Meccanismi di lisi cellulare mediata da linfociti CD8⁺ e vie apoptotiche

Meccanismo di azione dei linfociti CD8⁺

È importante notare che nella lisi cellulare mediata da CD8⁺ i prodotti di secrezione dei linfociti agiscono solamente sulla cellula bersaglio e non su quelle sane circostanti. Questo avviene grazie alla formazione della sinapsi immunologica (SMAC) tra linfocita e cellula target che permette uno svuotamento rapido ed efficace dei granuli e un’azione controllata e direzionale degli enzimi.

Componenti dei granuli citotossici

Nei granuli sono contenuti vari enzimi:

- Perforina, che dal punto di vista filogenetico assomiglia a C9 del complemento, e forma quindi una struttura simile al MAC; le perforine polimerizzano e costituiscono dei canali (d=16nm ca.), che aiutano il passaggio degli enzimi citolitici nel citoplasma della cellula bersaglio;

- Granzimi, generalmente 3 tipi (A, B e C).

Si tratta di Serin-proteasi, enzimi nucleasici che una volta rilasciati nel citoplasma si attivano stimolando l’apoptosi. Il programma apoptotico indotto dai granzimi attiva delle endonucleasi che degradano la maggior parte del DNA della celllula ospite e quindi anche virale. Vengono rilasciati complessati con seroglicina, una proteina strutturale che lega i granzimi e la perforina;

- Granulisina, che ha azione anticmicrobica e pro-apoptotica;

Alcuni granuli contengono anche INF-γ, che attiva i macrofagi e inibisce debolmente la replicazione virale.

I CTL possono indurre la morte cellulare secondo vari meccanismi che verranno spiegati meglio in seguito:

Processo di lisi perforina/granzimi

Lisi perforina/granzimi mediata

1. Il CTL riconosce la cellula bersaglio e si forma la sinapsi immunologica

2. Il CTL rilascia il contenuto dei suoi granuli, che vengono endocitati dalla cellula target

3. All’interno dell’endosoma le perforine polimerizzano e formano i pori di membrana

4. I granzimi attraverso i pori si liberano nel citoplasma iniziando la loro azione pro-apoptotica

Meccanismo di lisi Fas/FasL

Lisi Fas/FasL mediata

1. Il CTL riconosce la cellula bersaglio e si forma la sinapsi immunologica

2. I CTL esprimono FasL che riconosce Fas espresso dalle cellule infette

3. FasL e Fas interagiscono, stimolando attivazione delle caspasi e quindi apoptosi nella cellula bersaglio

Vie apoptotiche intrinseche ed estrinseche

- La via intrinseca o mitocondriale, indotta da segnali cellulari, come la terminazione dei segnali di sopravvivenza o l’aumento di segnali di danno cellulare (ad esempio dato da radiazione ultravioletta o chemioterapici). I messaggi di danno vengono captati da proteine sentinella, tra cui c’è Bim: questa attiva le molecole effettrici della famiglia Bcl-2, in particolare Bax e Bak che si complessano in modo da formare nella membrana esterna del mitocondrio un canale che determina la fuoriuscita di Cyt-C nel citosol. Cyt-C attiva a sua volta APAF-1 (Apoptosis Protease Activaticng Factor 1) che agisce sulla Caspasi-9 attivandola. Questa agisce quindi sulle endonucleasi e sulle caspasi effettrici (Caspasi-3, Caspasi-6 e Caspasi-7). Le caspasi, a loro volta, stimolano la degradazione degli acidi nucleici e delle proteine e attivano la produzione di corpi apoptotici e l’espressione dei ligandi per i recettori dei fagociti e per altre cellule fagocitarie.

- La via estrinseca, che dipende dai ligandi/recettori di morte della famiglia del TNF/TNFR. Questi segnali come Fas, ma anche TNF prodotto da vari tipi cellulari, attivano le caspasi, in particolar modo Caspasi-8 e Caspasi-10. Queste agiscono sia sulle caspasi effettrici, sia attivando Bid, una proteina sentinella come Bim che stimola la via mitocondriale, liberando Cyt-C e attivando Caspasi-9.