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Inmunología 2019 Melanie Alvarez 1/111 2019 Seminarios Inmunología 2019 Melanie Alvarez 2/111 Seminarios 1. Inmunidad innata_______________________________________ página 3 Caso clínico N°1________________________________________página 23 Preguntas de autoevaluaciónN°1___________________________página 25 2. Citoquinas_____________________________________________ página 27 Caso clínico N°2________________________________________página 38 Preguntas de autoevaluación N°2___________________________ página 40 3. Subpoblaciones T_______________________________________página 41 Caso clínico N°3________________________________________página 51 Preguntas de autoevaluación N°3___________________________página 55 4. Linfocitos B y respuesta humoral__________________________ página 56 Caso clínico N°4________________________________________página 73 Preguntas de autoevaluación N°4 ___________________________página 74 5. Inmunidad frente microorganismos_________________________página 75 6. Inmunología del trasplante________________________________página 88 Caso clínico N°6________________________________________página 96 7. Autoinmunidad. Generalidades____________________________ página 98 8. Autoinmunidad. Artritis reumatoidea_______________________ página 107 Casos clínicos y preguntas de autoevaluación SÓLO resueltas hasta seminario 4 porque el resto no fueron obligatorios de resolver porque los casos no fueron resueltos en clases. Para los casos clínicos, chusmear el libro “Inmunología basada en la resolución de problemas” de Gorczynski y Stanley porque varios casitos fueron sacados de ahí Inmunología 2019 Melanie Alvarez 3/111 SEMINARIO N° 1: Inmunidad innata y complemento 1) Describa los componentes de las distintas barreras epiteliales. Las superficies epiteliales intactas forman barreras físicasentre los microbios en el ambiente externo y el tejido del anfitrión, y las células epiteliales producen sustancias químicasantimicrobianas que dificultan aún más la entrada de microbios. La pérdidade la integridad de estas capas epiteliales por traumatismo uotras razones predispone al sujeto a las infecciones. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 4/111 Barrera física a la infección:Las células epiteliales forman uniones herméticas entresí, con lo que bloquean el paso de microbios entre las células. La capa externa de queratina, que se acumula a medida que mueren los queratinocitos de la superficie cutánea, sirvepara bloquear la penetración de los microbios en las capas profundas de la epidermis. A su vez, la descamación de las capas superficiales queratinizadas es continua y contribuye a inhibir la colonización de la piel por patógenos. Por otra parte, la sequedad relativa de la superficie de la piel, su acidez (pH 5 a 6) y la flora microbiana cutánea normal contribuyen también a evitar la colonización microbiana. El moco, una secreción viscosa que contiene glucoproteínas llamadas mucinas, lo producenlas células epiteliales respiratorias, digestivas y urogenitales.El moco dificulta físicamente la invasión microbiana. La función de estas barreras es potenciar la acción ciliar en el árbolbronquial y el peristaltismo en el intestino, lo que facilita la eliminación de los microbios Antimicrobianos: Las células epiteliales, así como algunos leucocitos, producenpéptidos que tienen propiedades antimicrobianas. ▪ Defensinas: Hay dos familias llamadas y , por la localización de los enlaces disulfuro. Son producidas por células epiteliales de las superficies mucosas y leucocitos que contienen gránulos, como los neutrófilos, los linfocitos citolíticos naturales y los linfocitos T citotóxicos. Difieren entre diferentes tipos celulares: ‐ Las células de Paneth del interior de las criptas del intestino delgado son un productor importante de defensinas . Su función es limitarla cantidad de microbios en la luz. ‐ Algunas defensinas se producende forma constitutiva en algunos tipos celulares, pero su secreción puede aumentarse con citocinas o productos microbianos. ‐ En otras células, las defensinas se producen solo enrespuesta a citocinas y productos microbianos. Las accionesprotectoras de las defensinas son la toxicidad directa sobrelos microbios, incluidos bacterias, hongos y virus encapsulados, y la activación de células implicadas en larespuestainflamatoria frente a los microbios. Las defensinas matana los microbios mediante diversos mecanismos, muchosde los cuales dependen de su capacidad para insertarse enlas membranas microbianas y de interrumpir sus funciones. ▪ Catelicidinas: Las producen los neutrófilos y células epiteliales de barrera en la piel, el tubo digestivo y el aparato respiratorio. Se sintetiza en forma de una proteínaprecursora que una enzima escinde en dos péptidos, los dos con funciones protectoras.Tanto la síntesis del precursor como la escisión proteolíticapueden estimularse con citocinas inflamatorias y productosmicrobianos. Las activas protegen contra lasinfecciones por múltiples mecanismos, como la toxicidaddirecta sobre una amplia variedad de microorganismos y laactivación de varias respuestas en los leucocitos y otros tiposcelulares que promueven la erradicación de los microbios. Elfragmento C terminal (LL-37), puede unirse al LPS,un componente tóxico de la pared externa de las bacteriasgramnegativas y neutralizarlo; también desempeña una función antiinflamatoria alunirse al ADN y bloquear la activación del inflamasoma AIM2. ▪ Lisozima: Producida por enterocitos. Ejerce su acción antibacteriana hidrolizando los péptidosglucanos de la pared celular bacteriana. ▪ Lactoferrina: Producida por enterocitos. Une al hierro privando a los microorganismos de este componente esencial para su desarrollo. Media un efecto lítico en la superficie de algunas bacterias y parásitos. Tiene propiedades inmunomoduladoras: estimula la actividad antimicrobiana de neutrófilos y macrófagos y promueve la activación de las células NK. Células intraepiteliales: Inmunología 2019 Melanie Alvarez 5/111 ▪ Los linfocitos T intraepiteliales están en la epidermis de la piel y en el epitelio mucoso. Hay varios subgrupos de linfocitos intraepiteliales presentes en diferentes proporciones, dependiendo de las especies y de la localización tisular. Estos subgrupos se distinguen, sobre todo, por el tipo de receptores del linfocito T para el antígeno (TCR) que expresen. Algunos linfocitos T intraepiteliales expresan la forma tradicional ab de TCR, que está presente en la mayoría de los linfocitos T en los tejidos linfáticos y en la sangre. Otros linfocitos T del epitelio expresan una forma de receptor para el antígeno llamada TCR gd, que puede reconocer antígenos peptídicos y no peptídicos. Una característica común de estos linfocitos T es la diversidad limitada de sus receptores para el antígeno comparada con la mayoría de los linfocitos T del sistema inmunitario adaptativo. Se cree que los linfocitos T intraepiteliales reconocen un número pequeño de estructuras microbianas frecuentes. Los linfocitos intraepiteliales pueden funcionar en defensa del anfitrión, secretando citocinas, activando fagocitos y matando células infectadas. ▪ Plasmocitos secretores de IgA (inmunidad adaptativa): Neutraliza las toxinas microbianas y bloquea los receptores expresados en la superficie de los microorganismos. ▪ Queratinocitos: Una vez activados por citosinas, PAMP (LPS, peptidoglucano, flagelinay ácidos nucleicos microbianos) más que nada reconocidos por receptores TLR, y DAMP (ATP, cristales de ácido úrico, proteínas de shock térmico, fibrina, rayos UV, tóxicos y agentes irritantes), liberan citosinas y quimiocinas inflamatorias capaces de reclutar y activar diferentes leucocitos. ▪ Células residentes en la dermis: Inmunología 2019 Melanie Alvarez 6/111 RESUMEN EXPRESS: Los epitelios evitan la penetración de posibles agentes mediante: uniones ocluyentes entre células y lamina basal; moco y cilios (vías respiratorias), sebo (piel), secreción acida en el estómago. Las células epiteliales cuentan con péptidos llamados catelicidina y defensinas que funcionan como antibióticos naturales activos contra bacterias, hongos y virus. También hay células de defensa (linfocitos intraepiteliales: reconocen glicolipidos, producen citoquinas y activan fagocitosis). Inmunología 2019 Melanie Alvarez 7/111 2) ¿Cuáles son los mecanismos de reconocimiento en la inmunidad innata? Las células del sistema inmune innato reconocen un patrón molecular común y constante de la superficie de los microorganismos denominado patrón molecular asociado a patógenos (PAMP), a través de los receptores conocidos como receptores reconocedores de patrones (PRR). Los PRR se expresan fundamentalmente en la superficie de las células que primero entran en contacto con el patógeno durante la infección (células de la superficie epitelial) y en células presentadoras de antígenos (células dendríticas y monocitos/macrófagos); también se encuentran presentes en compartimentos intracelulares, en el torrente circulatorio y en fluidos tisulares.Estos patrones moleculares presentes en los microorganismos patógenos presentan una serie de propiedades comunes: – Son característicos de los microorganismos y no se encuentran presentes en las células del huésped, característica que permite al sistema inmune innato distinguir entre antígenos propios y extraños. – Son invariables, lo que permite que con un número limitado de PRR se detecte la presencia de cualquier patógeno. – Son esenciales para la supervivencia o patogenicidad del patógeno por lo que sus mutaciones son letales para el microorganismo y por tanto permanecen invariables pudiendo ser reconocidos por los PRR. Los microbios pueden mutar o perder muchos de los antígenos que el sistema inmunitario adaptativoreconoce, lo que posibilita que los microbios evadan las defensas del anfitrión sin afectar a su propia supervivencia. Estas estructuras son los ácidos nucleicos que son exclusivos de losmicrobios, como el ARN bicatenario que se encuentra enlos virus que se están replicando y las secuencias de ADN CpGno metiladas que se encuentran en las bacterias; las características de las proteínas que se encuentran en los microbios, como la iniciación por N- formilmetionina, que es típica delas proteínas bacterianas; y lípidos y glúcidos complejos quesintetizan los microbios, pero no las células de los mamíferos,como el lipopolisacárido (LPS) en las bacterias gramnegativas, el ácido lipoteicoico en las bacterias grampositivas y losoligosacáridos con mañosas terminales que se encuentran en los microbios, pero no en las glucoproteínas de los mamíferos. El sistema inmunitario innato también reconoce moléculasendógenas que producen o liberan células dañadas o que seestán muriendo. Estas sustancias se llaman patrones moleculares asociados a la lesión (DAMP). Pueden producirse como resultado del daño celular causado por infecciones, pero también pueden indicar una lesión estérilde las células causada por alguna otra razón, como toxinasquímicas, quemaduras, traumatismos o reducción del riegosanguíneo. Las células que mueren por apoptosis no suelenliberar DAMP. En algunos casos, se estimula a las células sanasdel sistema inmunitario para que produzcan y liberen algunosDAMP, a veces llamados alarminas, que aumentan la respuestainmunitaria innata a las infecciones. Ejemplos de DAMP son las proteínas del choque térmico (HSP), que son chaperonas inducidas en respuesta a varios inductores de estréscelular, y la caja del grupo de movilidad alta 1 (HMGB1),una proteína abundante ligadora de ADN implicada en latranscripción y reparación del ADN. Las HSP y la HM GB1 suelen ser intracelulares, pero pueden hacerse extracelularescuando las liberan células dañadas o muertas. Los receptores del sistema inmunitario innato están codificados por genes heredados (en línea germinal), mientras que losgenes que codifican los receptores de la inmunidad adaptativase generan mediante la recombinación somática de segmentosgénicos en los precursores de los linfocitos maduros.la inmunidad innata puede distinguir solo clases demicrobios o solo células dañadas de células sanas, pero ningunaespecie en particular de microbios ni tipos celulares. El sistema inmunitario innato no reacciona contra célulasy tejidos normales y sanos. se debe a tres mecanismos principales:las células normales no producen ligandos para los receptoresinmunitarios innatos, estos receptores se localizan en compartimentos celulares donde no se encuentran con moléculas delanfitrión que puedan reconocer y las proteínas reguladorasexpresadas por las células normales impiden la activación devarios componentes de la inmunidad innata. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 8/111 RECEPTORES CELULARES PARA EL RECONOCIMIENTO DEL PATRÓN DE LA INMUNIDAD INNATA Receptores del tipo toll (TLR) Son una familia conservada a lo largo de la evolución dereceptores de reconocimiento del patrón expresados en muchostipos de células que reconocen productos de una amplia variedad de microbios, así como moléculas expresadas o liberadaspor células estresadas y que se están muriendo.Hay nueve TLR funcionales diferentes en los seres humanos,llamados TLR1 a TLR9. Son glucoproteínas integrales de membrana deltipo I que contienen repeticiones ricas en leucina flanqueadas por estructuras características ricas en cisterna en sus regiones extracelulares, que participan en la unión al ligando, y undominio de homología a Toll/receptor para la IL-1 (TIR) ensus colas citoplásmicas, que es esencial para la producción deseñales. Los dominios TIR también se encuentran en las colascitoplásmicas de los receptores para las citocinas IL-1 e IL-18,y vías de transmisión de señales análogas están conectadas alos TLR, la IL-1 y la IL-18. El reconocimiento por el TLR de ligandos microbianos dalugar a la activación de varias vías de transmisión de señalesy, finalmente, a factores de transcripción que inducen la expresión de genes cuyos productos son importantes para las respuestas inflamatoria y antivírica. Los TLR 1, 2, 5 y 6 usanla proteína adaptadora MyD8 8 y activan los factoresde transcripción NF-kB y AP-1. El TLR 3 usa la proteínaadaptadora TRIF y activa los factores de transcripción IRF3 e IRF7. EITLR 4 puede activar las dos vías.Los TLR 7 y 9 del endosoma usan MyD88 y activanNF-B e IRF7. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 9/111 Receptores del tipo NOD (NLR) Son una familia de más de 20 proteínas citosólicasdiferentes, algunas de las cuales reconocen PAMP y DAMP y reclutan otras proteínas para formar complejos transmisoresde señales que promueven la inflamación. Esta familia deproteínas se llama así por NOD (proteína con el dominiode oligomerización que se une a nucleótidos). Hay tres subfamilias de NLR, cuyos miembros usan diferentesdominios efectores para iniciar las señales. Lostres dominiosefectores son CARD (dominio de reclutamiento de caspasa),Pirina y BIR. NOD1 y NOD2, miembros de la subfamilia NOD de NLRque contienen el dominio CARD, se expresan en el citosol de varios tipos celulares como las células epiteliales mucosasy los fagocitos, y responden a peptidoglucanos de la paredbacteriana. NOD2 se expresa en cantidades altas en las células de Paneth intestinales, donde estimula la expresiónde las sustancias antimicrobianas llamadas defensinas en respuesta a microorganismos patógenos. NOD1 reconoce elácido diaminopimélico (DAP) derivado, sobre todo, de lospeptidoglucanos de bacterias gramnegativas, mientras queNOD2 reconoce una molécula diferente llamada dipéptidomuramilo procedente de peptidoglucanos de microorganismosgramnegativos y Gram positivos. La subfamilia NLRP (proteínas que contienen el dominiopirina) de receptores de tipo NOD responde aPAMP y DAMP citosólicos, formando complejos transmisoresde señales llamados inflamasomas, en los que la caspasa 1 genera formas activas de la citocinas inflamatorias IL-1 e IL-18. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 10/111 Las respuestas del NLRP-inflamasoma las induce unaamplia variedad de estímulos citoplásmicos que se asocia a menudo a las infecciones y al estrés celular, como productosmicrobianos, cristales de origen ambiental o endógeno y la reducción de las concentraciones citosólicas del ion potasio (K+). Receptores del tipo RIG (RLR) Son detectores citosólicos delARN vírico que responden a ácidos nucleicos víricos, induciendo la producción de interferones antivíricos del tipo I. Los dos RLR mejor caracterizadosson RIG-I (gen inducible por ácido retinoico I) y MDA5 (genasociado a la diferenciación del melanoma 5). Los RLR se expresan en unaamplia variedad de tipos celulares, incluidos los leucocitosderivados de la médula ósea y varias células tisulares. Al unirse al ARN, el RLR inicia las señales que conducena la fosforilación y activación de IRF3 e IRF7, así como la deNF-kB, y estos factores de transcripción inducen la producciónde interferones del tipo I. Detectores citosólicos de ADN (CDS) Son moléculas que detectan el ADN citosólicoy activan vías transmisoras de señales que inician respuestas antimicrobianas, como la producción de interferón del tipo Iy la autofagia. Se han caracterizado bien varias moléculas citosólicasdetectaras del ADN y sus vías, incluidas las siguientes: ▪ La vía STING (estimulador de genes de IFN) es un mecanismo importante deactivación de las respuestas del interferón del tipo I inducidas por el ADN. STING es una proteína transmembranarialocalizada en el retículo endoplásmico que activa de formaindirecta el ADN microbiano en el citosol. STING (I'm an Englishman in New York woooo ♩♫) activa interferones del tipo I y la autofagia. ▪ El activador dependiente del ADN de los factores reguladores del IFN (DAI) se une alADN de varias fuentes microbianas y activa al IRF3, lo queconduce a una respuesta del IFN del tipo I. El DAI también activa la vía NF-kB. ▪ La ARN-polimerasa 3 se une al ADN microbiano, lo transcribe en ARN y este activa la vía de RIG que conduce a laexpresión del interferón del tipo I. ▪ AIM2 (ausente en el melanoma 2) es otro CDS que reconoce ADNbc citosólico. Forma un inflamasoma que contienela caspasa 1 y que procesa la pro-IL-lp y la pro-IL-18. Receptores para glúcidos Los receptores que reconocen glúcidos en la superficie de losmicrobios facilitan la fagocitosis de los microbios y la secreción de citocinas que estimulan las respuestas inmunitariasadaptativas consiguientes. Estos receptores pertenecen a lafamilia de la lectina del tipo C, denominada así porque seune a glúcidos (de ahí, lectinas) de una forma que dependedel Ca++ (de ahí, tipo C) y han sido llamados receptores lectinadel tipo C (CLR). Algunas lectinas son proteínas solubles que se encuentran en la sangrey los líquidos extracelulares. otros son proteínas de membrana integrales que se encuentran en las superficies de los macrófagos, las células dendríticasy algunas células tisulares. ▪ Receptor de manosa (CD206): Participa en la fagocitosis de los microbios. Los azúcares terminales situados en los microbios pueden considerarse PAMP. Los receptores para lamañosa no tienen ninguna función intrínseca de transmisión de señales, y se cree que se unen a los microbioscomo un primer paso para su posterior ingestión por losmacrófagos y las células dendríticas. ▪ Dectinas: La dectina 1 (lectina del tipo C asociada a la céluladendrítica 1) y la dectina 2 son receptores de la célula dendrítica que sirven de receptores para el reconocimiento delpatrón durante dos ciclos vitales de los organismos micóticos (más que nada Cándida albicans), también se expresan en algunas bacterias y otros microbios. En respuesta a la unión de sus Iigandos,ambas dectinas inducen señales en las células dendríticasque estimulan la producción de citocinas y otras proteínas que promueven la inflamación y potencian las respuestas inmunitarias adaptativas. La estimulación de la dectinaen las células dendríticas induce la producción de algunascitocinas que promueven la diferenciación de los linfocitosT vírgenes CD4+ en un tipo de linfocito T efector llamadoTH17, que es particularmente eficaz en la defensa contra las infecciones micóticas y algunas infecciones bacterianas. ▪ Otros receptores para glúcidos de la célula dendrítica sonla langerina (CD207), que expresan sobre todo las células de Langerhans epidérmicas, y DC-SIGN (CD209), queexpresan la mayoría de las células dendríticas. DC-SIGNpodría tener un papel patogénico, al facilitar la infección delos linfodtos T por el VIH-1. Receptores basurero Forman un grupo diverso estructural y funcional de proteínas de superficie celular quese agruparon originalmente en función de la característicacomún de mediar la captación de lipoproteínas oxidadas porlas células. Algunos de estos receptores basurero, como SR-Ay CD36, se expresan en los macrófagos y median la fagocitosisde los microorganismos. Además, CD36 funciona como uncorreceptor en el reconocimiento de TLR2/6 y en la respuestaal Inmunología 2019 Melanie Alvarez 11/111 áddo lipoteicoico y los lipopéptidos diacilados de origen bacteriano.Hay una amplia variedad de estructuras molecularesque se unen a cada receptor basurero, como el LPS, el ácidolipoteicoico, los ácidos nucleicos, el p- glucano y proteínas. Larelevancia de los receptores basurero en la inmunidad innatala subrayan la mayor propensión a la infección de los ratonescon genes inactivados que carecen de estos receptores y lasobservaciones de que varios microorganismos patógenos expresan factores de virulencia que bloquean elreconocimientoy la fagocitosis mediados por el receptor basurero. Receptores para péptido formilado(FPR1) Expresadoen los leucocitos, reconoce péptidos bacterianos que contienenaminoácidos N-formilmetionina y estimula el movimiento dirigido de las células (quimiotaxis). 3) ¿Cuáles son los mecanismos de reconocimiento y efectores de las células NK? Las células linfocíticas innatas (ILC)son células derivadasde la médula ósea con forma de linfocito que realizan diversasfundones antimicrobianas. Estas células surgen de un precursor común de la médula ósea identificable por la expresión del factor de transcripción Id2, dependen de la IL-7 o, en un caso,de la IL-15 para su desarrollo ysurgen totalmente capacesde realizar funciones efectoras sin necesidad de expansiónclonal ni diferenciación. Las ILC usan mecanismos efectoresque comparten con los LT, en particular la capacidad de producir varias citocinas, pero no reordenan los genes del receptor para el antígeno ni expresan el TCR. Hay tres subgrupos principalesde células linfocíticas innatas, que se distinguen porlas citocinas que producen. Cada tipo puede dividirse a su vez en subgrupos adicionales en función de moléculas de la superficie celular y los mecanismos efectores que usan realizan sus funciones protectoras. Los linfocitos citolíticos naturales (NK)son un subtipo de ILC1 que desempeñanfunciones importantes en las respuestas inmunitarias innatassobre todo contra virus y bacterias intracelulares. Constituyenel 5-15% de las células mononucleares de la sangre y el bazo.Son infrecuentes en otros órganos linfáticos, pero abundan más en ciertos órganos como el hígado y el útero grávido. Pueden identificarse en la sangrepor la expresión de CD56 y la falta del marcador del linfocitoTCD3. La mayoría de los linfocitos NK humanos sanguíneostambién expresan CD 16, que participa en el reconocimientode las células cubiertas de anticuerpos. Las funciones efectoras de los linfocitos NK son matar a las células infectadas y producir IFN-, que activa a los macrófagos para que destruyan a los microbios fagocitados. Cuando NK se activan, la exocitosis de sus gránulos libera proteínas juntoa las células diana. Una proteína del gránulo, perforina, facilita la entrada de otras proteínas del gránulo,granzimas, en el citosol de las células diana. Las granzimas inician una secuencia de señales que da lugar a la muerte de las células diana por apoptosis. Al matar a lascélulas infectadas por los virus y las bacterias intracelulares, los NK eliminan los reservorios de la infección. Pronto enel curso de la infección vírica, los NK se expanden yactivan por la IL-12 e IL-15, y matan a las células infectadasantes de que los CTL específicos frente al antígeno puedan activarse del todo. Los NK también pueden ser importantes más tarde en el curso de la infección vírica, ya que matana las células infectadas que han escapado al ataque inmunitario mediado por los CTL al reducir la expresión de moléculas de laclase I del MHC. Algunos tumores, especialmente los de origenhematopoyético, son Inmunología 2019 Melanie Alvarez 12/111 objetivos de los linfocitos NK, quizásporque las células tumorales no expresan cantidades normaleso los tipos de moléculas de la clase I del MHC. El IFN- derivado del linfocito NK incrementa la capacidadde los macrófagos de matar a las bacterias fagocitadas. Esta interacción puede controlar una infección por bacteriasintracelulares como Listeria monocytogenes durante varios díaso semanas y de este modo dar tiempo a que se desarrolle la inmunidad mediada por el linfocito T y erradique la infección. ElIFN- producido por los NK en los ganglios linfáticostambién puede dirigir la diferenciación de los LT vírgenes en linfocitos TH1. Algunos linfocitos NKhumanos no expresan CD 16 ni son citotóxicos, pero producenmucho IFN-. Los receptores reconocen moléculas en la superficie de otras células y generan señales activadoras o inhibidoras que promueven o inhiben las respuestas NK. En general, los receptores activadores reconocenligandos situados en células infectadas y dañadas, que es necesario eliminar, y los receptores inhibidores reconocen célulasnormales sanas, que es necesario conservar. ▪ Receptores activadores: Muchos de los receptores activadores del linfocito NK se llaman receptores inmunoglobulínicos del linfocito citolítico natural (KIR). Un segundo grupo importante de receptores NK activadores pertenecen a la familia de lectinasdel tipo C, que son proteínas con propiedades de unión a glúcidos. Algunos de los receptores activadores parecen unirse a moléculas de la clase I del MHC. Los receptores activadores tienen estructuras tirosínicas de activación del receptor inmunitario (ITAM) que contienen tirosinas que se fosforilan por la acción de sinasas citoplásmicas tras la unión del ligando a los receptores y que fosforilansustratos transmisores de señales situados a continuación en lavía. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 13/111 - Receptor activador de la familia de lectinas del tipo C es NKG2D,que se une a proteínas similares a la clase I del MHC, como MIC-A y MIC-B, que se encuentran en células infectadas porvirus y en células tumorales pero no en células normales. Elreceptor NKG2D se asocia a una subunidad productora de señales llamada DAP10, que genera señales que potencian lacitotoxicidad del linfocito NK frente a las células diana. - CD16 es un receptor de afinidad baja para losanticuerpos IgG. se une a las regiones Fc de ciertos tipos deanticuerpos llamados IgG l e IgG3. Durante una infección, elsistema inmunitario adaptativo produce anticuerpos IgG1 eIgG3 que se unen a antígenos microbianos expresados en la superficie de las células infectadas, y el CD16 de los linfocitosNK puede unirse a las regiones Fc de estos anticuerpos. Debidoa ello, el CD 16 genera señales activadoras a través de sus parejas productoras de señales y los linfocitos NK pueden matara las células infectadas que se han cubierto de moléculas deanticuerpo. Este proceso se denomina citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos. ▪ Receptores inhibidores: La mayoría de los NK expresan receptores inhibidores que reconocen moléculas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC) de la clase I, que son proteínas de la superficie celular expresadas normalmente por todas las células nucleadas sanas del cuerpo. Al contrario que los linfocitos T, muchos de los receptores NK para la clase I del MHC responden inhibiendo la activación NK. Esto es útil, porque las células normales expresan moléculas de la clase I del MHC, y muchos virus y otras causas de estrés celular llevan a una pérdida de la expresión o en la superficie celular de la clase I del MHC. De este modo, los linfocitos NK interpretan la presencia de moléculas de la clase I del MHC como marcadores de lo propio normal y sano, y su falta como una indicación de infección o daño. Así, los linfocitos NK serán inhibidos por células sanas, pero no recibirán señales inhibidoras de las células infectadas o estresadas. Al mismo tiempo, los linfocitos NK reciben probablemente señales activadoras de las mismas células infectadas a través de receptores activadores. El resultado neto será la activación del linfocito NK para que secrete citocinas y mate a la célula infectada o estresada. Esta capacidad de los linfocitos NK de activarse por células del anfitrión que carecen del MHC de la clase I se ha llamado reconocimiento de lo propio ausente. Los receptores inhibidores de los NK tienen estructuras tirosínicas de inhibición del receptor inmunitario (ITIM) que se unen a moléculas que bloquean las vías transmisorasde señales de los receptores activadores, estimulan fosfatasas que contrarrestan a las cinasas. - El mayor grupo de receptores inhibidores NK son los KIR,que se unen a diversas moléculas de la clase I del MHC. - Receptores inhibidores son las lectinas, como el heterodímero CD94/NKG2A, que reconoce a la molécula de la clase Idel MHC llamada HLA-E. - Receptores de tipo Ig del leucocito (LIR),más en LB que en NK. Las principales citocinas del sistema inmunitario innato que estimulan la función NK son la IL-12, la IL-15, la IL-18 y los interferones del tipo 1. Cada una de estas citocinas potencia laactividad citotóxica de los linfocitos NK y puede estimularla secreción de IFN- por el NK independientementede los receptores activadores. Además, la IL-12 y la IL- 15 sonfactores de crecimiento importantes para los NK. 4) ¿En qué consiste la respuesta antiviral mediada por interferones? Los interferones del tipo I son una gran familia de citocinas con una estructura relacionada que median la respuesta inmunitaria innata temprana a las infecciones víricas. Todos con una homologíaestructural considerable, que son codificados por genes situados en un solo grupo en el cromosoma 9. Los interferones del tipo I más importantes en la defensa frente a los virus son el IFN-y el IFN-. Las células dendríticas plasmocitoides son las principales fuentes de IFN-, pero también pueden producirla los fagocitos mononucleares. El IFN- lo producenmuchos tipos celulares. Los estímulos más potentes de lasíntesis del interferón del tipo I son los ácidos nucleicos víricos.Recuerde que los receptores del tipo RIG y las sondas de ADNen el citosol y los TLR 3, 7, 8 y 9 en las vesículas endosómicasreconocen ácidos nucleicos víricos e inician vías de transmisión de señales que activan a la familia de factores detranscripción del IRF, lo que induce la expresión de los genesdel interferón del tipo I. El receptor para los interferones del tipo I, IFNAR1 e IFNAR2, Este receptor envía señales queactivan los factores de transcripción STAT1, STAT2 e IRF9,lo que induce la expresión de varios genes diferentes cuyos productos proteínicos tienen los siguientes efectos en la defensa antivírica: ▪ Proteína cinasa de serina/treonina activada por ARN bicatenario (PKR): Bloquea la transcripción y traducción víricas, y la 2´5´oligoadelinato sintetasa y la ARNasa, que promueven la degradación del ARN vírico. La célula infectada, secreta interferón para que actúe de manera parácrina, en sus vecinas aún sanas para que se protejan; y también de manera autócrina para inhibir la replicación vírica en esa célula. ▪ CD69: Provocan el secuestro de linfocitosen los ganglios linfáticos, lo que maximiza sus oportunidades de encontrarse con los antígenos microbianos. La salida del linfocito delos tejidos linfáticos depende de la unión de SIP a S1PR1.Por tanto, la disminución de S1PR1 inhibe esta salida y mantiene los linfocitos en los órganos linfáticos.CD69 forma un complejo con el receptor para la 1 – fosfatodeesfingosina (SIP) S1PR1 y reduce su expresión en la superficie. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 14/111 ▪ Aumentan la citotoxicidad de loslinfocitos N K y de los CTL CD8+, y promueven la diferenciación de los linfocitos T vírgenes en el subgrupo TH1 delinfocitos T cooperadores. ▪ Aumentan la expresión de moléculas de la clase I del MHC y con ello aumentan la probabilidad de que células infectadas por virus sean reconocidas yUsadas por los CTL CD8+. El IFN- se utiliza en la clínica comofármaco antivírico en ciertas formas de hepatitis vírica y en el tratamiento de algunos tumores, porque activa a los CTL o inhibe la proliferacióncelular. El IFN- se utiliza como tratamiento de la esclerosismúltiple. La protección contra los virus se debe, en parte también, a la activación de vías intrínsecas de muerte apoptósica en las célulasinfectadas y al aumento de la sensibilidad a los inductoresextrínsecos de la apoptosis. Las proteínas víricas sintetizadasen las células infectadas pueden estar mal plegadas, y su acumulación desencadena una respuesta a esas proteínas queo puede culminar en la apoptosis de las células infectadas si nose corrige tal acumulación. Además, las células infectadas porvirus están hipersensibilizadas a la apoptosis inducida por el TNF. Las células dendríticas plasmocitoides y los macrófagosproducen abundante TNF en respuesta a las infecciones víricas,además de interferones del tipo I. El receptor del TNF del tipo Ise une a vías de muerte proinflamatorias y proapoptósicas. Lavía dominante que se activa tras la unión del TNF depende delestado de la síntesis de proteínas en las células reactivas, y lainfección vírica puede desviar este equilibrio hada la apoptosis. 5) Realice un diagrama de las distintas vías del complemento y sus elementos reguladores Formado por un conjunto de proteínas secretadas por los hepatocitos y macrófagos que representan el 10% de las proteínas plasmáticas. Brinda ayuda táctica a las células de defensa, para auxiliar con su llegada a los tejidos lesionados y facilitar la destrucción de los invasores. A través de una cascada enzimática que va activando proteínas (C1 a C9, B y D), el complemento activado adquiere la habilidad de reclutar fagocitos al sitio de lesión (quimiotaxis), marcar las bacterias como blancos (opsonización), hasta perforar las membranas (formación de un poro de ataque lítico), destrucción de los microbios (citotoxicidad directa; algunos productos del sistema de complemento generan la lisis celular) y la activación de leucocitos. La activación del complemento puede darse por distintas vías: la vía clásica, que requiere la presencia de anticuerpos específicos; la vía alternativa, que se activa por componentes bacterianos; la vía de la lectina de unión a manosa: ~Vía clásica: Forma parte de la respuesta específica, ya que requiere un tiempo de latencia hasta montarse la respuesta inmune con la producción de anticuerpos específicos. Se inicia con la reacción antígeno – anticuerpo, lo que deja al descubierto una porción del anticuerpo a la que se puede unir la primer enzima, la C1. Lo que establece una cascada de reacciones secuenciales, que comienza con la activación de la proenzima C1. La proteína C1 está formada por 3 otras proteínas llamadas C1q, C1r y C1s unidas no covalentemente, en presencia de iones de Ca+2. De éstas, C1q es la que se une al complejo antígeno (Ag) - anticuerpo (Ac), lo que produce el clivaje de C1r en dos péptidos y esto a su vez también corta a C1s en dos. Esto activa C4 y C2 en C4b y C2b que, en presencia de Mg+2, conforman la enzima C3 convertasa que tiene actividad proteasa. ~Vía alternativa: Interviene en inmunidad innata. El C3b unido a la pared celular del patógeno induce la activación de C3. El C3b que queda adherido a la membrana inicia una secuencia de formación de C3 convertasa, diferente de la vía clásica porque implica la acción de proteínas plasmáticas (factor B y D). El factor B se une al C3b en presencia de Mg +2 permite la acción del factor D (que no forma parte del complejo y puede ser reutilizado) y se cataliza el factor B en Ba y Bb; se cliva Bb a C3b t se conforma así una enzima, C3bBb (convertasa C3 alterna). La properdina o factor P estabiliza este complejo. Cuando incorpora otro fragmento C3b se forma el complejo C3bBb3b, que tienen actividad C5-convertasa. ~ Lectina de unión a la manosa: Proteína plasmática que se sintetiza en el hígado que tiene por objetivo la opsonización de los microbios, bacterias encapsuladas y algunos virus y la activación del sistema del complemento por la vía de la lectina. La lectina de unión a la manosa es capaz de unirse con estructuras repetidas de azúcares presentes en una amplia variedad de bacterias y otros microorganismos; una vez que lo hace, facilita la fagocitosis, y activa una vía del complemento similar a la clásica (desde el complejo C1qrs) pero sin la necesidad de la existencia del complejo Ag-Ac.La MBL es un miembro de lafamilia de las colectinas conuna estructura hexamérica similar al componente C1q delsistema del complemento. Después de que la MBL se unea los microbios, dos cimógenos llamados MASP1 (serinaproteasa 1 asociada a la mañosa, o serina proteasa asociadaa la lectina ligadora de manano) y MASP2, con funciones similares a C1ry C1s, se asocian a la MBL e inician los pasosproteolíticos consiguientes idénticos a la vía clásica. La MBL también tiene función de opsonizar y así potenciar la fagocitosis. Las tres vías convergen en una vía común: ~Vía común: - Activación de C3: La C3 es clivada por la C3 convertasa (de cualquiera de las 3 vías) en dos componente, uno de bajo PM, C3a, que pasa a la circulación y tiene actividad quimiotáctica de neutrófilos, y son anafilatoxinas que Inmunología 2019 Melanie Alvarez 15/111causan la liberación de histamina y otros mediadores de la inflamación; y C3b, de alto PM, que se una a la superficie del patógeno con actividad opsonínica, o sea marcadora del blanco. - Activación de C5: La C5 se une a la molécula C3b y esa unión permite la acción de la C5 convertasa. A su vez esta cliva la C5 para producir C5a, de bajo PM, que pasa a la circulación y tiene mayor actividad quimiotáctica y anafiláctica que C3a, e induce cambios en los vasos sanguíneos que los hacen permeables a las proteínas plasmáticas y al líquido, que salen a los lugares de infección; y C5b, que queda adherida la pared microbiana. - Acontecimientos tardíos: Polimerización de los componentes tardíos (C6, C7, C8 y C9). La molécula de C6 se une a C5b, lo que permite la unión de moléculas de C7 y C8. Este último es el primer componente capaz de atravesar la membrana celular y producir una lesión moderada. Por otro lado permite la unión de muchas moléculas de C9 (unas 16), que forman el complejo de ataque de la membrana (MAC), una estructura que se comporta como proteína integral de membrana de la célula extraña, que forma un poro para la entrada de Na+ y agua a la célula y salida de Ka+, produciendo la hipotonicidad del medio con respecto a la célula, hasta alcanzar su lisis. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 16/111 ▪ Pentraxinas: Miembros destacados de esta familia son las pentraxinas cortas proteína C reactiva (PCR) y amiloide sérico P(SAP), y la pentraxina larga PTX3. La CRP y el SAP se unen adiferentes especies de bacterias y hongos. Los Iigandos moleculares reconocidos por la CRP y el SAP son la fosforilcolina yla fosfatidiletanolamina, respectivamente, que se encuentranen las membranas bacterianas y se exponen en las células muertas, en proceso de morir o extraña. PCR, SAP y PTX3 activan el complemento al unirse a C1q e inician la vía clásica. Las mayores concentraciones de PCR son elresultado de una mayor síntesis hepática inducida por las citocinas IL- 6 e IL-1, que producen los fagocitos como partede la respuesta inmunitaria innata. La síntesis hepática y lasconcentraciones plasmáticas de otras proteínas, como SAP yotras no relacionadas con las pentraxinas, también aumentan en respuesta a la IL-1 y la IL-6 . A estas proteínas plasmáticas se les llama reactantes de fase aguda, porque susconcentraciones en sangre se elevan durante las reaccionesinflamatorias agudas. PTX3 la producen varios tipos celulares, como las célulasdendríticas, los macrófagos y las células endoteliales, en respuesta a ligandos de TLR y citocinas inflamatorias, como elTNF, pero no es un reactante de fase aguda. PTX3 tambiénse almacena en los gránulos del neutrófilo y se libera cuandolos neutrófilos mueren. PTX3 reconoce varias moléculas en loshongos y en algunas bacterias grampositivas y gramnegativasy virus, así como en las células apoptósicas. ▪ Colectinas: Familia de proteínas triméricas o hexaméricas, en las que cada subunidad contiene una cola similaral colágeno conectada por un cuello a una cabeza de lectina(del tipo C) dependiente del calcio. Tres miembros de estafamilia sirven de moléculas efectoras solubles en el sistemainmunitario innato; estos son la lectina ligadora de manosa(MBL) y las proteínas delsurfactante pulmonar SP-A y SP-D. La proteína A surfactante (SP-A) y la proteína D surfactante(SP-D) son colectinas con propiedades lipófilas compartidascon otros surfactantes. Se encuentran en los alvéolos pulmonares y sus principales funciones son el mantenimiento de lacapacidad de expansión pulmonar y las de mediadores delas respuestas inmunitarias innatas en el pulmón. Se unena varios microorganismos y actúan como opsoninas, lo quefacilita su ingestión por los macrófagos alveolares. SP-A ySP-D también pueden inhibir directamente el crecimientobacteriano y pueden activar a los macrófagos. Los ratones condeficiencias de SP-A y SP-D resisten mal varias infecciones pulmonares. ▪ Ficolinas: Poseen un dominio similar alcolágeno, pero, en lugar de un dominio de lectina del tipo C, tienen un dominio de reconocimiento glucídico de tipo fibrinógeno. Se ha demostrado que las ficolinasse unen a varias especies de bacterias, las opsonizan y activanel complemento de una forma similar a la MBL. Los ligandosmoleculares de las ficolinas son la N-acetilglucosamina y elácido lipoteicoico, que forma parte de las paredes celulares delas bacterias Gram positivas. Se forman múltiples productos finales, y varios de ellos causan importantes efectos que ayudan a evitar la lesión de los tejidos tisulares causada por el microorganismo o toxina invasores. Entre sus efectos más importantes están: 1. Opsonización y fagocitosis: C3b, activa con fuerza la fagocitosis de los neutrófilos y los macrófagos, haciendo que estas células engullan las bacterias a las que se han unido los complejos antígeno-anticuerpo. Este proceso se llama opsonización. A menudo potencia el número de bacterias que puede destruirse varios cientos de veces. 2. Lisis: Otro producto, el complejo lítico, que es una combinación de múltiples factores del complemento y se llama C5b6789. Tiene un efecto directo de rotura de las membranas celulares de las bacterias y otros microorganismos invasores. 3. Aglutinación: Los productos también cambian las superficies de los microorganismos invasores, haciendo que se adhieran entre sí. 4. Neutralización de los virus: Las enzimas del complemento y otros productos del complemento pueden atacar estructuras de algunos virus y hacerles perder la virulencia. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 17/111 5. Quimiotaxia: El fragmento C5a inicia la quimiotaxia de los neutrófilos y de los macrófagos haciendo que un gran número de estos fagocitos migre hacia la zona del tejido adyacente al antígeno. 6. Activación de mastocitos y basófilos: Los fragmentos C3a, C4a y C5a activan a los mastocitos y a los basófilos haciéndoles liberar histamina, heparina y otras sustancias a los líquidos locales. Estas sustancias aumentan a su vez el flujo sanguíneo local, aumentando la fuga de líquido y proteínas plasmáticas al tejido, y otras reacciones tisulares locales que ayudan a inactivar o inmovilizar el antígeno. 7. Efectos inflamatorios: Además de los efectos inflamatorios debidos a la activación de los mastocitos y los basófilos, otros productos del complemento contribuyen a la inflamación local. Estos productos provocan que: 1) el flujo sanguíneo ya aumentado se incremente todavía más; 2) aumente la fuga capilar de proteínas, y 3) las proteínas del líquido intersticial se coagulen en los espacios tisulares, lo que impide el movimiento del microorganismo invasor a través de los tejidos. ▪ Reguladores dela actividad del complemento (RCA): La activación de la cascada del complemento y la estabilidad delas proteínas activas del complemento están muy bien reguladas para evitar que el complemento se active en las células normales del anfitrión y lim itar la duración de su activación incluso en los microbios y en los complejos antígeno-anticuerpos. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 18/111 - La actividad proteolítica del C1r y del C1s la inhibe una proteína plasmática llamada inhibidor del C1 (C1 INH): Inhibidor de serina proteasa; se une al C1 r y al C1s,y los disocia del C1q, deteniendo la activación de la vía clásica. Así impide la acumulación del C1r2-C1s2 con actividad enzimática en el plasma y limita el tiempo durante el cualse dispone de C lr2-Cls2 activo para activar los pasos posteriores de la cascada del complemento. Una enfermedadhereditaria autosómica dominante llamada edema angioneurótico hereditario se debe a una deficiencia delC1 INH.Las manifestaciones clínicas de la enfermedad sonla acumulación aguda intermitente del líquido de edemaen la piel y la mucosa, lo que causa dolor abdominal,vómitos, diarrea y una obstrucción de la vía respiratoria que puede acabar con la vida. Es un inhibidor deotras serina proteasas plasmáticas comola calicreína y el factor de la coagulación XII, y tanto lacalicreína como el factor XII activados pueden promoveruna mayor formación de bradicinina. - El ensamblaje de los componentes de las convertasas del C3 ydel C5 lo inhiben la unión de proteínas reguladoras al C3by el C4b depositados en las superficies celulares: Si se deposita el C3b en las superficies de las células normales puede unirse a varias proteínas de la membrana, como la proteína cofactor de membrana (MCP o CD46), el receptor para el complemento del tipo 1 (CR1), el factor acelerador de la degradación (DAF) y una proteína plasmática llamada factor H. El C4b depositado en las superficies celulares se une de forma análoga al DAF, el CR1, la MCP y otra proteína plasmática llamada proteína ligadora del C4 (C4BP). Al unirse al C3b o el C4b, estas proteínas inhiben de forma competitiva la unión de otros componentes de la C3-convertasa, como el Bb de la vía alternativa y el C2a de la vía clásica, lo que bloquea más la progresión de la cascada del complemento. El factor H inhibe la unión del Bb al C3b, y es así un regulador de la vía alternativa, pero no de la clásica.). Estosreguladores del complemento inhiben de forma selectivala activación del complemento en las células del anfitriónypermiten que proceda la activación del complemento en losmicrobios. Además, las superficies celulares ricas en ácidosiálico (como las células mamíferas, y no las bacterianas), favorecen la unión del factor proteínico regulador Hsobre el factor proteínico de la vía alternativa B. DAF es una proteína de membrana ligada al glucofosfatidilinositol que se expresa en las células endoteliales yen los eritrocitos. Una deficiencia en las células troncaleshematopoyéticas de la enzima necesaria para formar los enlaces proteína-Iípido da lugar a la imposibilidad de expresar muchas proteínas de membrana ligadas alglucofosfatidilinositol, incluidas DAF y CD59, yproduce una enfermedad llamada hemoglobinuria paroxística nocturna. La enfermedad se caracteriza por brotesrecurrentes de hemolisis intravascular, atribuibles, al menos en parte, a la activación descontrolada del complemento enla superficie de los eritrocitos. La hemolisis intravascularrecurrente conduce a su vez a una anemia hemolítica crónica y a una trombosis venosa. Una característica inusualde esta enfermedad es que la mutación génica causal no sehereda, sino que es una mutación adquirida en las célulastroncales hematopoyéticas. - Al C3b asociado a la célula lo degrada mediante proteólisisuna serina proteasa plasmática llamada factor I, que es activa solo en presencia de MCP, factor H, C4BP y CR1. La escisión mediada por el factor I del C3b genera losfragmentos llamados iC3b, C3d y C3dg, que no participan en la activación del complemento, pero son reconocidos por receptores situados en los fagocitos y los linfocitos B. - La formación del MAC la inhibe una proteína de la membrana llamada CD59: Actúa incorporándose en los MAC, que se ensamblan después de la inserción en la membrana del C5b-8, lo que inhibe la adición consiguiente de moléculas de C9. Se encuentra en células mamíferas pero no en microbios. La formación del MAC también la inhiben proteínas plasmáticas como la proteína S, que funciona uniéndose a los complejos C5b, 6,7 solubles y evitando así su inserción en las membranas celulares cerca del lugar donde se inició la cascada del complemento. Los MAC en crecimiento pueden insertarse en la membrana de cualquier célula vecina a la membrana en que se generaron. Los inhibidores del MAC en el plasma y en las membranas de una célula anfitriona aseguran que no se lisen células espectadoras inocentes cerca del lugar en que se activa el complemento. En muchas enfermedades inmunitarias, puedendepositarse grandes cantidades de anticuerpos en las células del anfitrión, lo que genera proteínas activas del complementoque las moléculas reguladoras son incapaces de controlar. 6) ¿Cuál es la relación de la respuesta inflamatoria con los fenómenos de la inmunidadinnata? Una vía principal por la que el sistema inmunitario innato se enfrenta a las infecciones y a la lesión tisular es estimulando la inflamación aguda, que es la acumulación de leucocitos, proteínas plasmáticas y líquido derivados de la sangre en un tejido extravascular infectado o dañado. El leucocitomás abundante que se recluta de la sangre en las zonas conuna inflamación aguda es el neutrófilo, pero los monocitossanguíneos, que se convierten en macrófagos en el tejido,cada vez destacan más a medida que pasa el tiempo y puedenconvertirse en la población dominante en algunas reacciones.Entre las proteínas plasmáticas más importantes que entranen las zonas inflamatorias están las proteínas del complemento, los anticuerpos y los reactantes de fase aguda. El repartode estos componentes sanguíneos en la zona inflamatoriadepende de cambios reversibles en los vasos sanguíneos deltejido infectado o dañado. Estos cambios abarcan el aumentodel flujo sanguíneo del tejido debido a la dilatación arteriolar,el aumento de la adhesividad de los leucocitos circulantes alrecubrimiento endotelial de las vénulas y el aumento de lapermeabilidad de los capilares y las vénulas a las proteínasy el líquido plasmáticos. Todos estos cambios los inducenlas citocinas y moléculas mediadoras pequeñas Inmunología 2019 Melanie Alvarez 19/111 derivadasinicialmente de las células residentes en el tejido, como losmastocitos, los macrófagos y las células endoteliales, en respuesta al estímulo de los PAMP o DAMP. A medida que sedesarrolla el proceso inflamatorio, los mediadores puedenderivar de leucocitos recién llegados y activados, y de proteínas del complemento. La inflamación aguda puede desplegarse en minutos ahoras y durar días. La inflamación crónica es un proceso que sigue a la inflamación aguda si la infección no se elimina o lalesión tisular se prolonga. Suele implicar el reclutamiento yactivación de monocitos y linfocitos. Los lugares de inflamación crónica también sufren a menudo una reestructuracióntisular, con angiogenia y fibrosis. Las que siguen son citoquinas de la inmunidad innata, la mayoría descriptas en el seminario 2: El TNF y la IL-1 inducen a las células endoteliales de lasvénulas poscapilares a expresar la selectina E y a aumentar suexpresión de ICAM-1 y VCAM-1, los ligandos de las integrinasdel leucocito. Estos cambios en la expresión de la molécula deadhesión endotelial son el resultado de la activación por partede TNF e IL-1 de factores de transcripción, incluido NF-kB,lo que lleva a la transcripción de nuevos genes de adhesiónmolecular. También se induce la expresión de selectina P enlas células endoteliales venulares en los lugares de infeccióny lesión tisular, pero en gran Inmunología 2019 Melanie Alvarez 20/111 parte esto se debe a los efectosde la histamina y la trombina, que estimulan la rápida movilización de la selectina P almacenada en los gránulos de lacélula endotelial hacia la superficie celular. El TNF y la IL-1 también estimulan a varias células paraque secreten quimiocinas, como CXCL1 y CCL2, que se unena receptores situados en los neutrófilos y los monocitos, respectivamente, aumentan la afinidad de las integrinas delleucocito por sus ligandos y estimulan el movimiento dirigidode los leucocitos. El resultado de la mayor expresión de selectina, integrina y quimiocina es un aumento de la adhesión delneutrófilo y del monocitoa las células endoteliales y la transmigración a través de la pared vascular. Los leucocitos que seacumulan en los tejidos componen un infiltrado inflamatorio. Además, el TNF, la IL-1 y la IL- 6 producidos en los lugaresinflamatorios pueden entrar en la sangre y llegar a la médulaósea, donde potencian la producción de neutrófilos a partirde progenitores de la médula ósea, habitualmente mediantela acción en concierto con el factor estimulador de colonias.De esta forma, estas citocinas aumentan el aporte de célulasque puedan reclutarse en los lugares de infección. Los neutrófilos y los macrófagos que se reclutan en los lugaresde infección, expresan receptores que reconocen microbios, se unen y los ingieren en vesículas mediante el proceso de fagocitosis. Las vesículas fagocíticas se fusionan con los lisosomas, dondese destruyen las partículas ingeridas y, de esta forma, se aíslan del resto de la célula los mecanismos de lisis, que podríandañar al fagocito.Los neutrófilos y los macrófagos activados matan los microbios fagocitados mediante la acción de moléculas microbicidas presentes en los fagolisosomas: ▪ Especies reactivas del oxígeno (ROS): Sustancias oxidantes muy reactivas que destruyen microbios y otras células. El principal sistema generador de radicales libres es el sistema oxidasa del fagocito. La función de esta enzima eso reducir el oxígeno molecular en ROS como los radicales superóxido, con la intervención como cofactor de la formareducida del fosfato del dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADPH). El superóxido se transforma por acciónenzimática en peróxido de hidrógeno, que utiliza la enzima mieloperoxidasa para convertir iones normalmente noreactivos en ácidos hipoalúricos reactivos, que son tóxicos para las bacterias. El proceso por el cual se producen lasROS se llama estallido respiratorio, porque se produce durante el consumo de oxígeno (respiración celular). La oxidasa actúa como una bomba de electrones, que genera un gradiente electroquímico a través de la membrana vacuolar, que se ve compensado por un movimiento de iones hacia la vacuola. El resultado es un aumento del pH y de la osmolaridad dentro de la vacuola, que es necesario para la actividad de la elastasa y la catepsina G. ▪ Óxido nítrico: La producen los macrófagos por acción de la enzima óxido nítrico sintasa inducible (iNOS). Es una enzima citosólica que falta en macrófagos en reposo. Cataliza la conversión de arginina en citrulina y libera el gas NO que dentro del fagolisosoma se combina con los ROS. ▪ Enzimas proteolíticas: Enzimas importantes de los neutrófilos son la elastasa y la catepsina G. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 21/111 Los neutrófilos también matan a los microbios expulsandosu ADN y el contenido de sus granulos, que forman hebras extracelulares en las que quedan atrapados las bacterias ylos hongos y mueren.El contenido expulsado, que se llamatrampas extracelulares del neutrófilo (NET, está compuesto de hebras de ADNe histonas a las cuales se unen elevadas concentraciones delcontenido antimicrobiano del gránulo, incluida la lisozima, laelastasa y las defensinas. Las NET se forman cuando los neutrófilos están unidos a la matriz tisular por la integrina Mac-1, y son activados por productos microbianos. La extrusión de loscontenidos nucleares durante la formación de NET conduce a la muerte celular de neutrófilos. Los macrófagos también producen factores de crecimiento para los fibroblastos y las células endoteliales que participan en la reestructuración de los tejidos tras infecciones y la lesión. Consecuencias sistémicas y patológicas de la inflamación Inmunología 2019 Melanie Alvarez 22/111 El TNF, la IL-1 y la IL-6 producidos durante la respuestainmunitaria innata a la infección o el daño tisular tienen efectos sistémicos que contribuyen a la defensa del anfitrióny son responsables de muchos de las manifestaciones clínicasde la infección y de enfermedades inflamatorias: ▪ El TNF y la IL -6 actúan sobre el hipotálamo para inducir un aumento de la temperatura corporal (fiebre). A estascitocinas se las llama, por tanto, pirógenos endógenos, para distinguirlas del LPS, que se consideraba un pirógeno exógeno (derivado del microbio). El TNF y la IL-1 inducen la fiebre aumentando lasíntesis de prostaglandinas en las células hipotalámicas. La función de la fiebre en ladefensa del anfitrión se comprende poco, pero podrían relacionarse con un aumento de las funciones metabólicas de lascélulas inmunitarias, una afectación de las funciones metabólicas de los microbios y cambios en el comportamientodel anfitrión febril que reducen el riesgo de empeorar lasinfecciones y la lesión. ▪ La IL-1 y la IL-6 inducen a los hepatocitos a producir reactantes de fase aguda: Laspentraxinas CRP y SAP desempeñan funciones protectorasen las infecciones, y el fibrinógeno, el precursor de la fibrina, contribuye a lahomeostasis y la reparación del tejido. ▪ En las infecciones graves, el TNF puede producirse engrandes cantidades y causar alteraciones clínicas y patológicas: Siel estímulo para la producción de citocinas es suficientementefuerte, la cantidad de TNF puede ser tan grande que entre enel torrente sanguíneo y actúe en lugares alejados.Las principales acciones sistémicas del TNF son las siguientes: - Inhibe la contractilidad miocárdica y el tono del músculo liso vascular, lo que provoca una reducción acentuada de la presión arterial o choque. - Provoca trombosis intravascular. Estimula la expresión enla célula endotelial del factor tisular, un potente activadorde la coagulación, e inhibe la expresión de trombomodulina, un inhibidor de la coagulación. Las alteracionesendoteliales se exacerban con la activación de los neutrófilos, lo que lleva a la formación de tapones vasculares porestas células. Por eso se la conoce como necrosis tumoral porque produce la trombosis de vasos tumorales → necrosis tumoral. - La producción prolongada de TNF causa una pérdida de células musculares y adipocitos, lo que se llama caquexia. Se debe a la supresión del apetito inducidapor el TNF y a una menor síntesis de lipoproteína lipasa, enzima necesaria para la liberación de ácidos grasos. Una complicación de la septicemia bacteriana grave es unsíndrome llamado choque séptico, que puede deberse al LPSliberado por las bacterias gramnegativas (en cuyo caso sellama choque endotóxico) o al ácido lipoteicoico liberado por lasbacterias grampositivas. El choque séptico se caracteriza porcolapso vascular, coagulación intravascular diseminada y trastornos metabólicos. Este síndrome se debe a laproducción deseñales por el TLR inducidas por el LPS o el ácido lipoteicoico, que lleva a la producción de TNF y otras citocinas, comoIL-12, IFN- 7 e IL-1. Un síndrome similar al choque séptico puede surgir comouna complicación de trastornos no infecciosos, como quemaduras graves, traumatismos, pancreatitis y otros trastornosgraves. A esto se le ha llamado síndrome de la respuesta inflamatoria sistémica (SRIS). La inflamación aguda puede causar una lesión tisular, porque los mecanismos efectores que usan los fagocitos para matara los microbios también son tóxicos para los tejidos del anfitrión. Las enzimas proteolíticas y los ROS producidas por los fagocitos que se acumulan en la zonade infección pueden dañar las células del anfitrión y degradarla matriz extracelular si se generan en cantidades grandes, especialmente si los microbios se resisten a morir y continúanestimulando las respuestas inmunitarias innatas. 7) ¿Cómo logra la inmunidad innata activar la inmunidad adaptativa? La activación de los linfocitos requiere dos señales diferentes, la primera el antígeno (asegura que la respuesta inmunitaria que surge sea específica)y la segunda las moléculas que se producendurante las respuestas inmunitarias innatas a los microbios océlulas dañadas (asegura que seinduzcan respuestas inmunitarias adaptativas cuando hayauna infección peligrosa y no cuando los linfocitos reconozcanantígenos inocuos). Las moléculas producidas durante las reacciones inmunitarias innatas queactúan como segundas señales para la activación del linfocitoson coestimuladores (para los linfocitos T), citocinas (para linfocitos T y B) y productos de escisión del complemento (paralos linfocitos B). Las segundas señales generadas durante las respuestas inmunitarias innatas a diferentes microbios no solo aumentan la magnitud de la consiguiente respuesta inmunitaria adaptativa, sino que también influyen en la naturaleza de la respuesta adaptativa. Ejemplos: ▪ La respuesta inmunitaria innata frente a los microbios en losmacrófagos estimula la respuesta adaptativa del linfocito Tque es eficaz frente a tales microbios. Proceso mediado por citosinas. ▪ Microbios extracelulares activan vía del complemento lo que potencia la producción de anticuerpos por parte del LB. Estos anticuerpos opsonizan a los microbios y así promuevensu fagocitosis por los neutrófilos y los macrófagos, o matan alos microbios por mecanismos dependientes del complemento. Las citocinas producidas por las células durante las respuestas inmunitarias innatas a los microbios estimulan la proliferación y diferenciación de los linfocitos en las respuestasinmunitarias adaptativas. ▪ La IL -12 estimula la diferenciación de los linfocitos T CD4+vírgenes en el subgrupo TH1 de células efectoras. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 23/111 ▪ La IL-1, la IL- 6 y la IL-23 estimulan la diferenciación de loslinfocitos T vírgenes CD4+ en el subgrupo TH17 de linfocitosefectores. ▪ La IL-15 promueve la supervivencia de linfocitos T CD8 +memoria. ▪ La IL- 6 promueve la producción de anticuerpos por loslinfocitos B activados. Adyuvantes (sustancias que deben administrarse junto con antígenos proteínicos purificados para estimular al máximo respuestas inmunitarias dependientesdel LT) en vacunas:el alumbre,compuesto de hidróxido de aluminio o fosfato de aluminioy es un estímulo para la activación del inflamasoma. Entresus efectos importantes, los adyuvantes activan las célulasdendríticas para que expresen moléculas de histocompatibilidad principal que forman parte del antígeno (señal 1) yque los linfocitos T reconocen, aumentan la expresión delos coestimuladores (señal 2) y las citosinas necesarias parala activación del linfocito T, y estimulan la migración de lascélulas dendríticas a los ganglios linfáticos, donde se localizanlos linfocitos T. Células NK induciendo muerte celular de una célula tumoral: https://www.youtube.com/watch?v=BvZV3uVpGkY Macrófago fagocitando bacterias:https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_358500017&feature=iv&src_vid=BvZV 3uVpGkY&v=BDr44vLNnPY Células dendríticas en vitro interactuando con linfocitos T: https://www.youtube.com/watch?v=rm1hMMvt0rk&app=desktop BIBLIOGRAFÍA:“Inmunología” de Abbas 8va edición +“Introducción a la inmunología humana” de Fainboim y Geffner 6ta edición + “Mi seminario de fisiología 2015 https://www.youtube.com/watch?v=BvZV3uVpGkY https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_358500017&feature=iv&src_vid=BvZV3uVpGkY&v=BDr44vLNnPY https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_358500017&feature=iv&src_vid=BvZV3uVpGkY&v=BDr44vLNnPY https://www.youtube.com/watch?v=rm1hMMvt0rk&app=desktop Inmunología 2019 Melanie Alvarez 24/111 Caso Clínico N° 1: Inmunidad innata y complemento Ana es una nena de 10 meses que ha sido hospitalizada por presentar fiebre e irritabilidad de 48 horas de evolución. Al examen físico se constata deshidratación moderada y petequias en miembros inferiores (lesiones purpúricas puntiformes, sugerentes de infección sistémica)→ infección sistémica. Los análisis de sangre indican la presencia de valores elevados de neutrófilos compatibles con una infección bacteriana. Sin embargo las radiografías de tórax y los análisis de orina son normales. Ana es una niña con adecuado crecimiento y desarrollo y sus padres no refieren antecedentes patológicos de importancia. Se solicita un hemocultivo el cual es positivo para un germen gramnegativo (Neisseria meningitidis o meningococo). Se solicita prueba de VIH para descartar una inmunodeficiencia adquirirda. Tratamiento: Antibióticos. Pero es raro que haya reaccionado tan fuerte sin infección agregada. Anamnesis: ¿Primera vez que se enferma? ¿Contacto con otros chicos? ¿No tiene otra infección? ¿Dónde vive? Los padres refieren que está todo bien pero dicen que un primo y una tía lejanos fallecieron cuando tenían menos de dos años por meningitis → ALARMA: Inmunodeficiencia genética heredable AUTOSÓMICA (porque no está ligada al sexo) RECESIVA (porque los padres son sanos y la beba no). Preguntas: 1. ¿A qué tipo de defectos del sistema inmune se asocian las infecciones bacterianas? La inmunidad innata y adaptativa desempeñan un papel en la eliminación de las bacterias patógenas y los fagocitos, en el que el complemento y los linfocitos B son los agentes principales. Dado que no existen signos de infecciones bacterianas previas, es improbable que se trate de un defecto de la función fagocítica o de los linfocitos B, especialmente cuando se considera la edad de María. Es decir, la protección que proporcionan los anticuerpos maternos in útero desaparece aproximadamente a los 6 meses de edad. Además, la única alteración celular que se produjo fue un aumento de los neutrófilos, no una disminución. 2. ¿Qué componentes del sistema inmune son necesarios para controlar a Neisseria meningitidis? -Linfocitos B: Si no funcionaran, tendría un montón de infecciones más y, por lo general, los defectos se verían a partir de los 20 meses con hepatomegalia y es muy probable que fallen los linfocitos T también. Pero se podría descargar pidiendo un dosaje de inmunoglobulinas. -TLR4: Asociado a infecciones de bacterias Gram negativas. Funciona porque tiene fiebre y además debería tener más problemas. Pero se podría descartar pidiendo una citometría de flujo → anticuerpo marcado o ADN. - Macrófagos: Si no funcionaran, habría problemas más grandes. - Citoquinas: Funcionan porque sino habría problemas más grandes. - Complemento: Esto hay que investigar. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 25/111 3. ¿Cómo están relacionadas la liberación de LPS proveniente de las bacterias gramm negativas y la secreción posterior de TNFα? La endotoxina (LPS) del meningococo es el principal desencadenante de los acontecimientos de la sepsis, aunque también intervienen otros componentes bacterianos. Hace años se consideraba al complemento, activado por LPS a través de la vía alternativa, como agente central del proceso. Persistiendo la valoración del complemento, ahora se da la máxima importancia a los macrófagos que al ser activados por LPS, liberan citoquinas y otros numerosos factores inflamatorios y de la coagulación, pero sin desdeñar el papel de las células endoteliales productoras de otro mediador fundamental, el óxido nítrico. El LPS se une en primerlugar a una proteína soluble ligadora de LPS presente en lasangre o el líquido extracelular, y este complejo sirve parafacilitar el transporte del LPS a la superficie de la célula respondedora. Una proteína extracelular llamada MD2 (proteínade diferenciación mieloide 2) se une al componente lipídico A del LPS, formando un complejo que interactúa después conTLR4 e inicia señales. Otra proteína llamada CD 14 tambiénes necesaria parala producción eficiente de señales a partirdel LPS. La mayoría de las células expresan CD 14 (exceptolas células endoteliales) en forma de proteína soluble o comoproteína de membrana ligada al glucofosfatidilinositol. La activación más específica e inmediata la ejerce sobre los macrófagos que comienzan a liberar numerosos factores, se estima que pueden sintetizar cientos de proteínas distintas. En la infección meningocócica tiene interés la rápida liberación de citoquinas (TNF, IL-1, IL-6, etc.), moléculas del complemento y factores de crecimiento celular. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 26/111 4. ¿Por qué la deficiencia de properdina (Factor P), una enfermedad hereditaria recesiva ligada a X, se asocia a infecciones graves por Neisseria meningitidis? La properdina es una de las proteínas reguladoras de la vía alternativa del sistema del complemento liberada por los monocitos. Se encarga de estabilizar la unión de C3bBb o convertasa C3. La deficiencia de esta proteína es de herencia recesiva ligada al cromosoma X y altamente heterogénea. Se han identificado 3 fenotipos: el tipo I, caracterizado por la deficiencia completa de la proteína; el II, cuya deficiencia es incompleta, ya que la concentración de la properdina se encuentra en niveles sumamente bajos; y el tipo III, que se caracteriza por un trastorno de la función reguladora de la proteína. Estos 3 fenotipos se asocian con una susceptibilidad aumentada a las infecciones por neisserias, principalmente aquella que provoca enfermedades meningocóccicas. Seguimos estudiando a la paciente: Los déficit de las proteínas de la vía terminal del complemento que forman el complejo de ataque de membrana (C5 a C9) o los déficits en los componentes de la vía alternativa (factor P o poperdina) se presentan en su mayoría como infecciones por Neisseria. En lugar de realizar pruebas de cada uno de los componentes del complemento, se realiza una valoraciónde las vías alternativa, clásica y terminal del complemento determinando la capacidad del suero del paciente (complemento) de lisar eritrocitos bovinos mediante las pruebas CH50 y AH50. El 50 es porque el suero del paciente debe poder lisar más del 50% de los glóbulos rojos para ser considerado normal. 1ER ESTUDIO La prueba de CH50 se define como la cantidad de suero del paciente que lisará el 50% de los eritrocitos bovinos recubiertos con anticuerpo. La AH50 es similar a la CH50, pero los eritrocitos bovinos no están recubiertos con anticuerpos. De hecho, la CH50 determina los componentes de la vía clásica y terminal del complemento, mientras que la AH50 determina los componentes de la vía alternativa y terminal. Si la CH50 es normal pero la AH50 es anormal, el defecto se encuentra en los componentes en la vía alternativa. Si la AH50 es normal y la CH50 es anormal, el defecto se encuentra en los componentes de la vía clásica. Si tanto CH50 como AH50 son anormales, es probable que exista un déficit en uno de los componentes de la vía terminal. Este fue el caso de María. 2DO ESTUDIO Se podrían seguir realizando estudio para ver qué proteína falla, pero como no hay terapia génica, saber qué componente falla no cambia el tratamiento, así que ese estudio sólo se realiza en investigación. Mediante RIA o ELISA se podría medir las concentraciones totales de cada una de las proteínas del complemento, utilizando anticuerpos específicos frente a la proteína que se piensa analizar. Los niveles de actividad se determinan mediante pruebas diseñadas especialmente para detectar cada una de las proteínas del complemento, en las que se añade suero a una mezcla que contiene eritrocitos sensibilizados y todos los componentes excepto el que se pretende analizar. Diagnóstico: Meningitis meningocóccica asociada a déficit de uno de los componentes de la vía terminal del complemento. Tratamiento: No existe reemplazo del complemento. Se realiza antibiótico intensivo. A pesar de que se recomienda en gran medida la vacunación en esta población de pacientes, ésta les protegerá sólo si la vacuna contiene el mismo serotipo de cápsula polisácarida que el del microorganismo patógeno infeccioso. Siempre que tenga fiebre, descarto Neisseria. Si es Neisseria, le doy antibiótico al toque. Avisarles a los padres que al ser una enfermedad hereditaria autosómica recesiva hay un riesgo del 25% de tener otro hijo con el mismo problema. Inmunología 2019 Melanie Alvarez 27/111 Hecho en base a apuntes del seminario +http://bvs.sld.cu/revistas/hih/vol22_1_06/hih06106.htm + “Inmunología basada en la resolución de problemas” Preguntas de auto evaluación 1) Si las infecciones bacterianas son características de los defectos de los linfocitos B, el complemento o los fagocitos. ¿En cual de las siguientes condiciones NO aumentaría la suceptibilidad a infecciones por Neisseria meningitidis? CORRECTA: Las células NK se relacionan con la inmunidad frente a virus u otros patógenos intracelulares. La opción de “presencia de bazo funcional” es como tramposa, la asplenia produciría susceptibilidad, pero la presencia NO me daría susceptibilidad… no sé qué onda. 2) Neisseria meningitidis es una bacteria Gramm negativa. El sistema inmune es capaz de reconocer la presencia de este tipo bacterias mediante la detección de sus lipopolisacáridos (LPS, o endotoxina) a través de los receptores de tipo Toll (TLR4). ¿Cómo se relaciona la detección de LPS con la producción de TNFα? CORRECTA: El receptor TLR4 se homodimeriza y trasmite señales a través de la proteína adaptadora MyD88 para luego activar el factor de transcripción NFκβ, el cual favorece la expresión del gen del TNFα. LPS TLR4 activado por LPS 3) La properdina es la única molécula que positivamente regula la actividad del complemento. Forma homo di, tri o tetrámeros que favorecen la unión de C3b (es decir el inicio de la vía alternativa del complemento) al Factor B. Además, lo protegen de la degradación por factores reguladores como el Factor I. La deficiencia de properdina es una enfermedad hereditaria recesiva ligada a X, por lo tanto, los varones sufrirán la enfermedad y las mujeres serán portadoras.¿Qué manifestaciones tendrán los pacientes que sufran la enfermedad? http://bvs.sld.cu/revistas/hih/vol22_1_06/hih06106.htm Inmunología 2019 Melanie Alvarez 28/111 CORRECTA: Una meningococemia fulminante 4) Los reguladores de la activación del complemento (en inglés RCA) son una serie de moléculas que presentes en forma soluble o unidas a las membranas celulares inhiben la actividad del complemento. • Factor H (fH) • Factor acelerador de decaimiento (Decay-accelerating factor, DAF o CD55) • Receptor de complemento 1 (CR1 o CD35) • Proteína cofactor de membrana (MCP o CD46) • Proteína que une C4b (C4b-binding protein, C4BP) Indique un mecanismo de acción de estas moléculas (sólo una respuesta es correcta) CORRECTA: El factor H es un inhibidor soluble que favorece la degradación de C3b. Es más, las mutaciones del factor H se asocian con autoinmunidad (si se pierde función) o susceptibilidad a infecciones (si ganan función). El factor H es más activo cuando esta cerca de las estructuras celulares propias, pero algunos patógenos son capaces de "reclutar" al factor H. 5) Los patrones asociados a patógenos (PAMPs) o patrones asociados a daño (DAMPs) son estructuras moleculares conservadas que son reconocidas por receptores de la inmunidad innata.Indique cuales son las afirmaciones correctas (hay una o más de una) CORRECTAS: Los glucanos de tipo dectina se encuentran en hongos y El ácido lipoteicoico se encuentra en bacterias grampositivas. Inmunología 2019
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