Thymic cortex in the context of central tolerance

Abstract

Central selection of newly developing T cells (thymocytes) is crucial for establishing immune tolerance, because it prevents autoreactive and potentially harmful T cells from entering the bloodstream. This selection takes place in the thymus and occurs in two stages. First, in the thymic cortex, non-functional and strongly autoreactive thymocytes are removed. Then, during medullary selection, the remaining autoreactive thymocytes are eliminated, and some of them differentiate into regulatory T cells. Compared to medullary selection, which is relatively well understood, the detailed mechanisms of cortical selection remain less explored and are often overlooked. This thesis reviews current knowledge on the cortex's role in central tolerance establishment, examining cortical thymic epithelial cells and juxtaposing them with medullary thymic epithelial cells, especially their immunopeptidomes. It also considers additional factors such as spatial and functional context, ontogenetic development, and evolutionary aspects. It highlights remaining questions about established concepts in T cell selection.

Centrální selekce nově vznikajících T buněk (thymocytů) je zásadní pro vytvoření imunitní tolerance, protože zabraňuje tomu, aby autoreaktivní a potenciálně škodlivé T buňky vstoupily do krevního oběhu. Tato selekce probíhá v thymu a zahrnuje dvě po sobě jdoucí fáze. Nejprve jsou v kortexu thymu odstraněny nefunkční a silně autoreaktivní thymocyty. Poté jsou během medulární selekce eliminovány zbývající autoreaktivní thymocyty a část z nich se diferencuje v regulační T buňky. Ve srovnání s medulární selekcí, která je poměrně dobře prostudovaná, zůstávají podrobné mechanismy kortikální selekce méně probádané a často se jim nevěnuje dostatečná pozornost. Tato práce shrnuje současné poznatky o důležité roli kortexu v centrální toleranci, popisuje kortikální thymické epiteliální buňky a kontrastuje je s medulárními thymickými epiteliálními buňkami, zejména pak jejich imunopeptidomy. Rovněž zvažuje další faktory jako jsou cytokinové gradienty, migrační dráhy, ontogenetický vývoj a evoluční aspekty. Vyzdvihuje zbývající otázky ohledně etablovaných konceptů v selekci T-buněk.