A citotoxicidade desenvolvida por células T CD8+ é considerada o principal mecanismo de defesa contra o vírus linfotrópico de células T humanas tipo 1 (HTLV-1). Assim como as células T CD8+, as células NK e NKT também são capazes de desgranular com a liberação de mediadores citotóxicos, tais como perforinas e granzimas. As células NK também medeiam a citotoxicidade celular dependente de anticorpos (ADCC) contra as células infectadas, mas poucos estudos procuram compreender o papel das células NK e NKT na infecção pelo HTLV-1. O objetivo deste estudo foi avaliar a freqüência de células NK, expressão de CD16, CD107a, NKG2D nessas células em portadores do HTLV-1, pacientes com mielopatia associada ao HTLV-1/paraparesia espástica tropical (HAM/TSP) e controles sadios e correlacionar os achados com a carga proviral e desenvolvimento para a HAM/TSP. Métodos: A caracterização fenotípica de células NK foi avaliada por citometria de fluxo. Resultados: As frequências de células CD56+, CD56+CD3-, CD56+CD16+ e CD56dim estão diminuídas nos pacientes com HAM/TSP. Especificamente, a frequência de células NK foi inversamente correlacionada com a carga proviral em portadores do HTLV-1 mas não em pacientes com HAM/TSP. A frequência das células CD56+ e CD56dim expressando CD16 também está diminuída em pacientes com HAM/TSP. Frequência de células NK expressando CD107a e a intensidade da expressão desta molécula foi maior em indivíduos infectados com HTLV-1 em comparação aos controles sadios, mas não foram observadas diferenças entre os grupos de portadores do HTLV-1 e pacientes com HAM/TSP. A expressão do receptor NKG2D não é alterada em células NK de pacientes HAM/TSP, mas sim em células T CD8+. A expressão de NKG2D está diretamente correlacionada com a expressão de CD107a. Conclusões: Os dados neste estudo indicam que a desgranulação de células NK e NKT, assim como expressão de receptores CD16 e NKG2D estão preservados. Contudo, a diminuição da frequência destas células desempenhando funções citotóxicas no sangue periférico de pacientes com HAM/TSP em combate ao vírus podem estar associadas com o aumento da carga proviral e progressão para a doença.