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Inmunología de Rojas Células linfoides de la inmunidad innata LTi iNKT NK Ayudadora innata LB-1 LBZM William Rojas M. Juan-Manuel Anaya C. Beatriz Aristizábal B. Luz Elena Cano R. Luis Miguel Gómez O. Damaris Lopera H. Cra. 72A No. 78B - 141 • Tel.: + 57 (4) 4035950/90 • Fax + 57 (4) 441 55 14 www.cib.org.co/fec • fondoeditorialcib@cib.org.co • Medellín, Colombia Luis Miguel Gómez O., MV, MSc. Profesor de Inmunología, Facultad de Medicina, Universidad Pontificia Bolivariana. Director de Investigación y Desarrollo, Solla S.A., Medellín, Colombia. Próximamente obtendrá su PhD en Nutrición Animal, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia. William Rojas M., MD. Médico Universidad de Antioquia; Internista Universidad de Pensilvania. Ha sido jefe del Departamento de Medicina Interna, Rector de la Universidad de Antioquia y Director de la Corporación para Investigaciones Biológicas. Medellín, Colombia. Juan-Manuel Anaya C., MD, PhD. Profesor Titular y Director, Centro de Estudio de Enfermedades Autoinmunes (CREA), Facultad de Medicina, Universidad del Rosario, Bogotá, Colombia. PhD en Inmunogenética, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia. Damaris Lopera H., PhD. Bacterióloga. PhD en Biología con énfasis en Inmunomodulación. Profesora de la Escuela de Microbiología, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia. Luz Elena Cano R., PhD. Investigadora Titular, Unidad de Micología Médica y Experimental, Corporación para Investigaciones Biológicas. Profesora Escuela de Microbiología, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia. Beatriz Aristizábal B., MSc, PhD. Coordinadora Laboratorio de Diagnóstico Molecular, Hospital Pablo Tobón Uribe. Medellín, Colombia. In m un ol og ía d e Ro ja s Rojas W. Anaya J-M. Aristizábal B. Cano L.E. Gómez L.M. Lopera D. 221 14-I geneRalIdades Las citoquinas son moléculas pequeñas, de 30 kDa, proteicas o glucoproteicas, que actúan como mensajeras que llevan información de una célula a otra. La mayor parte de las células del organismo producen una o varias citoquinas, y a su vez, res- ponden a varias de ellas. Participan en los procesos tanto de inmunidad innata como adquirida. Son muchas las citoquinas que participan en el funcionamiento y regulación de la respuesta inmune. Las principales han sido ya mencionadas en los capítulos precedentes. Más que un estudio sistemático, este capítulo es una especie de anexo en el que se hace un resumen general sobre ellas; se hace énfasis en el grupo de las interleuquinas. Las citoquinas son moléculas de gran actividad biológica. Una billonésima de un gramo (10-12) de IFN, es suficiente para proteger, in vitro, a un mi- llón de células del ataque de 10 millones de par- tículas virales. Los LsT son las células que más interleuquinas producen. Los LsB son esencialmente productores de Igs, pero también producen varias de ellas. La unión de una citoquina a su receptor espe- cífico genera una cascada de señales intracelulares que conducen al control de la expresión de uno o varios genes, como manifestación de la actividad funcional de la célula. Interleuquinas. Son las citoquinas producidas por células del sistema inmune con efecto sobre otras células del mismo sistema. SOCS (suppressors of cytokine signaling). Son proteínas involucradas en el control de la respuesta inflamatoria a través de varias vías de señalización que incluyen moléculas como JAK/STAT. Identificación de figuras. En este capítulo, y solo en este, emplearemos dos denominaciones, uno literal para las figuras de las generalidades o de aquellas citoquinas que se conocen por nombre y no por número, y otra numérica que coincide con la numeración que se ha dado a las interleuquinas. De esta manera pretendemos facilitar el consultar las características de cada una de ellas. En la figura 14-A se muestra como ejemplo, las citoquinas que son producidas por las diferen- tes subpoblaciones de LsT y las células sobre las cuales tienen efecto. Por lo general las citoquinas no están prefor- madas dentro de las células que las producen, se generan a raíz de la activación de estas. Actúan por medio de diferentes receptores cuya clasifica- ción es compleja, siendo la más aceptada aquella basada en la homología de su estructura. Recep- tores para citoquinas. Son muchos y frecuente- mente promiscuos o sinérgicos. En la figura 14-B se presenta un esquema simplificado de los princi- pales receptores. La producción de AcsMcs que bloqueen estos receptores o que se unan a determinada citoquina para evitar que se una a su receptor, ha abierto la puerta a nuevos tratamientos biológi- cos en aquellas afecciones en las cuales hay exce- so de producción de una de ellas. El ejemplo más notorio hasta el momento es el del empleo de AcMcs contra el TNF en pacientes con artritis reumatoide, con lo cual se está logrando detener el curso de la enfermedad y mejorar la calidad de vida de los pacientes. Luz Elena Cano R. William Rojas M. Luis Miguel Gómez O. Beatriz Aristizábal B. Damaris Lopera H. Citoquinas Capítulo 14 222 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 Muchas citoquinas cumplen varias funciones, lo que se denomina pleiotropia. Por ejemplo el TGF-β induce en los condrocitos la síntesis de proteínas de la matriz extracelular y en los fibro- blastos, la de colágeno. La IL-4 estimula la prolife- ración de LsT y LsB así como de mastocitos. Varias citoquinas tienen un mismo efecto, es decir hay redundancia en sus funciones. Así, las IL-1 e IL-6 y el TNF inducen en el hígado la producción de las proteínas de la fase aguda de la inflamación. Las IL-2, IL-4 e IL-5 estimulan la proliferación de los LB. Algunas se potencializan entre sí, lo que se lla- ma sinergismo: las IL-4 e IL-13 actúan conjunta- mente sobre los plasmocitos induciendo el cambio de IgM a IgE. Otras por el contrario son antagónicas. La IL-4 inhibe la síntesis del IFN-γ y viceversa (figura 14-C). Las citoquinas actúan como reguladoras de las respuestas fisiológicas y fisiopatológicas. Su efecto se ejerce por diferentes maneras; acción autocrina (sobre la misma célula que la produce), paracrina (sobre una célula vecina) o endocrina (de efecto sistémico) mediante receptores específicos para cada una de ellas presentes en las células sobre las que actúan (figura 14-D). Funciones de las citoquinas En la inmunidad innata las principales son: TNF α, IL-1, IL-12, IL-17 e IFNγ. En la adquirida las IL-2, 4, 5 y el IFNγ (tabla 14-1). El acoplamiento de una citoquina a su re- ceptor desencadena una serie de eventos bioquí- micos de fosforilación de proteínas en el interior de las células, que se traducen en los siguientes fenómenos: modificaciones del citoesqueleto; mensajes al núcleo para inducir la expresión de otras citoquinas; inducción de receptores especí- ficos de muerte que conducen a la muerte por apoptosis de la célula. Familias de citoquinas Se pueden dividir en varias familias: • Citoquinas tipo I o hematopoyetinas, ILs-2, 3, 4, 5,6 7, 9, 11, 12, 13, 15, 21, 23, y 27. • Tipo II, IFNs, e IL-10.Figura 14-A. Citoquinas producidas por LsT. LB LT Ctx Mø EOS Mas PMN NK GM-CSF Célula basal TNF Activado IL-3 IL-5 IL-16 IL-25 IL-2 IL-12 IL-15 IL-6 IL-16 IL-22 IL-13 IL-17 IL-12 IFNγ IL-4 IL-2 IL-4 IL-16 TNF IFNγ Hígado Fibroblasto IL-2 IL-3 IL-4 IL-5 IL-6 IL-10 IL-13 IL-14 IFNγ IL-3 IL-4 IL-10 IL-3 IL-6 IL-7 IL-16 IL-17 223 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 • El grupo de TNF, TNF, linfotoxina, BAFF, APRIL, ligando Fas. • Las quimioquinas Las estudiaremos en orden numérico de la IL-1 a la IL-38 y por familias cuando nos refiramos a los IFNs y al TNF. Citoquinas e infecciones Varias citoquinas participan en la defensa contra infecciones. La IL-1β incrementa la producción de defensinas en el pulmón y de lipocalina-2, fijadora de hierro. La IL-18 activa las NKs y genera la pro- ducción de la proteína antimicrobianaLL37 (cate- licidina). Las IL-17 e IL-22 regulan la producción de péptidos antimicrobianos. Cuantificación de citoquinas. Experimental- mente la dosificación de las citoquinas se hace por bioensayos. En la clínica se están empleando inmunoensayos para dosificarlas y definir su par- ticipación en procesos inflamatorios, infecciosos o de rechazo de trasplantes. Ver capítulo 18. 14-II InteRleuquInas (Ils) Nota. En las figuras que aparecen en las próximas páginas se hace un resumen de las principales ca- racterísticas, células que las producen y sus princi- pales funciones. Sus funciones son muchas y complejas y casi a diario se les encuentran otras. Sugerimos a los interesados revisar las siguientes figuras de capítu- los anteriores: Producidas por Mas, figura 7-4, por Eos, figura 7-6, por fibroblastos, figura 7-8, por las diferentes subpoblaciones de LsT, figura 10-6, de LB, figura 11-1. Figura 14-B. Receptores para citoquinas y quimioquinas. Cadena específica para cada citoquina Cadena β Receptores para IL-3, IL-5 GM - CSF Receptores para IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 Receptores para IL-13, IFN-α, IFN-β, IFN-γ, IL-10 CCR1-10 CXCR1-5 XCR1 CX3CR1 Receptores para quimioquinas Cadena γ Figura 14-C. Funciones de algunas citoquinas. LB LB LB LB LT Mas ProliferaciónIL-4 IL-2 IL-4 IL-5 IL-4 + IL-5 IL-13 IL-4 IFNγ Proliferación Producción de IgE Regulación de la producción de IgE Pleiotrópica Redundantes Sinérgicas Antagonistas + – Figura 14-D. Maneras de actuar de las citoquinas. L L Autocrina Paracrina Endocrina 224 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 Figura IL-1. Conocida también como factor activador de los linfocitos y pirógeno endógeno. Se estudió en los capítulos de Fagocitosis e Inflamación. Hay un medicamento experimental, anakinra, que deprime la producción de IL-1 y que muestra un gran potencial para antagonizar el efecto de esta citoquina cuando se esté produciendo en exceso. Se conocen dos subcla- ses, α y β. Un defecto molecular en su receptor es respon- sable de una de las inmunodeficiencias primarias combinadas, SCID. Coadyuva en el desarrollo de LsB y de DCs. Mø LB LT Ac IL-2 Fiebre ↑ACTH Queratinocitos ↑Defensinas Proteína A Proteína P Fibrinógeno Proteína C reactiva Albúmina Endotelio IL-1 + + + + + + Antagonista del receptor de la IL-1. Es una citoquina descrita recientemente cuya función es contrarrestar el efecto de la IL-1 para frenar los procesos inflamatorios. Es producida por los fa- gocitos. Se evalúa su empleo en el tratamiento de sepsis, artritis reumatoide, psoriasis, asma y enfer- medades inflamatorias del intestino. Tabla 14-1. Principales citoquinas y algunas de sus funciones. Citoquinas Hematopoyesis Inmunidad innata Inflamación Inmunidad adquirida Th1 Th2 Th3 Treg IL-3, 7 G-CSF GM-CSF Eritropoyetina IL-1, 6,8 IL-12, 15,18 IFN, α, β, γ TNF-α TGF-β IL-17 IL-23 IL-6 y otras citoquinas proinflamatorias IL-2 IL-12 IFN-γ TNF-β IL-4 IL-5 IL-6 IL-9 IL-10 IL-13 TGF-β IL-10 Proliferación Activación Trasformación en Møn CD4 CD8 Proliferación IL-2+ + + + +LB LT Treg LT Mon NK NK NKT Mas Figura IL-2. Es producida por los LsT activados. Una falla congénita en su producción o en la de su receptor es responsable de alguna de las variedades de inmu- nodeficiencia severa mixta. Activa diferentes células del sistema inmune. Su principal función es la de regular la generación, maduración, activación y sobrevivencia de los LsTreg que frenan la respuesta inmune y evitan el desarrollo de afecciones autoinmunes. Con su empleo se logra curar el cáncer de riñón. 225 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 LB Th2 + + IL-3 Hematopoyesis Células epiteliales del timo Endotelio Queratinocitos NK Mas Figura IL-3. Es producida por los LsT activados por la IL-2. Su principal función es estimular la hematopoyesis. LTh2 Th1 LT Th2 + + + IL-4 IL-3, IL-4, IL-5, IL-9 G-CSF M-CSF ↑HLA-II IgE IgG4 Endotelio Mø LB Mas Figura IL-4. Llamada también factor de proliferación de los LsB. Es la citoquina que más estimula la producción de Acs de la clase IgE y el desarrollo de LsTh2. + Maduración ↑IL-2R (CD25) Diferenciación en LsTctx IgM IgA LTh2 LB LT Mø EOS Mas + + IL-5 Figura IL-5. Es el principal factor responsable del crecimiento y diferenciación de Eos. Diferenciación LTh17 y LTh22 Proteínas de la inflamación Fiebre IL-6 Endotelio Estroma de la médula ósea FibroblastosTh2 Mø + + + + LB LTh1 Figura IL-6. Estimula la secreción de Igs por parte de los LsB transformándolos en células plasmáticas. Es la principal citoquina inductora de la producción de las proteínas de la fase aguda de la inflamación. Es antago- nizada por el 17-beta estradiol. Su bloqueo está dando resultados alentadores en el tratamiento de varias afec- cione autoinmunes. Al faltar esta hormona se activa la osteoclastogénesis generando osteoporosis. + Megacariocitos Estimula IL-3 y GM-CSF L Pro T L Pro B + + + IL-7 Estroma de la médula ósea y el timo Figura IL-7. Es conocida también como linfopoyetina-1 porque actúa en la producción y maduración de linfoci- tos. Es producida por las células del estroma de la me- dula ósea. Induce la generación de la línea linfoide. Es inhibida por TGF-β. 226 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 Mon Mø + Endotelio Atrae Expresión de integrinas Angiogénesis Inflamación Fibroblastos + + PMN IL-8 Figura IL-8. Es la misma quimioquina CXCL8, que atrae PMNs, y responsable del infiltrado leucocitario en las placas de psoriasis y en las sinoviales en los procesos de artritis autoinmunes. Tiene actividad angiogénica. + + IL-6 Megacariocitos+ IL-9 LT Th2 Th9 Th17 Treg Mas Figura IL-9. Sinergiza con la IL-4 en la producción de IgM, IgG1 e IgE. Es potente reguladora de los genes que codifican para proteasas como las granzimas. Figura IL-10. Factor inhibidor de la síntesis de citoquinas proinflamatorias. Controla la expresión de 300 genes, lo cual indica su importancia en la regulación de la respuesta inmune. Participa en algunas for- mas de tolerancia inmunológica y frena la inflamación. Algunos parásitos como Leishmania tienen como factor de virulencia la capacidad de incrementar la producción de IL-10, con lo cual impiden la produc- ción de IFNγ. La IL-10 tiene gran homología con la fracción BC RF1 del virus Epstein-Barr, lo cual sugie- re que este virus produce IL-10 como manera de frenar la respuesta de inmunidad celular del hospedero. Diferenciación Tolerancia Inflamación Expresión de HLA-II IFN-γ TNF-β IL-2 + IL-10 – – –– – – – Treg LBMø Th1 Th2Mø DC 227 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 + + + + Estroma de la médula ósea Células mesenquimales Megacariocitos Plaquetas ↑Proteínas fase aguda Hematopoyesis IL-11 Figura IL-11. Participa en la hematopoyesis y en procesos inflamatorios. ++ + + + + + + + IL-12 IFN-γ Actividad microbicida y citolítica LTctx Mø Mø LB Th1 NK LsTγδ Figura IL-12. Factor estimulador de la producción de IFNγ, de la citotoxicidad de las NKs y de los LsTctxs. Antinflamación Fibrosis VCAM-I Endotelio vascular Moléculas de adherencia HLA-II Moco Citoquina ↑NO ↑IL-8 ↑IL-1 ↑IL-12 ↑IL-6 IL-13 + + + + + – – Mø Mon LB Th2 Mas + + NKT Figura IL-13. Es producida principalmente por los LsTh2 y en menor grado por Mas, Bas, Eos y NKTs. Participa en los procesos inflamatorios alérgicos. Coestimula la proliferación de LsB y participa en el cambio de isotipo hacia IgG1 e IgE. Por su efecto so- bre la matriz extracelular participa en el desarrollo de la fibrosis ocasionada por procesos asmáticos crónicos o infección por esquistosoma. Figura IL-14. Es otro de los factores que regulan el cre- cimiento de los LsB activados previamente por un Ag. Es producida por LsT. Factor de crecimiento de células B IL-14 + LB LT228 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 Figura IL-15. Refuerza la inmunidad innata. Es pleio- trópica con actividad de factor de crecimiento para LsT, LsB, NKTs y NKs. CD8 de memoria Epitelio intestinal + + + + + IL-15 LTctx Mø Møs LT LB LT LTγδ NK NK Inflamación + Atrae Mø LT LT CD4 EOS EOS IL-16 Mon Mas Figura IL-16. Es una citoquina pleiotrópica que partici- pa en la regulación de la respuesta inmune en los pro- cesos inflamatorios. Actúa como quimioquina para LsT, Eos y Mons. IL-23 TNF IL1B IL6 IL8 Mucosas Producción de péptidos antimicrobianosInflamación Th17 LsTγδ IL-17 PMN PMN + + + + NKT Figura IL-17. Es una nueva familia de seis citoquinas re- lacionadas estructuralmente de las cuales han sido bien estudiadas las IL-17A e IL-17F, producidas por linfocitos Th17 activados. Participan en los procesos inflamatorios, en las enfermedades autoinmunes y en las alérgicas. Regulan la producción de proteínas antimicrobianas. Actúa principalmente sobre células epiteliales, endote- liales y de los estromas de los órganos linfoides. Induce la expresión de genes que codifican para péptidos anti- microbianos, factores activadores de PMNs e inductores de la fase aguda. Se expresa en LsTγδ, NKTs, Møs, LsT, LsTfh. + Queratinocitos Osteoclastos Células de Kuppfer Inmunidad innata Producción de catelicidinas IFN-γ + + Th1 LT + + LT Mø Mø NK Endotelio IL-18 Figura IL-18. Conocida también como factor inductor de la producción de IFNγ. Incrementa la actividad mi- crobicida de las NK. Aumenta la expresión de moléculas de adhesión (VCAM e ICAM-1), así como de factores de crecimiento del epitelio intestinal. 229 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 Queratinocitos Células epiteliales TNF-α IL-6Th9 + IL-19 Mø + Figura IL-19. Pertenece a la familia de la IL-10. Actuando paracrinamente controla la proliferación y di- ferenciación de los queratinocitos. Participa en la pato- génesis de la artritis reumatoide Producción de IFN-α Proliferación de queratinocitos ++ IL-20 Mon Figura IL-20. Participa en el desarrollo normal de la piel y controla los queratinocitos en los procesos de infla- mación. Proliferación NK LB Th1 Th17 LT CD8 LTfh IL-21 Figura IL-21. Es una potente inmunomoduladora con efectos pleiotrópicos que participa tanto en la inmuni- dad innata como en la adquirida. Estimula la diferencia- ción de las NKs, activa a los LsB y co-estimula a los LsT. Incrementa el efecto antitumoral de las NKs y LsTCD8. Proteínas de fase aguda Mucosas Péptidos antimicrobianos Piel IL-22 + + Mon LB Th1 Th22 Th17 NK Figura IL-22. Es proinflamatoria. Participa en la defen- sa de las barreras de superficie (piel y mucosas), induce la producción de las proteínas de la fase aguda. En el intestino induce la producción de defensinas y la prolife- ración de las células de la mucosa. Inhibe la producción de IL-4 por los LsTh2. Th17 Producción de células T de memoria Inflamación IL-1, IL-6, TNFα IFN-γ + + + + Mø IL-23 Figura IL-23. Incrementa la producción de IFNγ. Es producida por las células presentadoras de Ags. Expande y sostiene la generación de LsTh17. Frena el crecimiento del tumor Cicatrización de heridas IL-1, IL-6, TNF Mon Th2 IL-24+ + – Figura IL-24. Tiene actividad antitumoral y participa en la cicatrización de heridas. + 230 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 Producción de citoquinas Th2 Producción de IgE + IL-25 MøMasTh2 EOS Figura IL-25. Hace parte de la familia de la IL-17 por lo cual se la conoce también como IL-17E. Citoquinas, IL-8, IL-10 Reguladora de la inflamación Memoria LT NK Mon IL-26 + + Figura IL-26. Es producida por células de memoria y Mons. Participa en la regulación de la respuesta infla- matoria. Diferenciación de IL-10 + Th1 Treg Mon IL-27 Mø Figura IL-27. Estimula la diferenciación de LsT vírge- nes ante la presencia de un Ag. Control de virus Actividad antitumoral IFN Tipo III IL-28 IL-29 + + Mon Figuras IL-28 e IL-29. Tienen actividad antiviral por lo cual se las incluyó inicialmente en los interferones tipo I. Actualmente se agrupan como IFNs tipo III. Son produ- cidas por DCs maduras y LsTreg. Figura IL-31. Producida por los LsTh2, es importante en los procesos alérgicos. Su aplicación en animales produce prurito, lesiones en la piel e incremento de la reactividad bronquial. Hay receptores para ella en Ls y células epiteliales. IL-1, TNF, IL-8 IL-1, IL-6 + Th2 Mon Memoria en la piel + Mas LT IL-31 EOS Th1 IL-30 Mø LT Mon Treg + Figura IL-30. Es una subunidad de la IL-27 y tiene funciones similares. 231 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 IL-13 IL-8TNF NKLT Células epiteliales Inflamación + ++ + IL-32 Mø Figura IL-32. Es proinflamatoria. Se presenta en cuatro formas: α, β, γ, y δ. Induce la expresión de TNF y de IL-8 por Mons. Su expresión es inducida en linfocitos, células epiteliales, células NK, tejido sinovial de pacientes con artritis reumatoide y en tejido pulmonar de pacientes con enfermedad obstructiva crónica. IL-4, IL-5, IL-13 Th2 Epitelio del árbol respiratorio Función de alarmina Incrementa la inflamación en procesos alérgicos Células endoteliales cuboides IL-33 + Figura IL-33. Participa en la inmunopatología del asma, artritis reumatoide y arterioesclerosis.También es producida cuando hay un daño celular, por lo cual es considerada como una alarmina. Se estudia el empleo de sustancias antagónicas para el tratamiento del asma, artritis reumatoide y colitis ulcerativa. Bazo Mon Mon Endotelio sinusoidal de la pulpa roja del bazo Proliferación y supervivencia Osteoclastos IL-34 + Figura IL-34. Promueve la diferenciación de Mons en la médula ósea y la osteoclastogenesis. . Incrementa la proliferación y sobrevida de Mons CD14+. Inmunomoduladora – Th17 Treg IL-35 Figura IL-35. Es producida por los LsTreg. Evita la inflamación porque reduce los LsTh17. Célula de Langerhans NF-к BIL-1 Th-1 Th-17 + ++ Queratinocitos LT Mø L IL-36 Figura IL-36. Se presenta en tres formas, α, β, y γ. Es proinflamatoria. Participa en la patogénesis de la psoria- sis y en infecciones por Aspergillus fumigatus. Mø Citoquinas proinflamatorias Supresor natural de la inmunidad innata –– IL-37 Figura IL-37. Esta nueva citoquina se perfila como su- presora natural de la inmunidad innata y de los procesos inflamatorios. Queratinocitos Timo Placenta Amígdalas Bazo Corazón IL-36 LB – IL-38 Figura IL-38. Antagonista natural de la IL-36 porque bloquea su receptor. Participa en la patogenia de artritis psoríatica y espodilitis anquilosante 232 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 14-III factoR de necRosIs tumoRal (tnf) Constituye una familia especial de citoquinas, con más de 19 miembros que interactúan con 29 recepto- res diferentes. Las más estudiadas inicialmente fueron denominadas TNF y linfotoxina. Migración Maduración Apoptosis Expresión de HLA-I y HLA-II Reclutamiento Capacidad microbicida Expresión de moléculas de adherencia Producción de quimio- quinas Ac Reclutamiento Secreción de quimioquinas y citoquinas (IL-1, IL-6, TNF) Presentación de Ag Proteínas de la fase aguda de la inflamación Fiebre Caquexia Si se produce en exceso Síndrome séptico Supresión de la inmunidad adquirida (IL-10, TGF-β) NK LB LT LT TNF (Caquectina) Mø Mø Mas + + + + + PMN Células tumorales Actividades sistémicas + + + + + + Figura Factor de Necrosis Tumoral, TNF. Los inductores más potentes para la producción de TNF por parte de los Møs, son los lipopolisacáridos y elementos de las membranas bacterianas. Su acción es diferente según el receptor al cual se una, si al TNF-R1 produce apoptosis de algunas células, lisis de células tumorales y necrosis hemorrágica en los tumores. Si lo hace alTNF-R2 induce la proliferación de LsT. Su producción se incrementa notoriamente en la malaria y en las meningitis así como en la fase inicial de la leishmaniasis. En las formas graves de malaria por P. falci- parum, esta citoquina es responsable de gran parte de la sintomatología. Induce lipólisis que conduce a caquexia en pacientes con cáncer e infecciones crónicas. Esta participación en el choque séptico, malaria cerebral y en procesos inflamatorios crónicos, como la artritis reumatoide, ha estimulado el desarrollo de moléculas antagónicas, algunas de las cuales se usan ya en la clínica para el control de estas afecciones. 233 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 14-IV InteRfeRones, (Ifns) Isaac y Leidenmann descubrieron en 1957 que muchas células al ser invadidas por un virus producían una sustancia que “interfería” con la infección de esas mismas células por otro virus. Llamaron a esta sustancia interferón. Hoy se sabe que no se trata de una molécula única, sino de un grupo de ellas cuya producción puede ser inducida por infecciones virales, algunos Ags bacterianos, mitógenos u otras citoquinas como IL-1, IL-2, CSF-1 y TNF. En los últimos años se ha visto que algunas de estas moléculas cumplen otras funciones inmunorreguladoras importantes y por esto se ha incrementado el interés en su estudio. El efecto antiviral se ejerce al activar genes previamente reprimidos. Puede generar la producción de por lo me- nos 12 proteínas diferentes. Desarrollo de la arquitectura de los ganglios linfáticos y bazo Quimioquinas, citoquinas, moléculas de adherencia, trombosis Actividad bactericida + + + NK LTMø Mø Mas Linfotoxina Figura Linfotoxina. Participa en la organogénesis y en la conservación de la estructura del bazo. La maduración de las DCs requiere de la ayuda de la linfotoxina así como el desarrollo de la ESAM (Endothelial cell-adhesion molecule) en el bazo. En el intestino participa en la maduración de la sintetaza inducible del óxido nítrico (iNOS) y en los ganglios linfáticos interviene en la expresión de moléculas de adherencia en el endotelio de los capilares. En acción sinérgica con las DCs es responsable del desarrollo de capilares venosos de epitelio cuboides en los órganos linfoides secundarios. Es necesaria para la síntesis de IgA en el intestino. Interviene en la interacción celular de los LsT con otras células en los folículos de los ganglios linfáticos. Figura BAFF, (B cell activating factor) y APRIL, (a proliferation inducing ligand). Se expresan en muchos tipos de células y son esenciales para la supervivencia de los LsB en transición o maduración. Además participan en la regulación de la selección y sobrevivencia de los LsB autoreactivos. Un exceso en su función afecta la tolerancia a lo propio que tienen los LsB y predispone al desarrollo de afecciones autoinmunes. Las células epiteliales y las DCs, cuando entran en contacto con un patógeno, producen BAFF y APRIL, para activar a los LsB. + LsB Epitelio BAFF - APRIL 234 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 Tipos de IFNs. De acuerdo a su estructura, origen y función, se dividen en tres grupos. Casi todas las células del organismo Destruye células infectadas con virus Producción de proteínas antivirales Bloquea producción de Ac Incrementa la expresión de HLA-I Lisis de células infectadas con virus Acción antitumoral Fiebre Virus NK LB LTctx IFN-α y β Tipo I Todas las células Pirógenos ++ + +– Figura IFNs tipo I. Es una familia de citoquinas monoméricas que incluye IFN-α, IFN-β, IFN-έ, IFN-к e IFN-ω, para los cuales casi todas las células del organismo poseen un receptor, por medio del cual se logra iniciar una acción an- tiviral. Los más estudiados son los IFNs α y β que controlan la respuesta inmune innata contra las infecciones virales induciendo la producción de proteínas antivirales en las células infectadas. Adicionalmente en las adyacentes, no infectadas, se activan genes que generan un estado antiviral para prevenir la expansión de la infección viral. Todas las células del organismo expresan receptores para estos IFNs. Los IFNs tipo I facilitan que los Ls vírgenes sean “secuestrados temporalmente” en los ganglios linfáticos para incrementar la posibilidad de que encuentren “su” Ag. Aumentan la toxicidad de las NKs y de los LsTCD8. Incrementan la expresión de moléculas HLA-I en la membrana de las células infectadas por un virus para facilitar el que sean reconocidos por células citotóxicas. Figura IFNs tipo II. Más que un grupo es el IFNγ, activador de los Møs. Producido por LsT CD4 y por las NKs bajo el influjo de la IL-12, IL-18, IL-23 y de los factores de crecimiento de fibroblastos y de crecimiento epidérmico. La vitami- na D3 y la ciclosporina A frenan su producción. Sus principales funciones son: ● Activar los Møs para que destruyan los microorganismos que hayan fagocitado. ● Inducir en los Møs la producción de radicales microbicida del oxígeno y del nitrógeno. ● Estimular la expresión de moléculas HLA-I y HLA-II. ● Frenar la producción de IgG1, IgG3 e IgE. ● Inducir la diferenciación de CD4 hacia Th1 e inhibir el desarrollo de Th2 y Th17. Actividad bactericida Mediadores de la inflamación Radicales bactericidas Producción de IgG1 - IgG3, IgE HLA-II Fiebre NK LB Th2 Mø Mø IFN-γ Tipo II Pirógenos + + + + + + – – PMN Lγδ Th1 LT CD8 Th17 – 235 Inmunología de Rojas C it oq ui na s C it oq ui na s 14 IFNs tipo III o IFNλ. Este grupo está conformado por las IL-28 e IL-29 a nivel de los epitelios. Es notoria su producción en las infecciones por el virus de la influenza A. Factor transformador del crecimiento, TGF-β1. Es una citoquina que hace parte de una nueva familia que parti- cipa en la proliferación, diferenciación y apoptosis de varias clases de células. Es inhibidora tanto de LB como de LT, DC y eosinófilos por lo cual se la considera antinflamatoria. Producción de IgA LB Treg LBLT Mø TGF β-1 Antinflamatorio EOS – – – – – + + 14-V otRas cItoquInas Osteopontina - Eta-1. Es una citoquina produci- da por los Møs y con un gran efecto sobre los LsT a los que transforma en LsTh1. Además participa en la formación de granulomas. Factores de crecimiento de células hematopoyé- ticas. Es un grupo que incluye el factor estimula- dor de la formación de colonias de granulocitos, de monocitos y de ambos, G-CSF, M-CSF y GM- CSF. Son producidos por LsB, células epiteliales, fibroblastos, células endoteliales, Møs y células del estroma de la médula ósea y LsT. Linfopoyetina del estroma tímico. La produ- cen además de las células epiteliales del timo, los queratinocitos de la piel y las células epiteliales del árbol bronquial. Induce la maduración de las DCs. Adipocitoquinas. Son citoquinas producidas por adipositos. Tienen funciones pleiotrópicas sobre metabolismo, inflamación y masa corporal. Parti- cipan en el desarrollo de obesidad y de anorexia. Las más estudiadas son: leptina, adiponectina, resistina, apelina, apolipoproteína E, y visfatina. Frecuentemente se asocia al desarrollo de obesidad y diabetes tipo2. lectuRas Recomendadas *** Información sobre citoquinas. www.cope- withcytokines.de/cope.cgi *** Gene ID. LTB limphotoxin beta (TNF su- perfamily), 4050, updated on Mar-2014. *** Rose-John S. The biology of Interleukin-6 in the 21st century. Seminars in Immunology, 26: 1, 2014. *** Tanaka T, Nasashi M, Ogata A, Kishimoto T. A new era for the treatment of inflamma- tory autoinmune diseases by interleuquine-6 blockade strategy. 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