1. Influencia de la organización del TCR sobre la membrana plasmática en la
2.5 La agregación de las moléculas de MHC en clusters de MHCp específico
específico aumenta la sensibilidad
de la respuesta de las células T
Se describió que la formación de clusters de MHC-I incrementa la sensibilidad en el reconocimiento de las células T. Mediante experimentos en los que se midió la liberación de granzima en células efectoras y experimentos de lisis celular, se demostró que una mayor agrupación de las moléculas MHC-I se correspondía con el aumento de lisis celular en las células diana (Fooksman et al., 2006). Los datos obtenidos en nuestro trabajo sugieren que el aumento en sensibilidad se debe a la formación de clusters formados por moléculas de MHC-I que presentan un péptido idéntico.
En este trabajo se ha mostrado que la infección viral tiene como resultado la generación de clusters de MHC-I cargados con un péptido específico y que en las APCs cargadas con péptido soluble las moléculas de MHC-I se distribuyen de forma más uniforme sobre la membrana plasmática, este hecho proporciona un modelo para el estudio de las consecuencias de la formación de clusters MHCp específico sobre la sensibilidad de las células T. Se ha mostrado que existe una correlación entre la agregación de moléculas MHC-I en clusters y el aumento en la sensibilidad de la respuesta de las células T, ya que un mismo nivel de expresión de moléculas H-2Kb-OVAp en una APC produce una respuesta (medida como producción de IFNɣ o expresión de CD69) mayor en aquellas APCs que han sido infectadas con un virus. Estos datos indican que la organización lateral de las
moléculas MHC de clase I cargadas con un péptido idéntico sobre la superficie de las APCs puede modular la sensibilidad del reconocimiento de las células T, de modo que la organización en la superficie de las moléculas MHC-I contribuye a su función y sugiere que la organización en superficie del MHC puede participar en el reconocimiento de los péptidos agonistas. Estos datos coinciden con los obtenidos en el trabajo de Lu et al., 2012.
El aumento de la sensibilidad en la respuesta de las células T refleja una mayor eficacia en la presentación antigénica, lo que teniendo en cuenta los datos obtenidos acerca de la distribución de las moléculas MHCp específico sobre la membrana plasmática puede estar basado en un aumento en la avidez en la interacción entre la célula T y la APC.
La técnica de microscopía electrónica utilizada para el análisis de réplicas de la superficie celular de dichas APCs infectadas con el MVA-OVA permite visualizar a nivel molecular las moléculas de MHC-I cargadas con péptidos idénticos. Estas observaciones a nivel molecular revelan datos muy interesantes. En primer lugar se muestra que las moléculas de MHC cargadas con péptidos idénticos se hayan de forma adyacente unas respecto a otras dentro de un mismo cluster. Esto es especialmente relevante ya que las distancia observadas entre esas moléculas de MHCp específico dentro de los clusters coincide con las distancias observadas entre los TCRs dentro de los nanoclusters de TCR preexistentes que son responsables de la alta sensibilidad observada en la respuesta de las células T (Kumar et al., 2011; Schamel et al., 2005). La existencia de estos clusters de MHCp antigénico sobre la superficie
de las APCs proporciona una base fisiológica de la necesidad de ligandos del TCR solubles para activar las células T (Abastado et al., 1995; Boniface et al., 1998), y proporciona una justificación a modelos matemáticos que han propuesto interacciones multivalentes entre los TCRs y sus ligandos como el mecanismo molecular que dota a las células T con su notable sensibilidad (Alarcon et al., 2006). En este modelo se propone que la existencia tanto de TCR oligoméricos como de MHCp oligoméricos aumentaría
la avidez de la interacción por un efecto de cooperatividad.
Por ello, la formación de clusters de complejos MHCp idénticos producidos bajo condiciones fisiológicas, junto con los nanoclusters de TCR, parecen resolver el problema de dar una explicación a las propiedades paradójicas (alta especificidad, alta sensibilidad y baja afinidad) encontradas durante la interacción entre la APC y la célula T.
CONCLUSIONES
1. Las células T que han sido previamente estimuladas muestran un incremento en el porcentaje de TCRs que forman parte de complejos oligoméricos, comparados con sus equivalentes no estimulados.
2. El enriquecimiento en complejos oligoméricos observado en las células T pre- activadas y T memoria se correlaciona con un aumento en sensibilidad observado en estas células.
3. La estequiometría del TCR es diferente en células T naïve y en células T pre-activadas, disminuyendo la relación CD3ζ/ CD3ε después de activar las células T. El cambio en esta relación en las células pre-activadas debe ser debida a un proceso post-transcripcional.
4. La sobre-expresión de la cadena CD3ζ en las células OT-1 se correlaciona con una disminución en la sensibilidad de la respuesta de estas células.
5. Los complejos de MHCp específico oligoméricos pueden ser detectados en células infectadas con virus, indicando que tales clusters están formados bajo condiciones fisiológicas.
6. La distancia observada entre los complejos MHCp individuales es compatible con la distancia de las moléculas de TCR dentro de los complejos TCR oligoméricos, sugiriendo que pueden ocurrir interacciones multivalentes.
7.Los clusters de MHCp son disgregados tras la extracción del colesterol de la membrana y son estables durante al menos 3 horas, sugiriendo que no están formados por asociaciones aleatorias, sino por un mecanismo activo.
8. La organización de complejos de MHCp específico en clusters se correlaciona con un incremento en la capacidad de estimulación de las APCs.
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Increased Sensitivity of Antigen-Experienced
T Cells through the Enrichment of Oligomeric
T Cell Receptor Complexes
Rashmi Kumar,1Marı´a Ferez,1Mahima Swamy,3,5Ignacio Arechaga,4,6Marı´a Teresa Rejas,2Jose M. Valpuesta,4
Wolfgang W.A. Schamel,3Balbino Alarcon,1,*and Hisse M. van Santen1,*
1Departamento de Biologı´a Celular e Inmunologı´a 2Servicio de Microscopı´a Electro´nica
Centro Biologı´a Molecular Severo Ochoa, Consejo Superior de Investigaciones Cientı´ficas, Universidad Auto´noma de Madrid, 28049 Madrid, Spain
3BIOSS Centre for Biological Signalling Studies, Faculty of Biology, Centre of Chronic Immunodeficiency, University Freiburg
and Max Planck Institute for Immunobiology, 79108 Freiburg, Germany
4Centro Nacional de Biotecnologı´a, Consejo Superior de Investigaciones Cientı´ficas, 28049 Madrid, Spain
5Present address: Peter Gorer Department of Immunobiology, King’s College School of Medicine, Guy’s Hospital, London, UK 6Present address: Departamento de Biologı´a Molecular, Universidad de Cantabria (UC) and Instituto de Biomedicina y Biotecnologı´a de
Cantabria, IBBTEC (CSIC-UC-IDICAN), 39011 Santander, Spain