INMUNOLOGÍA

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ÍNDICE I. Introducción a la Inmunología………………………………………………………….…………………..5-7

II. Órganos y Células del Sistema Inmune…………………………………….……………………….....9-12 III. Las Inmunoglobulinas……………………………………………………………………….……………..13-21 IV. Anticuerpos Monoclonales……………………………………………………………………….……....22-24 V. Los Sistemas del Complemento…………………………………………………………………..…….25-28 VI. El Sistema Principal de Histocompatibilidad Humano: HLA………………………....…....29-32 VII. Procesamiento y Presentación Antigénica………………………………………………….……..33-34 VIII. Activación y Funcionamiento de los Linfocitos T……………………………………….......….35-40 IX. Citoquinas…………………….…………………………………………...…………………………………....41-47 X. Moléculas de Adhesión y sus Ligandos……………………………………………………….……..49-50

XI. El Sistema Inmune en Acción…………………………………………………………………….…......51-54

XII. Tolerancia Inmune……………………………………………………………………………………...…...55-56

XIII. Inmunodeficiencias Primarias…………………………………………………………..……….……..57-59

XIV. Inmunodeficiencias Secundarias. Sida…………………………………………………………..…..61-62

XV. Reacciones de Hipersensibilidad…………………………………………………………………….……..63

XVI. Enfermedades Autoinmunes…………………………………………………………………………..……..65

XVII. Inmunología del Trasplante…………………………………………………………………………………..67

Información obtenida de:

- Clases y Diapositivas del Dr. Antonio Serrano - “Inmunología Básica y Clínica”, de Parslow - “Introducción A la Inmunología”, de Fainboim - Apuntes de Laura del Olmo y Alberto Gómez Esteban, colgado en

www.veoapuntes.com

Miguel Argüello de Tomás

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I. INTRODUCCIÓN A LA INMUNOLOGÍA

Historia De la Antigua Grecia data una gran epidemia de la que los enfermos que sanaron se convertían inmunes a la enfermedad. Los chinos descubrieron que los que sobrevivían a la viruela tenían resistencia a esta enfermedad; incluso, se exponían a ella para hacerse resistentes. La inmunología moderna comienza con Jenner, un médico rural que observó que los vaqueros no tenían la viruela, porque la pasaban con anterioridad en otras zonas del cuerpo, frecuentemente en las manos. Cogiendo un grupo de niños (pobres) les puso la vacuna y al mes les inyectó sangre de enfermo y todos sobrevivieron. Balmis llevó la vacuna por todo el planeta gratuitamente. El segundo gran avance fue la inmunoterapia pasiva mediante sueros que contenían anticuerpos creados por animales que habían pasado la enfermedad (rabia).

Conceptos

La Inmunología es la ciencia que estudia el sistema de defensa del organismo en contra de otros seres vivos o sustancias potencialmente dañinas que intentan penetrar en él y alterar la homeostasis. El Sistema Inmune (SI) es el conjunto de células y órganos plenamente intercomunicados que, junto con los sistemas nervioso y endocrino, constituye uno de los tres grandes sistemas homeostáticos del organismo. En los tres sistemas la base de su funcionamiento es la comunicación entre las células. El SI es una estructura holística porque cada parte contiene información del todo, por lo que si desaparece parte de ella se puede regenerar todo el sistema de nuevo. Es una red celular interconectada, como el sistema nervioso y endocrino; estos tres sistemas tienen su origen filogenético en las colonias de organismos pluricelulares sencillos que se asociaron en un principio. Al contrario que el SNC, el SI es tremendamente plástico en número celular y localización, ya que continuamente están naciendo y muriendo células (cada 60 días se renueva el SI). El SI tiene dos tipos de inmunidad: inmunidad innata y adaptativa.

La inmunidad innata es un conjunto de respuestas estereotipadas y presentes en todos los organismos, que son muy eficaces

La inmunidad adquirida es una respuesta exclusiva y dirigida a organismos concretos que necesita un aprendizaje; tiene un componente humoral y otro celular.

Inmunidad Natural Es constitutiva (presente desde el nacimiento en todos los organismos pluricelulares), no es específica (estereotípica) y no tiene memoria (no hay un aumento de la eficacia al ponerse de nuevo en contacto con el antígeno). Componentes:

Barreras físicas: mucosas, piel,… Proteínas Sanguíneas: sistema del complemento, PCR Células: polimorfonucleares, macrófagos, NK

Una molécula clave en la inmunidad natural es la α-1-antitripsina, molécula codificada por un solo gen en el ser humano pero en varios en otras especies. Por ello, la inmunidad natural del ser humano es mucho peor que la de otras especies inferiores, pero esta deficiencia queda cubierta por la inmunidad adquirida.

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CÉLULAS DE LA INMUNIDAD NATURAL Neutrófilos: son los más activos y numerosos. Monocitos/Macrófagos Eosinófilos Basófilos/Mastocitos: también regulan el flujo sanguíneo en los tejidos afectados Linfocitos Granulares o NK RESPUESTA DE LA INMUNIDAD NATURAL La respuesta inflamatoria o inflamación implica color, tumor, rubor e inhabilitación funcional del tejido; además, también incluye la regeneración. En ocasiones la regeneración puede ser también patológica si se regeneran tejidos que no tienen que regenerarse. El endotelio marca las zonas de inflamación para que puedan actuar las células del SI. Las proteínas de fase aguda ejercen una actividad microbiostática o microbicida y protegen de las acciones nocivas asociadas a la inflamación. La más importante es la P C Reactiva, pero también existen los secuestradores de iones (bloquean iones para evitar que las células puedan dividirse, pero las células propias siguen teniendo acceso a estos iones porque van unidas a moléculas como transferrina), factores de complemento, enzimas como fosfolipasa A2, factores de coagulación como el fibrinógeno, protrombina o plasminógeno (para regenerar el daño), inhibidores de proteasas como la α-1-antitripsina y compuestos antioxidantes. AUMENTO DE LA TEMPERATURA CORPORAL Es un componente característico de la reacción de fase aguda en procesos infecciosos, sobre todo de naturaleza bacteriana. Los animales de sangre caliente están a una temperatura de 37ºC, a lo que se acostumbran las bacterias (aunque su temperatura ideal es menor), por lo que si se aumenta la temperatura del organismo parasitado puede destruirse el patógeno en muchos casos. Hay un aumento de metabolismo que supone mayor gasto de nutrientes, por lo que debe vigilarse. Se encuentra activado por la liberación de citocinas del tipo IL-1, IL-6 y TNF-α, proceso mediado por la PgE2. NEUTROFILIA Los neutrófilos son células que al salir de la médula ósea prácticamente están agotadas de orgánulos, pero están muy armadas. Su acción es la fagocitosis de partículas extrañas, muriendo en el acto. Tienen una vida media de 16h y suponen el gasto de 50% de la actividad de la médula ósea. Así, como supone un gran gasto para el organismo, hay una reserva en la médula ósea y en caso de inflamación salen los de reserva, los formados y los que se van formando, incluso los que no son maduros completamente (neutrófilos encallados) también salen. Así, según el número de neutrófilos se puede diagnosticar (leucocitosis con neutrofilia).

Inmunidad Adquirida Es específica (la respuesta depende de un antígeno), diversa (hay aproximadamente 10

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determinantes antígenos específicos) y tiene memoria (ante una segunda exposición al Ag la respuesta es de más fuerza y efectividad, en lo que se basa la vacuna). ANTÍGENO Un Antígeno (Ag) es una molécula que el SI ataca (porque ataca al SI, es decir, es inmunogénica) y que es reconocido por su anticuerpo o Ac específico. La unión entre Ag y Ac se da mediante el idiotipo del Ac con el epítopo del Ag, una estructura de unos 8-15aa. Hay dos tipos de epítopos: lineales y conformacionales; la mayor parte de los epítopos de la vacunación son conformacionales. En un microorganismo vivo las proteínas están en su forma natural, pero al morir pierden su estructura original, se vuelven lineales y se pierden los epítopos conformacionales, por lo que las vacunas son más efectivas con organismos vivos. Un mismo Ag puede tener varios epítopos reconocidos por varios Ag.

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HAPTENO El hapteno es una molécula muy pequeña no inmunogénica, es decir, no es reconocida por el sistema inmune (NO es un antígeno, porque no ataca al SI de manera normal), pero que se pueden unir a otras moléculas y volverse inmunogénicas. De esta manera actúan metales como Cr o Ni o sustancias como el látex (se une a creatina y según la parte del cuerpo puede crear reacción a no). COMPONENTES DE LA RESPUESTA ADAPTATIVA Hay una parte celular (linfocitos B y T) y una parte humoral (anticuerpos). La inmunidad innata y la adaptativa actúan en conjunto. Ante una infección la primera respuesta es la primaria, pero si un tiempo después vuelve a atacarnos se da una respuesta secundaria más eficaz y efectiva.

La respuesta inmunitaria secundaria se descubrió en el siglo XIX al observar que si inmunizaban a un organismo con un Ag la respuesta es tenue, pero semanas después la respuesta es mucho más intensa. Existen en la sangre una serie de linfocitos B distintos que fabrican Ac distintos. Al llegar una infección uno de esos lf tiene capacidad de reconocer ese antígeno presentado por una célula, de modo que el lf B se activa pasando de un fenotipo de célula en reposo a célula activa y entonces se da la expansión clonal de las que algunas se diferencian a células memoria. Este proceso se conoce como respuesta primaria. Estas células se dirigen a los órganos linfáticos secundarios, como los ganglios linfáticos o el bazo. Después de actuar, el 99% de los linfocitos mueren por apoptosis, excepto una serie de células que quedan en reserva para responder de nuevo con una respuesta secundaria, pero su acción siempre va en conjunto con una respuesta primaria.

-La respuesta secundaria siempre va acompañada de una respuesta primaria- Al final de la respuesta inmune hay un igual número de células pero con memoria. El SI es imprescindible, pero su mal funcionamiento da una gran cantidad de patologías.

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II. ÓRGANOS Y CÉLULAS DEL SISTEMA INMUNE Los órganos linfáticos primarios son aquellos donde se originan y diferencian las células del SI (timo y MO) y órganos linfáticos secundarios donde se localizan las células diferenciadas y funcionales (bazo, ganglios, MALT,…).

Órganos Linfoides Primarios Son los órganos donde se produce la génesis y/o maduración de los linfocitos; en la médula ósea (MO) se generan y diferencian los linfocitos B, pero la diferenciación de lf T es en el timo. En el feto la función reside en el hígado. El timo es un órgano bilobulado que se encuentra tras el esternón, pero también hay tejido tímico tras la tráquea. Está muy vascularizado y se divide en una corteza y médula. La corteza está llena de células, mientras que en la médula escasean. Las células llegan a la corteza y su proceso de diferenciación completa sólo se da en pocos de ellos, lo que explica el gradiente descendente de celularidad de corteza a médula. La médula ósea es el órgano más plástico y activo y permite la formación de células sanguíneas y linfoides, y que recoge la función de maduración de los linfocitos B al atrofiarse el timo. Se encuentra en el tejido óseo esponjoso en casi todos los huesos del esqueleto humano.

Órganos Linfoides Secundarios El ganglio linfático es el más abundante y se origina por el drenaje de varios (3) vasos linfáticos aferentes a un solo vaso linfático eferente, de modo que se ensancha y se organiza formando el ganglio linfático. El ganglio tiene una corteza y una médula: la corteza está ocupada por los linfocitos B y los linfocitos T se localizan en la paracorteza o zona lindante con la médula, junto con células dendríticas. La médula tiene todo tipo de células que se organizan en cordones. Una hipertrofia cortical suele indicar infección, pero si hay hipertrofia de la médula indica que hay proliferación de células malignas no propias del SI. Presentan vénulas de endotelio alto o VEA que permiten la diapédesis linfocitaria pero no el paso de agua. Hay varias cadenas de ganglios linfáticos:

Cuello: G.L. Cervicales. Axilas: G.L. Axilares.

Ingles: G.L. Inguinales.

Mediastino: G.L. Mediastínicos

Abdomen: G. L. Abdominales El bazo es el órgano del sistema inmune que permite el reservorio de los linfocitos B, principalmente de memoria, de modo que si se extirpa suele ser recomendable que vuelva a vacunarse (los linfocitos B de memoria también están en otras localizaciones). Se encuentra alrededor de los vasos formando el Manguito o Vaina Linfática Periarterial. Los linfocitos B se encuentran en los nódulos linfáticos de esta estructura, y los linfocitos T en el tejido de alrededor. INMUNIDAD DE MUCOSAS Alrededor de las potenciales zonas de entrada de microorganismos patógenos hay tejidos donde el SI se localiza para evitar infecciones: lo encontramos en el sistema digestivo, respiratorio y genitourinal. Como hay una gran entrada del ambiente externo en el organismo a través de las cavidades nasales y la cavidad oral existe el anillo linfático de Waldeyer, formada por varias amígdalas. Las amígdalas tienen un epitelio especializado llamado FAE o Epitelio Asociado a Folículos que presenta uniones oclusivas para impedir la entrada de patógenos que se introducen en las donde son identificadas y atacadas.

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La amígdala lingual es muy pequeña y en caso de infección sus criptas se llenan de células muertas y pus. El pus es muy peligroso porque se almacenan los patógenos y muchas enzimas del tipo proteasas que pueden provocar muchos daños en el tejido. La amígdala además aumenta mucho de volumen porque crece la población linfocitaria, de modo que se puede producir problemas en la deglución. En el pulmón hay muchos macrófagos alveolares y en el intestino hay un GALT que intenta luchar contra infecciones alimentarias. En este órgano tiene mucha importancia las placas de Peyer donde hay muchos nódulos linfáticos de linfocitos B (siempre que hay un nódulo linfático hay linfocitos B); se secreta IgA. También hay células M en el intestino que en unos micropliegues laterales presentan una gran cantidad de linfocitos a los que presentan antígenos; es una célula presentadora de antígenos.

Hematopoyesis

Las células del SI nacen a partir de la célula madre hematopoyética pluripotencial de la MO. Estas células embrionarias se forman en la masa celular interna del embrión que, según se diferencia este, ellas persisten en ese estado variando su posición. En un primer momento están en el saco vitelino; según se degenera este las células embrionarias en torno al 3º mes migran a la cloaca, donde se sitúan durante una semana hasta que viajan al hígado y una pequeña parte al páncreas. Muchas de las células quedan en bazo, hígado y páncreas, aunque la mayoría viaja a la MO, por lo que en caso de hematopoyesis extramedular se da creación de células sanguíneas en bazo e hígado, principalmente.

Células del Sistema Inmune

Neutrófilos Es la célula más numerosa del SI (90% de los granulocitos), aumentan en las infecciones bacterianas (leucocitosis), tiene una vida corta (2-3 días) y se generan unos 100 millones al día. Tienen un núcleo multilobulado y presentan unos gránulos azurófilos o primarios de mieloperoxidasa y otros gránulos específicos o secundarios con lisozima y fosfatasa alcalina. Su función es la fagocitosis de patógenos, muriendo ellas en el proceso, mediante la secreción de sus gránulos; son los primeros en actuar en la infección.

Eosinófilos Son el 1-3% de los leucocitos, con un núcleo bilobulado, con gránulos acidófilos con cristaloides que contienen proteína básica tóxica para organismos policelulares eucariotas (helmintos), principalmente parásitos, aunque en la alergia ataca propias células.

Basófilos Son menos de un 1% de los leucocitos, con un núcleo bilobulado que expresan FrεRI con gránulos azul-violeta con sustancias biológicamente activas como aminas biógenas (histamina), proteoglicanos (heparina) y enzimas (serin-proteasa). Salen de la MO y al activarse se diferencia en un mastocito, con diferentes variaciones:

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Plaquetas Son células anucleadas resultado de la fragmentación del megacariocito cuyo papel no es inmune preferentemente, pero sí interviene en la coagulación en la respuesta inflamatoria con la liberación de factores quimiotácticos para la regeneración mediada por el SI.

Monocitos Son células con el núcleo en herradura con gránulos azurófilos que se pueden diferenciar a macrófagos o células dendríticas tras unas aproximadamente 8h circulando en sangre. Tienen gránulos azurófilos que son lisosomas con peroxidasa, hidrolasas ácidas, lisozima y lactoferrina. MACRÓFAGO Tienen una vida media de meses a años, con un núcleo en herradura con nucleolo prominente, abundantes mitocondrias y lisosomas, seudópodos en su membrana y con función inmunológica transcendental en la inmunidad natural (fagocitosis) y en la adaptativa (APC). Son células capaces de diferenciar entre células propias y no propias gracias a las moléculas reconocedoras de patrones patógenos, es decir, moléculas presentes exclusivamente en células no humanas (como la flagelina de los flagelos o el RNA bicatenario). Según el órgano hay unos macrófagos u otros, como en el hígado (células de Kupffer), pulmón (macrófagos alveolares), hueso (osteoclastos), tejido conjuntivo (histiocitos), riñón (células mesangiales) y cerebro (célula de microglía). CÉLULAS DENDRÍTICAS Actúan conjuntamente con los macrófagos presentando antígenos (APC) del organismo. Apenas presentan actividad fagocíticca y hay de dos tipos:

Células Dendríticas Interdigitantes: activan linfocitos T presentando antígenos; expresan HLA I y II

Células Dendríticas Foliculares: activan linfocitos B y expresan HLA I. No derivan de la MO y carecen de una importante función fagocítica.

Linfocitos Un linfocito es una célula que representa un 20-40% de leucocitos totales que representan el 2% del peso corporal. Son células pequeñas con un núcleo central y prominente y escaso citoplasma (inactivos) con un núcleo abundante en heterocromatina (basófilos). Suelen vivir 10 meses, pero hay células que duran toda la vida (células de memoria). Son células que están en quiescencia y al entrar en contacto con el antígeno duplican su tamaño y proliferan, convirtiéndose en células efectoras o de memoria. LINFOCITO B Se diferencian en la MO y cada linfocito B es específico de un epítopo de un antígeno específico. De este modo, todos tienen en su superficie una inmunoglobulina; todos ellos tienen la IgM, Ig de Membrana o Ig de Suerficie por lo que permite reconocerlos. Suponen el 5-15% del total de linfocitos. Cuando contactan con el antígeno se transforman en células plasmáticas. Marcadores específicos: CD19, CD20 y CD21 Cuando se comenzaron a estudiar las células se creó un consenso internacional con un código numérico; cada CD corresponde a moléculas que caracterizan a la célula. La célula plasmática tiene una vida limitada a los 15 días con un citoplasma muy desarrollado con muchos orgánulos y un núcleo en rueda de carro. Para diferenciarlo del linfocito B carecen de IgM y son CD38+.

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LINFOCITOS T Maduran en el timo y representan el 75% de los linfocitos de la sangre y son todos CD3+, aunque se dividen en CD4+ y CD8+. Tienen una molécula específica de la célula que reconoce antígenos, pero esta célula es exclusiva de este tipo celular y se conoce como TcR (Receptor de la célula T). No reconocen antígenos solubles ni aislados a menos que esté en su interior mediante las proteínas del CMH o HLA. Hay varios tipos de linfocitos T:

- Linfocitos T CD3+ y TcR > 90 %; pueden ser CD4 +: Linfocitos Th, función principal: Dirección de la R.I. CD8 +: Linfocitos Tc, Función principal: Lisis de células infectadas.

- Linfocitos T CD3+ TcR: < 5% (función desconocida) LINFOCITOS GRANULARES O NK Son alrededor del 15% de los linfocitos y forman parte de la Imunidad Natural, carecen de especificidad y de memoria. Como marcadores específicos tienen el CD16 (receptor de la IgG), CD56 (es el marcador más usado porque en sangre periférica es la única célula que presenta este receptor, que también aparece en la célula neuronal humana y célula madre) y CD161. Su principal función es la citotoxicidad: ADCC (opsonización), reconocen células eucariotas peligrosas y las ejecutan (células propias infectadas o tumorales; no tienen HLA) y tienen capacidad de regular el crecimiento de otros linfocitos por la liberación de citoquinas.

Visión General de la Respuesta Inflamatoria

Cuando una célula es agredida libera una serie de sustancias al romperse la membrana plasmática, como las enzimas del ácido araquidónico (prostaglandinas, leucotrienos,..), NO, citoquinas o factor activador de plaquetas. Además, hay mediadores de la inflamación que mediante un mecanismo de retroalimentación permiten la activación de la inflamación, como las bradiquininas o el sistema del complemento. Si se consigue reparar el tejido dañado el proceso termina, pero si la regeneración es muy lenta y el mesénquima se regenera más fácilmente que el parénquima o el parénquima se sigue destruyendo, el espacio queda ocupado por estroma y se da una cicatriz. Para que se produzca la respuesta inflamatoria las células del SI necesitan unos marcadores que indiquen el lugar de inflamación. La fagocitosis incluye la identificación del patógeno y la digestión de este para matarlo. RECEPTORES DE PATRÓN MICROBIANO Los receptores de patrón microbiano, como el de la lectina, reconocen patrones de hidratos de carbono no humanos (en humanos hay galactosa, galactosamina y fructosa), como por ejemplo en bacterias (y cerdos) que se usa la manosa. Tipos de receptores:

Receptores de manosa: lectina que se une a la manosa de las glucoproteínas de las paredes de las células procariotas (eucariotas ac.siálico y n-acetilgalactosamina).

Receptores basureros “scavenger”: se unen a lipoproteínas acetiladas u oxidadas (células muertas)

Receptores tipo Toll: LPS (Gram-) Peptidoglucano (Gram+)

Opsonización: “marcaje” – Sist. Complemento. – Inmunoglobulinas o anticuerpos.

Cuando un receptor de patrón bacteriano se activa, la célula libera citoquinas para interactuar con otras células. Además, los macrófagos tienen capacidad de dar órdenes mediante la liberación de varias moléculas:

IL-1,IL-6,TNF- α: Inducción de una repuesta inflamatoria local y sistémica.

Factores de crecimiento que promueven la producción de diferentes linajes celulares.

IL-10 Y TGF-β: Median una actividad antiinflamatoria y tolerogénica

IL-12 e IL-18: Promueven la diferenciación de los linfocitos T CD4+ e inducen la producción de interferones-δ por las NK y posiblemente por macrófagos y células dendríticas.

Quimiocinas: median el reclutamiento de diferentes poblaciones leucocitarias en el foco infeccioso. GHFHFGJHNFGDHNJFGNJFGNJFGJMGFM

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III. INMUNOGLOBULINAS Las inmunoglobulinas (Ig) o anticuerpos (Ac) fueron descubiertos por Paul Elrich al observar que los sueros de organismos inmunizados eran capaces de destruir los patógenos. Con el tiempo, eran capaces de unirse a él muy específicamente y aglutinarlo, pero no podían llegar a destruirlo. Cada Ac tiene especificidad para un antígeno determinada por su idiotipo.

Estructura

La inmunoglobulina es una glicoproteína tetramérica formada por cuatro cadenas peptídicas: dos cadenas pesadas (H) y dos ligeras (L). Las cadenas ligeras (25kDa) pueden ser tipo κ o λ, aunque la presencia de una u otra en una Ig no determina el subtipo de Ig, ya que aunque existen variaciones estructurales entre las dos cadenas, funcionalmente se considera que son iguales. En el cuerpo humano existen 2 cadenas κ por cada cadena λ. Las cadenas pesadas pueden ser de 5 tipos: γ, α, µ , δ, ε; la Ig final recibe el nombre de la cadena pesada (IgA, por ejemplo), es decir, determinan el subtipo de Ig. Una determinada Ig sólo puede tener un tipo de cadena ligera y otro de cadena pesada, es decir, hay exclusión isotípica. Tienen una genética compleja, compuesta por tres parejas de genes con numerosísimos segmentos génicos:

• El gen de la cadena pesada está en el cromosoma 14. • Hay dos genes para las cadenas ligeras situados en los cromosomas 2 (κ) y 22 (λ).

Dominios Los dominios son secuencias de aa que comparten estructura y organización molecular. El dominio típico de las Ig aparece en muchas otras moléculas conformando la superfamilia de las Ig; todas estas moléculas tienen un origen común bacteriano por un sistema de reconocimiento helopropio.

SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINAS La superfamilia de las Ig está formada por todas aquellas moléculas que contengan en su estructura el dominio inmunglobulina. El dominio Ig está constituido por dos láminas-β, cada una integrada por 3-4 hélices antiparalelas, estabilizadas por uniones hidrofóbicas y un puente disulfuro establecido entre 2 cys, cada una perteneciente a una de las hélices de cada lámina.

El dominio de Ig son 100-110 aa unidos por un puente disfulfuro que les da estabilidad. Cada cadena pesada tiene 4 dominios de Ig y cada cadena ligera tiene 2 dominios de Ig. Además, la cadena H y L están unidas por un puente disulfuro. A grandes rasgos, tanto las cadenas pesadas como las cadenas ligeras presentan una región constante y otra variable, cada una formada por dominios aminoacídicos. No hay que olvidar que la Ig es una proteína glicosidada, por lo que encontramos un extremo proximal, carboxilo-terminal o Ct y un extremo distal, amino-terminal o Nt. El dominio distal o amino-terminal de las cadenas ligera y pesada conforma la región variable de la Ig; se denomina VL o VH. El resto de los dominios de la Ig conforman la región constante de la Ig; en las cadenas ligeras constan de un único dominio (CL) mientras que en las cadenas pesadas se pueden encontrar de 3 a 4 dominios (CH1, CH2, CH3, CH4). REGIÓN BISAGRA La Ig presenta una conformación o región bisagra que separa el primer y segundo dominios constantes de la cadena pesada y divide la molécula en tres secciones: un fragmento Fc y dos Fab idénticos. Además, permite movilidad para que el Ac no sea rígido y pueda girar para enfocar la Ig al punto donde haga falta.

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Los 2 sitios de unión al antígeno de un monómero de Ig pueden unirse simultáneamente a 2 determinantes separados por distancias variables gracias al movimiento independiente de los sitios de unión al antígeno en relación con resto de la molécula de Ig por la flexibilidad que aporta la región bisagra. En el caso A la molécula de Ig es capaz de unirse a dos determinantes muy separados, mientras que en el caso B estos están muy próximos.

DIGESTIÓN ENZIMÁTICA Mediante Ez proteolíticas se pueden estudiar los productos de digestión para conocer los sitios funcionales del Ac se usa:

Papaína corta en el extremo amino-terminal de los puentes disulfuro entre las cadenas pesadas formándose 3 segmentos: dos idénticos entre sí, formados por una cadena pesada y otra ligera, que se conocen como fragmentos Fab (Fragmentos Fijadores de Antígeno) y conforman los sitios de unión, y un tercer fragmento diferente que apenas varía entre las diferentes Ig y se conoce como fragmento Fc.

Pepsina corta en el extremo carboxilo-terminal (por debajo) del puente disulfuro que une las dos cadenas pesadas y da lugar a un fragmento F(ab)2 (el 2 indica la valencia, es decir, los antígenos a los que puede unirse); el segmento Fc suele quedar muy degradado por lo que se pierde.

Diversidad y Especificidad

Cada Ig se une selectivamente a su antígeno específico, es decir, hay una gran especificidad en la unión antígeno-anticuerpo. Para poder abarcar todos los antígenos hay una gran diversidad de Ig, alrededor 10

9 especificidades distintas. Como cada cadena

peptídica debería estar codificada por un gen, y no existen 109 genes para las diferentes Ig, un estudio molecular de las Ig explica

cómo es posible este proceso. Esta gran abundancia de las Ig las hace las moléculas más abundantes de la sangre, después de la albúmina. La región constante o Fc no tiene efecto en la especificidad de la Ig, aunque sí interviene en funciones biológicas secundarias de las Ig como el reconocimiento de las Ig por aquellas células que presenten receptores Fc. Por ello, la región variable o Fab de la Ig es la que da variabilidad a la Ig y forma el sitio de unión antigénica. Está formada por:

Cadena ligera completa con dominios CL y VL

Cadena pesada formada por los dominios VH y CH1, exclusivamente. Esta región variable no es completamente diferente en todas las Ig que conforman el organismo, si no que presenta una regiones constantes y otras muy pequeñas y variables, que son las que realmente determinan la especificidad de la Ig. Al estudiar la estructura primaria (secuencia de aa) de las Ig de un individuo se observa que hay dos tipos de regiones:

Regiones Hipervariantes, HVR o CDR; son 3 (HRV1, HRV2 y HRV3) y están formadas por 9-12 aa.

Regiones Marco o de Entramado o Secuencias Flanqueantes (FR): no varían y se intercalan entre las HRV; son 4 y cada una consta de unos 15-30aa.

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Esta gráfica representa el índice de variabilidad (eje y, indica la variabilidad registrada en la Fab entre las diferentes Ig) frente a los aa obtenidos de la secuenciación de la Fab. Así, encontramos 3 regiones HVR (barras altas) con una gran variabilidad entre Ig, flanqueadas o separadas unas de otras por fragmentos cuya variabilidad es mínima entre unas Ig y otras, las FR (barras bajas).

Cuando un antígeno interacciona con el sitio de unión de antígenos forma interacciones no covalentes principalmente con las CDR, lo que explica por qué son estas las que determinan la especificidad del Ac frente a su Ag. Por ello, las CDR forman la superficie de unión al antígeno. El sitio de unión al antígeno está formado por tres lazos en la cadena pesada y tres lazos en la cadena ligera (dedos de Elrich). Ultraestructuralmente esto se justifica porque cada dominio está plegado en una estructura rígida y cilíndrica formada por 7-9 láminas β (con forma de barril) de las que parten unos loops flexibles que intervienen en gran medida en la unión antigénica porque están formados por CDR. Así, teniendo en cuenta que cada Fab consta de una cadena pesada y otra ligera y que cada una consta de 3 CDR, en un sitio de unión de antígeno vamos a encontrar 6 CDR.

Si analizamos la región variable desde su secuencia primaria hasta la cuaternaria encontraríamos diferentes estructuras espaciales:

En la estructura primaria la secuencia de aa presenta regiones constantes o FR y regiones variables o CDR.

En la estructura secundaria aparecen unos loops que parten de las láminas β

En la estructura terciaria la Ig ya es tridimensional y en la cuaternaria, cuando se asocian las cadenas ligeras y pesadas, se forman los dedos de Elrich a partir de los loops.

Bases Genéticas de la Variabilidad de las Ig

En el genoma humano sólo hay unos pocos genes que codifiquen las cadenas peptídicas de las Ig, frente a la gran cantidad (mil millones) de Ig que se conocen. Esta paradoja del SI consiguió resolverse al observar que los cromosomas que codifican las Ig están fragmentados en varios segmentos que algunas células pueden modificar.

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La recombinación somática es un mecanismo generador de diversidad por medio del cual, partiendo de un número relativamente limitado de secuencias génicas, se producen un número casi infinito de proteínas distintas. Una célula no linfoide tiene los exones que codifican las Ig fragmentados en varios segmentos, entre ellos separados por intrones, por lo que la DNA polimerasa no puede iniciar la transcripción y, en consecuencia, no se sintetizan Ig. En cambio, los linfocitos B fusionan segmentos de cada exón para formar un gen determinado cuya transcripción y traducción origine una Ig concreta. El linfocito B durante la ontogenia crea su propia especificidad escogiendo, al azar, entre bastantes fragmentos V, D, J para cada

una de sus regiones variables, tanto de la cadena pesada como de las dos posibles cadenas ligeras: (, ). Este proceso se conoce como reordenamiento génico y cuando un linfocito B lo realiza no puede volver al estado original para crear genes nuevos, es decir, la célula no puede abandonar su especificidad para adoptar una nueva.

Genes de las Cadenas Ligeras Las cadenas κ y λ tienen sus genes en cromosomas diferentes (2 y 22, respectivamente) y cada gen presenta ciertas peculiaridades que lo diferencian uno del otro, por lo que estructuralmente las dos cadenas poseen diferentes aminoácidos, aunque la función es muy parecida. A pesar de las pocas diferencias, el reordenamiento génico de los genes que codifican cada cadena es muy parecido en las dos cadenas, por lo que se puede realizar un estudio conjunto. El dominio constante de cada cadena ligera se codifica por un único exón (llamado Cκ o Cλ, según la cadena), pero la región variable tiene la información repartida en dos segmentos: variable o V y de unión o J. Cada segmento, a su vez, está fragmento en varias estructuras menores que se separan unos de otros mediante intrones; el segmento V está formado por 30-35 segmentos menores y el segmento J por 5. Cuando una célula hematopoyética se compromete con la línea de linfocito B, selecciona un fragmento J y otro V y los fusiona, de modo que se codifica una cadena específica. La unión V/J se realiza por una manipulación enzimática mediante recombinasas que realizan cortes muy precisos para eliminar las secuencias entre los dos segmentos que se quieren y ligasas para empalmar los extremos libres. Este proceso incluye un looping out o formación de una estructura tipo loop cuyos extremos reconocen y cortan las enzimas. El proceso de unión V/J depende de qué incluya estos loops:

Supresión: los segmentos V y J tienen el mismo sentido, de modo que se forma un loop con la secuencia que se va a eliminar sobre cuyos extremos actúan las enzimas para poder cortar la secuencia que sobra y fusionar los segmentos elegidos.

Inversión: cuando los segmentos están muy alejados y el segmento V tiene un sentido opuesto a los segmentos J y C, por lo que se forma un loop que contiene al segmento V elegido, se cortan los extremos y se une el segmento V con el J con la dirección correcta.

Por ello, una cadena ligera va a estar codificada por 3 tipos de exones: C, que no sufre modificaciones, V y J, que se fusionan en el proceso ya descrito.

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Genes de las Cadenas Pesadas Todas las cadenas pesadas de las Ig derivan de una región única que se localiza en el cromosoma 14 formada por varios exones. Al igual que en las cadenas pesadas, se diferencia entre regiones constantes y regiones variables. Las regiones constantes están codificadas por exones C que son diferentes según el tipo de Ig, por lo que encontramos exones Cμ, Cγ1 o Cα2; el número hace referencia al fragmento del exón estudiado y, si no se indica número se hace referencia al conjunto de todos los fragmentos que constituyen el exón (en el caso de la Cμ existen 5 fragmentos que van de Cμ1 a Cμ2). En el gen de la cadena pesada los exones C se disponen siempre de la siguiente manera:

Cμ, Cδ, Cγ3, Cγ1, Cα1, Cγ2, Cγ4, Cε, Cα2 Las regiones variables consta de 3 segmentos de gen: J (6 segmentos), V (65 segmentos) y D (no se conoce la cantidad de segmentos). El segmento D aumenta la variabilidad de las cadenas pesadas de la Ig y, como las cadenas H son las que determinan el tipo de Ig, hacen mayor la diversidad de Ig. El proceso de formación de la región variable incluye a la unión V/D/J, que consiste en la fusión de los segmentos D y J en un primer momento para enlazarlo posteriormente con V. El gen de la cadena pesada tiene los exones organizados en este orden: V, D, J y C.

Debido a este orden y como consecuencia de la unión V/D/J, el sitio adyacente del gen, Cμ, siempre se expresa, por lo que el linfocito B siempre expresará en su superficie IgM. Además, en muchas ocasiones debido a la cercanía del siguiente segmento Cδ también se expresa la cadena pesada δ y en consecuencia el linfocito B expresa IgM e IgD. Mediante este proceso se consigue una gran variabilidad en la región variable y, en consecuencia, en la capacidad de la Ig de reconocer gran cantidad de antígenos. Gracias al bajo control de los mecanismos (puede ser que, por ejemplo, no se una el segmento D o que el corte no sea exacto y haya aparición de más o menos nucleótidos) y a inserciones inespecíficas de nucleótidos que forman regiones N, la variabilidad de las Ig es enorme e incluye una gran cantidad de errores que originan linfocitos B no funcionales. Estructuralmente, estas variaciones se corresponden con las CDR (tanto en cadenas pesadas como ligeras), sobre todo afecta a la CDR3. Así, se puede explicar mediante el reordenamiento génico por qué existe tanta variabilidad en las Ig con los pocos cromosomas que existen.

CONCEPTOS BÁSICOS La gran cantidad de Ig no coincide con los escasos genes que lo codifican, por lo que los linfocitos B realizan el reordenamiento génico para crear gran variabilidad mediante la unión de fragmentos de exón. Las regiones constantes de las cadenas pesadas y ligeras no sufren proceso de reordenación génica. Las regiones variables están formadas por los fragmentos J y V en las cadenas ligeras, y J, D y V en las cadenas pesadas. Cada fragmento está, a su vez, dividido en varios segmentos que son elegidos y unidos por azar para crear la secuencia de nucleótidos que se traducirá en una Ig determinada.

Este proceso también ocurre en la formación de los TCR.

Conversión Génica Los seudogenes son genes completos que carecen de promotor y que en la evolución no degeneran. En plantas, acaban ocupando el sitio donde se localizaba el gen original y permite adaptar a la planta a un clima determinado por la información que contiene. Producen, por tanto una mayor variabilidad, mecanismo usado sobre todo por las aves.

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Clases de Inmunoglobulinas: Isotipos

Las Ig están formadas por dos cadenas ligeras y dos cadenas pesadas que siempre son iguales dos a dos, es decir, por exclusión isotípica nunca podría haber en una Ig, por ejemplo, una cadena κ y otra λ. La clase de la cadena pesada determina la clase de la Ig. Las cadenas H pueden ser γ, α, μ, δ o ε, y la Ig se nombra con la letra homóloga en el alfabeto latino, es decir, existen 5 tipos de Ig: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE. Las cadenas pesadas de distintas clases presentan diferencias estructurales y en consecuencia funcionales. La cantidad de cada Ig en suero es, de mayor a menor: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE (regla nemotécnica = GAMDE). Algunas de las cadenas pesadas presentan variabilidad en la población, es decir, hay variación alotípica que puede ser inmunogénica en determinadas ocasiones, como la inmunización de la mujer embarazada frente al alelo paterno expresado en el feto (si no coinciden los alelos) o en la artrosis reumatoide.

Polimerización Cuando la Ig está anclada a la membrana siempre se encuentran en forma monomérica, pero al secretarse las IgM e IgA polimerizan. La polimerización consiste en la formación de macroglobulinas por la unión de varias Ig mediante el polipéptido cadena J; como resultado de la polimerización, las valencias de la estructura final se multiplican tantas veces como monómeros compongan la molécula. La IgM es un pentámero y la IgA forma polivalentes consistentes en 2-5 monómeros unidas por una cadena J (establece puntes disulfuro entre las cadenas de las Ig) y en ocasiones otro polipéptido llamado componente secretor.

Función Biológica de las Inmunoglobulinas

Las Ig tienen como función principal unirse de forma específica a un determinado antígeno y facilitar su eliminación. Esta función se da gracias a los dominios variables de las cadenas H y L porque forman el sitio de unión al antígeno. Tienen especial importancia las CDR porque, sobre todo la CDR3 (genéticamente es la región que más varía), son las que expuestos en la superficie de la Ig en forma de los lazos o dedos de Elrich interaccionan en última instancia con el antígeno y, en consecuencia, determinan la especificidad de la Ig. Además, los dominios constantes de las cadenas pesadas permiten otras funciones como la opsonización, mediante el último dominio (CH3 o CH4) y la activación del complemento mediante el penúltimo dominio (CH2 o CH3).

Afinidad La afinidad es la fuerza de unión entre el antígeno y el anticuerpo y se calcula mediante la suma de todas las fuerzas de atracción y repulsión implicadas en la interacción. La afinidad se define por la constante de disociación (Kd), que se calcula como la concentración de antígeno necesaria para ocupar los sitios de unión de la mitad de los anticuerpos de una solución (10

-7 y 10

-11).

La unión del antígeno con el anticuerpo se da mediante múltiples enlaces no covalentes cooperativos de varios tipos que, de más débil a más fuerte, son:

Puentes de Hidrógeno: compartido entre dos átomos electronegativos

Interacciones Electrostáticas: atracción entre cargas opuestas

Fuerzas de van der Waals: fluctuaciones en las nubes electrónicas

Interacciones Hidrofóbicas: entre moléculas (aa) apolares para excluir átomos de agua Toda molécula capaz de inducir una respuesta inmune, es decir, todos los inmunógenos, son también antígenos, pero no todos los antígenos son capaces de despertar la respuesta inmune. Por ello, para que pueda existir interacción antígeno-anticuerpo debe producir una respuesta en el SI; los mejores inmunógenos son en primer lugar las proteínas puras, después las glicoproteínas y en último lugar los lípidos. Como las interacciones son tan débiles, si cambia el medio como por pus en un abceso, la unión se desbarata.

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Avidez La avidez es la fuerza global de la interacción entre dos moléculas, por lo que permite conocer la intensidad de la unión entre Ig y antígeno. A pesar de que las interacciones son débiles, como hay una gran cantidad de interacciones y que además estas son de tipo cooperativo, cuando se establecen las fuerzas entre antígeno y anticuerpo la avidez es muy fuerte.

IgG La IgG es la Ig más abundante en suero (80%) en condiciones normales y en sangre durante la respuesta inmunitaria humoral secundaria. Existen 4 subtipos de Ig: IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4. Las IgG1 son las más abundantes y, al igual que las IgG2 y la IgG4 tienen 23 días de vida media en suero; en cambio, la IgG3 tiene una vida media de 7 días. Tienen una buena capacidad de opsonización y activación del complemento (excepto la IgG4, que no fija complemento). La IgG es la única Ig capaz de atravesar la placenta en el humano y se encarga de la protección del recién nacido durante los primeros meses de vida.

IgA La IgA es la Ig predominante en las mucosas; se sintetizan 40 mg por kilo de peso y día. Al situarse en las mucosas impide los mecanismos de diferenciación de virus o bacterias y también actúa ante venenos. Suponen el 10-15% de las Ig en sangre y está en gran porcentaje en saliva, lágrimas, moco intestinal, fluidos nasales, bronquiales, genitourinarios y leche materna. Se identifican dos tipos de IgA, IgA1 e IgA2, aunque sólo se suele considerar la primera porque es 5 veces más abundante que la segunda. En la sangre puede ser monomérica o dimérica, pero en las secreciones siempre es dimérica. En términos generales, las IgA pueden ser desde monoméricas a pentaméricas. Las Ig pasan desde las capas más profundas del tejido (Placa de Peyer, por ejemplo) hasta el polo basal de las células epiteliales, donde está el receptor de poli-inmunoglobulinas que reconoce la cadena J de la Ig (también reconoce IgM). Una vez reconocida la Ig, esta entra en una vesícula que se dirige hacia la luz epitelial. Como consecuencia de la secreción queda un remanente del receptor de poli-Ig que forma el componente secretor. Por tanto, el componente secretor está sintetizado por las propias células epiteliales. El componente secretor permite proteger la IgA de las proteasas de la luz intestinal. La IgA no activa el complemento ni opsoniza, si no que actúa bloqueando antígenos y, al ser tetravalente, formando grandes uniones antígeno anticuerpo que son fácilmente eliminados en el moco.

IgM La IgM secretada es una estructura pentamérica cadena J que conforma el 5-10% de Ig séricas. Son las Ig de la respuesta primaria, con una gran capacidad de agregación y de activación del complemento, pero no sirven como opsonina directa. No pueden pasar a través de la placenta. La IgM es la primera Ig que el linfocito expresa en la superficie de su membrana en forma monomérica formando parte del BcR. Se considera una Ig natural porque se expresa sin necesidad de sensibilización por un linfocito TH; ejemplo: grupo AB0.

IgD La IgD es un receptor antigénico de la célula B, conjuntamente con la IgM. En muy pocas ocasiones aparece en forma libre, sin que conozcamos su función biológica.

IgE Aparece en cantidades mínimas en suero, aunque su concentración se eleva mucho en parasitosis y alergias. Esta Ig es esencial para la defensa contra helmintos. No activa el complemento y su Fc se une a receptores de membrana de

basófilos y mastocitos activándolos (FcRI). Implicación patológica: alergia. La cadena H consta de 5 dominios de Ig (es un poco más grande).

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Inmunoglobulinas en la Respuesta Inmune: Maduración

En la respuesta primaria hay una gran potencia de las IgM y en la secundaria la IgG. La primera Ig que forma el linfocito B es el IgM, y al poco tiempo presenta IgD próxima a la IgM y en menor cantidad. Esta célula se va dividiendo y las células hijas van expresando nuevas Ig, como la IgA. Las células hijas pierden material genético y recombinan el DNA, por lo que el cambio de los tipos de Ig es definitivo.

Niños La primera Ig que sintetiza un feto es la IgM durante el último trimestre de gestación. El feto recibe de la madre su IgG y la sigue presentando en su organismo hasta 10 meses después de haber nacido. La IgG endógena justo aparece cuando nace y la IgA no aparece hasta el 2º mes de vida y aumenta poco a poco (es la que protege los epitelios, como está en bajo nivel es muy común la infección de epitelios).

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La hipogammaglobulinemia es la situación normal de los niños por el retraso en la creación de las Ig hasta que madure completamente el SI. Gamma-globulina e inmunoglobulina no son sinónimos. Gamma-globulina: en el suero (sin anticoagulantes) se pueden conocer mediante electroforesis las proteínas de sangre. Las que está en mayor cantidad y con mayor carga negativa son las albúminas, pero hay un grupo de proteínas de carga positiva que forman las gamma-globulinas entre las que están algunas Ig y otras proteínas como la transferrina (la mayor parte de las IgM son beta-globulinas). Es decir, una gamma-globulina es una proteína sérica con carga positiva.

Tipos de Respuesta de las Ig

1. Dependiente de células T: cuando la célula B reconoce un antígeno interacciona mediante citoquinas con un linfocito T para fabricar una Ig u otra (compatible con vacunación). Los linfocitos TH liberan citoquinas para regular la expresión de una Ig u otra.

2. Independiente de células T: se realiza contra antígenos que con certeza se reconocen que no son humanos, por ejemplo si aparecen patrones bacterianos, de moléculas muy raras o con estructura repetitiva. Es de clase IgM y NO ORIGINA MEMORIA INMUNE (no compatible con vacunación)

Maduración de Afinidad Cuando una célula B se enfrenta a un antígeno, la afinidad es de un nivel, pero según aumentan las interacciones con el antígeno el Ac va aumentando su afinidad por este gracias al mecanismo de hipermutación somática. La hipermutación somática son mutaciones espontáneas en gran cantidad que de forma aleatoria producen modificaciones en la afinidad, tanto para mejorar como para empeorar. Aquellas células B que hayan conseguido mutar a mejor para aumentar la afinidad con el antígeno son seleccionadas en los órganos linfoides (centros germinales); es por ello una hipermutación somática con selección positiva. Las mutaciones somáticas son más frecuentes en la IgG que en la IgM y aumentan con el tiempo tras la inmunización y el número de inmunizaciones. Las mutaciones tienden a estar agrupadas en las regiones V, D y J y son más frecuentes en las regiones CDR.

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IV. ANTICUERPOS MONOCLONALES César Milstein descubrió los Ac monoclonales. Los linfocitos tienen un ciclo de actividad muy corto: según se activan comienzan a inhibirse. Por eso, hay picos de secreción que coinciden con el pico de actividad, y rápidamente vuelven al estado original.

Hibridoma

El hibridoma es la fusión de una célula plasmática tumoral murina (de ratón) y una célula productora de un Ac, de modo que se originan células hibridas que se dividen muy activamente y que generan grandes cantidades de Ac (más allá del pico de activi-dad). Han revolucionado el diagnóstico clínico y el conocimiento de las moléculas de la vida, aunque los hibridomas de origen murino tienen poca aplicación clínica debido a las diferencias interespecie. Es muy útil para el diagnóstico para detectar casi cualquier sustancia (como hormonas, citoquinas y enzimas) en fluidos biológi-cos por distintas técnicas, como ELISA o RIA.

Ac Monoclonal Xenobiótico El primer Ac monoclonal aprobado para humanos fue el muromonab que está dirigido hacia los linfocitos T (dirigido contra CD3). Su actividad disminuía a la semana por un proceso llamado taquifilaxia, es decir, disminuía la eficacia por elaboración de Ac humanos contra los Ac murinos, que son considerados como extraños. Así, hay riesgo de hipersensibilidad tipo I (anafilaxia) y tipo III, por lo que dejó de usarse.

Anticuerpos Monoclonales de Uso Clínico

Ac QUIMÉRICO

Ac HUMANIZADOS: reemplazo de regiones de armazón originales del dominio variable por otras humanas, dejando exclu-sivamente los “dedos de Elrich”

Ac 100% HUMANOS

Características de los Ac Quiméricos y Humanos Exquisita especificidad

– Alta Eficacia – Escasos efectos secundarios

Aspectos farmacocinéticos

– Alta vida média sérica (similar a Ig humana). – Inyecciones cada 2-4 semanas – Escasa experiencia administración crónica

Ac Monoclonal Quimérico Para evitar la anafilaxia se cambian los dominios cosntantes del Ac de ratón (murinos) por constantes de humanos dejando las regiones variables del Ac murino, por lo que el Ac resul-tante es tanto murino como humano; se conoce como quimera o Ac quimérico. Consta en un 30% de Ac de ratón y un 70% de humano. Este Ac estaba diseñado contra el TNF-α y es muy útil en algunas patologías. No se usan Ac de origen humano porque no hay células humanas que produzcan Ac con se-guridad, ya que se deberían usar células tumorales humanas o infectadas por virus, lo que significa un gran riesgo. Además, el cuerpo no sintetiza Ac contra proteínas propias en condi-ciones de salud. Gracias a esta técnica se han conseguido curar enfermedades que eran incurables o al menos aumentar en gran medida la espe-ranza de vida.

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Ac Monoclonal Humanizado Reemplazo de regiones armazón originales del domino variable por otras humanas para disminuir todavía más la inmunogenicidad. Consta de un 5% de Ac de ratón y un 95% de humano.

Ac Monoclonal 100% Humano Se obtienen por ingeniería genética y están formados en un 100% por Ac de origen humano.

Codificación Internacional El nombre que recibe el Ac Monoclonal recoge toda la información necesaria. La codificación se da mediante sílabas que signifi-can diferentes conceptos. Un análisis de las sílabas de derecha a izquierda revela:

mab = Monoclonal AntiBody; indica que es un Ac Monoclonal

Penúltima sílaba = indica el tipo de Ac y su origen MO = murino (MOuse), XI = quimérico (Ximeric), ZU = hUmaniZa-dos, MU = Monoclonal hUmano

Tercera sílaba (empezando por la derecha): contra lo que lucha; ba = bacteriano, Sistema Circulatorio = ci, lesiones in-fecciosas = le, inmunomoduladores = li(m), mama = ma, colon = co,…

Cuarta sílaba (empezado por la derecha): nombre dado por la farmacéutica EJEMPLO: RITUXIMAB

RI (DCI original), TU (tumor), XI (quimérico) y mab.

Proteínas de Fusión

Las proteínas de fusión o proteínas quiméricas son proteínas creadas a través de la unión de dos o más genes que al traducirse origina un polipéptido con propiedades funcionales de las proteínas originales. Esta técnica también se puede usar para detectar e interceptar moléculas solubles en sangre: se fusiona el receptor con el domi-nio Fc de una Ig G para aumentar la vida desde unos minutos hasta los 23 días; el resultado es una proteína o receptor de fusión. Es 100% humano. Se denominan con el sufijo –cept.

Este esquema representa una proteína de fusión formada por una IgG1, que comprende los segmentos CH2, CH3 y H, a la que se ha unido una proteína, en este caso el dominio extracelular de la proteína LFA-1 humana.

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Hay enfermedades auto-inflamatorias en las que el TNF provoca grandes problemas, por lo que si se inhibe el TNF se mitigan los síntomas de la enfermedad; así se usan anticuerpos monoclonales anti-TNF, como el infliximab, que fue el primer Ac quimérico en comercializarse con excelentes respuestas en la enfermedad de Crohn y Artritis Reumatoide. Existen hoy en día 4 estrategias diferentes para actuar contra los TNF: Ac xenogénicos, quiméricos, humanizados y puramente humanos. Según el Ac tiene un mayor porcentaje de Ac humano el tratamiento es más caro, por lo que suele ser el último en usarse. En la industria farmacéutica se han desarrollado también Ac humanizados que se recubrían de PEG (plástico) para protegerlos frente a los ataques del cuerpo al atacarlos.

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V. SISTEMA DEL COMPLEMENTO Bordet y Ehrlich observaron que en un suero fresco con Ac antibacterianos a 37º los Ac se lisaban, pero al ponerlo a los 56º sólo se aglutinaban. Por ello, pensaron que debía haber algún componente termolábil que complementase la actividad de los Ac: el sistema del complemento.

Generalidades y Funciones

El complemento es un sistema de más de 30 proteínas tanto séricas (libres) como de membrana cuya activación en cascada conlleva diferentes funciones en el organismo:

Ataque de las superficies celulares y formación de poros en las membranas celulares, lo que produce lisis osmótica y muerte celular. El sistema del complemento es un componente fundamental de la Inmunidad Innata. La activación del complemento es una de las funciones efectoras de los anticuerpos por su región Fc o cristalizable.

Opsonización (marcado de antígenos a eliminar) porque algunos fragmentos del complemento, las opsoninas, se unen a receptores de superficie de las células fagocíticas.

Activan a varios tipos celulares, entre los que se encuentran los mastocitos, produciendo reacciones alérgicas llamadas anafilotóxicas, por lo que los fragmentos de complemento implicados se llaman anafilotoxinas.

Favorecen la eliminación de inmunocomplejos circulantes en hígado (fundamentalmente) y bazo.

Activa el linfocito B, promueve la fagocitosis, quimiotaxis e inflamación. Las proteínas séricas del complemento se activan unas a otras en cascada mediante 3 vías: vías clásica, de las lectinas y alternativa. Todos ellos terminan en el Complejo de Ataque a la Membrana o MAC que ejecuta la lisis bacteriana.

Nomenclatura

Las proteínas del complemento las elabora en su mayoría el hígado y se liberan a la sangre como proenzimas. Para activarse necesitan ser escindidas por otra proteína que así la active. La escisión forma un fragmento a y un fragmento b

C3 C3a + C3b Los componentes activos se nombran con una barra sobre ellos; si están inactivos se usa la letra ‘i’ delante. Algunos fragmentos se escinden en más que a y b, como los fragmentos c y d; apenas son activos, pero por ejemplo c sí tienen cierta actividad. De los dos fragmentos formados, el denominado b (básico) suele ser de mayor tamaño y continúa con la cascada, y a actúa como anafilotoxina (no todos tienen la misma capacidad anafilotóxica; el que tiene mayor poder es C5a). C2 funciona al revés: C2a es grande y con actividad enzimática y C2b es una anafilotoxina. En el sistema complemento existe una regulación que permite inactivar algunos fragmentos del complemento (iC3). Los receptores de membrana de fragmentos C3 se denominan CR1, CR2, CR3 y CR4.

Activación del Complemento

Vía Clásica Es imprescindible la activación de un anticuerpo. El primer paso comienza con el complejo C1, un compuesto trimolecular formado por C1q, C1r y C1s, que es activado por Ac que han sido activados al reconocer a su Ag. C1 activa C4, escindiéndolo en C4a y C4b, de modo que C4b adquiere actividad enzimática activando C2 al escindirlo en C2a y C2b. C2b se une a C4a formando el complejo C4bC2a, que se denomina la convertasa de C3 porque escinde C3 en C3a y C3b. El fragmento C3a se libera y el fragmento C3b queda unido al complejo anterior formando el complejo C4bC2aC3b, que se denomina convertasa del C5, cuya acción es escindir C5 en C5a y C5b.

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Vía Alternativa Sus componentes se denominan como: factor + letra (A, B, C,…). La vía alternativa del complemento está permanentemente activa y ocurre espontáneamente en el suero pero con muy baja intensidad y se produce por la escisión continua de C3 en sus dos fragmentos; C3b es capaz de escindir el factor B en dos fragmentos: Ba y Bb. Así, se forma el complejo C3bBb que se conoce como convertasa de C3 por la vía alternativa porque forma un bucle de activación de otros C3. En condiciones normales las C3b que se forman pierden su actividad rápidamente al unirse con moléculas de agua; esto se conoce como fase de reposo. Si en un momento aparece una bacteria, sobre su pared bacteriana se depositan los C3b, se estabilizan y su actividad persiste (no tienen tiempo de combinarse con agua) y se permite la formación del complejo C3bBb, por lo que se activan más C3 y se forman nuevos complejos C3bBb que amplifican la formación de nuevas moléculas C3b activas y, en consecuencia, se consigue la lisis celular. Esta es la fase amplificadora; se pueden unir hasta 5 veces, es decir, C3bBbC3bBbC3bBbC3bBbC3bBb.

Vía de las Lectinas Sucede por la acción de un complejo trimolecular llamado MBP o MBL (Proteína/Lectina Unidora de Manosa), de la familia de las colectinas, que reconoce ciertos azúcares (manosas) de la superficie de microorganismos y se activa. Una vez fijada a la superficie, sufre una activación por la presencia de otros dos componentes: MASP1 y MASP2 (Serín-Proteasas Activadoras de MBP). Las MASP 1 y 2 son proteasas homólogas a la C1r y C1s de la vía clásica por lo que actúan lisando la C4 que, junto con un C2a forma la convertasa de C3. Se piensa que esta lisis es exclusiva de MASP-2 y que MASP-1 lisa directamente C3 saltando un paso de la cascada.

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Convergencia de Vías: Fase Tardía y Complejo de Ataque a Membrana Las vías alternativa y clásica convergen en C3b que forma, respectivamente, los complejos C3bBb y C4bC2aC3b, que se conocen como convertasas de C5 y escinden la molécula en C5a y C5b. La fase tardía del complemento se inicia en este momento y continúa con la activación de la cascada de proteínas del complemento desde C6 en adelante. Los fragmentos activos de cada complemento depositan en la superficie celular formando una estructura de tubo hueco o poro que forma el MAC o Complejo de Ataque a la Membrana que produce la lisis osmóstica de la célula porque pierde todos sus componentes. La superficie externa de MAC es hidrofóbica y la interna es hidrofílica, permitiendo el paso de líquidos e iones para que pueda producirse la muerte celular por alteración de su equilibrio osmótico y químico. Aunque se encuentran depósitos de todas las proteínas del complemento, es C9 la proteína del complemento que más deposita y polimeriza formando gran parte de la MAC.

Efectividad del Complejo de Ataque a Membrana Muy eficaz contra bacterias gram- y virus. Poco eficaz contra bacterias gram+ porque su pared tiene peptidoglicano que impide la fijación de MAC a la membrana citoosplasmática; tampoco actúa muy bien sobre parásitos.

Anafilotoxinas

Las anafilotoxinas se depositan y son reconocidos por receptores específicos en los mastocitos; los más activos son C5a>C3a>C4a. Al activar a los mastocitos producen la liberación de histamina, lo que origina contracción de la musculatura lisa y vasodilatación y aumento de la permeabilidad capilar (aumenta el intersticio y la salida de componente líquido desde el vaso, por lo que puede producir edema). Son capaces de atraer a todas las células mieloides, no sólo a los linfocitos. Indirectamente participa en el inicio de la respuesta específica y conlleva una mayor recuperación de linfa que transporta antígenos a los ganglios linfáticos.

Regulación del Sistema del Complemento

El objetivo del SI es destruir un antígeno, pero necesita un sistema de inhibición para limitar la respuesta inmune. Por ello, en el sistema del complemento hay un subgrupo de proteínas cuya función es delimitar la acción del SI para impedir daños en el organismo más allá de la acción normal. Las proteínas inhibidoras se pueden subdividir en dos subgrupos:

Proteínas Reguladoras del Complemento Solubles C1 INHIBIDOR Es un inhibidor de serín-proteasas que reconoce C1r y C1s activados y se une covalentemente a ellos bloqueando su capacidad de actuar en la vía clásica. Déficit de C1 Inhibidor; edema angioneurótico familiar (AD): herencia dominante; ante cambios como temperatura se crean reacciones anafilácticas (urticaria, edema de laringe; si no se corrige se produce asfixia y muerte).

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C4bp La proteína unida a C4 o C4bp acelera la destrucción del complejo C4b2a o convertasa de C3 de la vía clásica. Es, además, un cofactor del factor I en la proteólisis de C4b. FACTOR H Acelera la destrucción de C3bBb o convertasa de C3 de la vía alternativa y actúa también como cofactor del factor I, pero en la proteólisis de C3b. FACTOR I Rompe proteolíticamente C4b y C3b usando como cofactores C4bp y factor H, respectivamente; también usa como cofactores CR1 y MCP para estas proteolisis. Los cofactores no son imprescindibles para que se de el proceso, pero sí lo acelera. La proteína S o vitronectina afecta a la fase tardía, al igual que la clusterina y el factor J; en todos estos casos, impide la formación del MAC y, en consecuencia, la lisis celular. Bajos niveles de clusterina se asocian con algunas manifestaciones de lupus eritematoso y también aparece en las placas de pacientes de Alzheimer.

Proteínas Reguladoras del Complemento de Membrana CR1 (CD35): Receptor del Complemento tipo 1 Es una molécula con amplia representación en los tejidos que acelera la disociación de las convertasas de C3 de las vías alternativa y clásica (C3bBb y C4b2a, respectivamente) y actúa como cofactor del factor I para las proteolisis de C4b y C3b. MCP (CD46): Proteína Cofactor de Membrana Actúa como cofactor del factor I para la proteolisis de C4b y C3b en todas las células, excepto eritrocitos. También inhibe la lisis de células propias ante una infección. El MCP es el receptor del virus del sarampión, lo que permite la infección de la célula. DAF (CD55): Factor Acelerador de Decaimiento Acelera la disociación de las convertasas de C3 en las vías clásicas y alternativa a nivel de muchos tejidos del organismo. Además, inhibe la lisis de células propias ante una infección. CD59 (PROTECTINA) y HRF (Factor Homólogo Restringido) Ampliamente distribuidas en los tejidos, inhiben la lisis de células propias. Bloquean C8 y C9 de una determinada especie impidiendo que puedan formar MAC y en consecuencia la muerte celular. DAF, CD59 y HRF se unen a la membrana celular por unión fosfoinositídica glucosídica en vez de por un dominio proteico, por lo que tienen mayor movilidad lateral y pueden orientarse hacia complejos de complemento que estén causando daños. Alteración de las uniones fosfoinositídicas glucosídicas: en la hemoglobinuria paroxística nocturna hay un defecto enzimático específico que hace a las células sumamente sensibles a la lisis mediada por complemento. La hemoglobinuria suele ocurrir por la noche.

Receptores de Complemento Los ligandos principales de estos receptores son C3 y C4, aunque también actúan C1, C5, LPS y fibrinógeno como tales. Son:

CR1 o CD35: en todas las células de la sangre, excepto plaquetas, transporta inmunocomplejos para su eliminación y estimula la fagocitosis.

CR2 o CD21: presente en linfocitos B y células dendríticas foliculares activa linfocitos B por inmunocomplejos.

CR3 o CD11b/18: exclusivo de fagocitos, estimula la fagocitosis.

CR4 o CD11c/18: exclusivo de fagocitos, estimula la fagocitosis.

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VI. SISTEMA DE HISTOCOMPATIBILIDAD HUMANO: HLA

Generalidades El CMH o HMC existe en todas las especies animales y es un sistema de proteínas muy complejo que en el humano recibe el nombre específico de HLA (en ratones es H2, en chimpacé es Papa,…); de todos modos, se suelen usar como sinónimos HLA y CMH. Las moléculas de HLA están especializadas en la presentación de antígenos a los linfocitos T. Los linfocitos B reconocen al antíge-no de forma aislada o nativa, pero los linfocitos requieren un procesado y presentación antigénica, en un proceso que incluye al HLA. El HLA es el complejo proteico con más polimorfismo en el ser humano, por lo que tiene implicaciones en Medicina Legal (reco-nocimiento cadáveres, estudios paternidad,…) y en los trasplantes, porque son un impedimento entre individuos no compat i-bles. El HLA es expresado por todas las células del organismo; por esta diferencia interindividual también se pueden llamar antí-genos HLA.

Estructura Molecular de las HLA Existen dos clases de HLA: HLA-I y HLA-II. Los dos tipos de moléculas son heterodímeros formadas por dos cadenas de polipépti-dos unidos por enlaces no covalentes.

HLA-I Son heterodímeros que constan de una cadena pesada y variable llamada α y una cadena ligera y constante llamada β-globulina o β2 microglobulina. La cadena α se dobla en el espacio creando 3 dominios: α -1, α -2 y α -3. Las cadenas α 1 y 2 se asocian formando una estructura de concha que forma un espacio conocido como la hendidura para el antígeno. El extremo carboxilo terminal de α-3 es un domi-nio integral de membrana que permite que esté anclado; es un único domino que parte de α-3, ya que el extremo carboxilo terminal de la cadena β no llega a la mem-brana. Además, el dominio α3 es el enlace de CD8. El extremo Ct de α-3 es rico en aa hidrófobos y se conoce como TM o dominio de transmembrana. Las HLA más importantes son la HLA-A, HLA-B y HLA-C.

HLA-II Son heterodímeros formados por una cadena α y otra β, las dos muy variables. α1 y β1 crean la estructura en concha con la hendidura para el antígeno, mientras que α2 y β2 permiten el anclaje en la membrana mediante dos dominios TM, uno de cada cadena peptídica. El dominio β2 permite la unión con CD4. Las HLA-II más importantes son HLA-DR/DQ/DP.

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Hendidura para el Antígeno o Sitio de Unión a Péptidos La hendidura para el antígeno está formada por las dos valvas de las cadenas involu-cradas con un suelo formado por una estructura en lámina β plegada (8 cadenas) y unos límites con mayor altura formada por 2 α-hélice. En el centro de la hendidura se acomoda el péptido antigénico de manera extendida.

Importancia del HLA en la Sinapsis Inmunológica La HLA realiza la sinapsis inmunitaria con el TCR mediante una unión firme durante el tiempo necesario para que se realice un intercambio de información. Esta no es la única unión entre las APC y los linfocitos T porque en esta sinapsis hay varios ligando-receptor que dan robustez a la unión.

Diferencias entre HLA-I y HLA-II Las moléculas HLA-I presentan antígenos a los linfocitos T citotóxicos (Tc), es decir, CD8+. Las moléculas HLA-I están presentes en todas las células nucleadas del organismo (no en plaquetas ni eritrocitos). HLA-I presenta péptidos que provienen del interior de la APC, por lo que se procesan antígenos de células tumorales y virus. La unión HLA-I – Tc acaba cuando el linfocito Tc destruye el antígeno. Las moléculas HLA-II presentan antígenos a los linfocitos Th o CD4+. Las HLA-II solo se expresan en las APC profesionales, es decir, especializadas en esa función. Presentan péptidos que provienen del exterior de la célula presentadora. Cuando presentan un péptido extraño activan Th. Los APC son los macrófagos tisulares, células dendríticas, linfocitos B y los linfocitos T activados; presentan los péptidos resultan-tes mediante la HLA-II a linfocitos Th. Las APC, como células nucleadas, también expresan HLA-I.

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CD4 y CD8 Está en los linfocitos: CD8 es de linfocitos Tc, es cercana al TCR formando parte de los correceptores del TCR y contacta con los dominios α-3 de HLA-I. CD4 caracteriza a las Th, es correceptor de TCR en la sinapsis inmunitaria.

Restricción Histocompatible El reconocimiento del antígeno depende de la HLA que los presente; si HLA cambia o presenta otro antígeno, no se produce reconocimiento del antígeno por el TCR.

Genética El conjunto de genes que codifican HLA se localiza en el brazo corto del cromosoma 6 en 6p21. Los genes que codifican las pro-teínas de HLA-I se localizan cerca del telómero, mientras que los genes de HLA-II se localizan más cerca de los centrómeros. En-tre los genes de clase I y clase II se localiza la región de clase III o genes de clase III que codifican proteínas que no tienen función de presentación antigénica, como las proteínas del complemento C2, C4, factor B o de la citoquina TNF.

El sistema HLA tiene una gran diversidad en la especie y a lo largo de la evolución. El conjunto de proteínas HLA condiciona los antígenos que las células de una especie pueden presentar, por lo que la capacidad de poblaciones animales de hacer frente a nuevos patógenos depende de su diversidad de HLA. La selección natural ha favorecido que las especies animales tengan polimorfismo para la HLA. Por ejemplo, especies muy adaptadas a un medio, como los monos americanos, tienen muy poca diversidad de HLA por lo que al salir de su ambiente normal sucumben fácilmente por infecciones. En el caso de los trasplantes, la gran variabilidad interpersonal hace del HLA una barrera.

Causas de la Diversidad La diversidad se justifica por la poligenia, duplicaciones génicas y los diferentes heterodímeros posibles. Además, existe polimor-fismo, codominancia y desequilibrio de ligamiento. Existen varios genes para las clases de HLA o poligenia para HLA. Para la clase I los genes más importantes son HLA-A, HLA-B y HLA-C, mientras que para la clase II son los genes HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP. De cada una de estas cadenas existe un gran polimorfismo (recogido en la tabla), por lo que existen alelos como A134, C53 o DM4. Un organismo heterocigoto puede expresar hasta 6 cadenas distintas de HLA-I por célula; por ejemplo, si de un progenitor hereda A1,B8,Cw7 y del otro A30,B18,Cw6 expresaría todas estas cadenas en sus células nucleadas. Esto es la codominancia, lo que produce que en cada indivi-duo se expresen por igual los genes heredados de cada uno de los progenitores. Por ello, en la membrana celular se expresan cadenas de ambos alelos. La relación de antígenos expresados por un individuo se denomina Genotipo-HLA, mientras que el que se hereda de un progenitor concreto se denomina haplotipo-HLA.

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En el mismo organismo heterocigoto son posibles combinaciones de cadenas del mismo progenitor formando heterodímeros iguales a los de un progenitor, pero también es posible que se formen moléculas heterodiméricas mixtas por la combinación de cadenas de haplotipo materno y paterno. Estas estructuras aumentan la diversidad. El desequilibrio de ligamiento es la tendencia a transmitir algunos genes del HLA juntas (en bloque) porque la zona donde se localiza el HLA en el cromosoma hay un gran compactamiento con escaso espacio entre genes, por lo que la recombinación géni-ca en la meiosis es muy improbable. En la descendencia, la posibilidad de que haya dos hermanos con idéntico HLA es del 25%, que sean completamente diferentes del 25% y que sean haploidénticos es del 50%. Hay múltiples alternativas alélicas para cada gen; por ejemplo, el gen HLA-A presenta pequeñas variaciones en sus cadenas de nucleótidos. Existen regiones muy variables, que se corresponden a las zonas de unión al antígeno que varían entre las HLA:

En las HLA-I se localiza en los dominios alfa-1 y alfa-2

En HLA-II las dos cadenas son variantes, aunque es más variable la cadena beta, especialmente en beta-1.

Relación con la Clínica Existen ciertas formas génicas que se asocian con enfermedades autoinmunes o con base inmunológica y se relacionan con frecuencias muy altas a un HLA determinado. Por ejemplo, el 99% de los celíacos son DQ2+/DQ8+, el 99% de los narcolépticos son DR2+ y la psoriasis se asocia con Cw6. El Riesgo Relativo es un dato estadístico que explica la tendencia a desarrollar la enfermedad entre los individuos que llevan la carga genética asociada a la enfermedad y aquellos individuos que no la portan. Por ejemplo, un individuo que sea B27+ tiene 87 veces más posibilidades de desarrollar una espondilitis anquilosante que alguien que no lo sea. La asociación HLA/Enfermedad puede ser como un marcador de la enfermedad, en el caso de la narcolepsia y la hemocromatosis, o puede ser directamente la causa de la enfermedad, como en el caso de la enfermedad celiaca. La hemocromatosis es una enfermedad autosómica recesiva que provoca acúmulo de hierro en las vísceras. En 90% de los pacientes eran HLA-A3, aunque la causa de la enfermedad es una mutación C282Y en el gen HFE. Este gen HFE está muy próximo a los genes HLA de clase I, por lo que por el proceso de desequilibrio de ligamiento se transmiten de padres a hijos en bloque los genes HFE y HLA-A3. En la narcolepsia hay un defecto en el gen del receptor de las orexinas, que se encuentra muy cerca del gen DR. Seguramente, en el origen de la enfermedad, el gen del receptor de las orexinas que mutó estaba en un cromosoma con DR2, por lo que en las sucesivas descendencias se hereda en bloque DR2 y el gen mutado La celiaquía se asocia con el heterodímero DQ2/DQ8, que favorecen la presentación de péptidos de gliadina. La diabetes mellitus insulinodependiente o tipo I (autoinmune) se asocia con DR3, DR4 y DR2, entre otros. En las enfermedades multifactoriales interaccionan distintos factores ambientales y distintos genes (epistasia) entre sí.

Tolerancia Materno-Fetal El feto tiene un haplotipo materno y otro paterno, por lo que son condiciones de un transplante semialogénico, pero casi nunca se da rechazo porque hay en los tejidos placentarios el gen HLA-G (clase I) que promueve la tolerancia a los genes fetales. Además, intervienen inhibidores como el L-FAS o TGF-B…. Hay cierta depresión del SI durante el embarazo. Hay abortos repetitivos que se explican con fallos en esta falta de tolerancia. Pre-eclampsia fallos en la tolerancia

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VII. PROCESAMIENTO Y PRESENTACIÓN ANTIGÉNICA

El procesamiento antigénico es la degradación de un antígeno de naturaleza proteica en péptidos pequeños de 5 a 14aa y la presentación antigénica es la expresión en la membrana de la célula presentadora de los péptidos asociados a HLA para que puedan ser reconocidos por los linfocitos T. Los péptidos antigénicos pueden ser de origen endógeno, sintetizados por la propia célula como un virus, proteínas tumorales y cualquier proteína de la propia célula. Estos péptidos endógenos siguen la vía de procesamiento citosólico o exocítico. Los péptidos antigénicos de origen exógeno son captados por las APC en forma de grandes complejos como patógenos comple-jos, bacterias y hongos, los procesa en su interior mediante la vía endocítica y los presenta al exterior.

Procesamiento Citosólico o Exocítico

Característicos de péptidos endógenos, se expresan en HLA-I de células sanas, infectadas por virus o tumorales. El primer paso en esta vía es la digestión en el proteasoma, un complejo proteico del interior celular formado por dos compo-nentes fundamentales: LMP-2 y LMP-7. El proteasoma digiere en péptidos pequeños al virus y lo transfiere al retículo sarcoplás-mico en forma de pequeños péptidos. Para atravesar las membranas del retículo es necesario un transportador TAP-1 y TAP-2 que con gasto de energía permiten su paso al interior de la organela. En la síntesis de HLA-I es necesaria la calnexina, que permanece unida a la HLA hasta que se pliega correctamente y la cadena pesada se une a la ligera. Las chaperonas tapasina y la calrreticulina acompañan a la HLA-I en su formación para asegurar su plegamiento correcto, la unión de las cadenas ligeras y pesadas y la unión al antígeno, porque si falla en alguno de estos pasos la HLA-I se degrada rápidamente. Si la HLA-I se forma correctamente y se une al antígeno, se une al Aparato de Golgi y mediante una vesícula se dirige a la mem-brana plasmática. Entonces se fusionan y se consigue expresar en el exterior de la célula. En ocasiones hay HLA-I anormales que consiguen llegar a la membrana celular, pero son rápidamente internados.

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Procesamiento Endocítico

Lo siguen los péptidos de origen exógeno, generalmente patógenos fagocitados por APC, por lo que se expresan en HLA-II. En un primer lugar, la APC comienza a sintetizar la HLA-II en el retículo sarcoplásmico unida a la cadena invariante, proteína con una estructura que cierra la valva donde se une el péptido antigénico y dirige a la HLA-II hacia el compartimento endocítico. Mientras, se fagocitan los patógenos y se incluyen en vesículas con enzima que degrada al patógeno y lo dirige a los comparti-mentos de carga de péptido, unas organelas donde también llegan las HLA-II con la cadena invariante, que comienza a degradar-se por el pH ácido del compartimento de carga de péptido hasta quedar exclusivamente el fragmento clip, que tapa la valva de la HLA-II. En este punto se une la molécula DM que retira el fragmento clip de la hendidura y la molécula HLA-II queda libre para incorpo-rar los péptidos antigénicos resultantes de la fagocitosis de los patógenos. Una vez está unido el HLA-II con el antígeno, viaja en forma de vesícula a la membrana celular, se fusiona con ella y queda expre-sado el complejo HLA-II con el péptido unido en la membrana celular. Las vías endocítica y exocítica están cruzadas, por lo que en casos minoritarios las HLA-I pueden expresarse como una HLA-II y viceversa, aunque suelen ser endocitadas y eliminadas de nuevo. En este grupo se incluyen a los linfocitos B, capaces de captar antígenos específicos gracias a su receptor de membrana o BCR.

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VIII. ACTIVACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LINFOCITOS T

La sinapsis inmunitaria es la unión temporal y firme entre dos células para transmitirse información. Esta unión temporal necesi-ta que se produzca durante un tiempo suficiente como para que se pueda transmitir el mensaje y se asegura mediante molécu-las de adhesión. Habrá interacciones ligando-receptor y comunicaciones yuxtacrinas en las cuales hay actividad correceptor.

Receptor de la célula T o TcR

Los linfocitos no reconocen Ag solubles, pero sí son capaces de reconocerlos si están fijados a moléculas especializadas localiza-das en la superficie de otras células gracias a los TcR.

Estructura de los TcR Los TcR son heterodímeros compuestos por una cadena α y otra β (TcR αβ) o por una cadena γ y otra δ (TcR γδ). Según el tipo de linfocito se expresa uno u otro receptor (nunca los dos al mismo tiempo); en un 95% de los linfocitos T se expresa el receptor αβ, mientras que menos del 5% restante presenta el γδ (menos específico, aunque aparece antes en el organismo). Por su gran prevalencia, los receptores más importantes son los TcRαβ. Las cadenas α y β constan de una serie de aa que forman, en cada cadena, varios dominios:

Dominio Variable: en el extremo amino-terminal; se distinguen Vα y Vβ. En estos dominios aparecen regiones de alta variabilidad denomi-nadas regiones determinantes de complementariedad, homólogas a las CDR de las Ig; por ello se nombran CDR1, CDR2 y CDR3.

Dominio Constante: dominio extracelular más cercano a la membrana; se distinguen Cα y Cβ.

Dominio o fragmento transmembrana: es análogo a la región bisagra de la Ig porque presenta un enlace covalente entre las dos cadenas mediante dos cys

Dominio o Cola Citopasmático: 5-12 aa del extremo carboxilo-terminal Además, aparecen puentes disulfuros intracatenarios y cadenas laterales de azúcares unidas a las cadenas α y β.

Similitudes y Diferencias con las Ig Estructuralmente, los TcR se engloban dentro de la superfamilia de las Ig, por lo que comparten muchas similudes con las Ig. El TcR tiene una parte análoga a la Fab de las Ig, aunque tiene un dominio transmembrana que lo une a la membrana. Estructuralmente, la cadena α es análoga de la cadena L y la cadena β es homóloga de la H. SIMILITUDES ESTRUCTURALES (con Ig de membrana)

- Formados por dos cadenas - Cada una tiene un dominio variable (aminoterminal) y otro constante - Las cadenas están unidas entre sí por un puente disulfuro intercatenario en región bisagra carboxiterminal intracito-

plasmático. - Diversidad similar a la de los Ac y creada por un mecanismo de codificación genética similar.

DIFERENCIAS ESTRUCTURALES (con Ig de membrana)

- Las cadenas están codificadas por genes distintos - EL TCR tiene en su extemo carboxiterminal un dominio hidrofóbico (transmembrana) y otro domino intracitoplasmático. - Dos isotipos (frente a 5 en IG)

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SIMILITUDES FUNCIONALES (con Ig de membrana) - Se asocia a complejos multiproteicos de membrana entre los que se encuentran otros correceptores y tranductores de

señal - Se le asocian moléculas señalizadoras por los dominios intracitoplasmáticos.

DIFERENCIAS FUNCIONALES (con Ig de membrana)

- Tiene un único sitio de unión al antígeno - Nunca se secreta al exterior y no tiene funciones efectoras. - Reconoce conjuntamente a un péptido extraño y a una molécula de HLA propia - Esta unido a la molécula de CD3 que transduce la señal

CD3 El TcR se asocia a complejos multiproteicos de membrana entre los que se encuentran otros correceptores y transductores de señal, como CD3. El TcR necesita del CD3 para su ensamblaje, transporte y expresión en su superficie. Además, CD3 permite la transducción de la señal al interior celular. El CD3 interactúa con el TcR a través el dominio transmembrana de este por cargas (son + en el TcR y negativas en el CD3). El complejo CD3 consta de 2 cadenas CD3 ε asociada cada una de ellas con una cadena diferente; una lo hace con una cadena δ y la otra con una cadena γ. Aparecen además 2

cadenas intracitoplasmáticas. La molécula de membrana CD3 es un marcador específico de lfT, ya que aparece en todos los lfT porque necesitan del TcR para poder funcionar.

Reordenamiento Genético La organización de los segmentos génicos es homóloga a los de los genes de las Ig, pero no son los mismos. Existe una diversi-dad muy grande que se justifica por CDR3 o tercera región variable del dominio variable de cada cadena. Los genes del TCR no sufren hipermutación somática (maduración de la afinidad, que sí ocurre en las Ig); existen un gen α y un gen β, cada uno formado por varios segmentos que permiten la reordenación genética. Primero se reordena el gen β a partir de varios fragmentos V (variables), D (diversidad) y J (de unión) formando un exón V/D/J que se transcribe a un mRNA que, una vez traducido, origina una proteína funcional. Análogamente, si se ha formado correcta-mente la cadena β, se forma la cadena α. Existe, al igual que en los genes de las Ig, existen unos fragmentos N que permiten la incorporación de nucleótidos inespecíficos por la TdT aumentando más la variabilidad.

Maduración de los linfocitos T en el Timo

La diferenciación a CD4/8 es irreversible y se da en el timo. El lfT inmaduro llega al timo sin apenas moléculas en su superficie; como carecen de CD4 y CD8 se les conoce como linfocitos dobles negativos. A partir de aquí, sufren dos procesos consecutivos:

Selección Positiva En este momento, expresan la cadena β, que se une con un precursor de polipéptido invariable pTα formando el dímero pre-TCR, que se asocia con CD3. Mientras, las células reticuloepiteliales presentan MHC-I para que el linfocito exprese CD8 y MHC-II para que exprese CD4; si reconoce los dos, el linfocito es CD4+, lo que justifica su prevalencia sobre los CD8+. Si no reconoce alguno de estos, es decir, el linfocito sigue siendo doble positivo, el linfocito es eliminado. Así, de este proceso resultan linfocitos doble positivos o CD4+/CD8+ con el precursor de TcR o pre-TcR en su membrana.

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Selección Negativa A continuación los linfocitos sufren un proceso selección negativa o deleción clonal. En este proceso se consigue que los linfoci-tos doble positivo sean simple positivo, bien CD4+ o bien CD8+. Las células reticuloepiteliales expresan el factor de transcripción AIRE, lo que les permite expresar todo tipo de antígenos de órganos propios como corazón, riñón, cerebro,…, es decir, expresan autoantígenos. Los linfocitos que interaccionan con los autoantígenos expuestos son eliminados por las células reticuloepiteliales, los macrófa-gos y las células dendríticas. Cuando el gen que codifica para AIRE muta, se produce la enfermedad APECED2 o APS-1. Existen otros problemas puntuales en los que los linfocitos reconocen solo un autoantígeno determinado, causando problemas en ese tejido u órgano. Mediante estos dos mecanismos se eliminan el 99% de los timocitos que se forman en la MO; aunque hay un 2% de linfocitos anómalos que consiguen escapar produciendo patologías autoinmunes. De todos modos, estos linfocitos aún no son inmuno-competentes ya que necesitan llegar a ganglios donde activarse. También son detectables en sangre pequeños % de linfocitos doble negativos; se desconoce su función. Para ello, los linfocitos maduros recién formados expresan en su superficie L-selectina, que permite su extravasción en las VEA (vénulas de endotelio alto; se caracterizan por células endoteliales altas que impiden el paso de agua, pero no de células, a su través). Así, el linfocito abandona el vaso y entra en el ganglio por diapédesis. Una vez dentro, las células dendríticas les ofrecen antígenos y se activan.

Sinapsis Inmunitaria

Permite la activación de los linfocitos T para comenzar al respuesta inmune primaria. Necesita 3 señales:

1. Reconocimiento del antígenos presentados por APC mediante los HLA a través de los TcR del linfocito T; interviene CD3 2. Señal de conformidad: la APC da al linfocito T la información de atacar porque el antígeno es patogénico; la APC usa

CD80 (también llamado B7) para contactar con CD28 del linfocito T. 3. Modulación del tipo e intensidad de la respuesta: mediada por citoquinas o interleuquinas (IL)

Una APC puede activar a varios lfT a la vez porque presenta varios Ag diferentes en sus HLA. Sólo se activa el linfocito T si hay dos señales simultáneas; si el lfT reconoce el Ag pero no se activa entra en u estado de anergia (falta de respuesta). La modulación farmacológica de la anergia permite evitar enfermedades autoinmunes o el rechazo de órga-nos.

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Señal Pacificadora El receptor CD152 (CTLA-4) es análogo estructuralmente a CD28, pero tiene más afinidad a B7; tiene tanta afinidad que es capaz de desplazar al unión CD28-B7 y producir la unión CD152/B7. Por ello, se une a B7 e induce una respuesta de inhibición. Parslow añade que la unión específica de CD152 con CD28 produce la liberación de sustancias que inhiben la acción de linfocitos T.

Linfocitos T

Linfocitos T citotóxicos (CD8+) Célula circulante que reconoce Ag no propios presentados en HLA-I y mata la célula por inducción de la apoptosis mediante 2 mecanismos: A TRAVÉS DE UN RECEPTOR Al interaccionar con FAS o CD95 de una célula puede inducirlas la muerte celular. Para poder unirse a ella, es necesaria la expre-sión en el linfocito T de FAS-L o CD95L (L = ligando). A TRAVÉS DE GRÁNULOS CITOTÓXICOS Poseen perforinas que permiten la formación de poros en la célula extraña por donde introducen granzimas (destaca la granzima B), que son moléculas caspasas del fin de la ruta que permiten la apoptosis. Este mecanismo lo usan ante patógenos que inacti-van sus FAS-L (parásitos, virus como el de Epstein-Barr, proteínas virales…). Este mecanismo está activado por la IL-2, que induce la proliferación de los gránulos citotóxicos en el interior de los linfocitos T. Las perforinas se relacionan evolutivamente con el C9 del sistema del complemento. Por ello, su mecanismo de ataque es induciendo la apoptosis, pero, a diferencia de las NK, lo hace específicamente contra antí-genos que reconocen previamente gracias a la sinapsis inmunitaria. Los linfocitos T reconocen antígenos de origen viral y ciertas bacterias intracelulares. También intervienen en el rechazo de aloin-jertos y desempeñan una importante función en la vigilancia contra la malignidad.

Linfocitos T Helper o Cooperadores (CD4+) Los linfocitos Th son los linfocitos CD4+; como se explicó en la selección positiva, estas células son mucho más numerosas que las CD8+ porque durante esta fase de diferenciación aquellos que reconozcan tanto HLA-II como HLA-II y HLA-I se diferenciarán a CD4+, mientras que los CD8+ sólo se diferencian a esta línea si reconocen HLA-I. Coordinación de la respuesta con anticuerpos a través de 3 señales: 1. Presentación de antígenos de un linfocito B a un linfocito Th; los linfocitos B son también APC 2. Señal de conformidad por el linfocito Th mediante CD40 o CDLigando (homólogo al CD28 de los linfocitos Tc); este paso permite que un linfocito Th permita la fabricación de Ac contra el antígeno y la proliferación monoclonal de ese linaje de linf B. 3. Modulación del tipo de respuesta mediada por citoquinas. Cuando un linfocito B reconoce un antígeno y se activa su receptor reconocedor de patrones microbianos inicia una respuesta humoral sin mediación de un linfocito Th que se active (no hay respuesta celular) y liberan IgM. Esta respuesta no permite for-mar células de memoria, por lo que es inútil para la vacunación. Además, en este caso no hay modulación de la respuesta me-diante citoquinas. Por ejemplo, el antígeno Lipopolisacárido o LPS presente en las paredes celulares de bacterias gramnegativas pueden desenca-denar esta respuesta. Los linfocitos Th se pueden dividir en varios subtipos según el tipo de linfocinas que producen: Linfocitos Th1: producen IL-2, INF-γ, y TNF-β para, a grandes rasgos, activan a macrófagos y fagocitos. Linfocitos Th2: forman IL-4, IL-5, IL-6, IL10 e IL-13. Producen quimioatracción de linfocitos B, células cebadas, basófilos y eosinófi-los estimulando su proliferación y diferenciación. Además, permite el cambio de clase del linfocito B a IgE. Así, se facilita la reac-ción frente a parásitos grandes y multicelulares como helmintos.

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Las citoquinas liberadas por un grupo celular inhiben directamente la proliferación del otro (la liberación de IL-2 produce la in-hibición de desarrollo de linfocitos Th2). Los linfocitos T Reguladores liberan TGF-β, una citoquina que inhibe la proliferación de los dos grupos celulares. Existe un tercer grupo de linfocitos Th llamado linfocito Th17 porque libera la IL-17; se encarga de coordinar las respuestas inna-tas y adaptativas. Además, la IL-17 estimula la proliferación de linfocitos T y de neutrófilos. Los linfocitos Th17 son linfocitos T de memoria activados.

Linfocitos T Reguladores o TR Los linfocitos T Reguladores o TR liberan citoquinas cuya función es inhibir la respuesta inmune cuando concluye una infección. Estas citoquinas son TGF-β e IL-10. Se conocen también como linfocitos Th3 o linfocitos T Supresores.

Linfocitos T γδ Los linfocitos Tγδ son aquellos cuyo TCR es del tipo γδ. Tienen importancia durante el proceso fetal, siendo los primeros linfoci-tos en formarse. Se almacenan en la epidermis adoptando estructura estrellada y maduran en el timo inmaduro. No reconocen HLA, si no que se ha descrito su capacidad de reconocer proteínas sin procesar, alquiloláminas y compuestos orgánicos pequeños que contengan alquilfosfato. Su función se basa en la protección induciendo la cicatrización en epidermis y epitelios mucosos de lengua, intestino, tracto redroductos femenino y pulmón. También poseen capacidad citotóxica e inmuno-moduladora, pudiendo observar % mayores en sangre en situaciones de infecciones bacterianas y parasitarias.

Modulación Farmacológica Existen fármacos que intentan frenar la sinapsis inmunitaria en cualquiera de las 3 fases descritas. Abatacept (CTLA4-Ig): modulan la co-estimulación vía CD80/86-CD28. Es un Anticuerpo Monoclonal quimérico formado por el ligando de B7.1 con un anticuerpo para interferir en la segunda señal inhibiéndola, por lo que se impide la activación del linfocito T y se genera un estado de anergia.

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IX. CITOQUINAS

Generalidades

Las citoquinas son pequeñas moléculas solubles portadoras de información a corta distancia (acción paracrina). También se de-nominan interleuquinas (IL) (también monocinas) porque inicialmente sólo se descubrieron secretadas por leucocitos. Este nom-bre es inexacto porque aparecen en cualquier célula que se comunique de forma paracrina (sin que sea parte del sistema endo-crino), como por ejemplo células endoteliales y fibroblastos. Por ello, la mayoría de las citoquinas se encuentran en los tejidos y sólo unas pocas de ellas (TNF-β, eritropoyetina o EPO, Factor Estimulante de Colonias de Monocitos o M-CSF y Factor Estimulante de Células Progenitoras o SCF) se encuentran en niveles detectables en sangre y son capaces de actuar sobre células blanco situadas a mucha distancia. Este efecto paracrino que se desarrolla en determinados órganos permite la formación de microambientes en zonas tisulares generales, esplénicas o en ganglios linfáticos. Las citoquinas suelen ser glicoproteínas (mayor vida media) y péptidos con un peso molecular pequeño.

Funciones de las Citoquinas

Las citoquinas cumplen varias funciones además de modular la respuesta inmune de modo inespecífico; por ejemplo, intervie-nen en curación de heridas, hematopoyesis, angiogénesis y otros procesos biológicos. Con respecto a su función moduladora, se secretan en la tercera fase de la sinapsis inmunitaria regulando la respuesta inmune y procesos inflamatorios mediante una actividad rápida y corta en el tiempo; además, son compuestos muy potentes por lo que pueden actuar a bajas concentraciones. Una citoquina unida a su receptor específico permite la regulación de la expresión génica mediante cascadas intracelulares para conseguir un fenotipo (expresión) diferente en la célula diana. Las funciones generales de las citoquinas con relación al SI son:

1. Regular la fuerza de la respuesta inmune innata. 2. Regular la respuesta inmune específica, modulando su duración en el tiempo y su intensidad. 3. Modula el tiempo que dura la respuesta inmune. 4. Regulación de la hematopoyesis en cantidad de células del SI y de la sangre presentes en cada momento.

Características Generales

Pleiotropismo: una misma citoquina puede tener varias dianas y por tanto ejercer una distinta respuesta dependiendo de la diana sobre la que actúe.

Redundancia: diferentes citoquinas pueden ejercer una acción semejante

Sinergismo: las acciones simultáneas de diferentes citoquinas pueden potenciarse

Antagonismo: una citoquina puede inhibir la síntesis o bloquear el efecto de otra Todas las respuestas de inmunidad de cada célula son excluyentes para el resto de células. Por ello, si un microambiente está ocupado por un tipo celular, sus citoquinas bloquean al resto de moléculas. En una patología que exija una única línea de acción, esta exclusión permite concentrar la acción necesaria y evitar que se gasten recursos no útiles. En cambio, los TR son capaces de desmontar las respuestas inmunes, aunque hace poco se ha descubierto que son capaces de coordinar la respuesta ante infecciones de bacterias intracelulares como el causante de la tuberculosis. Los receptores reconocedores de patrones microbianos permiten a la célula conocer qué agente está atacando. Se forma un factor de transcripción específico que produce una activación específica de un gen para la liberación de una citoquina específica. Si hay alteración en estos receptores se pueden desencadenar respuestas excesivas autoinmunes ante agentes externos.

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Principales Tipos de Citoquinas

TNF-α, IL-1 e Interferones (IFN) TNF-α e IL-1 no muestran relación estructural entre sí ni tienen los mismos receptores, pero biológicamente desempeñan la misma función en la inmunidad natural. Los IFN cumplen también un importante papel en la inmunidad frente a virus. De todos modos, son citoquinas involucradas en el inicio de la inmunidad celular y humoral. TNF-α e IL-1 realizan diversas funciones en el organismo no relacionadas con la inmunidad como la promoción directa del creci-miento y diferenciación de las células B, activación de neutrófilos y macrófagos, estimulación de la hematopoyesis y de otras líneas celulares. Inmunológicamente son muy importantes por su acción pro-inflamatoria y por la activación de linfocitos Th cuando estas cito-quinas son liberadas por la APC. Las citoquinas actúan además de manera autocrina sobre la APC induciendo la expresión de diversas moléculas de adhesión como IFNγ y HLA-II que incrementan la eficiencia en la unión APC-Th y en consecuencia mejoran la activación de los linfocitos Th. Además, también las citoquinas actúan paracrinamente sobre Th aumentando la secreción de IL-2 y la externalización de los receptores para IL-2 e IFNγ; en definitiva, estos mecanismos buscan iniciar las respuestas tanto inmunes como celulares. Uno de los principales efectos de estas citoquinas es la inducción de la respuesta de fase aguda, cuyos efectos se ven aumenta-dos por la acción sinergista de IL-6, que de por sí produce efectos mayores que el de las otras dos citoquinas. La acción de TNF-α e IL-1 produce la liberación de glucocorticoides por interacción con la vía endocrina hipofisiaria. TNF-α El prototipo de citoquina de inmunidad innata es el TNF-α (Factor de Necrosis Tumoral). Esta molécula fue descubierta por Ehr-lich, quien observó que cuando un tumor de un animal se trasplantaba a otro, el tumor proliferaba también en el segundo ani-mal, pero también observó que en algunos animales el tumor era suprimido, por lo que concluyó que existía alguna clase de respuesta inmune que destruía al tumor. Tomó tumores rechazados de animales, los machacó e inyectó el suero en tumores de otros animales, observando que estos se necrosaban. A la molécula que supuestamente obraba la destrucción del tumor la denominó factor de necrosis tumoral. Más tarde se descubrió que esta molécula realmente no actuaba tal y como se pensaba, y su misión no era la de destruir tumores. De hecho, dentro de la superfamilia de los TNF podemos encontrar moléculas tales como el CD40 y el FasL. Su misión es neutralizar los primeros momentos de las infecciones bacterianas, privando de nutrientes al patógeno. En el labora-torio se puede realizar la reacción hemorrágica localizada de Shwartzman: se inocula LPS en un tejido con macrófagos, que ante este antígeno liberan TNF-α. Esta citoquina produce la liberación de prostaglandinas e IL-6, lo que causa la formación de trombos y el corte del suministro sanguíneo local. Posteriormente, los restos tisulares son fagocitados por neutrófilos procedentes de capilares adyacentes. Una reacción similar es realizada por IL-1. El TNF-α activa las respuestas de las siguientes células:

Neutrófilos

Linfocitos T

Linfocitos B

Tejido adiposo → lipolisis INF Los interferones (INF) son producidos por monocitos/macrófagos y células infectadas por virus. No actúan sobre partículas víri-cas, sino sobre células infectadas por virus convirtiendo la célula huésped en inhóspita para la replicación viral. La unión del INF con su receptor produce un aumento en la síntesis moléculas de HLA-I en células infectadas (autocrino) para que sean reconocidas por linfocitos T para su destrucción. Además, los INF producen un aumento en la secreción de INF-γ en una vía independiente de IL-2 para aumentar la acción de macrófagos y linfocitos T. También producen un aumento en la síntesis de moléculas que interfieren la replicación vírica en las células vecinas: 2´-5´oligoadenilato sintetasa (2-5A) y la Proteínas Kinasa Dependiente de RNA o RNA PKR. En concreto, el INF-γ es una citoquina inmunorreguladora de gran importancia. Es secretada característicamente por linfocitos Th1, aunque también es posible que sean secretadas por linfocitos T y NK, entre otras. Induce la externalización de MHC-II en las APC profesionales y activa potentemente macrófagos, NK y células endoteliales. Su función es sinergista del TNF-α y bloquea la

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acción de la IL-4 inhibiendo la producción desde los linfocitos Th2 y bloqueando directamente los efectos de IL-4 sobre las células vecinas. En este caso el INF-γ es una citoquina que activa la respuesta inmune adaptativa, al igual que la IL-2, por ejemplo.

IL-2 La IL-2 es un factor de crecimiento paracrino y autocrino secretado por linfocitos T activados cuya función es esencial para la proliferación tipo clonal de linfocitos T, secreción de citoquinas y activador de las funciones de linfocitos B, macrófagos y NK; por ello, es imprescindible para iniciar los procesos de inmunidad adquirida. Al mismo tiempo, es una citoquina que limita las res-puestas de esta inmunidad y produce la apoptosis de linfocitos T que se hayan activado repetida o prolongadamente. Por ello, inicia las respuestas inmunes pero las limita en tiempo e intensidad. Su acción es muy corta en el tiempo, por lo que su acción suele estar limitada a ser paracrina o autocrina. Son principalmente secretadas por linfocitos Th, aunque también se secretan discretamente en linfocitos Tc y NK. IL-2R El receptor de IL-2 o IL-2R es de alta afinidad y se compone de 3 subunidades integrales de membrana: α, β, γ. De por sí, la cade-na α tiene una afinidad media por IL-2, pero es incapaz de transmitir señales, mientras que β y γ sí son capaces de realizarlo independientemente aunque sus afinidades son bajas e indetectables, respectivamente. Por ello, en la célula se expresa el hete-rodímero β/γ, capaz de transmitir la señal teniendo una alta afinidad por la IL-2 ;lo mismo ocurre con el heterodímero α/β, pero en la célula T en reposo sólo aparece el primer heterodímero. Así, la célula T en reposo expresa sólo el heterodímero β/γ, hasta que un antígeno o mitógeno policlonal active al linfocito T y se produzca la externalización de la subunidad α; entonces, se en-samblan las 3 subunidades y se forman trímeros de alta afinidad durante 2-3 días, el tiempo que dura el pico proliferativo de los linfocitos T. Se dejan de expresar los receptores pasados unos días para garantizar que las células se vuelvan refractarias a IL-2 para terminar de por sí la proliferación clonal.

Los NK expresan el IL-2R; en caso que se una IL-2, aumenta su actividad citotóxica y la liberación de citoquinas y quimiocinas. Los linfocitos B también expresan el IL-2R que, al unir IL-2 produce la liberación de grandes cantidades de Ig (hasta 2 o 3 veces más de la cantidad requerida para obtener respuestas de los linfocitos T).

IL-12 Es producida básicamente por las APC (monocito/macrófago y células dendríticas). Estimula la proliferación y la función citotóxi-ca de los Tc y NK y la conversión de Th0 en Th1. Pertenece a la inmunidad adaptativa celular, aunque también forma parte de la inmunidad innata.

IL-4 Estimula a los linfocitos B y favorece la síntesis de Inmunoglobulinas (desplaza la respuesta hacia el componente humoral). Aun-que básicamente la producen los Th, los basófilos / mastocitos también pueden producirla.

IL-6 Promueve la síntesis de anticuerpos en las células plasmáticas y también en linfocitos B. También tiene efectos en otras células como los hepatocitos. Su principal acción es sinergista a TNF-α e IL-1.

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IL-13 Promueve específicamente la síntesis de IgE.

IL-10 Básicamente inhibitoria; (aunque puede favorecer las respuestas humorales de IgA), inhibe tanto las respuestas celulares como la síntesis del resto de las inmunoglobulinas; es liberada por los linfocitos TR.

TGF-β Inhibe tanto las respuestas humorales como las celulares. Además de TR, también la pueden secretar células no inmunológicas.

Tabla 1 de las Citoquinas

RESPUESTA INNATA TNF-α, IL-1, INFα, INF-β + IL-6, INF-γ, IL-8

RESPUESTA ADAPTATIVA

RESPUESTA HUMORAL IL-4, IL-6, IL-13

RESPUESTA CELULAR IL-2, INF-γ, IL-12

CITOQUINAS INHIBIDORAS IL-10 y TNF-β

Tabla 2 de las Citoquinas Th1 I Celular: Tc, NK y macrófagos (citoquinas) INF-γ e IL-2 Th2 I Humoral: linfocitos B y células plasmáticas (citoquinas) IL-4 e IL-6 Th17 I (linfocitos T supresores) regulan las inmunidades innata y adaptativa (citoquinas) IL-17 TR I Inhiben la respuesta (citoquinas) TGF-β IL-10 Sólo hay fármacos en venta hoy en día para modular Th1, Th2 y Th17, mientras que para TR aún están en desarrollo. Regla nemotécnica: 0-2-4-6

Tabla 3 de las Citoquinas

Citoquinas y Cambio de Clase de Inmunoglobulinas

Si no hay ninguna citoquina, se produce IgM. Si hay poca cantidad de IL-4 se forma IgG1, pero si hay mucha se libera IgE. En pre-sencia de TGF-β se libera IgA.

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Quimiocinas

Las quimiocinas son citoquinas quimioatrayentes ancladas en la superficie celular de los linfocitos T activados. Son moléculas que se leen con receptores similares a los olfativos (de hecho tienen los mismos segmen-tos transmembrana). La función de las quimioquinas es dar a los linfocitos información de a dónde tienen que ir, es decir, regulan el tráfico leucocitario. Cuando una célula es dañada genera citocinas y quimioquinas, que pasan el endotelio y quedan ancladas en su membrana.

Cuando un leucocito hace el rolling por un vaso sanguíneo detecta que hay quimioquinas y se para, hace la transmigración y cuando lo ha hecho, utiliza el gradiente de quimioquinas para saber dónde está el daño celular y desplazarse en consecuencia. Según el leucocito, este pasará a un órgano u otro:

– Linfocitos inmaduros: atraídos a órganos linfoides primarios. – Linfocitos maduros “vírgenes”: atraídos a órganos linfoides secundarios. – Leucocitos activados: a zonas inflamadas.

Los receptores de quimioquinas constan de 7 dominios transmembrana, y dos receptores dimerizan cuando se unen a una qui-mioquina. Las quimioquinas funcionan para dirigir a los leucocitos, favoreciendo la transmigración y ayudando a detectar donde se encuentra el daño celular. La gente comenzó a interesarse por ellas porque se vio que la mutación en un receptor de quimioquinas dio lugar a que las per-sonas afectadas no fueran infectadas por el virus del SIDA, el cual se descubrió que reconoce dos receptores para infectar a las subpoblaciones de TH:

CD4

Receptor de quimioquinas (CCR5) También existen quimiocinas con función proinflamatoria liberadas por macrófagos activados, otras que mantienen la homeos-tasis,…

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X. MOLÉCULAS DE ADHESIÓN Y LIGANDOS

Generalidades

Una molécula de adhesión es una molécula de superficie que, mediante la unión a su ligando específico, facilita por una parte el reclutamiento de los leucocitos en las zonas inflamadas y por otra su anidamiento selectivo en determinados órganos y tejidos. Además de estar involucrados en procesos de inflamación y respuesta inmune, también lo están en la agregación plaquetaria, curación de heridas, metástasis de los tumores y migración tisular durante la embriogénesis Las moléculas de adhesión son atraídos por factores quimiotácticos de tipo quimioquinas, aunque también moléculas no humanas como los factores reconocedores de patrones microbianos producen procesos quimiotácticos en el caso del neutrófilo.

Implicaciones de la Adhesión

Recirculación linfocitaria: los leucocitos se mueven de forma dirigida por el cuerpo fundamentalmente dependiendo de su tipo y estado funcional.

Extravasación o diapédesis: los leucocitos salen del torrente circulatorio en aquellos lugares en los que el endotelio esta “activado”.

Anidamiento o homing: los linfocitos circulantes se dirigen a tejidos específicos en función de su tipo y estado funcional; así los linfocitos inmaduros anidan en los órganos linfoides primarios (por ejemplo, el timo), los linfocitos maduros vírgenes permanecen en los órganos linfoides secundarios y los linfocitos maduros activados anidan en los lugares efectores de la respuesta.

Endotelio

Las células endoteliales controlan la adhesión de las células inflamatorias y determinan qué leucocitos se extravasan y cuáles quedan en la sangre. Está formado por células muy activas responsables de múltiples funciones fisiológicas, por lo que son tan importantes que deben de ser moduladas por citoquinas. Además, expresan en su superficie moléculas de adhesión; aquellas células circulantes con ligandos específicos para las moléculas de adhesión serán las únicas en pegarse al endotelio y abandonar el vaso; la afinidad puede ser modulada por quimioquinas y anafilotoxinas. También transportan quimioquinas y producen citoquinas proinflamatorias en respuesta al microambiente que tienen por debajo Una vez atravesado el endotelio, las células migran hacía el foco inflamatorio donde se acumulan para eliminar el origen de la inflamación. Las células endoteliales se activan por citoquinas proinflamatorias producidas en el foco de la inflamación

1. Expresan en su superficie moléculas de adhesión 2. Transportan quimiocinas en respuesta al microambiente localizado por debajo de su membrana basal a su

superficie ad luminal, donde las retienen 3. Producen citoquinas pro-inflamatorias (TNF-α, IL-1 e IL-6) y quimoquinas.

La célula endotelial es muy fina pero está muy especializada y es tremendamente resistente a la infección vírica.

Tipos de Moléculas de Adhesión

Selectinas Seleccionan a los leucocitos mediante el reconocimiento de polisacáridos propios que se unen a los polisacáridos de los leucocitos y ralentizan su circulación para darles tiempo a actuar para cuando pasen por el sitio de la inflamación.

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Sus ligandos son polisacáridos humanos y sirven para fijar los leucocitos a polisacáridos y anclarlos en lugares adecuados. Esto produce el movimiento de “rolling” leucocitario. Son moléculas homófobas debido a que reconocen polisacáridos y nunca podrán reconocerse entre sí. Se diferencian entre ellas por el número de dominios “sushi” (que es variable) y hay 3:

I. Selectina L: expresada en leucocitos. II. Selectina E: expresada en endotelio. III. Selectina P: expresada principalmente en plaquetas aunque también en endotelio.

Integrinas Su nombre proviene de ser las primeras proteínas integrales de membrana descubiertas. Son homófobas (se repelen entre ellas) y por tanto heterófilas, lo que permite unirse al fibrinógeno. Son heterodímeros formados por cadenas α y β y se las diferencia por su distinto isotipo de cadena β:

B1 integrinas o integrinas generales: casi todas las células del cuerpo presentan B1 y sirven para fijarse al medio extracelular (tejidos). En los linfocitos se las denomina VLAs (“Very Late Activation”), y las poseen los linfocitos “viejos” (están a la espera).

B2 integrinas: solo las tienen los leucocitos. Su función es unirse a moléculas de la superfamilia de las inmunoglobulinas (ICAM-VCAM) y participar en uniones célula a célula, por ejemplo en la unión firme al endotelio justo antes de su diapédesis.

B3 integrinas o vasculares: su función tiene que ver con la formación de vasos sanguíneos y con la coagulación.

B7 integrinas: son responsables de la migración de leucocitos a mucosas. Sus ligandos habituales son moléculas de la superfamilia de las Igs y el nombre de todas ellas finaliza en -CAM. La ICAM fue la primera molécula de adhesión intracelular que se descubrió y tiene 5 isotipos que son expresados por células diferentes.

Caderinas Moléculas homófilas y por tanto heterófobas; las expresan los linfocitos y permiten el anidamiento. Ejemplo: E-Caderina

Moléculas de la Superfamilia de las Ig Sus ligandos son otras inmunoglobulinas o integrinas.

Proceso de Diapédesis

El proceso de extravasación se realiza en 3 fases: - Fase I: rodamiento o “rolling” mediado por selectinas. - Fase II: adhesión fuerte mediada por integrinas. Se produce la activación que implica un cambio en el citoesqueleto tanto de la célula que migra (que se aplasta) como del

endotelio (que se aparta para dejar un hueco por donde pueda entrar la célula migratoria). Este proceso se denomina diapédesis.

- Fase III: diapédesis o migración mediada por gradientes de quimioquinas. En el proceso de diapédesis además de activarse las moléculas de adhesión, se activan las metaloproteasas, unas enzimas que digieren la membrana en la que se encuentran y también las proteínas de alrededor (del intersticio). La expresión de estas metaloproteasas se induce específicamente en esta fase de migración.

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XI. SISTEMA INMUNE EN ACCIÓN

Infección

La infección es la entidad nosológica provocada por un microorganismo que rompe las barreras del cuerpo humano, penetrando y multiplicándose en el mismo. En la infección se distingue un patógeno, que origina la enfermedad (si no la produce es un sa-profito), y un hospedador. El proceso de invasión lleva implícito que el germen se nutre en las células y tejidos propios, ocasionándoles un daño que des-compensa la homeostasis. La infección es una forma de la lucha por la supervivencia entre un organismo pluricelular (humano) y otros más pequeños, ge-neralmente unicelulares.

1. El sistema inmune es capaz de responder de forma especializada a diferentes microorganismos y modos de invasión. 2. La patogenicidad de los microorganismos depende de su capacidad para evadir los mecanismos de defensa del hospe-

dador. Generalmente, la inmunidad adaptativa termina con el patógeno en un proceso que dura 7 días; si el proceso dura más tiempo significa que ha sido capaz de bloquear al sistema inmune.

3. Como en toda lucha, hay efectos colaterales: en muchas infecciones, la lesión tisular la produce la propia respuesta in-mune.

En la vacunación se utilizan inmunógenos no patógenos, es decir, antígenos capaces de desarrollar una respuesta inmune en el organismo sin causarle una enfermedad. Por ello, aunque hay respuesta del SI no hay infección. Se usan microbios vivos que compartan antígenos con el patogénico sin ser ellos patógenos, o también patógenos muertos o atenuados.

Tipos de Patógenos

Inmunidad Preventiva

Determinados componentes del sistema actúan de modo preventivo antes de que exista una infección propiamente dicha.

– Elementos de barrera: epidermis, moco. – Lisozima, otros enzimas, pH gástrico – Flora intestinal saprofita (compite por el nicho biológico) – IgA (IgM) de las mucosas.

Inmunidad Innata

Normalmente es la primera en entrar en acción tras una infección. Se compone de: Humoral:

• Complemento.

Celular: • Neutrófilos • Eosinófilos (helmintos) • Mastocitos. (helmintos) • Macrófagos tisulares: conexión con la inmunidad

adaptativa

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Respuestas Específicas Humoral y Celular: Th1 y Th2

Los linfocitos T colaboradores se subdividen en dos tipos básicos Th1 y Th2, según el tipo de respuesta que son capaces de coordinar:

• Respuestas Th1 – Respuestas celulares – Activan a los Tc, NK y macrófagos

– Mediadas por IL-2, INF- (IL-12)

• Respuestas Th2 – Respuestas humorales – Activan básicamente a los linfocitos B,

mastocitos y eosinófilos – Mediadas por IL-4, IL-5, IL-6

La diferenciación a cada línea celular viene modulada por citoquinas y compromete la respuesta inmune a un tipo: respuesta humoral si se transforma a Th2 y respuesta celular si se transforma a Th1. La transformación se da por la sinapsis inmunitaria entre el linfocito T y la APC en un proceso en el que intervienen HLA y el antígeno. Existen varios condicionantes de la transformación:

1. Tipo de germen (fundamental) intracelular = Th1 o extracelular = Th2 2. Microambiente de citoquinas existente: alérgicos, parasitados, convalecientes... 3. Vía de entrada del antígeno

Patología y Elección de la Respuesta Celular La elección de la respuesta celular puede traer graves consecuencias si es errónea. Por ejemplo, el estafilococo áureo sólo puede ser destruido mediante la respuesta del linfocito Th17. En el caso de lepra hay dos respuestas según el subtipo que se padezca: en la lepra reumatoide hay respuesta Th1 y no es contagiosa, mientras que la lepra lepromatosa, con respuesta Th2, sí hay contagio. En ambos casos la enfermedad se produce por la infección de la misma bacteria intracelular (micobacterium leprae). La respuesta hacia Th2 se da en pacientes que viven en países donde los parásitos e infecciones son frecuentes, por lo que en sus ganglios y tejidos hay un microambiente de IL-4 que desplaza la respuesta hacia Th2 (humoral). En caso de la leishmania la respuesta Th2 es contraproducente, porque perjudica al organismo a la vez que no lucha contra la infección. El Helicobacter Pylori es un germen no invasivo que, en caso que se responda con Th1, produce la úlcera gástrica en muchos casos. En el SIDA se da erróneamente la respuesta humoral: los Ac liberados por los linfocitos B contra el VIH determinan que el paciente sea seropositivo. Desgraciadamente esta respuesta es la que predomina en la mayoría de infectados por el virus. En esta enfermedad, en cambio, la respuesta Th1 es protectora, y tiene memoria, por tanto los pacientes cuyo sistema inmune enfoca la respuesta hacia la inmunidad celular no tienen la enfermedad a pesar de haber contactado con el virus, pero son casos aislados, predominando los pacientes seropositivos.

Adyuvantes o Inmunomoduladores

Son sustancias que administradas conjuntamente con un antígeno favorecen que se desplace la respuesta frente a dicho Ag hacia Th1 o hacia Th2. El organismo responde a estas sustancias fuertemente con uno de los dos tipos de inmunidad. En el seno de esa fuerte respuesta casi pura, la respuesta al antígeno acompañante también se desplaza hacia ese tipo de inmunidad debido a la presencia en la zona de una gran cantidad de citoquinas favorecedoras de ese tipo de respuesta (generación de microambientes). Su importancia en clínica radica en el intento de desplazar respuestas anómalas del cuerpo hacia otras buenas, como desplazar la respuesta ante el VIH hacia Th1. De todos modos, estas moléculas deben aplicarse con mesura porque pueden producir enfermedades secundarias de origen iatrogénico, como cuadros autoinmunes. En cambio, la toxina colérica, un adyuvante de Th2, ha conseguido desplazar en animales una respuesta Th2 ante antígenos de Helicobacter haciéndoles inmune a la enfermedad. Su uso en humanos está pendiente de que se pruebe su seguridad a largo plazo.

Mecanismos de Destrucción de Microorganismo

En condiciones normales la única manera de quemar una mycobacteria es producir enormes cantidades de oxidantes, que solo producen los monocitos cuando están activados con INF-γ (o bien TNF-α).

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La principal sustancia microbicida del organismo es la lejía, que se fabrica por producción de radicales libres que son dismutados a agua oxigenada que, junto a mieloperoxidasa, se convierte en lejía. Esta lejía es la sustancia más oxidante presente en el organismo y se utiliza para destruir bacterias mediante la desnaturalización de sus proteínas.

Células NK

Son linfocitos grandes con gránulos citoplasmáticos que tienen capacidad espontánea para matar líneas celulares tumorales in vitro sin necesidad de activación o inmunización previa. Presentan marcadores CD16 y CD56 (una variante de la molécula de adhesión de células nerviosas o NCAM). Las células NK se desarrollan en la médula ósea de un progenitor común de las células linfoides y circulan en la sangre (suponen el 10-15% de los linfocitos circulantes). Son más grandes que los linfocitos T y B y tienen gránulos citoplasmáticos distintos y son identificadas funcionalmente por su capacidad para matar ciertas líneas celulares tumorales in vitro sin necesidad de una inmunización o activación anterior (al contrario que los linfocitos T). Los mecanismos líticos son los mismos que los de los Tc: inducción de apoptosis por FasL, perforinas y granzimas. Detruyen células infectadas en las fases iniciales de la infección por virus u otros patógenos intracelulares. Generan mecanismos de inmunidad adaptativa: los gránulos citotóxicos son liberados en la superficie de la célula diana y las proteínas efectoras que contienen penetran en la membrana celular induciéndolas la muerte programada. Sin embargo, el killing de las células NK es desencadenado por receptores invariables y sus funciones conocidas en la defensa del huésped se producen en las fases iniciales de la infección frente a varios patógenos intracelulares, virus herpes, leishmania, listeria, etc.

Poseen dos sistemas de reconocimiento:

Receptor Fc de la IgG (FcγRIIIa o CD16) Aunque de origen linfoide, estas células forman parte de la inmunidad innata. A través de los receptores para el Fc de la IgG (FcgR) las NK se unen a células recubiertas de IgG (patógenas), a las que matan por un mecanismo denominado citotoxicidad dependiente de anticuerpo o ADCC.

Receptores específicos NK

• Activadores (KAR) • Inhibidores (KIR)

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Cuando los receptores activadores (KAR) se unen a su diana se genera una señal destructora. Esta señal es anulada si se produce, de forma simultánea, otra señal inhibidora (KIR) mediante el reconocimiento de las moléculas de clase I en la superficie de la célula. Todas las células nucleadas expresan normalmente moléculas de clase I en su superficie y la pérdida de esta expresión se produce como consecuencia de la infección o de la transformación maligna. Así, las células que pierden la expresión de moléculas de clase I son, de alguna forma, reconocidas como células anormales, y no desencadenan una señal inhibitoria por los receptores inhibidores, permitiendo su destrucción por las células NK mediante la inserción en la membrana celular de una molécula formadora de poros, la perforina, y la entrada en la célula de granzimas citotóxicas que inducen la muerte programada. En caso de fiebre, las células del organismo pueden ver alterado su metabolismo y fallar en glicosilaciones de antígenos, desencadenando la respuesta por patrones moleculares peligrosos, pero al tener moléculas de HLA I, la respuesta queda inhibida, por ello un linfocito NK en la práctica acaba ejecutando a las células que carecen de moléculas HLA I, a pesar de no tener moléculas con patrones peligrosos en principio. Al ser una respuesta de inmunidad innata, al cabo de 24 horas desde el inicio de la infección, los linfocitos Tc toman el relevo. Son más eficientes debido a que son capaces de reconocer cuando una HLA I presenta un antígeno microbiano, y en ese caso la destruyen. No destruye a los hematíes ya que no son células nucleadas (apenas tienen orgánulos) y por ello no son sensibles a la apoptosis ni pueden fallar en el metabolismo de patrones microbianos. Últimamente se ha descubierto que hay receptores KAR inhibidores y KIR activadores, por tanto ahora estas moléculas se denominan genéricamente KIR (Killer Inmunoglobulin Receptor).

Células NKT Se caracterizan porque expresan NKR-P1A (CD161) en su superficie, una molécula también frecuente entre los linfocitos T. Debido a este receptor, las células no responden ante antígenos fijados HLA-I o HLA-II, sino que responden ante antígenos glucolípidos unidos a CD1d. Según el glucolípido presentado (diferente entre las distintas especies) se produce la activación o no del NKT según lo considere o no patogénico. Las células NKT muestran citotoxicidad espontánea al igual que las NK, pero además son capaces de liberar IL-4 e INF-γ. Están siendo arduamente investigadas y se busca explicar por qué son tan deficientes en enfermedades autoinmunes como la diabetes mellitus tipo I o insulinodependiente y en la esclerodermia. También se investiga en estas células porque en una cascada iniciada por IL-12 intervienen en el rechazo de células tumorales o patogénicas del organismo (se busca su utilidad para tratar tumores o células perjudiciales como los linfocitos T alorreactivos en la enfermedad de injerto contra hospedador o EICH).

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XII. TOLERANCIA INMUNE La tolerancia inmune es el estado adquirido mediante el cual el sistema inmune aprende a no responder en contra de un antígeno concreto, eliminando o anulando funcionalmente a las células con capacidad de reconocerlo

Tolerancia central: está orientada a la autotolerancia. Se enfrentan auto-antígenos para ver qué células reaccionan; aquellos que ataquen a los propios antígenos sufren apoptosis; los lfT lo sufren en el timo y los lfB en el ganglio linfático (folículo).

Tolerancia periférica: está dirigida básicamente a antígenos extraños. Se puede dar mediante anergia clonal, supresión activa o cambio de respuesta (Th1/Th2).

Delección Clonal Tímica

En el timo son eliminados, por apoptosis, el 95% de los timocitos que llegan desde la médula ósea. Dentro de los eliminados se encuentran timocitos incapaces de reconocer moléculas de HLA o aquellos que reaccionen contra autoantígenos.

Anergia Clonal

El lfT necesita una señal de conformidad (segunda señal) para activarse, por lo que queda en un estado de anergia. Debido a este estado, es posible que esta célula finalmente muera por apoptosis.

Inducción a la Anergia Clonal y Terapia Se puede inducir alergia en el organismo gracias al fármaco abatacept-betacept. Permite bloquear la segunda señal para evitar la activación del lfT.

Supresión Activa

Liberación de citoquinas (TGF-β + IL-10) inhibidoras por parte de un linfocito Th3 para suprimir la acción de los linfocitos B y T.

FENÓMENOS FISIOLÓGICOS ESPECIALES DE TOLERANCIA PERIFÉRICA

Tolerancia Materno-Fetal

El embarazo es la condición fisiológica más parecida a un trasplante alogénico (semialogénico); habitualmente no existen reac-ciones de rechazo. Por ello, a pesar de que son diferentes madre e hijo antigénicamente, el feto no es rechazazdo gracias a la tolerancia que se crea en la madre. Para evitar reconocer al feto, la placenta carece de HLA comunes y expresan HLA-G para evitar su destrucción por los NK. Además, expresan Fas-L que induce la muerte de los NK y lfT que quieran atacar la placenta. Existe un tercer mecanismo forma-do por el TGF-β, que produce supresión activa; la secreción de este factor aumenta según avanza el embarazo, siendo máxima en el tercer trimestre lo que produce una gran inmunosupresión que las hace muy vulnerables a infecciones. En cambio, existen en ocasiones algunos errores que producen la muerte del feto y en consecuencia abortos espontáneos. Implicaciones clínicas: inmunosupresión en la madre, abortos espontáneos que pueden explicar algunos casos de esterilidad y algunos casos de preeclamsia. La eclamsia es una hemorragia cerebral masiva muy grave. La preeclamsia produce HTA y destrucción de capilares del SNC con hemorragia. La preeclamsia ocurre cuando el SI de la madre ataca los capilares de la placenta, por lo que disminuye el flujo san-guíneo; en esta situación el feto necesita la misma cantidad de sangre, por lo que aumenta la P sanguínea y produce HTA.

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Tolerancia de la Mucosa Oral

Un antígeno capaz de inducir una respuesta inmune en su contra, si se administra por vía inyectada, puede no producirla si se administra primariamente por vía oral si no consigue atravesar la lámina basal. Por ello, existe tolerancia contra toda aquella sustancia que esté en contacto con la mucosa oral; en el momento que produzca un daño (y en consecuencia una rotura en la lámina basal de la mucosa) el antígeno será atacado por el SI.

Órganos Inmunoprivilegiados

Son órganos en los que no actúan el SI; son la cámara anterior del ojo para asegurar la transparencia (por eso para la córnea no hay problemas de rechazo) y en las gónadas, donde las células germinales serían rechazadas por el organismo. En el caso de la cámara anterior del ojo, se evita la llegada por la falta de vascularización. En el caso que se produzca una infec-ción de un ojo, se pierde el inmunoprivilegio en el otro y sufre la misma infección. Antiguamente, una lesión en un ojo conlleva-ba la extirpación de los dos, pero hoy en día existen fármacos para evitarlo. En las gónadas, primero, se evita la llegada de las células por moléculas de adhesión, pero las células de estas zonas expresan Fas-L y liberan TGF- β para aquellas células linfáticas que consigan llegar. Estas células gonadales están sufriendo la meiosis, por lo que no son reconocidas por las células del SI y serían atacadas por estas.Un traumatismo que rompa la barrera que protege a las células gonadales, permitirá el acceso de linfocitos y en algunos casos produce esterilidad.

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XIII. INMUNODEFICIENCIAS PRIMARIAS Las inmunodeficiencias son patologías del SI donde predomina un deficiente reconocimiento y una actuación alterada contra patógenos extraños.

Este esquema representa un resu-men de los principales tipos de in-munopatologías: Frente a antígenos propios se obser-van dos respuestas inmunes: la auto-inmunidad se produce cuando se confunde lo sano de lo enfermo y los tumores cuando no se detectan como extrañas células que han mu-tado (no se reconocen las oncopro-teínas, propias de células mutadas que las hacen ser reconocidas como extrañas).

Frente a antígenos extraños se pueden producir respuestas excesivas del tipo alergia o infecciones de repetición si se dan fallos en la respuesta inmune. Otra forma de clasificar las enfermedades sería según el mecanismo que falle:

Tolerancia si falla la tolerancia contra el antígeno se producen enfermedades autoinmunes o alergias

Respuesta inmune la respuesta inmune incorrecta produce la proliferación de tumores e infecciones de repetición La clasificación actual de inmunodeficiencias es en primarias y secundarias. Las primarias son aquellas en las que el fallo procede intrínsecamente del SI, son casi siempre congénitas (afectan a personas jóvenes). Las inmunodeficiencias secundarias se deben a fallos de otros sistemas que acaban afectando al SI; suelen ser adquiridas, aun-que también hay congénitas, y destacan la malnutrición (principal causa en países subdesarrollados), secundarias a alteraciones metabólicas (la más frecuente en países desarrollados), iatrogénicas y SIDA, con menor incidencia pero aún así gran importancia en la sociedad. En las inmunodeficiencias combinadas existe más de un déficit. Las inmunodeficiencias también se pueden clasificar funcionalmente según afecten a la inmunidad natural o adaptativa.

Inmunodeficiencias Primarias: Generalidades Son muy poco frecuentes. Las inmunode-ficiencias más frecuentes son las de Ac, mientras que las menos frecuentes son las de complemento. Las enfermedades se clasifican en estas categorías según las enfermedades que produzcan

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Tabla de la Clínica de las Inmunodeficiencias Primarias

Inmunodeficiencias Primarias por Ac

Es la inmunodeficiencia primaria más común. Cursa con la clínica siguiente

– Infecciones respiratorias de repetición: • Bronquitis • Neumonías • Otitis • Sinusitis

– Enterocolitis de repetición (diarrea intermitente)

Se ven involucradas bacterias piógenas extracelulares (Haemophilus, estreptococos….), enterovirus (papel de la IgA/IgM) y pro-tozoos (giardia lamblia). El tratamiento es con gammaglobulina intravenosa. Nunca en déficit aislado de IgA

Síndrome de Bruton o Agammaglobulinemia Ligada al Cromosoma X Fue la primera inmunodeficiencia descrita en la historia de la Medicina, la refirió Bruton en 1952 y la llamó “Agammaglobuline-mia”. Existe un defecto genético dado por la mutación en el gen de la BTK (Bruton tirosina kinasa) implicada en la maduración de los linfocitos B y situado en el cromosoma X. La padecen los hombres y las mujeres son portadoras aunque recientemente se ha descrito un caso en una niña. NO tienen linfocitos B en la sangre ni células plasmáticas en los tejidos, por lo que carecen de células productoras de Ac. Datos clínicos:

– Hipogammaglobulinemia severa de los 5 tipos de Ig (GAMDE) – Clínica tipica de deficiencia de anticuerpos (neumonías etc.); son muy susceptibles a infecciones recurrentes

por bacterias piógenas. (las bacterias piogenas son aquellas que generan pus, y son defendidas por la inmuni-dad humoral). Presentan artritis sépticas provocadas por Ureaplasma urealyticum y virus como echovirus, cox-sackie y adenovirus.

– Inmunidad celular y natural normales

Inmunodeficiencia Común Variable o IDCV Suele observarse en la clínica por su frecuencia. Es una inmunodeficiencia primaria adquirida originada por:

– Factores ambientales y genéticos. – Sales de oro o difenilhidantoina. – Infección por algunos virus en individuos con un fondo genético permisivo.

Como es una inmunodeficiencia adquirida también recibe el nombre de hipogammaglobulinemia adquirida. Se trata, en realidad, de un grupo heterogéneo de inmunodeficiencias con mecanismos patogénicos diversos pero con una clíni-ca común: incapacidad de las células B para crear Ac.

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Aparece a partir de la adolescencia (“síndrome del beso”) por infecciones bacterianas muy frecuentes que les llevan a la insufi-ciencia respiratoria (si no se tratan). Existe Incidencia aumentada de tumores (hiperplasias del tejido linfoide) porque los linfocitos B reconocen antígenos, se activan y proliferan, pero ni maduran ni se diferencian. Así, dan lugar a hiperplasias del tejido linfoide (esplenomegalia). El número de células B en sangre suele ser normal. Las células B coexpresan en su superficie IgM e IgG o IgM e IgA, pero no son capaces de madurar a células plasmáticas productoras de anticuerpos. En parte de los pacientes existen alteraciones funcionales de las células T (disminución de respuesta proliferativa a mitógenos y de la producción de citocinas).

Deficiencia Selectiva de IgA Es la inmunodeficiencia primaria más frecuente, afectando por igual a ambos sexos. Se caracteriza por la ausencia casi total de IgA, cuya función queda suplida por IgM, que es capaz de unirse al transportador de la IgA; de todos modos, su vida media es más corta. Suele ser asintomática aunque presentan una incidencia ligeramente aumentada de:

– Infecciones de epitelios mucosos: respiratorio, gastrointestinal y genitourinario – Neoplasias. – Patologías autoinmunes y por hipersensibilidad: diabetes y enfermedad celiaca – Muchos pacientes tienen en la sangre IgG anti-IgA (44% pacientes), lo que complica transfusiones sanguíneas

con IgA Se han descrito deficiencias de IgA secundarias a tratamiento con fármacos como sulfasalazina, penicilamina y sales de oro. Si se retiran, se normalizan los niveles de IgA.

Inmunodeficiencias Primarias de Inmunidad Celular

Afectan a los linfocitos T y también a la inmunidad humoral porque se altera la función de Th2 y, en consecuencia, su capacidad de activar linfocitos B. Por ello se producen inmunodeficiencias combinadas severas. Es necesario un trasplante de médula ósea, porque si no se produce la muerte en escasos días. Hay varios ejemplos:

• Inmunodeficiencia combinada severa recesiva ligada al cromosoma X (XIDCS) • Inmunodeficiencia combinada severa autosómica recesiva (IDCS) • Aplasia congénita del timo (síndrome de DiGeorge)

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XIV. INMUNODEFICIENCIAS SECUNDARIAS: SIDA

Las inmunodeficiencias pueden ser primarias si el fallo se encuentra dentro del SI y secundarias si el fallo se localiza en otros aparatos o sistemas; la mayoría de ellas son adquiridas.

Origen

El SIDA es producido por un retrovirus formado por 2 cromosomas. El VIH existía en muchas especies con su forma correspondiente (SIV = Virus de Inmunodeficiencia de Simios), pero no se conoce realmente el primer VIH. Se cree que recombinó el VIH inicial con el SIV en África en el siglo XX (años 40) por ritos tribales. Esta enfermedad se concentraba en algunos grupos aislados, pero con la migración (esclavos) llegaron a EEUU y la enfermedad se expandió rápidamente.

Mecanismo Infeccioso

Se creía que CD4 era el receptor por el que pasaba el VIH, pero al ponerlo en células murinas no entraba el virus. En verdad, necesita de otros dos receptores de quimioquinas. Si los receptores de quimioquinas están ocupados por las quimioquinas correspondientes, el VIH no puede entrar. Uno de estos receptores es el CCR5, presente en monocitos, macrófagos y células dendríticas, por lo que se convierten en las primeras células en ser atacadas. Después, el VIH muta y se une al otro receptor. En los primeros momentos, el VIH entra en las células T CD4+ disminuyendo su número progresivamente. La infección tiene 3 fases claramente definidas: fase de la infección (similar a la mononucleosis, dura 1 mes), fase sintomática y fase SIDA (infecciones recurrentes y muertes). Si el nivel fisiológico de linfocitos es de 1000, cuando está por debajo de 500 se entra en la fase sintomática y cuando son 200 está en la fase de SIDA.

La cantidad de linfocitos T es menor según aumenta la carga viral porque al eliminar APC no se forman nuevos linfocitos T y su nivel baja, mientras aumenta la infección de monocitos y macrófagos (los monocitos son CD4+). Existe un grupo de personas que tiene una mutación en CCR5 por lo que el virus no puede entrar. De todos modos, existen VIH mutados que no usan este receptor y pueden causar igualmente la enfermedad. Las células T y APC bajan en número y acción. Las células B crean una respuesta excesiva compensatoria con mucha secreción de Ac llegando a crear hiperviscosidad de la sangre. En España, la enfermedad más frecuente relacionada con el SIDA es la tuberculosis.

Clínica y Epidemiología

Una persona tiene SIDA si cumple criterios clínicos (como afección neurológica) y de laboratorio. Siempre que se encuentre en laboratorio un número <200 de linfocitos se considera la fase de SIDA, que se puede revertir con fármacos. El SIDA se ha convertido en una enfermedad crónica. No existe vacuna porque el epítopo del SIDA es conformacional, por lo que sólo se podría usar el VIH vivo para vacunar, lo que no es posible.

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El VIH no infecta a todos los humanos por igual, sino que tiene sus preferencias. Existen grupos de riesgo como las personas con promiscuidad sexual por prácticas más traumáticas (homosexualidad masculina), drogadicción intravenosa, consumidores de hemoderivados en hemofílicos e hijos de madres afectadas. A nivel mundial el SIDA se concentra en el África subsahariana, porque en el Magreb la cultura árabe condiciona la vida sexual de sus seguidores. También es alta en Siberia y algunos países del Pacífico. La proporción de grupos de riesgo varía según el país: homosexuales, drogadictos,… En un estudio lineal en España, el hemofílico ha disminuido enormemente, mientras que aumenta el de relaciones heterosexuales, aunque el más común en España sigue siendo el derivado de drogadicción.

La evolución de la epidemia en una gráfica es asimétrica porque los primeros casos no se registran. En este momento, España se encuentra en niveles muy bajos de la gráfica.

El preservativo es el único mecanismo para prevenir, aunque su eficacia es del 90%.

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XV. HIPERSENSIBILIDAD La hipersensibilidad se define como una respuesta exagerada del SI que afecta a los tejidos propios. La tabla de Gell y Coombs, realizada en los años 50, sigue vigente hoy en día y se basa en mecanismos de acción de los Ac. Incluye:

TIPO NOMBRE ALTERNATIVO ALTERACIONES MEDIADORES I

Alergia Atopia

Anafilaxia Asma0

IgE

II

Ac Dependiente o citotóxica

Anemia Hemolítica Autoinmune Trombocitopenia

Eritrobastosis Fetal Miastenia Gravis

Síndrome de Goodpasture

IgM o IgG Complemento

III Enfermedad de Complejo Inmune

Enfermedad de Suero Reacción de Arthur

Lupus Eritematoso Sistémico

IgG Complemento

IV

Hipersensibilidad Retardada

Dermatitis de Contacto Test de Mantoux

Rechazo crónico de órgano trasplantado Esclerosis Múltiple

Célula T

La hipersensibilidad tipo I (alergias) se producen porque las IgE depositadas en la membrana del basófilo/mastocito causan que éste se degranule y libere la histamina, produciendo un fenómeno vasoactivo peligroso (hipersensibilidad vasoactiva). En la hipersinsibilidad tipo II, los anticuerpos IgG e IgM se fijan a las células promoviendo su destrucción por los linfocitos NK y TC CD8+. En la hipersensibilidad tipo III por inmunocomplejos. Los anticuerpos se agregan sobre antígenos y forman entramados o inmu-nocomplejos que se depositan en las células de alrededor, las cuales se acaban dañando por el sistema del complemento. La enfermedad más típica por depósito de inmunocomplejos es el lupus eritematoso sistémico. El complemento se pega directamente por parte del inmunocomplejo adherido en cualquier sitio, provocando la lisis osmótica. La hipersensibilidad tipo IV o retardada es un mecanismo de inmunidad celular cuyas respuestas son muy variadas mediadas por células y citoquinas. Las citoquinas movilizan o inactivan otras células de alrededor, no solo las del sistema inmune.

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XVI. ENFERMEDADES AUTOINMUNES Las enfermedades autoinmunes son un grupo heterogéneo de enfermedades cuya patogenia común es una respuesta inmune inapropiada contra componentes del propio individuo (autorreactividad). Son multifactoriales, es decir, hay un factor genético que predispone y un factor ambiental que provoca su aparición. Los factores genéticos pueden afectar al HLA, por lo que son iguales entre gemelos univitelinos. De todos modos, existen enfer-medades en las que entre gemelos monocigotos se produce en uno la expresión y en el otro no, por lo que se evidencia la impor-tancia del ambiente. Las enfermedades autoinmunes son mucho más comunes entre mujeres, excepto la espondilitis anquilosante, más común en hombres por factores ambientales. La diabetes mellitus tipo I se asocia con HLA DR3 en un 96% y también se asocia con DR4, es decir, se asocia con DR3/DR4. De todos modos, en el 50% de la población hay DR3/DR4.

Mimetismo Molecular

Hay dos infecciones que se ha demostrado que provocan una enfermedad autoinmune: la sífilis y fiebre reumática. La fiebre reumática es una enfermedad infecciosa que tiene un cuadro autoinmune porque sus antígenos tienen mucha similitud con antígenos propios del colágeno, por lo que se forman Ac contra el antígeno infeccioso que también atacan al cuerpo a nivel de las válvulas cardíacas y arterias.

Fenómeno de Koebner

El fenómeno de Koebner se da por mecanismos autoinmunes en zonas previamente dañadas, como psoriasis en heridas. Esto ocurre también en el sistema nervioso, lo que rompe la barrera hematoencefálica y las citoquinas llegan al SN provocando una enfermedad autoinmune. Este fenómeno se produce cuando, ante la lesión, el SI se dedica a curar el problema, por lo que la regulación de los linfocitos queda en un segundo plano; por ello, los linfocitos autoinmunes consiguen actuar.

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XVII. INMUNOLOGÍA DEL TRANSPLANTE El trasplante comienza en 1906 con Alexis Carrel, cuando se realizó un trasplante de un animal a otro (una cabeza de perro). También cultivó virus y bacterias in vitro. Además, inventó la solución de Carrel para evitar infecciones de guerra para evitar amputaciones; aquellas infecciones que no se curaban fueron tratadas por una solución perfeccionada por un discípulo. Los trasplantes hoy en día pueden ser desde animales (xelotrasplante), alogénico (entre individuos de una misma especie), isogénicos (individuos idénticos genéticamente) y autólogos (del mismo individuo); singénicos (entre animales de la misma especie). Con el paso de los años se ha ido aumentando el número de trasplantes, con especial aumento en España. Además, en nuestro país se ha permitido un retraso en la edad de trasplante hasta 90 años; el hígado no envejece. A nivel europeo, aquellos países con base católica (no que sean católicos) hay mayor solidaridad de trasplante, siendo menor en los países del este. Dentro de España las mayores tasas están en las comunidades del norte; las menores son en la Rioja y Castilla la Mancha.

Respuesta Alogénica o Alorreactividad

La respuesta alogénica o alorreactividad se da porque los linfocitos T humanos reconocen las células trasplantadas como células propias infectadas por virus, por lo que las mata. Se exige la total compatibilidad de HLA en el trasplante de médula ósea, con menor importancia en trasplantes cardíaco-pulmonar o hepático, pero mayor importancia en los siguientes trasplantes que se necesiten (como el 2º o 3º de riñón). En estos casos son necesario inmunosupresores.

Rechazo Alogénico

La clasificación cambia a lo largo del tiempo. La clasificación clínica es:

HIPERAGUDO: los Ac se fijan sobre la primera célula que tiene un HLA diferente, es decir, el endotelio de los vasos del órgano trasplantado. Se forman trombos y se pierde el órgano; la única solución es quitar el órgano.

AGUDO: por incompatibilidad de HLA y mediado por linfocitos T

CRÓNICO: la capa media de la arteria del órgano trasplantado se pierde y se forma una nueva capa de células musculares en la capa íntima a partir de células del receptor, por lo que se forman como placas que impiden la irrigación del órgano y pérdida de este. Se da tras 3-5 años.

Enfermedad del Injerto Contra el Hospedador o EICH

3 Principios para el inicio de la enfermedad:

– Trasplante de órganos entre personas no histocompatibles – El receptor está fuertemente inmunodeprimido – En el órgano trasplantado existen linfocitos T vivos y funcionales.