Resumen Final Inmunología - Febrero 2024 PDF

Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 1 Introducción a la inmunología Los microorganismos conviven con nosotros, sobre nuestra piel y en nuestro interior, o están e...

Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 1 Introducción a la inmunología Los microorganismos conviven con nosotros, sobre nuestra piel y en nuestro interior, o están en el aire que respiramos, o en los alimentos que ingerimos. La inmunología es la ciencia que estudia el sistema inmunitario, que es un conjunto de órganos, tejidos, células (los leucocitos) y moléculas que trabajan coordinadamente para defendernos de las infecciones. Por eso a menudo se llama al sistema inmunitario «las defensas». Inmunología deriva del griego inmunitas, que significa libre de cargas o impuestos. Por lo tanto, la inmunidad de un organismo es su capacidad para mantenerse libre de enfermedades infecciosas. La respuesta inmunitaria es el conjunto de acciones que emprende el sistema inmunitario frente a una infección, tanto para eliminarla cuando se produce como para prevenirla en el futuro. PATÓGENOS Los patógenos se clasifican biológicamente como helmintos, protozoos, bacterias, hongos y virus. Los helmintos son necesariamente extracelulares por su tamaño. Los virus son intracelulares obligados porque lo necesitan para replicarse. Los protozoos, hongos, y bacterias, pueden ser tanto intra como extracelulares. A veces no son tanto los patógenos como sus toxinas (productos tóxicos producidos por los patógenos) los que nos causan enfermedad. LÍNEAS DE DEFENSAS En la inmunología, se conoce como “defensas” a los tejidos, células, y moléculas coordinadas para enfrentarse a un patógeno. Se clasifican de varias maneras: 1. Por orden de aparición desde el punto de vista del patógeno: defensas externas (piel, mucosas) y defensas internas (fagocitos, anticuerpos). 2. Por orden de actuación desde el punto de vista del huésped: primera línea de defensa (piel, mucosas), segunda línea de defensa (inmunidad innata e inmediata: fagocitos) y tercera línea de defensa (inmunidad adaptativa y más lenta: anticuerpos). 1  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 3. Por su rapidez, memoria y especificidad: inmunidad innata e inmunidad adaptativa. La piel y las mucosas (epitelio húmedo) son las estructuras defensivas externas. La piel es una barrera física muy efectiva, ya que los microrganismos solo pueden atravesarla si hay roturas o heridas. Las mucosas son más frágiles porque deben permitir el paso de nutrientes (mucosa digestiva) o de gases (mucosa respiratoria). De hecho, la mayor parte de las infecciones se inician habitual mente por esa ruta. Pero las mucosas, a diferencia de la piel, producen secreciones con actividad antimicrobiana (como la lisozima o las defensinas). Además, la propia competencia entre los microorganismos comensales, evita la proliferación de los microorganismos patógenos oportunistas (barrera microbiológica). Las defensas internas, es decir, los agentes de la inmunidad que nos protegen de los epitelios hacia dentro son las clasificadas como innatas o adaptativas. I. Respuesta inmunitaria La respuesta inmunitaria es el conjunto de acciones que emprende el sistema inmunitario frente a una infección, tanto para eliminarla cuando se produce, como para prevenirla en el futuro. La respuesta inmune que se inicia de inmediato al primer contacto con un patógeno se conoce como innata (natural o inespecífica) y la que se desarrolla cuando no se logra eliminar el agente agresor a la primera, o este ingresa por segunda vez, se llama adquirida (cognitiva, específica o de memoria). INMUNIDAD INNATA Sinónimos: natural, inespecífica, primera y segunda línea de defensa. Características: o Existe en todos los seres vivos desde el nacimiento. o Actúa contra el agresor ante el primer contacto de manera inmediata (en segundos). 2  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 o “Inespecífica” hace referencia a que no identifica patógenos concretos, sino que reconoce patrones moleculares que son comunes a diferentes grupos de patógenos (ej.: manosa en microbios). o No deja memoria, sus agentes proceden siempre de la misma manera, sea cual sea el patógeno o el número de contactos previos. Componentes: Los componentes de esta inmunidad son los factores constitutivos del individuo, es decir los elementos inherentes y presentes desde el nacimiento que contribuyen a la respuesta inmunológica sin requerir una exposición previa a un patógeno específico. Entre estos encontramos: 1. Barreras naturales (piel, mucosas). 2. Componentes celulares (fagocitos, linfocitos “natural killer”). 3. Componentes humorales (complemento, citocinas, sistemas enzimáticos). 4. Proceso inflamatorio. INMUNIDAD ADQUIRIDA Sinónimos: adaptativa, específica, cognitiva, de memoria, tercera línea de defensa. 3  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Características: o Exclusiva de vertebrados. o No nacemos con ella. Se desarrolla en un período de 7 a 10 días luego de la presentación de antígenos a los linfocitos. o Es “específica” porque identifica patógenos muy concretos, a los cuales reconoce por sus antígenos. o Es importante cuando no se logra controlar al agente agresor, o cuando el mismo ingresa por segunda vez, momento en el cual la respuesta es más rápida, eficiente y específica gracias a la memoria inmunológica que guarda. Componentes: 1. Células presentadoras de antígenos (son de la i. innata, pero la vinculan con la adaptativa). 2. Linfocitos (B y T). 3. Células plasmáticas y células de memoria. 4. Anticuerpos y citocinas. Clasificación: la inmunidad adquirida puede ser de dos tipos. Inmunidad activa Inmunidad pasiva Es el proceso de defensa que se logra contra Es la que se desarrolla en el curso de una enfermedades infecciosas mediante el empleo enfermedad infecciosa y de la cual se guarda de anticuerpos protectores producidos en otro memoria. individuo de la misma especie o de una Este tipo de inmunidad explica la resistencia que especie diferente. se adquiere contra enfermedades infecciosas, Por este método es posible evitar el desarrollo gracias a la cual la persona que sufre la infección de una enfermedad en una persona infectada queda protegida de por vida contra el mismo cuyo sistema inmune no ha tenido tiempo de germen. desarrollar mecanismos de defensa o que Sin embargo, la inmunidad activa contra carece de la posibilidad de hacerlo. También determinada infección se puede adquirir sin posibilita tratar una infección en curso para sufrir la enfermedad, por medio de la hacerla menos fuerte o duradera, como seria vacunación, que “enseña” al sistema inmune a en el caso de los sueros inmunes. defenderse del microorganismo. Las vacunas Este mecanismo es el responsable de la están compuestas por microorganismos defensa del niño contra una serie de procesos muertos o inactivados, o por toxinas que infecciosos en sus primeros meses de vida, estimulan al sistema inmune pero que no gracias a los Acs que recibe de la madre a producen enfermedad (si lo hacen es subclínica). través de la placenta, o por medio del calostro y la leche. 4  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 FASES DE LA RESPUESTA INMUNITARIA I. Reconocimiento: exposición del sistema inmunológico a un antígeno. Es esta fase se involucran las células presentadoras de antígenos. II. Activación: las células y moléculas implicadas en la protección contra el antígeno (ej.: linfocitos) se activan a través de sus receptores y moléculas de superficie. Muchas sufren de expansión clonal (proliferación), seguida de diferenciación y especialización, para crear nuevas células que luchen contra el patógeno. III. Función efectora: las células efectoras generadas entran en acción para eliminar o neutralizar el antígeno. Esto puede implicar la destrucción directa de células infectadas, la fagocitosis de patógenos, la producción de anticuerpos, etc. La fase de reconocimiento es muy importante, ya que, si se equivoca, se pueden producir daños irreversibles en nuestros propios tejidos, causando por ejemplo las enfermedades autoinmunes. El fagocito reconoce patógenos mediante receptores innatos que se expresan en su membrana, y al activarse pone en marcha la fagocitosis. El linfocito B reconoce antígenos concretos del patógeno mediante anticuerpos de membrana y al activarse induce la síntesis de anticuerpos específicos. Ahora bien, ¿a qué reacciona específicamente el sistema inmune? Un inmunógeno es toda molécula (proteína, lípido, glúcido o ácido nucleico) capaz de inducir una respuesta inmune en el hospedero. Los antígenos son inmunogénicos, y cuentan con una región llamada epítope o determinante antigénico, que interactúa con los receptores correspondientes. Dentro de una proteína puede haber varios epítopes. 5  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 FALLAS EN EL SISTEMA El sistema inmunológico debe estar preparado para defendernos de células extrañas, pero también para tolerar nuestras propias células. En caso de que el cuerpo no pueda defendernos de patógenos tendremos una inmunodeficiencia (defecto – incidencia del 1%). Por el contrario, si nuestro cuerpo pierde la tolerancia a nuestras propias células y las ataca tendremos una enfermedad autoinmune (error – incidencia del 5%). Otras fallas también incluyen las hipersensibilidades y alergias (excesos – incidencia del 15%), y los rechazos a órganos trasplantados (inconveniente) o medicamentos. Excepto por las inmunodeficiencias, que pueden afectar a ambas clases de inmunidad, las demás inmunopatías son exclusivas de la inmunidad adaptativa. 6  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 2 Componentes generales de la inmunidad I. Órganos del sistema inmune Los órganos del sistema inmune son aquellos en los que se generan, maduran e interactúan los leucocitos. Se dividen en encapsulados y difusos; o en primarios, secundarios y terciarios: PRIMARIOS O CENTRALES: Médula ósea y timo La medula ósea está relacionada a la ontogenia de las células (leucopoyesis) y la maduración o adquisición de inmunocompetencia, que es el proceso mediante el cual los linfocitos generan los receptores para antígenos. Por otro lado, el timo se encarga de la selección negativa y la selección positiva, en donde las células T autorreactivas (que combaten a nuestro propio cuerpo) son eliminadas, y las capaces de generar una respuesta adecuada, maduran. SECUNDARIOS O PERIFÉRICOS: Ganglios linfáticos, bazo y MALT En estos órganos, por medio del filtrado de linfa o de sangre, los linfocitos maduros interaccionan entre ellos y con los antígenos de un patógeno para activarse y desarrollar sus funciones. En el bazo se distinguen dos regiones: la pulpa roja y la pulpa blanca. La pulpa roja participa en la destrucción de eritrocitos deteriorados y la pulpa blanca la constituye el tejido linfoide que participa en la respuesta inmune contra los antígenos que llegan por la vía sanguínea. A la vez, los linfocitos también se dirigen hacia los ganglios linfáticos a través de un proceso conocido como extravasación, que sucede en las vénulas del endotelio alto (HEV). Estos vasos cuentan con moléculas en su superficie que son reconocidas por moléculas en los linfocitos, y la interacción mutua entre ellas controla el tránsito celular. Asimismo, aunque la médula ósea es un órgano primario, también cumple funciones de órgano inmunitario secundario, ya que en la misma es donde se sintetizan la mayor parte de los anticuerpos. Por último, el tejido linfoide asociado a mucosas también se considera como secundario. Se trata de acúmulos de linfocitos que se ubican en las áreas submucosas y entre las células epiteliales. Lo encontramos en las amígdalas, en las placas de Peyer, en el tracto urogenital, en el tubo gastrointestinal (GALT) y en las vías respiratorias (BALT). Las respuestas humorales desencadenadas en la mucosa están relacionadas con el isotipo IgA. Estas inmunoglobulinas pueden 7  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 atravesar el epitelio e impedir la entrada de microorganismos. También existen linfocitos T intraepiteliales cuya función es la defensa de las células epiteliales infectadas por virus o bacterias. TERCIARIOS O DIFUSOS Comprende a aquellas neoformaciones linfoides que se generan en las infecciones crónicas y en las afecciones autoinmunes. II. Células del sistema inmune LEUCOPOYESIS Prácticamente todas las células del sistema inmunitario se originan a partir de células primordiales pluripotentes que viven en la médula ósea, siguiendo dos líneas fundamentales de diferenciación: el linaje mieloide y el linaje linfoide. El crecimiento, diferenciación, y maduración de los leucocitos están mediados por citocinas, específicamente interleucinas, que actúan como factores formadores de colonias: Interleucina 3 (IL-3): genera el linaje mieloide (eritrocitos, plaquetas, mastocitos, neutrófilos, eosinófilos, basófilos, monocitos, macrófagos, y células dendríticas). Interleucina 7 (IL-7): genera el linaje linfoide (linfocitos “natural killer”, linfocitos B, y linfocitos T). 8  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 MARCADORES DE SUPERFICIE CELULAR Los marcadores de superficie celular desempeñan un papel crucial en la identificación y clasificación de células en organismos multicelulares. Estas moléculas, que se encuentran en la membrana celular, proporcionan información esencial sobre la identidad, función y estado de activación de las células. Estos marcadores incluyen una variedad de proteínas, glicoproteínas y otros componentes presentes en la superficie celular, como las moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC), los receptores TCR y BCR, y las moléculas de "Cluster of Differentiation" (CD). 9  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CDs Son moléculas de membrana que facilitan la comunicación entre las células, y que se pueden aprovechar como marcadores para distinguir y caracterizar las distintas poblaciones celulares. En células inmunes se han identificado más de 300 diferentes. Funciones: ▪ Unión a proteínas, carbohidratos o lipopolisacáridos de los microorganismos. ▪ Reconocimiento de moléculas producidas por el sistema inmune como anticuerpos y citocinas. La unión a ellas fortalece el funcionamiento de las células inmunes. ▪ Interacción con hormonas y factores de crecimiento. ▪ Marcadores celulares en estudios clínicos. Ejemplos: CD34: Célula madre hematopoyética. CD45RO: Linfocitos T de memoria. CD3: Linfocitos T. CD19 y CD20: Linfocitos B maduros. CD4: Linfocitos T helpers. CD27: Linfocitos B de memoria. CD8: Linfocitos T citotóxicos. CD56: Linfocitos “Natural Killer”. III. Moléculas moduladoras de la respuesta inmune Son las sustancias que regulan la función y la respuesta del sistema inmunológico, participando en la modulación de la activación, la proliferación, la diferenciación y la función de las células.  Citoquinas: proteínas señalizadoras que regulan la comunicación entre las células del sistema.  Factores de crecimiento: estimulan la proliferación y la diferenciación celular, influyendo en el desarrollo y la función de células del sistema inmunitario, como los linfocitos y los monocitos.  Moléculas de adhesión: facilitan la interacción entre las células del sistema inmunológico y otros tipos celulares, permitiendo la migración y la respuesta inmunitaria coordinada. 10  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 3 Moléculas moduladoras Todas las células del sistema necesitan de una conexión entre sí para elaborar conjuntamente y de forma ordenada una respuesta que finalice con la eliminación del patógeno. Para que esto ocurra, las células utilizan dos medios de comunicación: contacto directo mediante moléculas de membrana o por la síntesis y liberación de citocinas. I. Citocinas Las citocinas son moléculas proteicas producidas por células inmunes (sobre todo macrófagos y linfocitos T) en los primeros instantes de activación celular, para alertar al resto de las células que hay una respuesta inmunitaria en marcha. Es decir, son mensajeros químicos cuya función general se basa en la regulación de la duración y la ampliación de esta respuesta inmunitaria, sea innata o específica. Características generales: → Tienen bajo peso molecular. → Generalmente están glicosiladas y son monoméricas. → Pueden tener acción paracrina, autocrina, o endocrina. → Son producidas de Novo al comenzar la activación celular y poseen una vida media limitada. → Poseen la capacidad de estimular células que posean receptores específicos. 11  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 TIPOS Algunas citocinas reciben un nombre especial según el grupo celular que las produce o la función general que cumplen: a) Las monocinas son producidas por los monocitos. b) Las linfocinas son producidas por los linfocitos T. c) Las interleucinas son producidas por células del sistema inmune con efecto sobre otras células del mismo sistema. d) Las hematopoyetinas o citocinas tipo 1 son aquellas que participan en la hematopoyesis. e) La familia del Factor de Necrosis Tumoral (TNF) comprende un grupo de más de 19 citoquinas que interactúan con 29 receptores diferentes. f) Los interferones son citocinas con efecto antiviral, pero que no comprometen la penetración del virus. Su producción es inducida tanto por infecciones virales como por antígenos bacterianos, mitógenos y otras citoquinas como IL-1, IL-2, TNF y CSF-1. g) Las quimiocinas participan en la quimiotaxis, es decir, la migración y ubicación de las células del sistema inmune al lugar donde son requeridas. Se clasifican según los 2 primeros residuos de cisteína. RECEPTORES 12  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 FUNCIÓN Actúan como hormonas: pocas concentraciones pueden generar los siguientes efectos… Pleiotropía Redundancia Sinergia Antagonismo Cuando una citocina Cuando varias Citocinas se potencian Cuando citocinas tiene varias funciones. citocinas tienen un entre sí en una misma tiene funciones mismo efecto. función. opuestas entre sí. Mediadoras de inmunidad innata e inflamación: principalmente las monocinas, interferones, y el factor de necrosis tumoral (TNF). ▪ IL-6, IL-1, IL-12: generan fiebre para combatir patógeno e inician la respuesta de fase aguda mediante la cual el hígado secreta proteínas opsonizantes. ▪ INF-α, INF-β: interfieren en infección viral. ▪ TNF: es el principal iniciador de la respuesta inflamatoria. Actúa sobre los vasos sanguíneos de la zona infectada, provocando un incremento del diámetro y la permeabilidad vascular, permitiendo con ello la acumulación de inmunoglobulinas, complemento y otras proteínas. Atraen leucocitos (quimiocinas): quimiotaxis es el proceso mediante el cual las células inmunes migran hacia el lugar donde son necesarias. Ejercen su acción por unión a receptores de membrana que se caracterizan por poseer dominios transmembrana y por estar acoplados a proteínas G. Mediadoras de inmunidad adaptativa: Producidas principalmente por los linfocitos T. Los Th activados secretan IL2 (principal factor de crecimiento y diferenciador de los linfocitos T) permitiéndoles expandirse y diferenciarse en dos subtipos de linfocitos helper (Th1 o Th2): → Th1 e IL12: regulan la respuesta inmunitaria de tipo celular. Activan macrófagos. Sintetizan IL2, IFN-γ e TNF-α. → Th2: regulan la respuesta humoral. Activan linfocitos B. Sintetizan IL4, IL5, IL6 e IL10. Estimulan hematopoyesis: la respuesta inmunitaria genera un gran costo de células, las cuales deben ser repuestas por precursores hematopoyéticos. Las citocinas se encargan de mantener el número celular, su crecimiento y su formación a un linaje celular especifico. A las citocinas encargadas de estimular la hematopoyesis se les denomina también factores de crecimiento. A mayor inmadurez de la célula, más citocinas actuarán potenciando su maduración. Estimulan o inhiben linfocitos T: las citocinas producidas por el subtipo Th1 (IFN-γ) inhiben al subtipo Th2 (IL10 y TGF- β) y viceversa. La activación de IL-4 favorece la activación de los linfocitos Th2 mientras que la IL-12 e IFN-γ favorecen la diferenciación de las Th1. 13  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 ANTAGONISTAS Una de las formas de inhibir la acción de las citocinas es mediante proteínas que funcionan como antagonistas, entre estas, las hay de dos tipos:  Las que se unen al propio receptor de la citocina, bloqueándolo. Entre estos se encuentra el IL-1Ra que se une al receptor de IL-1 inhibiendo la unión de esta.  Los receptores solubles de citocinas que se liberan al medio a partir de receptores de membrana, y que se unirán a citocinas impidiendo que el receptor pueda unirse a ellas. EJEMPLOS IL-1: sintetizada por monocitos, promueve inflamación (proinflamatoria) y fiebre. A su vez participa en la activación de linfocitos T y NK. IL-4: sintetizada por linfocitos Th2, promueve la diferenciación de linfocitos T a Th2 y estimula la producción de anticuerpos por parte de los linfocitos B. También participa en la respuesta inmune contra parásitos y alergias. Finalmente, inhibe la activación de linfocitos Th1. IL-5: sintetizada por linfocitos Th2, participa en la regulación eosinofilia de distintas enfermedades mediante la activación de estas células. II. Moléculas de adhesión celular Normalmente, los leucocitos circulan libremente en la sangre sin “pegarse” a los vasos, gracias a que tanto su membrana como la de las células endoteliales tienen cargas negativas que se repelen. Sin embargo, cuando los glóbulos blancos son requeridos en los tejidos, en las membranas de estos y del endotelio se expresan diversas moléculas de adhesión que permiten su paso a través de la pared endotelial. Las moléculas de adhesión, o CAMs, son glucoproteínas de membrana con una porción extracelular que interacciona con el ligando, una porción transmembrana, y una cola citoplasmática que interviene en la transmisión de señales al interior celular. Se expresan en la superficie de leucocitos y células endoteliales permitiendo la interacción de las células entre sí y con la matriz extracelular. 14  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 FAMILIAS 1. Selectinas: poseen un papel fundamental en la unión inicial de leucocitos con el endotelio vascular. Las uniones de las selectinas con sus ligandos son débiles y rápidas, gracias a la comunicación de su dominio lectina con cadenas de monosacáridos. Dentro de las selectinas encontramos: o Selectina E (CD62E): se expresa cuando el endotelio vascular este inflamado. o Selectina P (CD62P): se expresa en plaquetas y endotelio activado. Se almacena en gránulos que se llevan al endotelio al darse la inflamación. o Selectina L (CD62L): se expresa en leucocitos y linfocitos T vírgenes. 2. Ligandos de selectinas: mucinas y diriginas. › Glucoproteína ligando de P-selectina (PSGL-1): Es de tipo mucina. Se expresa constitutivamente en la membrana de todos los leucocitos y actúa como ligando de la Selectina P y E. › Diriginas: son ligandos de las Selectinas L, ubicados en el endotelio, y encargados de atrapar linfocitos durante su circulación en tejidos linfoides secundarios. Se expresan como GlyCAM (molécula de adhesión celular dependiente de glicosilación) en las vénulas de los ganglios linfáticos o MAdCAM (molécula de adhesión celular adresina de la mucosa) en las vénulas de las placas de Peyer. Otra molécula CD34 se expresa de forma general en el endotelio de muchos tejidos, pero tras ser modificada adecuadamente sirve de sustrato a Selectina-L en los ganglios linfáticos. 3. Integrinas: se integran en el citoesqueleto, al que regulan. Son receptores heterodiméricos en la membrana de los leucocitos, formados por una cadena α y una cadena β. Las β2 (como por ejemplo LFA-1) juegan un papel importante en la adhesión firme y la migración de los leucocitos sobre el endotelio vascular. 4. IgCAMs (moléculas de adhesión celular de la familia de inmunoglobulinas): son proteínas de reconocimiento que poseen al menos un dominio de tipo inmunoglobulina. Hay varios subgrupos: → ICAMs (moléculas de adhesión intercelular): se expresan en el endotelio y linfocitos, donde actúan como ligandos de las integrinas β2. CD54, CD102. → VCAMs (moléculas de adhesión a células vasculares): se expresan en el endotelio vascular y actúan como ligandos de las integrinas β1. 5. Cadherinas: son moléculas que controlan el comportamiento social de las células fijas y aseguran la unión entre ellas. Por ejemplo, la cadherina E forma una especie de cremallera entre las caras laterales de las células endoteliales y es importante en el control de la diapédesis de los leucocitos. 15  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 6. JAMs (junctional adhesion molecules): Son moléculas cuya función es mantener una unión estrecha entre las células endoteliales para evitar que los leucocitos pasen a los tejidos en condiciones normales. Cuando hay una agresión en algún sitio, dejan de expresarse en los capilares de la región afectada para permitir la diapédesis. Se conocen dos, JAM-1 y JAM-2. FUNCIÓN Las moléculas de adhesión participan en el tráfico leucocitario, maduración, activación y función efectora de los leucocitos. Profundizaremos en sus funciones en el capítulo de inflamación, donde veremos la cascada de adhesión y extravasación leucocitaria. 16  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 4 Inmunidad innata La inmunidad innata o natural está conformada por un conjunto de mecanismos de defensa que actúan contra los microorganismos patógenos desde el primer contacto con ellos, para evitar que ingresen al organismo, o si ya lo han hecho, destruirlos o controlarlos. Evolutivamente la inmunidad innata aparece antes que la adquirida y es similar en todos los vertebrados. Su acción se inicia rápidamente y actúa de inmediato al detectar un patógeno. La respuesta no es selectiva y ataca por igual a todas las bacterias patógenas. Toda especie animal nace con cierto grado de resistencia a los agentes patógenos que encuentra en su medio ambiente sin haber experimentado un proceso previo de entrenamiento o aprendizaje. Es decir, para que se desarrolle esta inmunidad no requiere la exposición previa a microorganismos infecciosos. Varía con la especie, raza, genética, edad (infancia y vejez más susceptibles a enfermedad), factores metabólicos y hormonales (esteroides son inmunosupresores), temperatura, e influjo del sistema nervioso (influencia de neuropéptidos, estrés deprime sistema inmune). Para explicarla de manera más dinámica, dividiremos este módulo en tres partes: I. Barreras físicas II. Componentes humorales III. Receptores de lo extraño En el capítulo siguiente abordaremos los componentes celulares de esta inmunidad. I. Barreras físicas PIEL Es una barrera entre el interior del organismo y el medio ambiente, muy eficiente en la protección contra los agentes patógenos. Los gérmenes no suelen tener la capacidad de penetrar la piel intacta, por lo que se requiere una herida, quemadura o picadura para que un patógeno ingrese. La piel está formada por dos capas, la dermis y la epidermis. › Dermis: más profunda. Es rica en vasos sanguíneos, canales linfáticos, tejido colágeno y células inmunitarias como polimorfonucleares, macrófagos, basófilos, eosinófilos y linfocitos. 17  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 › Epidermis: más superficial. Cuenta con una lámina basal sobre la cual se apoyan los queratinocitos, los cuales producen péptidos antimicrobianos llamados defensinas. Intercalados entre ellos, están los melanocitos, productores de melanina (protege ADN de rayos-UV). Más superficialmente encontramos células dendríticas (C. de Langerhans) cuya membrana presenta una serie de prolongaciones o dendritas con las cuales capturan microorganismos que entren en contacto con la piel, para presentarlos a los linfocitos en los ganglios. Finalmente, la parte más externa forma un estrato córneo que constituye una fuerte barrera mecánica que se opone al ingreso de microorganismos. La piel tiene pH ácido, de 5 a 6, suficiente para destruir muchos microorganismos. Esta acidez resulta de la degradación de ácidos grasos como caprílico, oleico y undecilénico. Las glándulas sebáceas producen moléculas antimicrobianas. MUCOSAS (MALT) El tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT) es un sitio importante de producción de inmunoglobulina A. Se secreta en la saliva, las lágrimas, la leche materna y las secreciones respiratorias. Sin embargo, esta inmunoglobulina forma parte de la inmunidad adaptativa, por lo que profundizaremos en ella en los capítulos siguientes. Ahora hablaremos de la composición y características de la mucosa corporal actuando como barrera física y química (inmunidad innata). Mucosa del tracto gastrointestinal Boca: la saliva mediante sus enzimas, la lisozima y la peroxidasa, interrumpe la integridad de las paredes microbianas. Estómago: su pH es tan ácido (por el ácido gástrico) que destruye la mayoría de los gérmenes que entran con los alimentos. Intestino: aquí vive la flora microbiana intestinal, que se conoce como “microbioma”. Varias de las bacterias ayudan en la digestión y absorción de nutrientes, mientras que otras ocupan lugares para impidir la adherencia de los patógenos, e incluso secretan sustancias tóxicas para luchar contra los mismos. Si una bacteria patógena coloniza algún sector de la mucosa, las células epiteliales producen IL-8, que atrae polimorfonucleares para que fagociten y destruyan los microorganismos patógenos. El epitelio intestinal tiene un mecanismo adicional de defensa que está a cargo de las células de Paneth, ubicadas en la base de las criptas de Lieberkühn y que almacenan en su citoplasma gránulos preformados de defensinas conocidas como criptidinas. 18  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Finalmente encontramos las placas de Peyer, que son órganos inmunes secundarios que funcionan como centros de vigilancia inmunológica y como activadores de linfocitos. En el contexto de una infección gastrointestinal, el MALT se activa para combatirla, y la inflamación resultante podría afectar la función normal del intestino, llevando a síntomas como la diarrea. Mucosa de la vía urinaria Tanto el pH ácido de la orina como su hipertonicidad son bactericidas. Ante la presencia de bacterias se producen defensinas y citoquinas pro-inflamatorias. El tracto está protegido por un epitelio plano, y en el caso de las mujeres este puede ser estratificado y con contenidos de glucógeno. Mucosa de la vía respiratoria En las amígdalas se encuentra el anillo de Waldeyer, el cual detecta microorganismos en el aire inspirado. En la vía respiratoria hay epitelio mucociliar. Las células caliciformes son las que producen mucina, con incremento frente a la irritación. Las células ciliadas mueven la mucosa y los antígenos hacia la faringe donde después pueden ser eliminados por la tos y los estornudos. El surfactante tiene la capacidad de opsonizar bacterias. II. Componentes humorales Otro de los aspectos clave de la inmunidad innata es la presencia de componentes humorales, que son elementos solubles en los fluidos corporales, como la sangre y la linfa. Algunos ejemplos son: 1) Defensinas: péptidos pequeños, cargados positivamente por ser ricos en arginina, con actividad antimicrobiana. Forman canales en la membrana de bacterias, parásitos y hongos, que facilitan el estallido osmótico de los mismos. Además, neutralizan algunas toxinas, son quimiotácticas para los fagocitos y estimulan la producción de citoquinas y de prostaglandinas. a. Familia α: en los gránulos de polimorfonucleáres y celulás de Páneth. b. Familia β: en queratinocitos, plasma, riñón, encías, mucosa del árbol respiratorio, amígdalas, testículos y epidídimo, y mucosa del tracto genital femenino. 2) Catelicidinas: péptidos antimicrobianos que se almacenan en forma inactiva en los gránulos de los polimorfonucleares y se expresan en médula ósea, hígado, timo, bazo, queratinocitos, y células NK. También neutralizan lipopolisacáridos, regulan la función de los mastocitos, estimulan la angiogénesis y ayudan a la cicatrización de heridas. 3) Lactoferrina: enzima que extrae de los líquidos orgánicos al hierro libre que los microorganismos requieren para su metabolismo y reproducción. 19  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 4) Lisozima: enzima que se encuentra en varios líquidos como lágrimas y moco nasal. Destruye bacterias grampositivas, gramnegativas y micobacterias. 5) Quitinasas: enzimas que digieren la quitina, un componente de la pared celular de hongos y del exoesqueleto de helmintos, insectos y crustáceos. 6) Citocinas: Además de estas moléculas individuales, también existe un sistema importante de enzimas proteolíticas que circulan por el plasma, conocido como el “sistema de complemento”. Al ser activadas, estas proteínas cumplen una serie de funciones de defensa como atraer y activar a los fagocitos, inducir un proceso inflamatorio localizado en el lugar de la agresión o lisar directamente a varios patógenos. Por su importancia dedicamos a su estudio el siguiente capítulo. III. Receptores de lo extraño Las células de la inmunidad innata se dividen en las fagocíticas y los linfocitos “natural killer”. Antes de profundizar en cada una vamos a hablar de las moléculas receptoras y reconocedoras de lo extraño que hay en su superficie, las cuales sirven para la fase de reconocimiento de la respuesta inmunitaria. 20  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 RECEPTORES Y RECONOCEDORES DE LO EXTRAÑO - PRR PRRs (patterns recognition receptors) Reconocen y capturan los distintos PAMPs (patogens associated molecular patterns), que son las moléculas asociadas a patógenos y muy conservadas evolutivamente. Estas pueden ser lipopolisacáridos, peptidoglucanos, ADN, ARN y glucanos, que se expresan SÓLO en la membrana de los microorganismos patógenos. Los PAMPS no se encuentran en las células del ser humano, lo cual facilita a las células inmunes con PRR, poder distinguir lo extraño de lo propio. Asimismo, reconocen a moléculas originadas en el daño y el estrés celular, llamadas alarminas o DAMPs (Damage-associated molecular patterns), las cuales también pueden ser identificadas por el receptor RAGE (receptor for advanced glycation end products). TLRs (Toll like receptor) Se encuentran en las membranas y endosomas de células fagocíticas, presentadoras de antígenos, natural killers, epitelio intestinal y células linfoides. Se han identificado 13 diferentes, 11 de los cuales se encuentran en los humanos. Cada uno reconoce una o varias PAMPs. Pueden ser promiscuos, es decir, reconocer más de un tipo de molécula. Algunos se asocian entre sí para ligar determinadas moléculas externas, mientras que otros reconocen las de origen interno. Señalización por los TLRs: I. TLR hace contacto con una PAMP II. Activación de molécula adaptadora, la MyD88 (Myeloid differentiation primary response gene 88). Sirve de unión entre el receptor de membrana y la vía interna de señalización. III. La vía interna conduce a que el factor de transcripción NF-kB (Nuclear Factor-kappa B) ingrese al núcleo y active varios genes de respuesta inmune innata. La molécula My88 sirve a todos los TLRs con excepción del TLR3 (vía sin My88). 21  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Las principales funciones de algunos receptores TLR son: → TLR2 regula la expresión del receptor para la vitamina D. Reconoce lipoproteínas. Participa en actividad microbicida contra el bacilo de la tuberculosis. → TLR4 reconoce las endotoxinas de las bacterias gramnegativas, y algunas de las señales de alarma interna como ADN, ARN, productos de degradación y proteínas de estrés (heat shock protein). Induce la expresión de citosinas. → TLR9 induce la fagocitosis. Membrana: 1-2-4-5-6-11 Endosoma: 3-7-8-9-13 NLRs (Nod like receptors) Detectan PAMPS en productos microbianos presentes en el citoplasma de las células, así como a las DAMPS. Se han identificado 23 NLRs; los principales se denominan NODs (nucleotide-binding oligomerization domains) y se llaman NOD-1 y NOD-2 según cómo se compone su extremo N. 22  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Lectinas tipo C (CLR) Son llamadas así porque requieren de calcio para ser activadas. Participan en el tráfico de células, la señalización, el reconocimiento de patógenos, la presentación de inmunógenos, el desarrollo de tolerancia y el crecimiento de tumores y de sus metástasis. Ignoran la galactosa y el ácido siálico, moléculas presentes en las células del ser humano, y así respetan lo propio y solo atacan lo extraño. Existen dos tipos: colectinas (MBP) y ficolectinas (complemento). Lectinas tipo S o Galectinas Se caracterizan por tener un puente disulfuro que ayuda a estabilizar la unión a β-galactósidos. Se expresan en todas las células del sistema inmune y actúan tanto externamente como intracelularmente. Participan en adhesión, activación y migración celular, fagocitosis y apoptosis. Pentraxinas Son lectinas producidas en el hígado que normalmente se encuentran en la sangre en concentraciones bajas y que reconocen varios PAMPs. o Proteína C reactiva (PCR): se incrementa rápidamente hasta en 10.000 veces en las primeras 24 horas de un proceso inflamatorio agudo. Se une a la fosfatidilcolina presente en la membrana de muchos microorganismos y, actúa como opsonina. o Proteína ligadora de lipopolisacáridos (LBP): se une a las endotoxinas lipopolisacáridas producidas por las bacterias gramnegativas para facilitar su adhesión a la molécula CD14 de los macrófagos. La unión LBP-CD14 es reconocida por el TLR4, que inicia una vía de señalización intracelular resultante en la producción varias citoquinas proinflamatorias, como TNF, IL-1, IL-6 e IL-12. o Amiloides A y P sérico: reconocen diferentes especies de hongos y bacterias. Receptores para la f-metionil-leucil-fenilalanina Se encuentran en la membrana de los polimorfonucleares, y reconocen esta sustancia presente en algunos microorganismos. Algunos ejemplos son: o Receptores tipo RIG- 1 (RLR): proteínas que actúan como sensores intracelulares de productos de origen viral. Se activan ante la presencia de ARN de doble cadena e inducen la producción de IFNs tipo I. 23  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Semaforinas: las que participan en el funcionamiento del sistema inmune del humano se conocen como Sema3A, Sema3E, Sema4A, Sema4D, Sema6D y Sema7A; para cumplir su función se unen a receptores especiales conocidos como plexinas. Receptores scavenger La función principal de los receptores scavenger es participar en procesos de fagocitosis (endocitosis) y eliminación de sustancias extrañas o celulares envejecidas. Detectan y son capaces de unirse al LDL. A. Scavenger A (SR-A): en la superficie de células como los macrófagos y las células endoteliales. Está implicado en la fagocitosis y la eliminación de partículas. B. Scavenger B (SR-B): también conocidos como CD36, están involucrados en la captación y transporte de lípidos, así como en la fagocitosis de partículas. C. Scavenger C (SR-C): implicados en la eliminación de partículas y presentación de antígenos. D. Scavenger D (SR-D): fagocitosis y la eliminación de partículas. Los receptores de la inmunidad innata pueden ser clasificados como opsonina dependientes o independientes en función de su capacidad para reconocer y unir opsoninas. Los receptores opsonina independientes son capaces de reconocer y unir partículas extrañas directamente, sin depender de la presencia de opsoninas. Estos receptores pueden interactuar directamente con estructuras en la superficie de los patógenos o células dañadas. Ej.: PRR. Los receptores opsonina dependientes reconocen y se unen a opsoninas, que son moléculas que recubren las partículas extrañas y las hacen más fácilmente reconocibles por células fagocíticas. Ej.: receptores de inmunoglobulinas y de complemento. 24  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 5 Células innatas: fagocitos y linfocitos NK I. Células fagocíticas La fagocitosis es el primer mecanismo de defensa contra un agente agresor que sobrepasa las barreras naturales, por lo que todas las células fagocíticas forman parte de la inmunidad innata. Las células fagocíticas buscan, identifican, e introducen a su citoplasma partículas, gérmenes o células extrañas para destruirlas. A su vez, aprenden a tolerar las moléculas propias, y a fagocitarlas sólo cuando sea necesario, como luego de un trauma o proceso inflamatorio. Todos los fagocitos pertenecen al linaje mieloide, que está constituido por fagocitos mononucleares y polimorfonucleares. › Mononucleares: son los macrófagos en los tejidos, y sus precursores, los monocitos, en la sangre. Tienen vida útil de semanas a años. › Polimorfonucleares o granulocitos: poseen menor vida que los macrófagos (días), un núcleo multilobulado y gránulos abundantes (de ahí su nombre). Responden a agente quimiotácticos y poseen la capacidad de adherirse a células endoteliales que recubren vasos. Posteriormente salen de los vasos hacia el tejido infectado por medio de diapédesis. Las funciones de estas células son: Fagocitosis repetitiva La fagocitosis se encarga de la eliminación de patógenos y células propias muertas, con el objetivo de mantener la homeostasis del organismo. Proceso: 1. Reconocimiento de los microorganismos como «extraños» a través de los receptores. (Ej.: macrófago reconoce LPS/endotoxina de bacterias). 2. Cascada de señalizaciones genera proyecciones de membrana “seudópodos”, dependientes del citoesqueleto. 3. Se rodea la partícula a ingerir y se unen los extremos de los seudópodos formando una vacuola “fagosoma”. 4. Los fagosomas se unen a los lisosomas formando “fagolisosomas”. 5. El pH de 4 (por el ácido láctico) y las enzimas microbicidas (hidrolasas, proteasas, etc.) dañan la permeabilidad de las membranas de las bacterias generando la lisis. 25  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Es importante destacar que el fagocito macrofágico, a diferencia del polimorfonuclear, no muere al cumplir su función y conserva su capacidad de reproducirse. Mecanismos bactericidas oxígeno-dependientes: Estas células, principalmente neutrófilos y macrófagos, generan algo conocido como “explosión oxidativa”. Este proceso se basa en el incremento de la captación de oxígeno para generar sus productos intermediarios, los cuales son agentes oxidativos destructores de microorganismos (radicales libres/especies reactivas del oxígeno). Su producción depende de la NADPH oxidasa que reduce el oxígeno molecular a superóxido (O2-), que también puede reducirse a radicales hidroxilos (OH-) o dismutarse a peróxido de hidrógeno (H2 02) por la enzima superóxido dismutasa. Mecanismos bactericidas nitrógeno-dependientes: Como último método está la formación de intermediarios reactivos del nitrógeno a través de la sintasa del óxido nítrico inducible (NOS2). Esta enzima cataliza la generación de óxido nítrico (NO) y L-citrulina (potentes agentes microbicidas), a partir de la L-arginina. Si el NO producido se combina con el O2- se forma peroxinitrito. MONOCITOS Y MACRÓFAGOS Los monocitos se originan en la médula ósea por efecto de citocinas secretadas por diversas células, pero especialmente por los linfocitos T. Una vez que se han multiplicado en la medula ósea, salen a la circulación donde representan un 10% de los leucocitos totales. Su tamaño es de 10-15 μm, con un núcleo en forma de riñón y un citoplasma granular rico en lisosomas, vacuolas fagocíticas y filamentos de citoesqueleto. La mayoría mueren por apoptosis al no ser utilizados. Cuando los monocitos migran de la sangre a los tejidos se transforman en macrófagos. Los macrófagos tienen un mayor tamaño, 15-80 µm, y forman poblaciones celulares heterogéneas que se distribuyen en diferentes tejidos y órganos constituyendo el sistema mononuclear fagocítico. Durante el proceso de maduración, los monocitos acumulan microfibrillas y microtúbulos en su citoplasma que les proporcionan una gran movilidad y capacidad de fagocitosis. En sus lisosomas almacenan una gran cantidad de enzimas para destruir todo lo extraño (lisozima, proteasas neutras, hidrolasas ácidas y arginasas). Algunos nombres que reciben los macrófagos son: C. Kupffer (hígado), microglía (S.N), osteoclastos (hueso), c. mesangiales (riñón), c. sinoviales (articulaciones), y macrófagos alveolares (pulmón). 26  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Moléculas de membrana: → Receptores TLR: TLR4, TLR3, TLR9. → Receptores de anticuerpos/IgA e IgG (CD64, CD32, CD16). → Receptores de transporte: receptor de transferrina (CD71). → Receptores de citocinas: IL-2 (CD25), IL-4, INFγ. → Receptores de complemento: para C3b (CD11b/CD18). → Receptores de manosa, glucanos, y lipopolisacáridos (CD14). → Receptores scavenger (proteínas que cumplen rol en endocitosis). → Moléculas HLA-I y HLA-II. → Moléculas de adherencia: ICAM-1, LFA-3 y selectina L. Funciones: 1) Fagocitosis 2) Amplificación de la respuesta inflamatoria: liberan los radicales libres de oxígeno, los cuales activan quimiocinas, citoquinas y moléculas de adhesión leucocitaria endotelial, amplificando la respuesta inflamatoria. Más detalle acerca de esto en “inflamación”. 3) Reparación del daño hístico: fagocitan y destruyen el tejido dañado, eliminando también neutrófilos y fibrinas. Luego estimulan la formación de fibras colágenas y nuevos vasos. 4) Presentación de antígenos: a los linfocitos T, por medio de las moléculas HLA-I y HLA-II, como primer paso para inducir la respuesta inmune específica. 5) Producción de factores de coagulación: V, VII, IX, X y activador del plasminógeno (t-PA). 6) Producción de citocinas: 27  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 › Los Møs1 producen citoquinas proinflamatorias (IL-1, IL-6, IL-12, IL-18 y TNF-α). › Los Møs2 producen citoquinas antiinflamatorias (IL-10) y factores de crecimiento TGFβ-1 y PDGF para promover la cicatrización. NEUTRÓFILOS Los neutrófilos constituyen el 90% de los polimorfonucleares. En la sangre corresponden a un 50-70% de los leucocitos circundantes. Son células esféricas, de 12-15 µm de diámetro, con un núcleo segmentado y múltiples gránulos citoplasmáticos. Son capaces de fagocitar y destruir directamente diversos patógenos como bacterias, hongos, etc. También pueden liberar el contenido de sus gránulos al exterior celular y causar inflamación. Normalmente no están presentes en los tejidos, pero son los primeros en ser llamados cuando se inicia un proceso inflamatorio localizado, por medio de:  Quimioquinas: IL-8 o factor atrayente y activador de los neutrófilos (NAP-1).  Leucotrienos: LTB4 producido por los macrófagos y mastocitos.  Péptidos bacterianos.  Subfactores del complemento. Acuden rápidamente y en gran número, y una vez que llegan al foco de inflamación su vida se incrementa por efecto de varias citoquinas y productos microbianos. Además, los mismos neutrófilos se encargan de atraer más “colegas” mediante la producción de IL-17 y del LTB4. Mueren por lisis una vez cumplida su función o por apoptosis si pasados siete días no ha encontrado qué fagocitar. Moléculas de membrana → Moléculas de adherencia: selectina L, LFA-1 y los ligandos de las selectinas E y P. → Receptores para la fMLP. → Receptores para complemento: factores C3b, iC3b y C5a. → Receptores para IgG e IgA. → Receptores de IL-8. EOSINÓFILOS Constituyen el 2 – 5 % de los leucocitos sanguíneos. Su concentración en sangre aumenta durante procesos alérgicos y parasitosis. Responden a agentes quimiotácticos y poseen actividad fagocítica, pero preferentemente liberan el contenido de sus gránulos hacia el exterior cuando el parasito es muy grande y no pueden fagocitarlo. 28  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 BASÓFILOS Constituyen el 0,2 % de leucocitos sanguíneos y responden a agentes quimiotácticos, pudiendo pasar a tejidos por diapédesis. A su vez poseen la capacidad de liberar su contenido de sus gránulos frente a ciertos estímulos. II. Linfocitos “Natural killer” Las células “Natural killer” o “asesinas naturales” son linfocitos que se originan en la medula ósea a partir de las células progenitoras de la línea linfoide. En sangre representan del 5% al 15% del total de linfocitos. Durante su desarrollo, al igual que los demás linfocitos, expresan receptor de IL-7 (CD127). Algunas expresan además al receptor para la IL-15, citocina que induce su migración a los ganglios linfáticos y al bazo en donde maduran. Finalmente, otro grupo de células migra al hígado y al útero, siendo estas últimas de especial importancia porque llegan a constituir el 70% de las células linfoides de la placenta. Moléculas de membrana: A diferencia de los linfocitos T y B, los NK no expresan TCR ni BCR (receptores). Tienen, en cambio, receptores innatos capaces de detectar la ausencia de moléculas de histocompatibilidad (MHC), algo muy común en células infectadas por virus. Otros receptores incluyen: → Receptores para citocinas y quimiocinas. → Ligandos para moléculas de adherencia. → PRRs → Receptores para lectinas tipo C: para identificar patógenos a los cuales se ha fijado complemento. → Receptor de IgG (CD16). → KAR (killer activation receptor) /promotores de muerte: reconocen células alteradas por infecciones virales a las que deben inducir apoptosis. → KIR (killer inhibitor receptor) /inhibidores de muerte (CD158): detectan a las moléculas HLA-A, HLA-B y HLA-C de la membrana de las células normales del hospedero, y al hacerlo dan señales inhibidoras de apoptosis. En el citoplasma presentan receptores TLR3, TLR7 y TLR8 (detectan ARN doble cadena de infecciones virales). 29  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Función: Se encargan de la defensa intracelular, es decir que atacan células que hayan sido invadidas por microorganismos o que hayan sufrido un proceso de transformación maligna o de estrés celular. Para lograr esto presentan dos mecanismos: 1) Citotoxicidad directa: Tras establecer una sinapsis con la célula blanco, la NK secreta gránulos de perforina que se incrustan en la membrana de la célula blanco y forman los canales por donde se introducen los gránulos de granzimas. Las granzimas llegan al núcleo y producen la fragmentación del ADN y la consecuente muerte celular. 2) Producción de citocinas activadoras de otras células del sistema inmune (IFN-y, TNF-a, GM- CSF e IL-3) Según su principal función se distinguen dos tipos: CD16+ CD56dim (+ actividad citotóxica y - producción de citocinas) y CD16- CD56bright (- actividad citotóxica y + producción de citocinas). Las células infectadas por virus o tumores se convierten en invisibles para los linfocitos T citotóxicos y evitan de esta forma ser atacadas. Los linfocitos NK sin embargo son extraordinariamente eficientes en detectar células sin HLA de clase I en su superficie y de esta manera complementan el papel de los linfocitos T citotóxicos (fig. 2). 30  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 6 Sistema de complemento El sistema de complemento es una cascada enzimática de defensa y limpieza, constituido por una serie de proteínas solubles (en su mayoría sintetizadas en el hígado), que al activarse se solidifican y se adhieren a la membrana de células propias o bacterias. Se pone en marcha ante la presencia de PAMPs, de uniones antígeno-anticuerpo, o de proteínas de fase aguda, con el objetivo de amplificar la respuesta inmune y activar la fagocitosis. Es el mecanismo efector más importante de la respuesta inmunitaria humoral, y junto a los fagocitos, es el principal responsable de la inmunidad innata. I. Funciones A grandes rasgos, el sistema del complemento interviene en tres aspectos del sistema inmune: 1) Defensa contra patógenos: Lisa células o bacterias de forma directa por daño a la membrana (MAC, perforinas). Refuerza la fagocitosis (opsonización y liberación de péptidos quimiotácticos que atraen polimorfonucleares). Un mecanismo que facilita la destrucción del agente agresor, tanto por fagocitosis como por citotoxicidad, es la opsonización. El patógeno es ‘marcado’ por la adhesión de proteínas opsoninas (inmunoglobulinas o factores del complemento) que luego se unen a sus respectivos receptores en la membrana de las células efectoras: CR → Receptor para factores del complemento. FcR → Receptor para el segmento Fc de las inmunoglobulinas (inmunidad adaptativa). Incrementa los mecanismos de inflamación (anafilotoxinas). 31  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 2) Puente entre la inmunidad innata y la adquirida: Aumenta la activación de los linfocitos B y su producción de anticuerpos (inmunidad humoral). Promueve la diferenciación de los linfocitos T reguladores (inmunidad celular). 3) Transporte e inactivación de complejos inmunes y eliminación de cuerpos apoptóticos. II. Componentes Los componentes del sistema de complemento se conocen como factores, y son en total unos 30 (según la fuente varían de 20 a 37). Representan el 10% de las proteínas plasmáticas (3 g/L). Algunos destacables son: C5a - C4a - C3a → Anafilotoxinas. Amplifican la respuesta inflamatoria al incrementar la permeabilidad capilar, contraer la musculatura lisa e inducir la liberación de histamina por parte de los mastocitos y basófilos. C5a → Potente quimiotáctico para los polimorfonucleares. C4b - C3b, iC3b - C1q → Opsoninas. Pueden unirse a varios receptores presentes en las células fagocíticas. Los receptores para dichos componentes son: 32  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Al unirse a la acción muchos factores del complemento son escindidos proteolíticamente en dos fragmentos: a y b. Fragmento b: grande, se une a complejo molecular en formación, adquieren capacidad enzimática para actuar en el siguiente componente (“convertasa”). Fragmento a: pequeños, migran, factores quimiotácticos para las células de inflamación. III. Vías de activación La cascada de activación puede originarse por tres vías diferentes, que difieren en el estímulo inicial y en los componentes que reconocen dicho estímulo, pero que convergen en la etapa final de ataque a la membrana. VÍA CLÁSICA La vía clásica es muy selectiva y está unida a la inmunidad específica o adaptativa a través de los anticuerpos. Se activa cuando los anticuerpos se unen a un antígeno. En su mayoría intervienen anticuerpos de clase IgM y de clase IgG. Cuando un anticuerpo se une a un antígeno sufre un cambio conformacional en su región Fc que permite la unión del primer componente de la vía clásica “C1”. → C1 C1 está formado por tres subunidades (C1q-C1r-C1s) que están presentes en el plasma en forma inactiva. C1q es la subunidad que se une a las regiones Fc del anticuerpo, y C1r y C1s son proteasas inactivas. A C1q se van a unir C1r yC1s para forma el complejo C1 activo (C1q-C1r-C1s). La unión de C1r a C1q la activa y escinde C1s, que a su vez fragmenta al siguiente componente de la vía: C4. → C4 C1s genera los fragmentos C4b y C4a. Un enlace tioéster de C4 queda expuesto en C4b, lo que le permite unirse covalentemente a la superficie del microorganismo. → C2 C2 es capaz de unirse a C4b, y al unirse se hace sustrato de C1s, que genera dos fragmentos, C2a y C2b. El fragmento pequeño, C2a, permanece unido a C4b generando la convertasa de C3 (C4b2a). Este complejo porque es una proteasa capaz de fragmentar miles de moléculas del componente central del sistema C3. → C3 Se generan los fragmentos C3b y C3a. La digestión de C3 expone en C3b un enlace tioéster interno muy reactive que le permite unirse covalentemente a la superficie del microorganismo. Se forma la convertasa de C5 (C4b2a3b). 33  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 → C5 Da lugar al fragmento C5b, que permanece unido a la convertasa y se convierte en el punto de formación del complejo de ataque de membrana (fase final de activación complemento). VÍA DE LAS LECTINAS Hace parte de la inmunidad innata, ya que no requiere de la presencia de anticuerpos. Es una vía que se inicia por una lectina (proteína que se une a carbohidratos en la superficie de muchos microorganismos) denominada MBL (mannose binding lectin). Las manosas forman los residuos terminales de numerosas glicoproteínas y glicolípidos microbianos, mientras que en los mamíferos están formados por otros componentes. → MBL se une a los patógenos. → Activa a una serina proteasa denominada MASP. → Se escinde C4 y C2, para continuar la activación de la vía clásica. La vía de la lectina solo se diferencia de la clásica en los pasos iniciales, por lo que a veces no la consideran una vía independiente, sino una ruta de activación de la vía clásica en ausencia de anticuerpos. Existe otra proteína, denominada Proteína C-reactiva, que es capaz de unirse a fosfocolina (lípido en la superficie de microorganismos) y de iniciar la activación del complemento por la vía clásica. 34  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 VÍA ALTERNATIVA/DEL PROPERDÍN (AP50) La vía alternativa corresponde también a la inmunidad innata, y es evolutivamente más antigua que la vía clásica. Depende de la ausencia de un factor regulador en la membrana de la célula blanco (el factor H) y de la acción de dos factores de reconocimiento - el properdín y C3. El C3 se genera constitutivamente en pequeñas cantidades. En ausencia de microorganismos o antígenos extraños esta pequeña cantidad de C3b será rápidamente inactivada por otras proteínas del complemento denominadas factor H y factor I para generar C3b inactivo. Sin embargo, ante la presencia de superficies activadoras extrañas (como paredes bacterianas) este C3b generado se va a unir covalentemente a ellas, lo que le protege de la acción inactivadora de los factores y permite la activación del complemento por la vía alternativa. → C3b se une a la pared del microorganismo. → C3b (+ microorganismo) se une al siguiente factor de la cascada “factor B”, formando C3bB. → El Factor B es hidrolizado por “factor D” (en presencia de Mg+2) para formar C3bBb (sin el fragmento a del Factor B). → “Factor P/properdín” (sintetizado por macrófagos, linfocitos T, y polimorfonucleares) estabiliza C3Bb. Fenómeno favorecido por microorganismos. Si no sucede, el complejo se descompone rápidamente. Este complejo se denomina la convertasa de la vía alternativa, pues es capaz de hidrolizar a C3, formándose así más moléculas de C3b, que se unirán otra vez a la superficie del microorganismo, y darán lugar a la formación de más complejos C3bBb. Constituye, lo tanto, un sistema de amplificación del complemento, ya que se nutre de su sustrato (C3). Este sistema no sólo amplifica la respuesta iniciada por la vía alternativa, sino que también sirve de sistema de amplificación a partir del C3b que se genera por la vía clásica. Los complejos resultantes de la activación de la vía alternativa (C3bBb3b) actúan como convertasa de C5, dando lugar al fragmento C5b, que sirve también de punto de formación del complejo de ataque de membrana. 35  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 IV. Complejo molecular de ataque de membrana (MAC) Las C5 convertasas, generadas por la vía clásica (C4b2a3b) o alternativa (C3bBb3b), inician la activación de los componentes terminales de complemento formando el complejo de ataque de membrana (MAC). i. C5 es fragmentado por la C5 convertasa en C5a y C5b, que permanece unido a la superficie celular. 36  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 ii. C5b es rápidamente inactivado al menos que sea estabilizado por el siguiente componente de la membrana, C6. iii. El complejo C5b6 se une al componente C7. iv. Este complejo (C5b67) es altamente lipofílico y se inserta en las membranas plasmáticas, permitiendo la unión de C8. La cadena de C8 se inserta en la membrana y se forma el complejo C5b678. v. La actividad lítica se adquiere por la unión de C9, una proteína monomérica que polimeriza en el lugar de unión de C5-8 para formar finalmente un canal cilíndrico que atraviesa la membrana del microorganismo, C5b678(9), o MAC. vi. Los poros formados en la membrana celular producen la lisis por ósmosis (estallido osmótico). PERFORINAS Proteínas que producen la lisis de los microorganismos mediante la formación de poros en las membranas de los patógenos: son los componentes del MAC (C5b, C6, C8 y C9). C9 tiene homología con LT CD8, proteínas catiónicas del eosinófilo, y la estreptolisona O. V. Inhibidores Además del catabolismo normal de los factores del complemento y su alta labilidad, existen varias proteínas que inhiben su acción para evitar la activación espontánea del complemento y proteger los tejidos propios. Estos factores reguladores son tanto solubles, como expresados en nuestras membranas, pero no deben confundirse con los receptores. Excepcionalmente, el CR1 funciona como receptor y como proteína reguladora. 37  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Los demás reguladores son: 1. Inactivador del C1: se une al C1rs causando la disociación del C1q. 2. Proteína ligadora de C4 y C2. 3. Factor I: acelera el catabolismo de C3b, iC3b y C4b, afectando por ende la estabilidad de la convertasa de C3. Necesita la presencia de varios cofactores, entre ellos CD46 y factor H. Actúa además como antiinflamatorio al disminuir la producción de anafilotoxinas. 4. Factor H: previene la unión del C3b al factor B, afectando así el ensamblaje de la convertasa de C3. 5. CD46 o Cofactor proteico de membrana (MCP): protege las células del hospedero del ataque del complemento. Se une al C3b y C4b depositado en las membranas y favorece la acción enzimática del factor I que los degrada. 6. Proteína-S, Vitronectina o Inactivador del C5b: impide la unión del C5b evitando la formación del MAC. 7. CD59: impide el anclaje de C9, evitando la formación del MAC. 8. CD55 o Factor acelerador del catabolismo (DAF): se expresa en leucocitos y células endoteliales. Inhibe la asociación del C4b al C2, evitando la formación de la convertasa de C3. También impide la unión de C5b a la membrana, evitando la formación del MAC. 9. Clusterina o SP40: inhibe la formación del MAC. 10. Defensinas β2: se unen al C1q impidiendo su acción. 38  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 7 La inflamación Es un conjunto de cambios que se producen en un tejido vivo vascularizado como respuesta a una injuria. Su función es localizar y eliminar invasores e iniciar reparación. Puede ser aguda o crónica (según su gravedad y duración). Forma parte tanto de la inmunidad innata como de la adquirida. Se desarrolla simultáneamente con la fagocitosis, y con la activación del sistema del complemento y de las kininas. El proceso de inflamación tiene un componente local y otro sistémico: Nivel local → se genera tumor, calor, dolor y rubor (si es en una zona superficial). Participan los mastocitos, polimorfonucleares y el endotelio vascular. Nivel sistémico → observamos fiebre, leucocitosis, producción hepática de proteínas de fase aguda y aumento en la secreción de varias hormonas hiperglucemiantes y catabólicas. La inflamación consiste en una serie de eventos coordinados que inducen: a) Incremento del diámetro vascular por contracción del músculo lisa vascular. b) Aumento de la permeabilidad vascular. c) Inducción de la expresión de moléculas de adhesión en las células endoteliales. d) Inducción en el endotelio de la expresión de moléculas que provocan la coagulación (local). e) Quimiotaxis. I. Cascada de adhesión leucocitaria MARGINACIÓN Los leucocitos circulantes abandonan el eje del flujo y se aproximan al endotelio. Son atraídos por las quimiocinas, las cuales son específicas para cada uno de los diferentes leucocitos, y son generadas en los sitios de inflamación y en el mismo endotelio. En este proceso resultan importantes las interacciones entre los leucocitos y los eritrocitos. Los eritrocitos son células altamente deformables y flexibles. Su capacidad para deformarse y cambiar de forma permite que los leucocitos se desplacen entre ellos hacia el margen vascular. 39  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 RODAMIENTO Esta fase esta mediada principalmente por interacciones entre las selectinas y sus ligandos azucarados. Estas uniones son débiles y transitorias, es decir que se establecen y se rompen con rapidez, permitiendo que se produzca una lentificación de la circulación del leucocito en el torrente sanguíneo. ADHESIÓN O PAVIMENTACIÓN La activación del leucocito por quimioatrayentes inicia cascadas de señalización intracelulares que inducen la activación de las integrinas leucocitarias, cambiando su estado conformacional inactivo a un estado de alta afinidad por sus ligandos ICAM en la superficie del endotelio vascular. Esto permite la adhesión firme del leucocito al endotelio que es mantenida principalmente por la interacción entre la integrina y su ligando. TRANSMIGRACIÓN Los leucocitos pasan a los tejidos por uno de estos dos mecanismos: → Diapédesis (paracelular): Entre dos células endoteliales. Intervienen las moléculas JAM y la cadherina E. Empleado por los macrófagos y polimorfonucleares. → Transcitosis (transcelular): Atravesando una célula endotelial. Empleado por los linfocitos. QUIMIOTAXIS Más leucocitos son atraídos hacia el tejido dañado por las quimiocinas específicas para cada tipo celular. Los polimorfonucleares son los primeros leucocitos en ser llamados; pasadas algunas horas llegan más macrófagos, y días más tarde llegan los linfocitos. 40  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 La vida media de los neutrófilos es significativamente más corta que el resto de las células inflamatorias, por lo que muchos mueren rápidamente en el foco inflamatorio, formando la mayor parte del «pus». II. Células de la inflamación Más allá de los ya explorados neutrófilos y macrófagos, existen otras células clave que contribuyen a la respuesta inflamatoria. MASTOCITOS Origen: médula ósea a partir de la célula progenitora de la línea mieloide. Localización: principalmente alrededor de los vasos sanguíneos y canales linfáticos de la piel y de las mucosas. También son abundantes en los órganos ricos en tejido conectivo, como la glándula mamaria, la lengua, la próstata, los pulmones y el peritoneo. Estructura: 12 micras de diámetro aproximadamente, con un núcleo ovoide no lobulado y numerosos gránulos citoplasmáticos. Moléculas de membrana: TLRs y LBPs, receptores de IgG e IgE (FcγR y FcεR). Además, tienen receptores para neuropéptidos y receptores para varios factores del complemento, de modo que los mastocitos también pueden ser activados por factores endógenos. Función principal: es el actor central de la inflamación. En primera instancia responde, en segundos o minutos, con la liberación de los mediadores inflamatorios primarios almacenados en sus gránulos. En segunda instancia comienza la síntesis de novo de los mediadores secundarios. 41  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 BASÓFILOS Origen: médula ósea a partir de la célula progenitora de la línea mieloide. Localización: principalmente en la sangre, constituyendo el 0,2% de los leucocitos sanguíneos. Pueden migrar a los órganos linfoides y cooperar en el desarrollo de la respuesta de las citoquinas del grupo Th2. Estructura: son células polimorfonucleares de 5-8 micras de diámetro. Poseen un núcleo lobulado y numerosos gránulos citoplasmáticos. Moléculas de membrana: FcεR para la IgE, receptores de baja afinidad para la IgG (CD16 y CD32), TLR2, TLR4 y receptores para factores del complemento. Función principal: incrementan el proceso inflamatorio, al degranularse y liberar citocinas, moléculas de adherencia, y proteínas proinflamatorias. EOSINÓFILOS Origen: médula ósea a partir de la célula progenitora de la línea mieloide. Localización: principalmente en la sangre, constituyendo el 2-5% del total de los leucocitos circulantes. Rápidamente colonizan las mucosas, ubicándose en la interfaz con el medio ambiente para responder con prontitud a la presencia de patógenos. También se encuentran los órganos linfoides secundarios, en donde actúan como intermediarios entre la inmunidad innata y la adquirida. Son abundantes en la glándula mamaria. Estructura: Son células polimorfonucleares con un núcleo bilobulado y múltiples gránulos citoplasmáticos de dos tipos: Primarios: son pequeños y almacenan hidrolasas ácidas y varias citoquinas preformadas. Secundarios: son de mayor tamaño y almacenan proteínas citotóxicas y numerosas citoquinas, enzimas y factores de crecimiento. Moléculas de membrana: PRRs, IL-5Rα, CCR3 y SIGLEC-8 (sialic acid-binding immunoglobuline- like lectin 8). Función principal: constituyen la principal defensa contra parásitos, al degranularse y liberar diferentes proteínas citotóxicas. Son los actores distinguidos en las reacciones alérgicas. III. Mediadores de la inflamación Los mediadores son un sistema de señalización molecular encargado de coordinar y regular la inflamación. Se pueden clasificar según su velocidad de respuesta y según donde se producen: Los mediadores primarios se encuentran pre-sintetizados en las células y son rápidamente secretados al inicio del proceso inflamatorio. 42  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Los mediadores secundarios requieren un proceso de transcripción y traducción que tarda varias horas en desarrollarse. Mediadores de origen humoral: Son primarios. Se producen por los cuatro sistemas enzimáticos que se activan durante la respuesta inmune innata (sistema de coagulación, de fibrinolisis, de las kininas, del complemento). Mediadores de origen celular: Elastasa y Colagenasa: degradan la matriz extracelular para facilitar la movilización dentro de los tejidos de los leucocitos. Histamina: en el comienzo de la inflamación, induce vasodilatación y aumenta la permeabilidad capilar. Asimismo, es bronco constrictora, incrementa el peristaltismo intestinal, y participa en los procesos de embriogénesis, hematopoyesis y cicatrización. Tiene una vida media de menos de un minuto; es rápidamente degradada por la histaminasa. Heparina: es secretada como complejo heparina-histamina, el cual se disocia al salir del mastocito o del basófilo. Interviene en la finalización del proceso inflamatorio, bloqueando las selectinas L y P y estimulando la producción hepática de histaminasa. 43  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Quimiocinas: Eotaxina → atrae a los Eos. IL-8 o CXCL8 → atrae a los PMNs. CCL2, CCL7 y CCL12 → atraen a los Møs. CCL5 → atrae a los Bas. Proteínas o reactantes de fase aguda: se producen en el hígado, inducidas por acción de IL-1, IL-6 y TNF. Estas son: Proteína C reactiva Amiloides A y P séricos MBP Fibrinógeno EICOSANOIDES Son moléculas que se generan a partir de los lípidos de membrana de varias células del sistema inmune por acción de citoquinas, trombina, bradiquinina, C5a y PAF. Estas moléculas activan la fosfolipasa, enzima que actúa sobre los lípidos de membrana para generar el ácido araquidónico. A partir de este, la enzima ciclooxigenasa genera: 1. Prostaglandinas Es una familia de moléculas secretadas de novo por casi todas las células del organismo, como respuesta a los estímulos dados por varias citoquinas. La familia de PG-G2 es la más importante, ya que son muy inestables y se metabolizan rápidamente generando prostaglandinas E2, F2 y D2. PG-D2 → estimula la liberación de la histamina a partir de los mastocitos por lo cual es vasodilatadora; es bronco constrictora y quimiotáctica para polimorfonucleares en el pulmón. Participa del asma por ser 100 veces más potente como bronco constrictora que la histamina. PG-G2, E2, D2 y prostaciclina → responsables de la vasodilatación y enrojecimiento que se presenta en los procesos inflamatorios. PG-E2 produce fiebre a nivel del hipotálamo. 2. Leucotrienos LT-B4 → poderoso quimiotáctico para los polimorfonucleares. LT-D4 y E4 → tienen acción anafilactoide y son potentes constrictores de las fibras musculares lisas. LT-C4, D4, E4→ bronco constrictores potentes. Aumentan la producción de secreciones bronquiales. 3. Lipoxinas Frenan la producción de leucotrienos. Lipoxina A4 → producida por las plaquetas. Frena el aflujo de polimorfonucleares y activa a los macrófagos a fagocitar los restos celulares y reparar los daños causados por la inflamación. 44  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 IV. Resolución de la inflamación En condiciones normales la inflamación es aguda, es decir, es un proceso limitado que debe resolverse de forma rápida y completa. Cuando la agresión es controlada, los polimorfonucleares mueren por lisis o apoptosis. Por otro lado, los mastocitos, las células endoteliale, y los sistemas del complemento y de coagulación, son desactivados por enzimas reguladoras. Cuando cesa la inflamación, los macrófagos inician la remoción de restos celulares o microbianos. Los fibroblastos, las células epiteliales y las células endoteliales, estimulados por citoquinas como el factor de crecimiento de la epidermis (EGF o Del-1) y el factor de crecimiento del endotelio (VEGF), inician la reparación o cicatrización de los tejidos. Hay además angiogénesis. CITOQUINAS ANTIINFLAMATORIAS Citoquina antagonista del receptor para la IL-1. I. IL-10 e IL-13: frenan la producción de IL-12 e IFNγ en los linfocitos T-h1. II. IL-27: induce la producción de IL-10 en los linfocitos T. III. Factor transformador del crecimiento beta (TGFβ): frena la hematopoyesis, reduce la producción de las citoquinas proinflamatorias, e inhibe la adherencia de leucocitos al endotelio vascular. IV. Pentraxina (PTX-3): una lectina almacenada en los polimorfonucleares que, al ser liberada sobre el endotelio, bloquea la fase de rodamiento. V. Galectinas: bloquean algunas de las moléculas de adherencia interfiriendo con el rodamiento. Si el agente responsable no es desactivado o destruido, se inicia una fase de inflamación crónica, o puede también conducir a la formación de granulomas (estructura similar a un ganglio linfático, con acúmulo de macrófagos, células gigantes multinucleadas y linfocitos). Si el proceso se prolonga, la producción de colágeno por los fibroblastos conduce a la fibrosis. En la última década se han descrito una serie de síndromes autoinflamatorios congénitos debidos a inmunodeficiencias por mutaciones en diferentes genes que codifican para las moléculas o sus receptores, que participan en el proceso inflamatorio. 45 Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 46  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 8 Células presentadoras de antígenos Después de comprender la respuesta inmediata de la inmunidad innata, ahora nos adentramos en la inmunidad adaptativa, una fase más especializada y específica del sistema inmunológico, que guarda memoria inmunológica. Descubriremos cómo las células orquestan esta respuesta específica, empezando por aquellas que la desencadenan: las presentadoras de antígenos. Los linfocitos B y T que abandonan la médula ósea y entran en circulación son vírgenes, es decir, que no han establecido contacto con su antígeno, por lo que deben migrar a los órganos linfoides secundarios en búsqueda de este. La presentación de antígenos es el mecanismo por el cual las células (presentadoras de antígenos), exponen los mismos a los linfocitos. El objetivo es inducir en ellos una respuesta específica contra esos antígenos. Generalmente pertenecen a la inmunidad innata (con excepción de linfocitos B), pero vinculan esta misma con la inmunidad cognitiva. Demuestran que no hay posibilidad de respuesta cognitiva sin estar en el contexto de lo propio, de lo innato. Existen dos grandes grupos de procesamientos antigénicos: A. Exógenos: Provenientes de patógenos que no utilizan la célula del huésped para sobrevivir, por ejemplo, las bacterias. El epítope obtenido del procesamiento del antígeno luego de la endocitosis es exhibido en la membrana por medio del complejo mayor de histocompatibilidad II. La respuesta inmune es humoral. B. Endógenos: Necesitan de la maquinaria de la célula del huésped para vivir, por ejemplo, los virus. Usan el núcleo y el RER, para producir tanto proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad I como de los epítopes del antígeno y se expresan en membrana ambas en la membrana. La respuesta inmune es celular. 47  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 I. Moléculas de histocompatibilidad Los linfocitos T no pueden reconocer inmunógenos directamente de la membrana celular del patógeno o célula infectada, sino que las mismas deben ser presentadas por las moléculas presentadoras de antígenos, de la mano de las células presentadoras de antígenos. COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD Las moléculas de histocompatibilidad se encuentran en las células presentadoras de antígenos, y permiten la presentación a los linfocitos T. Los genes que codifican a las mismas (alrededor de 400) se agrupan en un conjunto llamado complejo mayor de histocompatibilidad. Todos los vertebrados presentan un MHC; en los humanos está en el brazo corto del cromosoma 6. Contiene tres regiones génicas: MHC Clase 1: codifican antígenos leucocitarios humanos de clase 1 (HLA-I), que son proteínas de membrana de todas las células del organismo, con excepción de las neuronas y de los eritrocitos. MHC Clase 2: codifican antígenos leucocitarios humanos de clase 2 (HLA-II), proteínas sólo en las células presentadoras de antígenos. MHC Clase 3: codifican factores del complemento, algunas citoquinas, etc. (C4B-C4A-21OH-TNF). ANTÍGENOS LEUCOCITARIOS HUMANOS Todas las células del organismo humano, excepto los hematíes, expresan moléculas de clase I. Sin embargo, solamente unas pocas células con funciones inmunológicas expresan, además, moléculas de clase II: son las células presentadoras de antígenos profesionales (APC). 48  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 La conformación de todas las moléculas HLA (o MHC) es similar. Básicamente constan de un nicho formado por dos hélices antiparalelas superpuestas a una plataforma de bandas en el que capturan un antígeno. › La clase I lleva péptidos sintetizados por la propia célula que los presenta, provenientes de proteínas citosólicas. Tiene únicamente un segmento variable, y se encuentra en la cadena α. › La clase II lleva péptidos que NO fueron sintetizados en la propia célula, provenientes de proteínas exógenas. Tiene dos segmentos variables, uno en la cadena α y otro en la cadena β. Ambas clases se encargarán de presentar antígenos a los linfocitos T. La molécula antigénica presenta por un lado aminoácidos que se albergan en los bolsillos de la molécula HLA, y por el otro los que lo harán en los del TCR. La especificidad de los TCR es completa, es decir que solo reconocen determinados aminoácidos en cada bolsillo, pero las moléculas HLA pueden reconocer varios similares. Antígenos de clase I Principales: A-B-C. Muy polimorfos. El A y B se encargan de activar los linfocitos natural killer y citotóxicos en células tumorales e infecciones intracelulares. A: 733 alelos. B: 1115 alelos. Se los reconoce por métodos serológicos. C: 383 alelos. Son reconocidos por las moléculas CD8 de LT citotóxicos. Secundarios: E-F-G-H-J. Poco polimorfos y se expresan menos. Función no clara vinculada a la tolerancia, excepto para el G que se encarga de la tolerancia en el embarazo. Antígenos de clase II DR – DP – DQ – DO – DM. Poseen varias subregiones. Se los reconoce por serología, cultivo mixto de linfocitos, y técnica de biología molecular (PCR). Son reconocidos por las moléculas CD4 de LT helpers. Desequilibrio de asociación: Combinación de genes que ocurren con mayor frecuencia de lo esperado. Este fenómeno adquiere importancia con la susceptibilidad a ciertas enfermedades. Por ejemplo, el antígeno A2 tiene 5 veces más riesgo de contraer malformaciones congénitas que cualquier otro Ag tipo A. El antígeno B27 tiene 90 veces más riesgo de contraer espondilitis anquilosante. 49  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 MOLÉCULAS CO-ESTIMULADORAS Además de las moléculas de histocompatibilidad, la activación de los linfocitos T luego de haber reconocido su antígeno específico requiere la participación de moléculas co-estimuladoras. Su expresión puede ser constitutiva o inducida en las células presentadoras. II. Presentadoras de antígenos a linfocitos T CÉLULAS DENDRÍTICAS Son las células presentadoras por excelencia (“profesionales”), ya que en su composición tienen a las moléculas del complejo principal de histocompatibilidad y a las moléculas co-estimuladoras. Estas dos moléculas son indispensables para activar al sistema inmune. Subpoblaciones a) DCs mieloides (mDCs): se originan a partir de los monoblastos de la médula ósea, o de los monocitos que al migrar de la sangre a los tejidos. Predominan en los epitelios, expresadas de manera inmadura. Al capturar un inmunógeno comienzan su maduración y migran hacia tejidos linfoides. b) Células de Langerhans: se originan en la etapa embrionaria y migran a la epidermis, en donde se multiplican localmente para perpetuarse. Expresan langerina (CD207). Son migratorias y llevan los antígenos de la periferia a los ganglios linfáticos. No viajan al bazo. c) Astrocitos: son las células presentadoras de antígenos del sistema nervioso central. d) DCs plasmocitoides (pDCs): se originan de la línea linfoide y son similares morfológicamente a las células plasmáticas. Están ampliamente distribuidas en el organismo y ante la presencia de un virus capturan sus ácidos nucleicos por medio de TLR7 y TLR9 y aumentan la producción de INF. Estructura Tienen forma de estrella por sus múltiples prolongaciones, en las cuales expresan estas moléculas: 1. Moléculas de adherencia. 2. Receptores para citocinas y quimiocinas. 3. PRRs. 4. FcRs. 5. Moléculas HLA-I y HLA-II. 6. Moléculas co-estimuladoras. (ej.: CD80/86) 7. CD1s. 50  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 Función Su principal función es la captura, procesamiento y presentación de antígenos a los LT-CD4 y LT-CD8. Si logra establecer contacto con el linfocito virgen que reconoce específicamente al antígeno que porta, este linfocito es activado y se convierte en efector. La célula dendrítica además “instruye” al linfocito T sobre el tipo de respuesta que deben preparar y sobre la manera de salir del ganglio. En cambio, si pasada una semana no hay un encuentro exitoso la DC muere por apoptosis. Estas células también se encargan de la presentación cruzada, que es un proceso en el cual la célula presenta antígenos exógenos a LT-CD8 en lugar de a LT-CD4. Se capturan antígenos extracelulares, como partículas virales o células infectadas por virus, y se presentan fragmentos de estos a las células T citotóxicas a través del HLA-I. MACRÓFAGOS Las expresiones del complejo de histocompatibilidad y las moléculas co-estimuladoras son inducibles, no constitutivas. LINFOCITOS B Propios de la inmunidad cognitiva o adquirida. Las expresiones del complejo de histocompatibilidad y las moléculas co-estimuladoras son inducibles, no constitutivas. 51  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 II. Presentadoras de antígenos a linfocitos B Es importante destacar que los linfocitos B no requieren de células presentadoras debido a que su BCR puede reconocer antígenos de manera directa. Sin embargo, las células dendríticas foliculares de los ganglios pueden ayudar a este proceso de reconocimiento reteniendo en sus dendritas a los antígenos libres o complejos inmunes que llegan por los canales linfáticos. Estas células son diferentes a las demás dendríticas, no sólo porque la presentación no está mediada por moléculas HLA, sino también en que se originan en el estroma perivascular de todos los tejidos. A su vez, la respuesta de los linfocitos B contra la mayor parte de antígenos no poliméricos también requiere señales co-estimuladoras provenientes de linfocitos T helpers que reconozcan el mismo antígeno (no necesariamente el mismo epítopo). El LTh2 necesitará que una célula le presente péptidos provenientes del mismo antígeno a través de moléculas HLA-II. Esto lo puede hacer una célula dendrítica o el mismo linfocito B. Este último, luego de haber recibido la primera señal de activación por parte del BCR, internaliza el antígeno mediante endocitosis y lo procesa en sus lisosomas para expresarlo en sus MHC tipo II. 52  Camila Paz Azcurra Inmunología - febrero 2024 CAPÍTULO 9 Linfocitos B: Inmunidad humoral I. Ontogenia MÉDULA ÓSEA Alberga a las células madre o pluripotenciales (HSC), de las cuales se originan la mayoría de las células responsables tanto de la inmunidad innata como de la adquirida, así como los eritrocitos. La médula ósea roja es la productora de las células del sistema inmune y se ubica primordialmente en vértebras, hueso ilíaco y epífisis de los huesos largos. Células madre → Células progenitoras B → Células pre-B → Célula B inmadura → Célula B madura V +CD34 +CD44 y +CD19 -CD34 BCR (+IgM) y -IL7 +IgM y +IgD Durante su desarrollo expresan el receptor para IL-7, que es la responsable de la creación del linaje linfoideo. Este desaparece a partir del linfocito B inmaduro. La célula madura atravesó un proceso de selección negativa en la médula, en el cual se eliminaron por apoptosis aquellos linfocitos B capaces de reconocer a antígenos propios. De ahí pasan a la sangre (linfocitos maduros vírgenes) y ganglios. GANGLIOS LINFÁTICOS Son el epicentro de la respuesta inmune adquirida por ser los “sitios de encuentro” entre los linfocitos vírgenes y “su” antígeno. Las FDCs, (células dendríticas foliculares) son las encargadas de capturar los antígenos que ingresan. Este encuentro inicia un intercambio de información que conduce a la activación y transformación de los