Subpoblaciones y polarización de células T cooperadoras (Th1, Th2, Th17, Tfh)

Las células T CD4 vírgenes son funcionalmente no comprometidas; tras la activación, se diferencian en distintas subpoblaciones cooperadoras definidas por factores de transcripción característicos y programas de citocinas. El entorno de citocinas en la fase de cebado las polariza hacia Th1, Th2, Th17, células T cooperadoras foliculares y otros destinos, cada uno adaptado a una clase particular de patógeno y cada uno capaz de contribuir a la inmunopatología cuando se desvía.

Definition

La diferenciación de las subpoblaciones de células T cooperadoras es la polarización, impulsada por antígenos y citocinas, de las células T CD4 vírgenes activadas en linajes funcionalmente especializados —incluyendo Th1, Th2, Th17 y células T cooperadoras foliculares—, cada uno caracterizado por un factor de transcripción que define el linaje y una producción distintiva de citocinas.

Scope

Este tema abarca la diferenciación de las células T cooperadoras CD4 en las principales subpoblaciones efectoras, los factores de transcripción maestros y las citocinas que las definen, y los roles funcionales y la plasticidad de estos linajes. Es una entrada de referencia mecanicista dentro de la inmunidad adaptativa y no es una guía clínica.

Core questions

• ¿Qué señales determinan en qué subpoblación cooperadora se convierte una célula T CD4 virgen?
• ¿Cómo definen los factores de transcripción maestros y las citocinas características cada linaje?
• ¿Contra qué patógenos o tareas inmunitarias se especializa cada subpoblación?
• ¿Cuán fijos o plásticos son los destinos de las células T cooperadoras una vez establecidos?

Key concepts

• Factores de transcripción maestros (T-bet, GATA3, RORgammat, Bcl-6)
• Citocinas características (IFN-gamma, IL-4, IL-17, IL-21)
• Células Th1 e inmunidad mediada por células
• Células Th2 y respuestas a helmintos y alérgenos
• Células Th17 e inmunidad de mucosas/barreras
• Células T cooperadoras foliculares (Tfh) y ayuda a células B
• Polarización impulsada por citocinas
• Plasticidad de linaje

Key theories

Paradigma Th1/Th2

Mosmann y Coffman demostraron que las células T cooperadoras se segregan en subpoblaciones con perfiles de citocinas y funciones efectoras distintos, estableciendo el marco fundacional que posteriormente se extendió a los linajes Th17, Tfh y otros.

Mechanisms

Cuando una célula T CD4 virgen es activada por péptido-MHC y coestimulación, las citocinas presentes en el cebado inducen un factor de transcripción maestro que compromete a la célula a un linaje. Las señales impulsadas por interferón y T-bet promueven las células Th1, que secretan IFN-gamma y apoyan la activación de macrófagos y la defensa contra patógenos intracelulares. La IL-4 y GATA3 promueven las células Th2, que producen IL-4, IL-5 e IL-13 y coordinan las respuestas a helmintos y la inflamación alérgica. Una combinación de factor de crecimiento transformante-beta con IL-6 y RORgammat dirige la diferenciación de Th17, generando células productoras de IL-17 importantes en las barreras mucosas. Bcl-6 especifica las células T cooperadoras foliculares, que proporcionan IL-21 y CD40-ligando para ayudar a las células B en los centros germinales. Estos programas pueden mostrar plasticidad, interconvirtiéndose bajo condiciones alteradas de citocinas en lugar de ser estrictamente irreversibles [mosmann-coffman-1989][murphy-reiner-2002][zhu-paul-2008][crotty-2014].

Clinical relevance

La polarización de las células T cooperadoras moldea el carácter de las respuestas inmunitarias en infecciones, alergias, autoinmunidad e inflamación crónica, y los desequilibrios en las subpoblaciones están implicados en muchas enfermedades inmunomediadas. El contenido aquí describe la biología con fines de referencia y educación y no constituye una base para el diagnóstico o tratamiento de ningún individuo.

History

La descripción de Mosmann y Coffman en 1989 de los distintos patrones de citocinas Th1 y Th2 en las células T cooperadoras de ratón impulsó el estudio moderno de la especialización de las células cooperadoras. El marco se amplió posteriormente con el descubrimiento de las células Th17 como un linaje separado y de las células T cooperadoras foliculares como los principales proveedores de ayuda a las células B, ampliando el modelo original de dos subpoblaciones a un mapa más rico de la diferenciación de CD4 [mosmann-coffman-1989][zhu-paul-2008][crotty-2014].

Debates

¿Cuán estables son los linajes de células T cooperadoras?

Los modelos iniciales trataban las subpoblaciones como comprometidas de forma terminal, pero la evidencia de plasticidad —células que adquieren características de otros linajes bajo condiciones cambiantes de citocinas— ha impulsado una visión más flexible de la identidad de las células cooperadoras.

Key figures

• Tim Mosmann
• Robert Coffman
• Kenneth Murphy
• Shane Crotty
• William Paul

Seminal works

• mosmann-coffman-1989
• murphy-reiner-2002
• crotty-2014

Frequently asked questions

¿Qué determina en qué subpoblación de células T cooperadoras se convierte una célula T CD4?

Las citocinas presentes cuando la célula T CD4 virgen se activa inducen un factor de transcripción que define el linaje; por ejemplo, las señales de interferón favorecen Th1, la IL-4 favorece Th2 y una combinación de TGF-beta con IL-6 favorece Th17.

¿Qué hacen las células T cooperadoras foliculares?

Las células T cooperadoras foliculares se especializan en ayudar a las células B: se localizan en los centros germinales y proporcionan señales como IL-21 y ligando CD40 que apoyan la maduración de la afinidad de los anticuerpos y la generación de respuestas de anticuerpos de alta calidad.