Paměťové T lymfocyty

1. Po setkání naivního T lymfocytu(N) s antigenem dochází k aktivaci a proliferaci do mnoha klonů. 2. Některé z těchto buněk se stávají efektorovými lymfocyty(E) a ihned plní svoji primární funkci, tedy ničení patogenů v těle. 3 Menšina z těchto klonů se pak stává paměťovými lymfocyty(M), které jsou dormantní až do své reaktivace opětovným setkáním s antigenem.

Paměťové T lymfocyty jsou podskupinou T lymfocytů, které už v minulosti narazily a odpověděly na antigen specifický pro jejich TCR; často se také používá termín antigenně zkušený T lymfocyt. Takové buňky jsou schopny rozpoznat a reagovat na cizorodé organismy snažící se proniknout do těla, jako jsou bakterie nebo viry, ale i rakovinné buňky. Paměťové T lymfocyty se stávají "zkušenými" setkáním s antigenem během minulé infekce, vakcinace, nebo při setkání s rakovinnými buňkami. Během druhého setkání s antigenem jsou paměťové T lymfocyty schopny začít rychle se množit a vyvolat silnou a rychlou imunitní odpověď, znatelně silnější než při prvním proniknutí cizorodého organismu do těla. Toto chování T lymfocytů umožňuje pomocí proliferačních testů zjistit vystavení těla různým specifickým antigenům.

Subpopulace

Dříve se předpokládalo, že všechny paměťové T lymfocyty patří buď do efektorového, nebo centrálního paměťového subtypu, dělitelné podle povrchových molekul.^[1] Následně však byla objevena řada dalších populací paměťových T lymfocytů, mezi které patří tissue-resident paměťové buňky(T_RM), kmenové paměťové buňky(T_SCM) a virtuální paměťové buňky(T_VM). Společnou vlastností všech subpopulací je, že jsou dlouho žijící a schopné po vystavení relevantnímu antigenu rychle se dělit a diferencovat do efektorových T lymfocytů. Tímto mechanismem poskytují imunitnímu systému "paměť" proti všem relevantním patogenům, se kterými mají předchozí zkušenost. Paměťové T lymfocyty mohou být buď CD4+ nebo CD8+ a obvykle exprimují CD45RO a naopak nemají CD45RA(CD45RO+ CD45RA-).^[2]

Subpopulace paměťových T lymfocytů :

• Centrální paměťové T lymfocyty(T_CM) exprimují CD45RO, CCR7 a L-selektin (CD62L). Tyto buňky také exprimují CD44, ovšem ne uniformně a dosahují střední až vysoké exprese této molekuly. T_CM buňky jsou nejběžněji přítomné v lymfatických uzlinách a v periferním oběhu.
• Efektorové paměťové T lymfocyty (T_EM) exprimují CD45RO, ale postrádají expresi CCR7 a L-selektinu. Stějně jako T_CM exprimují také CD44. Tyto buňky postrádají navádění do lymfatických uzlin a jsou tedy nalézány v periferním oběhu a tkáních.^[3] Podskupinou v rámci T_EM buněk jsou T_EMRA buňky, jež se od nich liší opětovnou expresí molekuly CD45RA, která je obvykle přítomna na naivních T lymfocytech.^[4]
• Tissue-resident paměťové T lymfocyty (T_RM) se nálezají ve tkáních (kůže, plíce, trávicí trakt, atd.) aniž by cirkulovaly v oběhu. Nejvýznamnější marker spojovaný s T_RM je integrin αEβ7. Předpokláda se, že tyto buňky hrají klíčovou roli v imunitě proti patogenům, jejich nesprávná funkce je spojována s autoimunitními onemocněními jako je psoriáza, revmatická artritida nebo chronické střevní záněty.^[5][6] Pro T_RM je specifické, že exprimují 20krát až 30krát více než normální T lymfocyty ty geny, které se účastní metabolismu lipidů.^[6]
• Virtuální paměťové T lymfocyty (T_VM) se liší od ostatních paměťových T lymfocytů tím, že nepochází ze silné klonální expanze jako ostatní paměťové T lymfocyty. Tudíž, ačkoli jsou T_VM lymfocyty přítomny v relativně velkém množství, jednotlivé klony jsou přítomny pouze v relativně malých počtech; jedno z vysvětlení pro tento úkaz je možnost, že tyto buňky vznikají homeostatickým dělením T lymfocytů. Ačkoli virtuální paměťové CD8 T lymfocyty byly popsány jako první^[7], nyní je známo, že existují i CD4 T lymfocyty.^[8]

Kromě výše uvedených subpopulací byly navrženy mnohé další, z nichž nejvýznamnější jsou kmenové paměťové T lymfocyty(T_SCM). Jako naivní T lymfocyty, T_SCM lymfocyty jsou CD45RP-, CCR+, CD45RA+, L-selektin+, CD28+ a IL-7Ralfa+, ale také exprimují velké množství CD95, IL-2Rbeta, CXCR3 a LFA-1 a jsou schopny funkčních atributů, které jsou vlastní paměťovým buňkám.^[9]

Funkce

Antigenně-specifické paměťové T lymfocyty proti virům a mikrobiálním molekulám mohom být nalezeny jak mezi T_CM, tak i T_EM subpopulacemi. Ačkoliv většina informací je založena na pozorováním CD8 paměťových T lymfocytů, podobné populace se zdají existovat jak u CD4 T lymfocytů, tak i CD8 T lymfocytů. Primární funkcí paměťových lymfocytů je umožnění silnější a rychlejší odpovědi imunitního systému v případě opětovného setkání s patogenem. Je nutné brát v potaz nedostatečné prozkoumání všech těchto populací, některé informace zatím nejsou dostupné a jsou předmětem bádání.

• T_CM : T_CM lymfocyty mají některé vlastnosti společné s kmenovými buňkami, nejvýznamnější z nich je schopnost samostatně doplňovat svoje počty a to díky vysoké úrovni fosforylace klíčového transkripčního faktoru STAT5. V myších se T_CM lymfocyty ukázaly jako schopnější poskytnout ochranu proti virům^[10], bakteriím^[10] a rakovinným buňkám^[11] v několika ruzných modelových systémech ve srovnání s T_EM lymfocyty.
• T_EM : T_EM lymfocyty se primárně účastní cytotoxické aktivity CD8 T lymfocytů a to jak klasické T_EM, tak i T_EMRA.^[12]
• T_RM : Jelikož jsou T_RM přítomny v epitelech a dalších bariérách, jejich hlavní funkce je rychlá kontrola infekce, která pronikla přes takovou bariéru. Jedním z mechanismů, kterým T_RM brání patogenům v infekci, je sekrece granzymu B.^[13][5]
• T_SCM : Tyto lymfocyty jsou schopny samostatně se obnovovat jako T_CM a zároveň jsou schopny generovat T_CM a T_EM subpopulace.^[9] Přítomnost této populace u lidí je v této době předmětem zkoumání.
• T_VM : U T_VM je v tuto chvíle funkce nejasná, kromě produkce řady cytokinů^[14][15], ale existují spekulace o jejich funkci při potlačování nežádoucích imunitních stavů a jejich potenciálnímu využití při léčení autoimunitních onemocnění.^[16]

Reference

1. SALLUSTO, Federica; LENIG, Danielle; FÖRSTER, Reinhold. Two subsets of memory T lymphocytes with distinct homing potentials and effector functions. Nature. 1999-10, roč. 401, čís. 6754, s. 708–712. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/44385. (anglicky) 
2. AKBAR, A. N.; TERRY, L.; TIMMS, A. Loss of CD45R and gain of UCHL1 reactivity is a feature of primed T cells. Journal of Immunology (Baltimore, Md.: 1950). 1988-04-01, roč. 140, čís. 7, s. 2171–2178. PMID: 2965180. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 0022-1767. PMID 2965180. 
3. WILLINGER, Tim; FREEMAN, Tom; HASEGAWA, Hitoshi. Molecular Signatures Distinguish Human Central Memory from Effector Memory CD8 T Cell Subsets. The Journal of Immunology. 2005-11-01, roč. 175, čís. 9, s. 5895–5903. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 0022-1767. doi:10.4049/jimmunol.175.9.5895. (anglicky) 
4. KOCH, Sven; LARBI, Anis; DERHOVANESSIAN, Evelyna. Multiparameter flow cytometric analysis of CD4 and CD8 T cell subsets in young and old people. Immunity & Ageing. 2008, roč. 5, čís. 1, s. 6. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 1742-4933. doi:10.1186/1742-4933-5-6. PMID 18657274. (anglicky) 
5. SHIN, Haina; IWASAKI, Akiko. Tissue-resident memory T cells. Immunological Reviews. 2013-9, roč. 255, čís. 1, s. 165–181. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. doi:10.1111/imr.12087. PMID 23947354. (anglicky) 
6. Study highlights possible Achilles' heel in key immune memory cells. medicalxpress.com [online]. [cit. 2019-08-31]. Dostupné online. (anglicky) 
7. LEE, You Jeong; JAMESON, Stephen C.; HOGQUIST, Kristin A. Alternative memory in the CD8 T cell lineage. Trends in Immunology. 2011-2, roč. 32, čís. 2, s. 50–56. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. doi:10.1016/j.it.2010.12.004. PMID 21288770. (anglicky) 
8. MARUSINA, Alina I.; ONO, Yoko; MERLEEV, Alexander A. CD4+ virtual memory: Antigen-inexperienced T cells reside in the naïve, regulatory, and memory T cell compartments at similar frequencies, implications for autoimmunity. Journal of Autoimmunity. 2017-2, roč. 77, s. 76–88. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. doi:10.1016/j.jaut.2016.11.001. PMID 27894837. (anglicky) 
9. GATTINONI, Luca; LUGLI, Enrico; JI, Yun. A human memory T cell subset with stem cell–like properties. Nature Medicine. 2011-10, roč. 17, čís. 10, s. 1290–1297. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 1078-8956. doi:10.1038/nm.2446. PMID 21926977. (anglicky) 
10. WHERRY, E. John; TEICHGRÄBER, Volker; BECKER, Todd C. Lineage relationship and protective immunity of memory CD8 T cell subsets. Nature Immunology. 2003-3, roč. 4, čís. 3, s. 225–234. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 1529-2908. doi:10.1038/ni889. (anglicky) 
11. KLEBANOFF, C. A.; GATTINONI, L.; TORABI-PARIZI, P. Central memory self/tumor-reactive CD8+ T cells confer superior antitumor immunity compared with effector memory T cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2005-07-05, roč. 102, čís. 27, s. 9571–9576. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 0027-8424. doi:10.1073/pnas.0503726102. PMID 15980149. (anglicky) 
12. FARBER, Donna L.; YUDANIN, Naomi A.; RESTIFO, Nicholas P. Human memory T cells: generation, compartmentalization and homeostasis. Nature Reviews Immunology. 2014-1, roč. 14, čís. 1, s. 24–35. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 1474-1733. doi:10.1038/nri3567. PMID 24336101. (anglicky) 
13. GEBHARDT, Thomas; WAKIM, Linda M; EIDSMO, Liv. Memory T cells in nonlymphoid tissue that provide enhanced local immunity during infection with herpes simplex virus. Nature Immunology. 2009-5, roč. 10, čís. 5, s. 524–530. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 1529-2908. doi:10.1038/ni.1718. (anglicky) 
14. WHITE, Jason T.; CROSS, Eric W.; KEDL, Ross M. Antigen-inexperienced memory CD8+ T cells: where they come from and why we need them. Nature Reviews Immunology. 2017-6, roč. 17, čís. 6, s. 391–400. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 1474-1733. doi:10.1038/nri.2017.34. PMID 28480897. (anglicky) 
15. LEE, J.-Y.; HAMILTON, S. E.; AKUE, A. D. Virtual memory CD8 T cells display unique functional properties. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2013-08-13, roč. 110, čís. 33, s. 13498–13503. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 0027-8424. doi:10.1073/pnas.1307572110. PMID 23898211. (anglicky) 
16. DROBEK, Ales; MOUDRA, Alena; MUELLER, Daniel. Strong homeostatic TCR signals induce formation of self‐tolerant virtual memory CD8 T cells. The EMBO Journal. 2018-07-13, roč. 37, čís. 14. Dostupné online [cit. 2019-08-31]. ISSN 0261-4189. doi:10.15252/embj.201798518. PMID 29752423. (anglicky)