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Sistema inmune M.C. José Ma. Gastélum-Cano Lic. en Químico Biólogo Clínico Respuesta inmune Universidad de Sonora Departamento de Ciencias Químico- Biológicas Generalidades del respuesta inmune Introducción • El sistema inmune es aquel que permite la diferenciación entre lo propio y ajeno. • Está constituido por células y moléculas responsables de la inmunidad • Su acción conjunta y coordinada es conocida como respuesta inmunitaria Características de inmunidad Inmunidad innata vs adaptativa Inmunidad adaptativa La Inmunidad humoral cuenta con moléculas presentes en sangre y mucosas llamadas anticuerpos (Acs), producidas por linfocitos B. Anticuerpos • Reconocen antígenos (Ag) microbianos • Mecanismo de defensa vs microbios extracelulares y toxinas. • Especializados y activan mecanismos distintos Inmunidad adaptativa Inmunidad humoral Anticuerpos • Favorecen la ingestion de microorganismos (fagocitosis) • Se fijan a microbios y producen liberación de mediadores inflamatorios • Transporte a mucosas y transplacentario para proporcionar defensas contra microbios ingeridos, inhalados o feto Inmunidad humoral Inmunidad adaptativa Anticuerpos Inmunidad adaptativa Mecanismos de evasión Inmunidad adaptativa La inmunidad celular es llevada a cabo por linfocitos T contra microorganismos fuera del alcance de Acs. • Algunos microbios son intracelulares (virus, bacterias, parásitos, etc). • Sobreviven y proliferan en el interior de fagocitos y otras células. • Inmunidad celular → destrucción de contenido fagocitado y células infectadas Rickettsia ricketsii Virus Sincitial Respiratorio Plasmodium falciparum Inmunidad celular Dos tipos de células: • Linfocitos T (CD4+) → Cooperadores • Linfocitos T (CD8+) → Citotóxicos Sinápsis inmunológica Inmunidad celular Tipos de respuesta inmune Inmunidad activa • Aquella inducida por la exposición del sujeto a un antígeno extraño. • Respuesta de un sujeto inmunizado frente a un Ag determinado → Activa Linfocitos vírgenes. Aquellos que no han tenido contacto con algún antígeno. Tipos de respuesta inmune Inmunidad pasiva Adquirida mediante el paso de suero o linfocitos a partir de otro individuo inmunizado • Inmunización sin exposición al antígeno • Adquisición rápida de resistencia • Transferencia adoptiva (experimental). Inmunidad pasiva Ejemplos Inmunidad pasiva Ejemplos Niewiesk, 2014; Román-Ramos y Lee, 2015 Inmunidad adaptativa Resumen Característica Significado funcional Especificidad Las respuestas son específicas frente a distintos antígenos (microbianos o no) o a una porción de un complejo proteico, polisacárido u otra macromolécula (epítopos) Diversidad Capacidad de responder a una gran variedad de antígenos (107 – 109 antígenos diferentes). Existe una clona de linfocito diferente para cada uno. Memoria La exposición a un antígeno favorece la capacidad de respuesta al mismo. En una segunda exposición, la respuesta es más rápida y amplia, a menudo es diferente. Inmunidad adaptativa Resumen Especificidad y diversidad Memoria Inmunidad adaptativa Resumen Característica Significado funcional Expansión clonal Linfocitos específicos frente a antígeno proliferan tras exponerse a éste. Aumento clonas con receptor idéntico frente al mismo antígeno. Especialización Respuesta diferente a diversos microorganismos. (inmunidad humoral y celular) o diferente estadio de infección (extra o intracelular) Inmunidad adaptativa Resumen Expansión clonal Inmunidad adaptativa Resumen Característica Significado funcional Contención y homeostasis La respuesta inmunitaria declina con el tiempo posterior a la estimulación por antígeno, regresa a su estado basal (homeostásis) Falta de reactividad a lo propio Existen antígenos propios que no despiertan respuesta inmune. La tolerancia frente antígneos propios se conserva (eliminación, inactivación o de linfocitos autoreactivos). Inmunidad adaptativa Resumen ToleranciaHomeostasis Inmunidad innata Introducción • La inmunidad innata consta de varios tipos de células y moléculas • Proporciona una defensa temprana Desempeña 3 funciones: • Impedir, controlar y eliminar la infección de manera pronta. • Eliminar las células dañadas e iniciar el proceso de reparación tisular. • Estimular la respuesta inmunitaria adaptativa e influir en su eficacia. Generalidades Tipos de respuestas (sistema inmunitaria innato): • Inflamación.- proceso por el que los leucocitos y proteínas del plasma migran al sitio de infección, activan y eliminan causa • Defensa antivírica.- cambios intracelulares que impiden replicación viral y aumento en sensibilidad de lisis por elinfocitos Generalidades Inmunidad innata • Son inmediatas y NO requieren exposición previa al microorganismo • No produce cambios en calidad y magnitud tras respuesta repetida (nula memoria) • Activada por reconocimiento de estructuras moleculares microbianas o en células dañadas*. *El sistema inmune reconoce ~1,000 productos de éstos Generalidades Hirano et al. 2011 Reconocimiento Inmunidad innata • Reconoce estructuras moleculares que son compartidas por varios patógenos (bacterias, virus, hongos, etc) • Llamados patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) • Estructuras generalmente esenciales para supervivencia Reconocimiento Inmunidad innata • También reconocen moléculas endógenas producidas o liberadas por células dañadas o muertas • Patrones moleculares asociados a lesión (DAMP), producto del daño celular. • E.g. lesión estéril, toxinas, quemaduras, trauma, isquemia, etc Reconocimiento DAMPs Reconocimiento • Las moléculas de reconocimiento celular se conocen como receptores para reconocimiento del patrón. • Expresadas en vesículas fagocíticas y citosol por: - Fagocitos (Mø primarios y neutrófilos) - Células dendríticas - Células epiteliales (barreras tisulares) - Otros tipos celulares Evasión Inmunidad innata Reconocimiento del patrón (PRR) • La mayoría de tipos celulares los expresan • Capaces de participar en respuesta inmune innata • Ligados a vías intracelulares de transducción de señales → moléculas proinflamatorias y destrucción de µos. Receptores celulares Receptores tipo toll (TLR) • Fam, de receptores conservada evolutivamente • Glucoproteínas integrales de membrana. • Existen 9 TLR funcionales en humanos • Reconoce patrones o moléculas expresadas en varios µos (PAMP) o céls. estresadas o en fase de muerte (DAMP) Receptores celulares Receptores tipo toll (TLR) Participan en: • Respuesta a diversos µos (e.g. LPS) • Respuesta a moléculas endógenas que indican daño celular (e.g. Hsp y HMGB1) • Interacción PAMP - dominios de Leucina (o con molécula adaptadora) • Superficie membranal e intracelulares Receptores celulares El-Zayat et al. 2019 Activación de TLRs Principales vías activadas → NF-κB, AP-1, IRF3 e IRF7 → Citocinas, Quimiocinas y moléculas de adhesión endotelial Receptores celulares *AP = Proteína de activación; IRF = Factor de respuesta a interferón Receptores citosólicos Dos clases principales: • Tipo NOD (NLR) • Tipo RIG (RLR) • Sensores citosólicos de DNA Receptores celulares Infecciones de tipo intracelulares *Muy asociados a respuestas antivirales o a bacterias intracelulares Tipo NOD (NLR) • Fam. de más de 20 proteínas citosólicas • Reconocimiento de PAMP y DAMP • Proteína con dominio de oligomerización que se une a nucleótidos (NOD) Reclutamiento de proteínas → Complejo transmisor de señales → Actividad inflamatoria Receptores celulares e.g. NOD 1 responde a ác. diaminopimélico (DAP) y NOD 2 responde a dipéptido muramilo (ambos derivados de peptidoglicano) Tipo RIG (RLR) • Detectores citosólicos de RNA viral • Inducen producción de interferones tipo I • Reconocen dsRNA y heterodúplex RNA- DNA → Genoma y transcritos virales. • Varios tipos: Leu (M.O.) y céls tisulares Ejemplos de RLR: • RIG-5 (Gen inducible por ác.retinóico) • MDA5 (Gen asoc. a diferenciación de melanoma) Receptores celulares Akira, 2011 Dominios N-terminal CARD (reclutadores de caspasas) Tipo RIG (RLR) Receptores celulares Akira, 2011 Proteína de reclutamiento de caspasas Otros receptores citosólicos • Receptores para glúcidos - De manosa - Dectinas - Otros receptores (e.g Langerina) • Receptores scavenger (basurero) • Receptores para péptido formilado Receptores celulares Receptores para glúcidos • Reconocimiento de glúcidos superficiales • Fam. de lectinas tipo C (depende de Ca2+) • Estimulación de citocinas promotoras de respuesta inmune adaptativa. • Hay lectinas solubles y en superficie membranal (Mø, CD y Céls. tisulares) Otros receptores celulares Receptores para glúcidos Reconoce lectinas de glúcidos en µos, pero no en mamíferos (e.gl Gal y Ác. siálico): • Manosa • Glucosa • N-acetilglucosamina • Β-glucanos Otros receptores celulares Receptores de manosa Otros receptores celulares Receptores de dectinas • Dectinas 1 y 2 son receptores de CD • PRR en dos ciclos vitales de hongos Otros receptores celulares Dec-1 → β-glucano (levadura) Dec-2 → Oligosacaridos ricos en manosa (hifa) Th17 (respuesta eficiente vs hongo) Receptores de dectinas Otros receptores celulares • Grupo de proteínas de superficie celular estructural y funcionalmente diverso • Característica: capacidad de mediar la captación de lipoproteínas oxidadas • Expresados en macrófagos y median fagocitosis (e.g. SR-A y CD36) • También es co-receptor (e.g TLR-2/6) Receptores scavenger Winther y Hofker, 2000; Canton et al., 2013 Receptores scavenger Canton et al., 2013 • El receptor de péptido formilado 1 (FPR1) se expresa en Leu. • Acoplados a proteína-G ligadora de GTP de 7 dominios transmembrana • Reconocimiento de péptidos bacterianos con AA tipo N-formilmetionina • Sus ligandos son sustancias quimiotácticas muy poderosas Receptores de péptido formilado Zhu et al., 2021 Receptores de péptido formilado Sistema inmune innato • Reconocimiento de µos y células dañadas • Formación de barreras físicas vs µos • Expresión de receptores vs PAMP/DAMP • Citocinas proinflamatorias y proteínas antivíricas → Destrucción de µos Componentes celulares Barreras epiteliales • Epitelios → barreras físicas vs µos • Células epiteliales producen sustancias antimicrobianas: Componentes celulares Queratina Gastrointestinal Respiratoria Genitourinaria Principales interfaces hospedero vs medio ambiente Piel Moco (mucina) Barreras epiteliales Componentes celulares Mecanismos en piel: • Descamación • Uniones herméticas entre células Mecanismos en epitelios: • Mucina (glucoproteínas) • Dificulta invasión de µos • Potencia acción ciliar de árbol bronquial • Estimula el peristaltismo Defensinas y Catelicidinas Defensinas • Péptidos catiónicos (26 – 34 AA), reg. hidrófobas con 3 enlaces S-S (fam. α y β) • Producidas en Céls. epiteliales (intestino, respiratorias y piel) y Leu con gránulos • Algunas son constitutivas y otras reguladas • Acción directa vs bacterias, hongos y virus Componentes celulares ? Defensinas Componentes celulares Componentes celulares Catelicidinas • Proteína precursora (18 kDa) → 2 péptidos con función protectora. • Escindida por enzima para activar • Estimulada por citocinas inflamatorias y productos microbianos • Producida por Neu, y céls epiteliales (piel, TGI y repiratorio) Posible formación de dímeros → modelo de alfombraDürr et al. 2006 Componentes celulares Linfocitos T intraepiteliales • Ubicados en epidermis y epitelio mucoso. • Subgrupos (por tejido) distintivos según tipo de Receptor de Linfocito T (TCR) • Reconocen limitada cantidad de Ags (pero frecuentes…) • Secreción de citocinas, activación de Mø y matando µos. Dürr et al. 2006 Estructura del TCR Ag peptídicos y no peptídicos Componentes celulares Fagocitos (Mø y Neu) • Función: fagocitar y destruir µos, deshacerse de tejidos dañados Neutrófilos Contienen gránulos: • Específicos (lisozima, colagenasa y elastasa) • Azurófilos (lisosomas con enzimas y sustancias microbicidas e.g. defensinas) Dürr et al. 2006 Componentes celulares Fagocitos mononucleares • Comprende células en circulación (monocitos) y en tejidos (Mø) • Los Mø se distribuyen en órganos y tejido conjuntivo. • Desempeñan rol central en inmunidad innata y adaptativa. Dürr et al. 2006 Componentes celulares Células dendríticas • Funciones de reconocimiento y efectoras esenciales. • Presentes de forma constitutiva en epitelios y la mayoría de los tejidos • Es la célula que expresa más variedad de TLR y receptores citoplásmicos → Moléculas coestimuladoras y citocinas Componentes celulares Células dendríticas • Eficiencia en detección de PAMP y DAMP. • Desencadenan y dirigen respuesta inmune adaptativa mediada por linfocitos T • Captación, transporte y presentación de Ags en ganglios linfáticos Componentes celulares Linfocitos citolíticos innatas (LCI) • Derivadas de M.O. con morfología linfocítica y funciones antimicrobianas • Caracterizadas por expresión de Id2 • Céls. dependientes de IL-7 e IL-15 (supervivencia y homeostasis) • No reordenan, ni expresan genes de TCR Defensa antiviral Inflamación alérgica Barrera intestinal y organogenia linfática Componentes celulares Linfocitos citolíticos naturales (NK) • Eliminación de células infectadas (virus, intracelulares y tumores). • Representan ~ 5 – 15% de céls mononucleares en sangre y bazo • No requieren maduración previa para activarse, ni expresan TCR (CD3-,CD56+) Componentes celulares Linfocitos citolíticos naturales (NK) • Tiene receptores activadores e inhibidores • Receptores inmunoglobulínicos de linfocito citolítico natural (KIR) en línea germinal • Presencia de gránulos con perforinas y granzimas. • IL12 e IL-15 → Expansión y activación Componentes celulares Linfocitos citolíticos naturales (NK) Componentes celulares Mastocitos • Presentes en la piel y el epitelio mucoso: se activan infecciones y otros • Secretan rápidamente citocinas proinflamatorias y mediadores lipídicos • Contiene gránulos citoplásmicos con aminas vasoactivas (e.g. histamina) Componentes no celulares Mastocitos • Degranulación del mastocito → cambios en permeabilidad vascular • Expresan TLR y algunos de sus ligandos promueven dicha reacción. • Proporcionan una defensa contra los helmintos y responsables de alergias Componentes solubles Sistema del complemento • Conjunto de proteínas plasmáticas que actúan en conjunto para opsonizar µos • Promover reclutamiento de fagocitos en zonas de infección y eliminación directa Activación de cascadas proteolíticas → Alteración de cimógeno → Proteasa activa (escisión) Componentes solubles Otros componentes Pentraxinas • Proteínas plasmáticas pentaméricas que reconocen estructuras µos. • Proteína C Reactiva (PCR) y amiloide sérico P (SAP) • Se unen a fosforilcolina y fosfatidiletanolamina (membrana bacteriana) • Llamadas “reactantes de fase aguda”. Componentes solubles Otros componentes Pentraxinas • Proteínas plasmáticas pentaméricas que reconocen estructuras µos. • Proteína C Reactiva (PCR) y amiloide sérico P (SAP) • Se unen a fosforilcolina y fosfatidiletanolamina (membrana bacteriana) • Llamadas “reactantes de fase aguda”. Respuesta inmune adaptativa Generalidades Respuesta inmune adaptativo • Consiste en activar uno o varios mecanismos de defensa vs diversos µos. - Anticuerpos (humoral) - Fagocitosis (humoral y celular) - Muerte celular (citotoxicidad) • Pueden estar en varios lugares anatómicos (TGI, respiratorio, circulación, intracelular, etc.) Desarrollo en fases secuenciales: Captura y presentación De Antígeno • Las CD se encuentran en epitelios y tejidos conjuntivos • Atrapan y digieren proteínas de los µos para convertirla en fragmentos • Los presentaen superficie unidos a MHC (complejo principal de histocompatibilidad) Captura y presentación De Antígeno Reconocimiento De Antígeno • Existen linfocitos específicos vs gran variedad de Ags (antes de exponerse) • “Hipótesis de selección clonal” • Activación de Lc-T vírgenes depende del reconocimiento péptido-MHC. • También se requieren co-estimuladores en CPA (inducidas por µos) Reconocimiento De Antígeno • Reconocimiento antigénico → especificidad de respuesta inmune • Coestimuladores → asegura activación vs µos y no sustancias inocuas Activación y eliminación Linfocitos T CD4+ • Posterior a la activación de Lc-T, hay proliferación y secreción de citocinas • Las céls. efectoras abandonan ganglios y migran al sitio de infección • Reclutamiento y activación de fagocitos Activación y eliminación Montaner-Tarbes et al. 2014 Linfocitos T CD4+ Activación y eliminación Linfocitos T CD8+ • Proliferan y se diferencian en Lc-T citotóxicos • Eliminan células que albergan µos en citoplásma (virus, bacterias, etc) • Evasión vesículas fagocíticas → destrucción de reservorios Activación y eliminación Inmunidad humoral • Activación → Lc-B proliferan y se diferencian por tipo de anticuerpo • Requieren señales activadoras de los Lc-T, aunque pueden responder sin participación de otras células. • Algunas clonas se diferencian a células plasmáticas. Activación y eliminación Inmunidad humoral Anticuerpos Generalidades • Son moléculas sintetizadas por Lc-B • Existen Acs de membrana (receptores) y secretados (neutralizantes). • La forma secretada circula en plasma Activación de Lc-B → Respuesta inmunitaria humoral → Acs. con la misma especificidad Monoclonales Anticuerpos Mecanismo efector Eliminar un Ag, a veces requiere de la interacción con otros componentes del sistema inmune: • Activación de sistema del complemento • Activación de fagocitos y/o eosinófilos • Opsonización y potenciación de fagocitosis • Citotoxicidad dependiente de anticuerpos • Neutralización de µos o toxinas • Activación de mastocitos → helmintos Anticuerpos Estructura • Proteínas del plasma se separan por solubilidad en albúminas y globulinas • Éstas se separan por su migración en un campo eléctrico (electroforesis) • Todos los Acs comparten estructura básica y varían en regiones vs ags. Anticuerpos Estructura • Hay regiones variables (VH y VL) y otras conservadas de función efectora (C) • Las regiones variables, forman zona de unión al Ag (cada Acs tiene al menos 2) • Las regiones C interactúan con otras moléculas y células efectoras del SI ~110 AA de longitud Cisteínas Anticuerpos Estructura Anticuerpos Estructura Antígeno Generalidades • Es cualquier sustancia que pueda unirse a un anticuerpo o receptor • Acs. pueden unirse a casi cualquier tipo de biomolécula (e.g. carbos, lípidos, hormonas, etc) • No todos los antígenos activan linfocitos → inmunógenos Antígeno Generalidades • La unión de moléculas pequeñas (e.g. proteínas o polisacáridos → Hapteno • Los Acs se unen a una porción de toda la molécula llamado epítopo • La presencia de varios determinantes antigénicos se denomina polivalencia • Dos Ag cercanos pueden ocasionar impedimento estérico de Acs. Polivalencia Antígeno Estructura Determinantes conformacionales Interacción Antígeno-Anticuerpo • Las zonas de unión a Ag son superficies donde se unen epítopos en 3-D • VL y VH tienen 3 regiones determinantes de complementariedad (CDR) c/u. → Especificidad y Diversidad. • Unión Ag-Ac → no-covalente Y reversible (interacciones débiles). Ag + Ac → Afinidad (Kd) Agn epítopos + Acn uniones → Avidez Anticuerpos Fases de la respuesta inmune humoral Captura y entrega de Ag ¿Cómo llegan los Ags al Lc-B virgen?: • Ags solubles (<70 kDa) a través de conductos linfáticos • Mø capturan y transportan µos e inmunocomplejos. • CD residentes capturan y transportan antígenos muy grandes ¿Cómo llegan los Ags al Lc-B vírgen?: • Lc-B de zona marginal o CD con CR2 (inmunocomplejos) • Patógenos hemáticos a través de CD plasmocitoides en sangre • Ag polisacáridos capturados por Mø de zona marginal en folículos de bazo Diferenciación a Tfh → IL-21: • Desarrollo de centro germinal • Generación de céls plasmáticas • Selección de Lc-B y diferenciación Captura y entrega de Ag Cambio de isotipo • Ocurre en respuestas T-dependientes. • Progenie de Lc-B (IgM+/IgD+) cambia isotipo de cadena pesada (α,γ,ε,δ) • Extrafolicular y en centros germinales • Está regulado por citocinas producidas en Lc-T y tejidos (e.g. TGF-β) Cambio de isotipo de cadena pesada Cambios de isotipo • El DNA de cadena pesada (Ig) en Lc-B se corta y recombina → Exón VDJ se coloca a una región C que está en 3’. • Desaminasa inducida por activación (AID) es clave (activada por CD40) • Desamina C → U, principalmente en el asa R (rica G-C) Mecanismo del cambio de isotipo Actividad de AID Reparación de dsDNA (No-Homóloga) Maduración de afinidad • Proceso que lleva a mayor afinidad por un Ag en particular. • La capacidad de unión de Acs depende de avidez y afinidad ↑ • Cambios estructurales de regiones V en Acs durante respuesta inmune. • Proceso de mutación somática → Nueva estructura en dominios V. Maduración de afinidad • Proceso de mutación somática → Nueva estructura en dominios V. • Genera Acs con capacidad creciente de unirse a Ag (mayor eficiencia) • Requiere de Lc-T e interacción CD40- CD40L (Ag protéicos T-dependientes) Maduración de afinidad • Ocurre por mutaciones puntuales en genes V de Igs en Lc-B que proliferan en centro germinal • 1:103 pb del gen V por división → Hipermutación somática (en CDRs) • Dichas mutaciones siguen ocurriendo en la progenie de Lc-B Rahbari et al., 2012 Mecanismos efectores Generalidades • Muchas funciones efectoras de Acs son mediadas por regiones constantes de cadena pesada (CH). • Diferentes isotipos de cadena pesada sirven a diferente función efectora • La función de Acs es desencadenada por las regiones variables (V). Neutralización de µos y toxinas Opsonización y fagocitosis de µos Citotoxicidad dependiente de Acs. Lisis de µos Fagocitocis de µos opsonizados por complemento (e.g. C3b) Inflamación Mecanismos efectores Pirazzini et al., 2021 Bloqueo de hemaglutinina (Influenza) Bloqueo de toxina botulínica Neutralización de µos y toxinas Los anticuerpos: • Bloquean unión a receptores celulares • Inhiben o neutralizan infección y efectos nocivos • Se unen a estructuras en µos y generan impedimento estérico. • La mayoría son IgG en sangre e IgA en mucosas Mecanismos efectores Opsonización y fagocitosis: • Las IgG recubren µos y promueven fagocitosis por receptores Fc. • Ingestión por fagocitos y neutrófilos • También puede promoverse por C3b • Estas se conocen como opsoninas. • Los receptores Fc de los fagocitos se unen a región constante de Acs. Opsonización Mecanismos efectores Opsonización y fagocitosis: • Los Fcγ se han agrupado en 3 gpos (I, II y III) • En función por cadenas pesadas de subclases de IgG: - Inmunocomplejos con Ig1 e Ig3 se unen bien a receptores Fc. - Ig2 no se une bien - IgG4 tiene afinidad baja por receptores Fc activadores Mecanismos efectores Citotoxicidad dependiente de Acs • Lc-NK y otros Leu se unen a células recubiertas de Acs → Destrucción • FcγRIIIA (CD16) se une a gpos de IgG pero no a monomérica circulante • ADCC se activa sólo cuando hay Acs unidos membrana. • No se ha demostrado actividad vs µos e.g. IFN-γ Mecanismos efectores Eliminación de helmintos • Basófilos, eosinófilos y mastocitos se activan por Acs para mediar muerte y expulsión de helmintos • Son muy grandes y resistentes → proteína catiónica tóxica (Eos) Rothenberg, 1998 Mecanismos efectores Eliminación de helmintos • Activación y desgranulación de Eos por unión IgE (también IgA e IgG) a Fc • Inducción de desgranulaciónde mastocitos a través de IgE alta afinidad • Broncoconstricción y aumento de motilidad local de mastocito → expulsión de larvas en TGI y TR Ariyaratne y Finney, 2019 Mecanismos efectores Eliminación de helmintos Your text here Los Eosinófilos… Mecanismos efectores Activación por complemento • Uno de los mecanismos efectores de inmunidad humoral • Se activa a través de anticuerpos unidos a µos y otros antígenos • Implica proteólisis secuencial de proteínas → complejos enzimáticos • Proteasas activadas por proteasas → cimógenos Inmunidad humoral Mecanismos efectores Activación por complemento Convertasa de C3 Convertasa de C5 Complejo de ataque a membrana Inmunidad celular Generalidades • Llevada acabo por linfocitos T dirigida principalmente vs µos intracelulares como virus y bacterias. • Éstos sobreviven y proliferan en interior de fagocitos • Fomenta la destrucción de µos y contribuye a erradicarlos reclutando Leu y estimulando producción de Acs Inmunidad celular El Desarrollo de Lc-T implica: • Reordenamiento secuencial y expresión de genes del TCR • Proliferación celular • Selección inducida por antígeno (Ag) • Compromiso en subgrupos de fenotipo y función distintos Inmunidad celular Maduración de Lc-T en Timo • Adquieren por primera vez TCR (γδ o αβ) y restricción por MHC (tipo I o II) • Timocitos, migran de seno subcapsular → Región cortical. • Proporciona estímulos necesarios para proliferación y maduración Timo (histología) Inmunidad celular Maduración de Lc-T en Timo • Céls. epiteliales y CD expresan MHC I y II → Selección de repertorio de Lc-T • Lc-T recién formado expresa receptor para 1-fosfato de esfingosina (S1PR) • Eliminación de ~95% de timocitos: (e.g.) inadecuado reordenamiento de cadena β (TCR) Inmunidad celular TCR αβ+ Selección negativa Reconocimiento fuerte de Ag propio Muerte por descuido Nula o baja afinidad Procesos de selección de Lc-T: • Selección positiva.- conserva los Lc-T que reconocen MHC propio con avidez baja • Selección negativa.- Elimina timocitos cuyos TCR se unen con fuerza a antígenos propios en MHC. Inmunidad celular Maduración de Lc-T en Timo • Hay un orden en que se reordenan genes de TCR y se expresa con sus correceptores CD4 yCD8 • No expresan TCR, cadenas ζ, CD3, CD4 y CD8 → Dobles negativos (prolinfocitos) • ~90% de éstos → expresarán αβ • Pre-TCR = cadena-β, pre-Tα, CD3 y ζ Inmunidad celular Estructura del receptor de Lc-T 3 CDRs + 1 CDR adicional (super antígenos) Inmunidad celular Estructura del complejo TCR Inmunidad celular Activación de Lc-T • Ocurre en órganos secundarios linfáticos donde se le presentan Ags → • Secreción de citocinas, proliferación, expansión clonal y diferenciación. • Las CPA además guían la magnitud y naturaleza de respuesta Inmunidad celular Activación de Lc-T Inmunidad celular Activación de Lc-T • Los Lc-T efectores identifican y responden a Ag en cualquier tejido. • Sus poblaciones declinan posterior a la eliminación del antígeno (homeostasis) • ~90% de los Lc-T se eliminan por apoptosis posteriormente Activación de CD Expansión clonal Contracción Supervivencia Inmunidad celular Activación de Lc-T Se clasifican por subpoblaciones según perfil de citocinas y funciones: - Activación de Mø - Secreción de citocinas → Reclutamiento - Estimulación proinflamatoria - Potenciación de función de barrera (mucosas) - Diferenciación de Lc-B Lc-T CD8+ (Citotóxicos) → Destrucción de células infectadas y tumorales Zhang et al., 2013 Inmunidad celular Subpoblaciones de Lc-T Raphael et al., 2015 Inmunidad celular Presentación de Ag • Los Lc-T (CD4+ y CD8+) sólo responden a Ags péptido-MHC. • Requieren correceptores → Señales bioquímicas • Activación de TCR → reunión de múltiples receptores a epítopos cercanos Inmunidad celular Presentación de Ag Inmunidad celular Fosforilación temprana de tirosinas en la activación de Lc-T *ZAP-70 activada fosforila varias proteínas adaptadoras capaces de unirse a moléculas transmisoras de señales (clave para la activación de Lc-T) Inmunidad celular Síntesis y activación de factores de trascripción (e.g. AP-1) Vía de activación Ras-MAPKVía de activación PIP-3 Cinasa Supervivencia de la célula Inmunidad celular Transmisión de señales mediadas por Calcio y PKC Las señales producidas por TCR activan la isoforma γ1 de la enzima fosfolipasa C (PLC γ1), y los productos de hidrólisis de lípidos de membrana activan enzimas inductoras de factores de transcripción Inmunidad celular Sinápsis inmunológica • Reconocimiento de Ag → movilización de proteínas de superficie e intracelulares • La región de contacto físico entre Lc-T y APC se denomina sinapsis inmunológica c-SMAC = gpo de activación supramolecular central Respuesta inmune en mucosas Inmunidad en mucosas Generalidades • Incluye mucosa digestiva, broncopulmonar y genitourinaria, así como tejido cutáneo • Comparten organización anatómica básica • Barreras como la de la piel, tienen varias capas, otras sólo una basal (e.g. intestino) Inmunidad en mucosas Generalidades Inmunidad en mucosas Generalidades • Las mucosas tienen tejido linfático secundario, debajo de barrera epitelial • Tejido linfático asoc. a mucosas (MALT) • Ags captados en tejidos se transportan hacia ganglios de drenaje y MALT • Existen células específicas y restringidas a sistemas inmunitarios regionales. Inmunidad en mucosas Generalidades • Linfocitos efectores de tejidos linfoides secundarios se instalan localmente Funciones del SI regionales • Impedir activación vs µos comensales • Tolerancia vs componentes alimentarios • Eliminación de µos invasores Inmunidad en mucosas Inmunidad de tubo digestivo • Es tubo recubierto por una capa continua de células epiteliales • Colonizado por ~500 especies y hasta 1014 células bacterianas • Dependencia de microbiota: digestión, competición y prevención de infecciones Inmunidad en mucosas Inmunidad innata de TGI • Las células epiteliales de intestino delgado y grueso forman parte del SI: Tipos de células epiteliales intestinales: - Calciformes → Secretoras de moco - Encargadas de absorción → Citocinas - Células M → Captadoras de Ag - Células de Paneth → Péptidos antibacterianos IESC = Intestinal epitelial stem cells Inmunidad en mucosas Inmunidad innata de TGI • Proporcionada por barrera física y química. La mucosa alberga CD y Mø • Claudinas y zona occludens 1 → uniones intercelulares herméticas • Céls. epiteliales mucosas → Defensinas • Respuesta inmune activada por rPAMPs Inmunidad en mucosas Inmunidad innata de TGI • Las mucinas son una barrera física viscosa que impide µos el contacto con células. • Contienen muchos O-oligosacáridos y abarcan glucoproteínas y superficie celular • Existen mucinas secretadas (e.g. MUC5) y unidas a membrana (e.g. MUC1) IL-1, 4, 6, 9, 13; TNF; INF tipo I; Elastasa de Neu y proteínas adhesivas microbianas → Síntesis de Mucinas ↑ Inmunidad en mucosas Inmunidad adaptativa de TGI Difiere de otras inmunidades adaptativa: • La principal es la inmunidad humoral • Respuesta inmune protectora es Th17 • Mecanismo de control de respuesta son los Lc-Treg Inmunidad en mucosas Inmunidad adaptativa de TGI • Las placas de Peyer, son las MALT más destacadas en intestino • Ubicadas en íleon distal, y folículos aislados en apéndice y colon. • Estructuras no encapsuladas y tienen vías de transporte de Ag no linfáticas • Transporte a través de células M Inmunidad en mucosas Inmunidad adaptativa de TGI • Los ganglios mesentéricos recogen Ags de linfa, procedentes de intestino delgado y grueso • Ubicados entre capas membranosas de mesenterio. Funciones similares a GALT: - Diferenciación de Lc-B (secreción de IgA) - Desarrollo de Lc-T efectores - Desarrollo de Lc-T reguladores
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