Foi-se o tempo em que classificávamos linfócitos T apenas como “auxiliadores” e citotóxicos. Se para fins didáticos esta classificação ainda é amplamente utilizada em aulas do ensino médio, a realidade imunológica é bem mais complexa. Hoje sabemos que dentre os linfócitos T CD4, comumente referidos como T helper (ou auxiliadores), existem subtipos com funções efetoras altamente distintas.
As células CD4 se diferenciam em subtipos efetores caracterizados pela sua capacidade de produzir citocinas específicas que promovem tipos diferentes de resposta imune. As células Th1 e Th2 foram as primeiras a serem descritas, e produzem majoritariamente IFNg e IL-4, respectivamente. Mais tarde, outros subtipos foram descobertos, como as Th17 (pró-inflamatórias), as células CD4 auxiliadoras foliculares (Tfh), as T regulatórias (Tregs), dentre outras. Cada subtipo é induzido por fatores de transcrição chamados de “mestres”, que por sua vez são ativados por combinações de citocinas presentes durante o estímulo via receptor de células T (TCR).
Talvez mais desconhecido seja o fato de que células CD4 também podem apresentar atividade citotóxica. Esta função é classicamente associada apenas aos linfócitos CD8, que inclusive recebem o nome de linfócitos citotóxicos. No entanto, diversos trabalhos já mostraram a lise celular mediada por linfócitos CD4 em diversos contextos. Os primeiros relatos desta população são da década de 70 [1] em culturas in vitro de linfócitos murinos. Nestes primeiros experimentos, foram identificadas células citotóxicas que possuíam capacidade de lise dependente do MHC de classe II (MHC-II) murino. Sim, como qualquer outra célula CD4 +, as células CD4 citotóxicas (CD4 CTLs) reconhecem antígenos processados via MHC-II. No entanto, nesta época não estava claro ainda se esta população era apenas um artefato da cultura in vitro dos linfócitos ou se elas estavam presentes no organismo e possuíam funções fisiológicas.
Mais tarde, verificou-se a presença das CD4 CTLs em doenças virais humanas, especialmente sob condições de infecções crônicas, como no caso de citomegalovírus, HIV e hepatites [2]. Uma das condições mais estudadas para a presença de células CD4 CTLs é na infecção por Epstein-Barr Vírus (EBV) em humanos, na qual foi demonstrado que estas células podem reconhecer antígenos virais apresentados por linfócitos B tanto durante a fase lítica quanto latente do ciclo de vida viral [3]. Outro achado interessante mostrou que células CD4 de memória isoladas de indivíduos vacinados contra o poliovírus podiam lisar macrófagos e células dendríticas infectadas [4,5]. As células CD4 CTL podem usar os dois mecanismos efetores citotóxicos também utilizados pelos linfócitos CD8 e células natural killer. O primeiro é pela via de receptor de morte Fas/FasL, e o segundo através da degranulação. No entanto, trabalhos recentes apontam que a degranulação e lise mediada por perforinas e granzimas é o mecanismo mais comum [6].
Bom, e como ocorre o reconhecimento de antígenos pelas CD4 CTLs? A molécula MHC-II em geral é expressa apenas por células apresentadoras de antígeno (APC). Isso significa que as CD4 citotóxicas lisam somente APCs? E qual seria a vantagem disso? Como já mencionado, em certas infecções virais as APCs são alvos dos vírus, tornando sua lise um dos passos importantes para o controle da infecção, como os linfócitos B infectados pelo vírus Epstein-Barr [3,7]. No entanto, células que normalmente não expressam MHC-II podem vir a expressá-lo em determinadas situações e se tornarem possíveis alvos das CD4 CTLs. Por exemplo, a presença de IFNg induz expressão de MHC-II em células epiteliais e células tumorais, o que é particularmente interessante considerando que um mecanismo de escape muito comum em células tumorais é a diminuição da expressão de MHC de classe I (Figura 1). De fato, trabalhos recentes mostraram que clones CD4 citotóxicos estão presentes em pacientes com melanoma e são reativos a peptídeos apresentados pelas células tumorais [8].
Figura 1. Em B) uma célula tumoral com expressão diminuida de MHC I pode ser alvejada via MHCII por uma célula CD4 citotóxica. Fonte: Haabeth et al, Front Immunol 2014
Ainda existe debate acerca da origem das células CD4 CTLs. Não está claro se elas representam uma linhagem única, ou se são apenas uma população que adquiriu capacidade citotóxica apesar de manter suas atividades auxiliadoras normais [4]. Estudos mostraram que CD4 CTLs podem surgir a partir de células CD4 naive, Th1, Th2, Treg e Th17, embora o subtipo com características Th1 seja o mais comum [2]. Outra questão é quais fatores de transcrição estariam por trás da capacidade citotóxica das CD4 CTLs. É sabido que T-bet e Eomes são dois fatores de transcrição cruciais para a atividade citotóxica de linfócitos CD8 e a expressão de T-bet já ocorre naturalmente no subtipo Th1, induzindo a produção de IFNg. Esse fator de transcrição também se liga aos promotores de granzima B (GzmB) e de perforina (Prf1), tanto nas CD4 quanto nas CD8 CTLs [5,6], sendo um dos grandes responsáveis pela citotoxicidade via degranulação.
Por último, alguns estudos sugerem que as células CD4 CTL podem ter um papel especialmente importante em idosos, sendo importantes para compensar o declínio na atividade das CD8 citotóxicas que ocorre com a idade. Um trabalho de 2019 realizou análise de transcriptoma de célula única de 7 indivíduos japoneses supercentenários (acima dos 100 anos de idade) e observaram um aumento marcante das células CD4 CTLs em comparação com indivíduos controle jovens [9]. Este resultado indica que estas células aparentemente passam por uma expansão clonal com a idade e podem ser uma adaptação para alcançar a longevidade. No entanto, mais estudos são necessários para corroborar esses achados. Modelos de envelhecimento em murinos podem ser uma opção interessante, assim como o sequenciamento de células únicas de mais indivíduos de diferentes populações.
Referências:
[1] Wagner H, Götze D, Ptschelinzew L, Röllinghoff M. Induction of cytotoxic T lymphocytes against I-region-coded determinants: in vitro evidence for a third histocompatibility locus in the mouse. J Exp Med. 1975 Dec 1;142(6):1477-87. doi: 10.1084/jem.142.6.1477. PMID: 53265; PMCID: PMC2190067.
[2] Takeuchi A, Saito T. CD4 CTL, a Cytotoxic Subset of CD4+ T Cells, Their Differentiation and Function. Front Immunol. 2017;8:194. Published 2017 Feb 23. doi:10.3389/fimmu.2017.00194
[3]Long HM, Haigh TA, Gudgeon NH, Leen AM, Tsang CW, Brooks J, Landais E, Houssaint E, Lee SP, Rickinson AB, Taylor GS. CD4+ T-cell responses to Epstein-Barr virus (EBV) latent-cycle antigens and the recognition of EBV-transformed lymphoblastoid cell lines. J Virol. 2005
[4] Nikki B. Marshall, Susan L. Swain, "Cytotoxic CD4 T Cells in Antiviral Immunity", BioMed Research International, vol. 2011
[5]Wahid R, Cannon MJ, Chow M. Virus-specific CD4+ and CD8+ cytotoxic T-cell responses and long-term T-cell memory in individuals vaccinated against polio. J Virol. 2005
[6] Juno JA, van Bockel D, Kent SJ, Kelleher AD, Zaunders JJ, Munier CM. Cytotoxic CD4 T Cells-Friend or Foe during Viral Infection? Front Immunol. 2017
[7]Haigh TA, Lin X, Jia H, Hui EP, Chan AT, Rickinson AB, Taylor GS. EBV latent membrane proteins (LMPs) 1 and 2 as immunotherapeutic targets: LMP-specific CD4+ cytotoxic T cell recognition of EBV-transformed B cell lines. J Immunol. 2008
[8] CACHOT, BILOUS, LIU et al. Tumor-specific cytolytic CD4 T cells mediate immunity against human cancer. SCIENCE ADVANCES 2021
[9] Hashimoto K, Kouno T, Ikawa T, Hayatsu N, Miyajima Y, Yabukami H, Terooatea T, Sasaki T, Suzuki T, Valentine M, Pascarella G, Okazaki Y, Suzuki H, Shin JW, Minoda A, Taniuchi I, Okano H, Arai Y, Hirose N, Carninci P. Single-cell transcriptomics reveals expansion of cytotoxic CD4 T cells in supercentenarians. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019