Attivazione, espansione e differenziazione dei linfociti T CD4+

La differenziazione dei linfociti T CD4+ naïve in cellule effettrici delle risposte cellulari richiede il riconoscimento dell'antigene e la presenza di segnali costimolatori. L'attivazione iniziale richiede che i linfociti T CD4+ naïve e gli antigeni si localizzino contemporaneamente nello stesso tessuto linfoide. Questa situazione può avvenire grazie al processo di ricircolazione; infatti i linfociti T naïve migrano dal sangue negli organi linfoidi, da un organo linfoide a un altro e nuovamente nel sangue fino a quando incontrano l'antigene per cui sono specifici. Le cellule dendritiche, invece, una volta arrivate ai linfonodi, presentano ai linfociti T CD4+ naïve i peptidi generati a partire dalle proteine antigeniche che sono state endocitate; questi peptidi sono presentati in associazione alle molecole MHC di classe II. Le risposte dei linfociti T CD4+ sono attivate da antigeni proteici di microbi extracellulari che vengono ingeriti dalle cellule dendritiche o, nel caso delle vaccinazioni, da antigeni solubili che sono stati somministrati in associazione a sostanze adiuvanti e vengono catturati dalle cellule dendritiche. Oltre a presentare gli antigeni, queste cellule, in seguito al riconoscimento delle strutture microbiche, esprimono elevati livelli di molecole costimolatorie, come le proteine B7-1 e B7-2, che forniscono il secondo segnale necessario per l'attivazione ai linfociti T e producono citochine che stimolano la differenziazione, come l'interleuchina-2 (IL-2).
La proliferazione dei linfociti T in seguito al riconoscimento dell'antigene è dovuta principalmente a un circuito autocrino in cui i linfociti T che si sono attivati producono il proprio fattore di crescita ed esprimono in membrana il relativo recettore. Il principale fattore di crescita autocrino per i linfociti T è IL-2. Il risultato della proliferazione dei linfociti T naïve è l'espansione clonale, che, a partire da un piccolo numero di linfociti specifici, genera le grandi quantità di cellule necessarie per l'eliminazione dell'antigene. Alcuni linfociti T che si sono espansi si differenziano in cellule effettrici, mentre altri andranno a costituire le cellule della memoria, cellule che sopravvivono a lungo e hanno il compito di rispondere rapidamente a una successiva stimolazione da parte dello stesso antigene. Le cellule CD4+ effettrici sono caratterizzate dalla capacità di esprimere molecole che attivano altre cellule (linfociti B, macrofagi e cellule dendritiche) e di produrre citochine che sono coinvolte nelle funzioni dei linfociti T stessi e hanno svariate attività biologiche. Mentre i linfociti T CD4+ naïve attivati producono producono principalmente IL-2.