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Introducción a la Inmunología Inmunología Básica – 2020 – Teórico N° 1 Dra. Marina Etcheverrigaray • Conceptos generales del sistema inmune. • Propiedades y generalidades de las respuestas inmunitarias. • Células y tejidos del sistema inmune. Inmunología es la ciencia que estudia los procesos fisiológicos implicados en la defensa de la integridad biológica de un organismo. Inmunidad (del latín: immunitas): protección frente a procesos legales que disfrutaban senadores romanos. Protección frente a la enfermedad, más específicamente, enfermedades infecciosas. Inmunología: estudio de la defensa del organismo contra las infecciones. - Vivimos rodeados de microorganismos - Muchos de ellos causan enfermedad - Pocas veces nos enfermamos. Preguntas que responde la inmunología: - ¿Cómo se defiende el organismo? - ¿Cómo se elimina al invasor y se cura solo? - ¿Por qué hay inmunidad a largo plazo a muchas enfermedades infecciosas? Importancia del sistema inmunitario en la salud y en la enfermedad TEÓRICO 11 TEÓRICO 12 Eficacia de la vacunación en algunas enfermedades infecciosas TALLER 4 • Observación: Personas recuperadas de una enfermedad infecciosa, no volvían a contraer la misma enfermedad. • Primera referencia escrita (430 a.C., Tucídides, historiador guerra del Peloponeso): Descripción de una plaga en Atenas; sólo las personas recuperadas de la enfermedad podían cuidar a los enfermos. • Primeros intentos de inducir inmunidad en forma deliberada, llevada a cabo por chinos y turcos en el siglo XV: Costras secas de la viruela administradas en pequeños cortes en la piel (variolización). Antecedentes históricos • Fines del siglo XVIII (Edward Jenner, mejora el método): - Ordeñadoras que habían contraído la viruela de las vacas [virus vaccinia] eran inmunes a la viruela. - Inocula deliberadamente con líquido de pústula de la viruela vacuna y luego lo desafía con viruela [virus variola] (vaccination). • Fines del siglo XIX: - Koch: enfermedades infecciosas causadas por MO. - Pasteur: vacuna pollos contra cólera. - Von Behring y Kitasato: suero de animales inmunes a difteria o tétanos contenían una “actividad antitóxica” que protegía por poco tiempo contra esas toxinas (anticuerpos). VIRUS HONGOS PARÁSITOS BACTERIAS RADIACIONES AGENTES QUÍMICOS Pseudomonas aeruginosa Treponema pallidum Streptococcus pneumoniae Staphilococcus aureus Salmonella typhi Diversidad de forma Trichinella spiralis Oxiuros Trypanosoma cruzi Epidermophytom floccosum Aspergillus fumigatus Toxoplasma gondii Derivados químicos Virus de la hepatitis Virus de la influenza Diversidad de tamaño Diversidad en la localización Mycobacterium tuberculosis Replicación intracelular Streptococcus pneumoniae Replicación extracelular • Piel (2 m2) • Mucosas: tracto urogenital, respiratorio, digestivo, conjuntiva (450 m2) • Parenteral Numerosas puertas de ingreso al organismo: HONGOS VIRUS ¿Cómo protegernos de las constantes amenazas a las que estamos sometidos? Respuesta Inmune: Respuesta global y coordinada de un conjunto de estructuras biológicas y de mecanismos, que permiten la defensa de un individuo ante una agresión. BACTERIAS PARÁSITOS Proceso dinámico: su naturaleza e intensidad cambian continuamente. ¿Cuál es el objeto del sistema inmune? Es el conjunto de órganos, células y moléculas responsables de la inmunidad. ¿Qué es el sistema inmune? El sistema inmune surge como una función esencial para la vida, en un medio donde coexisten agentes patógenos y hospedadores. - Reconocer lo “propio” - Destruir lo “no propio” - Recordar al “enemigo” ¿Qué es la inmunidad? Es el estado de resistencia a enfermedades infecciosas. ¿Cuáles son las características más importantes de la respuesta inmune? - Diversidad: Responder a una gran variedad de agentes agresores. - Memoria: Frente a repetidas exposiciones al mismo agente agresor, la respuesta es más enérgica. - Especialización adaptativa: Se generan respuestas óptimas frente a diferentes tipos de agentes agresores. - Tolerancia, No autorreactividad: Impide la producción de lesiones en el huésped durante la respuesta a un agente agresor. - Autolimitación: El sistema inmune retorna a su estado basal (homeostasis). - Especificidad: Identifica patógenos concretos, puede distinguir diferencias muy similares entre sí. - Distinguir lo propio de lo ajeno: Reconoce cuales son nuestras propias células y moléculas, dentro de la misma especie y dentro de cada individuo. TALLER 4 TEÓRICO 10 TEÓRICO 10 Respuesta inmune: confluencia de dos estrategias diferentes Inmunidad innata (natural o nativa) Inmunidad adaptativa (adquirida) - Primera línea de defensa. - Respuesta rápida: Componentes previos a la infección. - Siempre disponible para combatir un amplio rango de patógenos. - No conlleva a inmunidad a largo plazo. - No es específica para cada patógeno individual. - En una primo infección existe un lapso de tiempo entre la exposición y la respuesta. - Especificidad: distingue entre microorganismos y moléculas estrechamente relacionadas. - Memoria: capacidad de recordar y responder con mayor intensidad. Definiciones - Inmunógeno: Sustanciasqueestimulanrespuestasinmunitarias. - Antígeno: Sustancias que se unen a receptores de linfocitos o a anticuerpos, estimulen o no la respuestainmune. - Epitope o determinante antigénico: Elementos del Ag que sonreconocidosespecíficamenteporciertos linfocitos. Cada linfocito tiene receptores de membrana capaces de discernir diferencias sutiles de laestructuradelAg (dosepitopesdistintos). Inmunidad innata - Barreras físicas y químicas: Epitelios (respiratorio, digestivo, genito-urinario), sustancias antimicrobianas de la superficie epitelial. - Amplia variedad de tipos celulares que comparten una herramienta común para reconocer a los microorganismos. - Proteínas sanguíneas - Citoquinas TEÓRICOS 3 Y 4 Microorganismos normalmente presentes en cada entorno particular, p. ej., el intestino. Ecosistema Microbiota Inmunidad adaptativa - Linfocitos (L) - Anticuerpos (Ac) - Antígenos: sustancias ajenas que desencadenan respuesta inmune específicas o son reconocidas por L o Ac. TEÓRICOS 2, 6, 7 Y 8 Características de inmunidad innata y adaptativa Propiedades de la inmunidad innata y adaptativa Tipos de inmunidad adaptativa - Humoral: Anticuerpos (sangre, secreciones mucosas) producidos por linfocitos B - Celular: Linfocitos T Fases de la respuesta inmune adaptativa Inmunidad activa y pasiva Inmunidad activa: - Inmunidad que se despierta por exposición al Ag - Linfocitos vírgenes Linfocitos inmunes Inmunidad pasiva: - Paso de suero o linfocitos desde otra persona dotada de inmunidad específica. - El receptor se hace inmune al Ag sin haber estado expuesto. - Ac maternos al feto. - Ac anti-toxinas (tétanos, antiofídicos) Características de la respuesta inmune adaptativa Especificidad, memoria y contención de la respuesta inmune adaptativa Repertorio linfocitario elevadísimo de una persona capaz de distinguir entre 107 y 109 epitopesdistintos. Ciertos clones reconocen un Ag extraño y responden Principio de la selección clonal. Citoquinas - Mediadores solubles del sistema inmune. - Son proteínas secretadas por muchos tipos de células distintas. - Median y regulan todos los aspectos de la inmunidad innata y adquirida. - Organismo humano posee 180 genes para citoquinas. - Nomenclatura fortuita: ◦ en función de la actividad biológica ◦ interleuquinas con distintos sufijos. - Pleiotropismo: una misma citoquina ◦ puede actuar sobre distintos tipos de células ◦ puede tener múltiples efectos biológicos - Acción: ◦ Autócrina: sobre la misma célula que la produce. ◦ Parácrina: sobre células cercanas. ◦ Endócrina: acción a distancia cuando entran en circulación. ¿Qué es lo que reconocen? dos maneras diferentes de «reconocer» a los patógenos. Inmunidad innata y adaptativa: Inmunidad innataPatrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs) Inmunidad adaptativa Epitopes antigénicos ● Patrones Moleculares Asociados a Patógenos (PAMPS): Moléculas de microorganismos que comparten 3 propiedades: - se expresan en microorganismos y no en el huésped - son compartidos por distintos microorganismos - esenciales para supervivencia o patogenicidad del microorganismo ● Receptores de Reconocimiento de Patógenos (RRP) ● Células fagocíticas (neutrófilos, macrófagos), células dendríticas, linfocitos citolíticos naturales (NK). ● Proteínas sanguíneas: miembros del sistema complemento, mediadores de la inflamación. ● Citoquinas: proteínas que regulan las funciones de las células de la inmunidad innata. ● Mecanismos específicos frente a estructuras comunes a grupos de microorganismos relacionados, pueden no distinguir ligeras diferencias entre microorganismos. Inmunidad Innata - Son reconocidos por los receptores de reconocimiento de patrones (RRP). - RRP presentes en las células de la inmunidad innata. PAMPs: - Son reconocidos por los receptores antigénicos. - TCR, BCR presentes en las células de la inmunidad adaptativa. Epitopes antigénicos: Reconoce motivos compartidos (PAMPs) Existe un centenar de RRP Inmunidad innata Inmunidad adquirida Reconoce motivos singulares (epitopes) Existe un centenar de millones de receptores antigénicos Células del sistema inmune Clases de linfocitos Clases de linfocitos Los procesos de diferenciación no ocurren al azar: ● Están regulados por proteínas: factores estimuladores de colonias y citoquinas producidos por el estroma de la médula ósea y macrófagos. ● Citoquinas: Permiten una respuesta inmune concertada (proliferación, diferenciación, inflamación, hematopoyesis). Diferenciación hematopoyética Progenitor mieloide: ● Macrófagos: - forma madura de los monocitos circulantes - residen en tejidos ● Células dendríticas: - actúan en inmunidad innata y adquirida - APCs: son presentadoras de Ag activan a los linfocitos T, mostrando Ag en su superficie ● Granulocitos: - gránulos con enzimas líticas ● Mastocitos: - respuestas alérgicas - respuestas contra parásitos Progenitor linfoide: ● Linfocitos: - inmunidad adaptativa - enorme variedad de receptores antigénicos en su superficie - Linfocito B: unión al Ag células plasmáticas o plasmocitos producción de Ac - Linfocito T: Linfocitos T citotóxicos y linfocitos T helper ● Natural killer(NK): - Inmunidad innata Linaje mieloide Tejidos y órganos linfáticos Amígdalas Médula óseaVasos linfáticos Timo Placas de Peyer Bazo Ganglios linfáticos Conducto torácico Corazón Vena subclavia izquierda IntestinoApéndice Adenoides Vena subclavia derecha ● ÓRGANOS LINFOIDES PRIMARIOS (centrales) Sitio donde se desarrollan y maduran los linfocitos: - Médula ósea - Timo ● ÓRGANOS LINFOIDES SECUNDARIOS (periféricos) Sitio de encuentro de LB y LT maduros con los Ag: - Ganglios linfáticos - Bazo - MALT (mucosal associated lymphoid tissue) Maduración de linfocitos Estadios en el ciclo vital de los linfocitos Órganos linfoides primarios: ● Médula Ósea: - Lasstemcellsse auto-renuevany diferencian - Microambiente adecuado para la maduración y diferenciaciónde losprecursorescelulares - Huesoslargos, íleony esternón ● Timo: - Sitio de maduración de los LT - Glándula bilobulada - Involuciona en la pubertad ● Timo: Ruta migratoria de las células T en desarrollo Los precursores de los LT llegan por vía arterial a la corteza del timo, pasan por capilares a la médula tímica, desde donde salen ya diferenciados como LT CD4+ o LT CD8+. ● Ganglio: - Distribuidos a lo largo de los vasos linfáticos - Corteza: mayoritariamente LB. También macrófagos, y células dendríticas foliculares - Paracorteza: LT - Médula: sitio por donde salen los L ● Bazo: - Lugar donde se inicia la respuesta inmune adaptativa para antígenos transportados por la sangre - Filtración de sangre y captura de Ag desde la sangre - Pulpa roja: eritrocitos viejos son destruidos y removidos - Pulpa blanca: rica en L, RI Adaptativa - Zona marginal: LB y macrófagos ● Tejido linfoide asociado a mucosas (MALT): Agregados de tejido linfoide no capsulado, que se localizan en los tractos genito-urinario, respiratorio y gastrointestinal. Está formado por: - Tejido linfoide asociado al tracto gastrointestinal (GALT): (Placas de Peyer, ganglios mesentéricos, apéndice y folículos aislados) - Tejido linfoide asociado al tracto nasofaríngeo (NALT): (Adenoides, amígdalas) - Tejido linfoide asociado al árbol bronquial (BALT) - Glándulas mamarias y salivares - Tracto urogenital TEÓRICO 9 Ejemplo: Intestino delgado ● Tejido linfoide asociado a mucosas (MALT): - Urogenital: - Gastrointestinal: - Respiratorio: Apéndice ◦ Amígdalas, adenoides ◦ Apéndice ◦ Placas de Peyer Sistema linfático - Red de vasos - Homeostasis de fluidos de los tejidos - Respuesta inmune - Linfa (líquido intersticial) - Capilares linfáticos - Vasos linfáticos aferentes - Vasos linfáticos eferentes - Conducto torácico (desemboca en la vena cava superior y el líquido regresa al torrente circulatorio) Migración de los Linfocitos T Circulación de los linfocitos Extravasación: LT y LB circulan en sangre, llegan por la arteria y abandonan la circulación para acceder al estroma del ganglio a través de las vénulas endoteliales altas (HEV). Tráfico de linfocitos vírgenes y transporte del antígeno al ganglio linfático Un individuo tiene 100 millones de especificidades distintas; sin embargo, específicos contra un Ag, sólo unos pocos miles. Probabilidad de encuentro entre un linfocito y su Ag sería muy baja de no existir rutas de tráfico definidas. La recirculación linfocitaria incrementa la probabilidad de encuentro de linfocitos con su antígeno específico. Antígenos son transportados desde su sitio de ingreso hasta los órganos linfáticos secundarios. TEÓRICO 5 ● Patrón de expresión de moléculas de adhesión. ● Patrón de expresión de quimiocinas y la distribución de dichas quimiocinas. ¿Qué determina la correcta migración de las células del sistema inmune a los tejidos donde deben desempeñar sus funciones? INNATA ●PAMP/RRP ● Línea Germinal ●No Expansión Clonal ● Fase Temprana ●No recirculan ●No Memoria ADAPTATIVA ●Epitopes/TCR y BCR ●Reordenamientos ●Expansión Clonal ● Fase Tardía ●Recirculan ●Memoria Respuesta inmune Inmunidad innata Inmunidad adaptativa Respuesta inmune Funciones críticas de la inmunidad innata - Erradicar/contener el proceso infeccioso - Orientar el curso de la inmunidad adaptativa Desafío central para la inmunidad innata - Decodificar las propiedades del patógeno e inducir un perfil adecuado de respuesta inmune adaptativa: diferentes perfiles T CD4+, T CD8+ Libros: Abbas, Abul K.; Lichtman, Andrew H.; Pillai, Shiv Inmunología básica Barcelona, Elsevier España, 5. ed., 2017 Abbas, Abul K. ; Lichtman, Andrew H. Inmunología celular y molecular Madrid, Elsevier Saunders, 7. ed., 2012 Murphy, Kenneth . Janeway’s Immunobiology Nueva York, Londres, Garland Science, 8. ed., 2012 Fainboim, Leonardo ; Geffner, Jorge Introducción a la inmunología humana Buenos Aires, Médica Panamericana, 6.ed., 2011 Páginas web interesantes: • http://www.roitt.com/glossary.asp • http://bio-alive.com/categories/immunonology.htm • http://pathmicro.med.sc.edu/book/immunol-sta.htm • http://www.blink.biz/immunoanimations/index1.html Bibliografía
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