A Diversidade Funcional das Células T CD4 +

As células T CD4+ atuam como células auxiliadoras e reguladoras centrais, dos efetores celulares da resposta imunológica adaptativa e também da inata. São responsáveis pelos estímulos auxiliadores, que polarizam a reação imune, conduzindo a uma resposta mediada por Acs ou por efetores celulares citotóxicos. Outras células T CD4+, como a Tregs, são responsáveis pela manutenção da homeostase imunológica.

A enorme dimensão das funcionalidades das células T CD4+ deve-se ao potencial de expressão de um conjunto alargado de genes, que codificam moléculas imunoreguladoras, como citocinas e quimiocinas, que modelam a atividade, diferenciação e proliferação de outras células. Têm vindo a ser identificadas várias subpopulações de células T CD4+ _{efetoras, todas com origem num precursor comum} que fez o desenvolvimento no timo. Algumas populações celulares, como a Treg naturais (nTreg) e NKT fazem uma diferenciação com caraterísticas de linhagem, na

medida em que emergem do timo, já com funcionalidades próprias. No entanto, a maior parte das células T CD4+ _{efetoras fazem uma diferenciação a partir das células} T CD4+ naíve, que emergem também do timo. As células T CD4+ naíves logo após emergirem do timo apresentam o fenótipo CD4+_CD31+_CD45RO-_CD62L+ _{[220, 221]. As} células naíves circulantes, que apresentam o fenótipo CD4+_CD45RA+_CCR7+_CD27+_CD28+_{, fazem com o TCR o reconhecimento do ligando} cognato Ag-HLA classe II, que induz uma cascata de sinais intracelulares mediados por moléculas acessórias do complexo do TCR, e se em simultâneo, for desenvolvido um sinal co-estimulatório pelo eixo recetor-ligando CD28-B7, as células passam a um estado ativado. O estado ativado das células T CD4+ _{traduz-se num aumento da} produção de IL-2. Esta citocina, induz a entrada das células no ciclo celular e uma sensibilidade aos níveis de citocinas presentes no microambiente. Níveis elevados de determinadas citocinas, induzem nas células a expressão de fatores de transcrição que ligam especificamente elementos regulatórios de genes que codificam citocinas e outros fatores de transcrição.

Figura 12 – Diferenciação e perfis funcionais das subpopulações de células Th CD4+ efetoras.

A ativação das células T CD4+ naives dirigida por um Ag cognato, induz a proliferação celular e uma diferenciação dependente do contexto ambiental em que se encontram as células. A ativação das células na presença de moléculas pro-inflamatórias, como o IFN-γ e a IL-12, induz uma diferenciação Th1 caraterizada pela expressão do fator nuclear Tbet indutor da expressão de IFN-γ e outras citocinas pro-inflamatórias. Os sinais intracelulares que resultam da presença de IL-4 no ambiente celular, induzem a expressão de GATA3, um fator que ativa a expressão de citocinas como a IL-4, IL-5, IL10 e IL-13 que constituem o perfil Th2 promotor das respostas mediadas por células B. O TGF-β inibe a diferenciação Th1 e Th2, mas é um fator transversal à diferenciação de outras subpopulações Th. As células ativadas na presença de TGF-β, IL-6 e

Th0 Th1 Th2 Th17 Th9 iTreg T, APC $IFN(γ,$TNF(α$ $IL(4,$IL5,$IL(10,$IL(13$ $ IL(17,$IL(21,$IL(22$ $IL(10,$TGF(β$ $IL(9 $IL(21$ TGF(β$+$IL(4$ $TGF(β$+IL(6$+$IL(21$ TGF(β$+$IL(2 IL(6 $IL(4$+$IL(2$ IFN(γ$+$IL(12 STAT6/GATA'3 STAT3/RoRγt PU.1 STAT5/FoxP3 Bcl6 STAT4/Tbet

IL-21, assumem uma diferenciação em Th17 caraterizada pela síntese específica de IL-17 e das citocinas desta família IL-21 e 22. A expressão destes genes é regulada pelo fator RoRγt. A presença da mesma citocina associada a IL-4 promove a diferenciação numa população Th, reconhecida muito recentemente, que é próxima da Th2, mas distingue-se pela capacidade produtora de IL-9. Esta população é denominada de Th9 e tem a sua atividade regulada pelo fator PU.1. Na presença de TGF-β e IL-2 é induzida a diferenciação das células iTreg produtoras de fatores anti-inflamatórios sob regulação do FoxP3. As células T auxiliadoras da reação imune do centro germinativas, as células T auxiliadoras foliculares (Tfh), são diferenciadas através de sinais mediados pela IL-6 e apresentam a expressão do fator de transcrição Bcl6. (Figura adaptada de Russ et al. 2013 [222], complementada com informação de Wan et al, 2009 [223])

Desta forma, as células adquirem um perfil efetor, traduzido como uma eficiência elevada na produção de uma ou algumas citocinas específicas [223]. As citocinas produzidas, juntamente com o fator de transcrição regulador, constituem uma ‘assinatura’ das seis subpopulações de células T CD4+ _{efetoras reconhecidas} atualmente: Th1, Th2, Th17, Th9, Treg e Thf (figura 12).

Com a resolução da resposta imunológica, a população de células efetoras que foi diferenciada e expandiu sofre uma contração abrupta [224]. No entanto, a partir da população de células T CD4+ naíves inicialmente ativada, desenvolve-se uma pequena população de células que apresentam as seguintes caraterísticas diferenciadoras da memória imunológica [225-227]:

- apresentam um potencial de renovação por proliferação mesmo na ausência de Ag, - são células circulantes normalmente num estado quiescente, com grande longevidade,

- apresentam uma expressão elevada de recetores de quimiocinas e moléculas de adesão, que lhes permitem responder rapidamente a gradientes quimiotáticos produzidos na inflamação e a residência em locais de vigilância imunológica (mucosas e epitélios tecidulares),

- no encontro com o Ag cognato fazem uma diferenciação e proliferação rápida para células efetoras.

A população de células T de memória funciona como um repositório dinâmico de células T com experiência antigénica, quer CD4+ _{quer CD8}+_{, que se acumula ao longo} da vida. São reconhecidas subpopulações celulares fenotipicamente distintas, com capacidades diferentes de circulação, migração e capacidades efetoras diferenciadas. À semelhança do compartimento de memória B, é estabelecida uma divisão em memória reativa e memória protetora. A primeira é mediada por células T sem capacidade efetora que ao receberem estímulo antigénico por APCs nos tecidos linfoides secundários, fazem uma proliferação intensa com diferenciação para células efetoras. Estes atributos funcionais são específicos das células T de memória central (TCM) e de uma população celular descrita muito recentemente como células T de

memória com propriedades estaminais (TSCM) [228]. A segunda, a memória protetora, é mediada pelas células T de memória efetoras (TEM), que migram para os tecidos periféricos inflamados e estabelecem uma função efetora protetora imediata [229]. As primeiras células a estabelecer caraterísticas de memória são as células estaminais de memória (TSCM) com o fenótipo naíve CD4+CD45RA+CCR7+CD27+CD28+ mas que apresentam uma expressão muito elevada dos marcadores de memória CD95 e CD122 [230]. Estas células têm capacidade de autorrenovação e multipotência caraterísticas das células estaminais. São células Ag experientes e a sua ativação resulta numa diferenciação em células de memória central e de memória efetora [231, 232].

As células TCM constituem um estadio mais avançado de maturação e apresentam o fenótipo CD4+_CD45RA-_CCR7+_CD27+_CD28+_{. Estas células perdem a expressão} CD45RA (expressam a isoforma curta CD45RO) e apresentam uma expressão constitutiva dos recetores CCR7 e CD62L necessários à extravasão celular através das vênulas endoteliais altas e migração para os tecidos linfoides [233]. São células altamente sensíveis ao estímulo pelo complexo do TCR e menos dependentes do sinal co-estimulatório. Apresentam uma expressão aumentada de CD40L, o que promove a interação com APCs e células B [229]. Já a população TEM é constituída por células de memória que perderam a expressão de CCR7 e CD27, apresentando então o fenótipo CD4+_CD45RA-_CCR7-_CD27-_CD28+_{.Estas células têm uma expressão} aumentada de recetores de quimiocinas e moléculas de adesão, que lhes permitem uma migração rápida para os tecidos inflamados onde assumem rapidamente funções efetoras. Com base no perfil de expressão de recetores de quimiocinas destas células, são reconhecidos os potenciais de diferenciação Th1 e Th2 [234].

Uma quarta população de células de memória deverá ser derivada da TEM e readquire a expressão de CD45RA. É denominada de células de memória efetoras terminalmente diferenciadas (TEMRA) e apresentam normalmente o fenótipo CD4+_CD45RA+_CCR7-_CD27-_CD28+_{. Esta fração de células tem uma frequência baixa} na circulação e apresenta marcadores de senescência, como telómeros curtos ou a expressão de CD57 [224]. Desta forma, as células TEMRA apresentam uma capacidade proliferativa e funcional baixa, para além de uma tendência pro-apoptótica. Tendo em conta estas caraterísticas, as células TEMRA CD4+ são consideradas um estadio de diferenciação terminal com baixa capacidade efetora.