió en el capítulo 
8, cuando estos receptores se agrupa por la unión a sus lingandos, los residuos 
tirosinade los ITAM se fosforilan por la acción de tirosinas cinasas (PTK) y esto 
conduce a la activación de los linfocitos NK y la puesta en marcha de sus funciones 
efectoras. 
Los receptores inhibidores reconocen moléculas del CPH de clase I o la molécula 
HLA-E (la molécula HLA-E muestra péptidos derivados de las moléculas de clase I). 
Estos receptores pertenecen a tres familias de receptores: los receptores KIR como 
las moléculas KIR2DL y KIR3DL, los receptores tipo lectina C asociados a CD94 
como la molécula NKG2A/CD94 y los receptores tipo Ig de leucocitos (LIR del 
inglés, leukocyte Ig-like receptors) (Cuadro 12-2). Los receptores inhibidores se 
caracterizan por presentar a nivel de sus colas citoplasmáticas motivos de inhibición 
del inmunoreceptor vía tirosina o motivos ITIM (ITIM del inglés, immunoreceptor 
tyrosine-based inhibition motifs). 
Cuadro 12-2. Receptores inhibidores de los linfocitos NK 
Receptores inhibidores 
(Ejemplos) 
Ligandos de los receptores 
inhbidores 
KIR (KIR2DL y KIR3DL) Alelos HLA-C, A 
Lectinas tipo C (NKG2A/CD94 ) HLA-E 
LIR HLA-A, B, C, UL18 
Note que entre los receptores KIR y las lectinas tipo C pueden haber receptores 
activadores e inhibidores. No obstante, los receptores activadores tienen ITAM mientras 
que los que poseen ITIM inhiben al linfocito NK. 
Los motivos ITIM corresponden a una región peptídica conservada ya que no es 
exclusiva de los receptores inhibidores de los linfocitos NK sino que están presentes 
en la cola citoplasmática de otros receptores inhibidores de las células del sistema 
inmunitario como el receptor FcγRII (o CD32) de las células B. Los motivos ITIM están 
compuestos por la secuencia Isoleucina-X-Tirosina-X-X-Leucina. El agrupamiento de 
los receptores inhibidores, conduce a la fosforilación de los residuos tirosina presente 
en los ITIM, esto provoca el reclutamiento y la activación de proteínas tirosina 
fosfatasas (PTP) las cuales eliminan grupos fosfatos de los residuos tirosina de los 
ITAM presentes en los receptores activadores. El resultado final es el bloqueo de las 
señales activadoras generadas a partir de los receptores activadores. 
 
Las células diana que expresan el alelo del CPH de clase I apropiado o niveles 
adecuados de estas moléculas, son capaces de transmitir señales a los linfocitos NK 
a través de los receptores inhibidores como el KIR o la lectina inhibidora y evitar la 
activación de los linfocitos NK. No obstante, cuando las células pierden la capacidad 
de expresar moléculas del CPH de clase I, tal como ocurre durante una infección viral, 
la neotranformación o el estrés celular, la señal inhibitoria desaparece o queda 
reducida, de tal forma que la balanza se inclina hacia las señales activadoras; en este 
caso, los receptores activadores actúan sin oposición y provocan la lisis de la célula 
diana (Figura 12-6). 
 
Figura 12-6. Función de los receptores inhibidores y activadores. La activación de los 
linfocitos NK depende del equilibrio entre las señales que proceden de los receptores de 
activadores e inhibidores. (A) Cuando los receptores inhibidores se unen a sus ligandos 
las tirosinas fosfatasas (PTP) son reclutadas y éstas secuestran los grupos fosfatos de los 
receptores activadores. (B y C) Pero cuando los ligandos de receptores inhibidores no se 
expresan en la superficie de las células diana o la cantidad de ligandos de los receptores 
activadores presentes en las células diana son elevadas los receptores activadores 
actúan sin oposición y los linfocitos NK se activan. 
Los mecanismos por medio de los cuales los linfocitos NK ocasionan la muerte 
de las células diana son similares a los usados por los linfocitos citolíticos 
Después de su activación, los linfocitos NK liberan proteínas mediadoras de muerte 
en la membrana plasmática de la célula diana mediante la exocitosis de sus gránulos 
(Figura 12-7). 
 
Figura 12-7. Muerte de la célula diana. (A) La activación de los linfocitos NK provoca la 
exocitosis de los gránulos en los cuales la perforina y la granzima forman un complejo 
estable con la serglicina. El complejo es endocitado por la célula diana; la perforina 
desestabiliza la membrana endosómica lo que facilita la salida de la granzima al 
citoplasma de la célula diana. La granzima activa enzimas caspasas que conducen a la 
apoptosis de la célula. (B) La interacción del FasL expresado en los linfocitos NK y Fas, 
expresado en la célula diana, induce la apoptosis de la célula diana. 
Una de las proteínas almacenadas en los gránulos de los linfocitos NK es la 
perforina. Esta proteína es homologa al C9 del sistema de complemento y tiene la 
propiedad de desestabilizar membranas mediante la formación de poros, estos poros 
facilitan la entrada de otras proteínas de los gránulos de los linfocitos NK al citoplasma 
de la célula diana como las granzimas que son enzimas que inician las cascadas que 
conducen a la muerte por apoptosis de la célula diana. Durante la exocitosis de los 
gránulos de los linfocitos NK, la granzima y la perforina forman un complejo estable 
con serglicina (otra proteína presente en los gránulos de los linfocitos NK) que actúa 
como proteína transportadora. El complejo formado por perforina, granzimas y 
serglicina es liberado en la zona de contacto entre ambas células y es endocitado por 
la célula diana, lo que conduce a la formación de una vacuola endocítica en donde el 
complejo queda retenido. La perforina polimeriza en la membrana de la vacuola 
endocítica dando origen a poros que permiten la salida de las granzimas y una vez en 
el citoplasma, la grazima activa el sistema de caspasas que conduce a la muerte por 
apoptosis de la célula diana. 
 
Otro mecanismo de la citolisis mediada por linfocitos NK involucra la molécula Fas 
expresado por la célula diana y su ligando (Figura 12-7), el FasL expresado en la 
membrana de los linfocitos NK activados. La interacción Fas-FasL conduce a la 
apoptosis de la célula infectada.