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Elaborada por Agrela IF y Gutiérrez CN 1 TEMA 2 ANTÍGENOS Definición de antígenos y sus propiedades: Un antígeno es cualquier sustancia capaz de unirse a los productos de la respuesta inmunitaria (como los anticuerpos) y/o al receptor de células linfoides. Dichas sustancias pueden ser de diferente naturaleza tales como azúcares, lípidos, hormonas, metabolitos intermediarios e incluso pueden ser macromoléculas como glúcidos, proteínas, fosfolípidos y ácidos nucleicos. Aunque todos los antígenos se unen a los receptores de los linfocitos o a anticuerpos específicos, no todos son capaces de activar a las células linfoides e inducir una respuesta inmunitaria. Las sustancias capaces de estimular o provocar una respuesta inmunitaria son conocidas como inmunógenos. De lo anterior puede afirmarse que los antígenos tienen dos propiedades: la antigenicidad y la inmunogenicidad. El primer término se refiere a la capacidad que tienen los antígenos de unirse de manera específica a los productos de la respuesta inmunitaria (Ej. anticuerpos) y a los receptores de los linfocitos, mientras que el segundo se refiere a la capacidad de los antígenos de provocar dicha respuesta. La mayoría de los antígenos tienen ambas propiedades (es decir son capaces de inducir una respuesta inmunitaria y también son capaces de unirse a los receptores de los linfocitos y a los productos de la respuesta inmunitaria). Esto es particularmente cierto para antígenos de alto peso molecular como la mayoría de las macromoléculas; sin embargo, existen antígenos que carecen de inmunogenicidad (no son capaces de inducir una respuesta inmunitaria), este tipo de antígenos se conocen como haptenos (Figura 2-1). Los haptenos son sustancias de bajo peso molecular (como la penicilina) que pueden unirse a los anticuerpos, y por lo tanto poseen antigenicidad pero no pueden activar a los linfocitos B por sí mismos (es decir no son inmunógenos). Para que se produzca una respuesta inmunitaria frente a este tipo de antígenos es necesario unir varias copias del hapteno a una proteína o a un polisacárido; la sustancia de alto peso molecular (la proteína o el polisacárico) se llama transportador. El complejo hapteno- transportador, a diferencia del hapteno libre, actúa como inmunógeno Figura 2-1. Los haptenos carecen de inmunogenicidad. Por ello si se inmuniza un animal con un hapteno como la penicilina no se genera respuesta inmune. Solo cuando el hapteno se une a un transportador (proteína o polisacárido) el animal inmunizado generará una respuesta inmunitaria Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 2 Antígenos según su origen Michael Sela propuso una clasificación de los antígenos según su origen. De acuerdo con este investigador un antígeno puede ser de origen natural, artificial o sintético. Los antígenos naturales son aquellos que se encuentra en la naturaleza; de manera que este término se refiere a aquellos antígenos presentes en microorganismos (bacterias, virus, protozoarios, hongos, helmintos), células de otros organismos, alimentos, artrópodos, polen o sustancias inorgánicas como el zinc y el níquel. Los antígenos naturales modificados son considerados antígenos artificiales. Por ejemplo algunos medicamentos como la penicilina pueden actuar como antígenos cuando se unen a proteínas de los individuos tratados con este antibiótico e inducir una respuesta inmunitaria. Los antígenos artificiales se elaboran en el laboratorio, los avances en genómica y proteómica hacen posible disponer de péptidos que pueden ser utilizados en la elaboración de vacunas, evitando así el uso de microorganismos atenuados o toxoides. Aunque el uso de péptidos sintéticos como vacunas no ha sido aprobado para su uso en humanos representan una alternativa en la elaboración de vacunas que está siendo evaluada por muchos investigadores. Determinante antigénico o epítope La mayoría de los antígenos son macromoléculas y por lo tanto poseen una estructura compleja y por ende son moléculas de alto peso molecular. Por otro lado, la respuesta inmunitaria depende del reconocimiento de los antígenos y para ello es necesario que el antígeno interactúe con receptores para antígenos presentes en la membrana de las células linfoides. Debido a que las macromoléculas como las proteínas, los polisacáridos e incluso los ácido nucleicos suelen ser de mayor tamaño que la región del anticuerpo o del receptor de los linfocitos que se une al antígeno, cualquier anticuerpo o receptor de la los linfocitos se une sólo a una pequeña región del antígeno y no a la molécula completa. El término determinante antigénico o epítope hace referencia a porciones restringidas de la molécula antigénica, reconocidas por los receptores de los linfocitos y que interactúan con los anticuerpos. Las macromoléculas suelen tener muchos determinantes antigénicos o epítopes, algunos de ellos pueden estar repetidos y cada uno de ellos puede interactuar con un anticuerpo o el receptor de un linfocito. Los antígenos que poseen múltiples determinantes antigénicos idénticos (dos o más) se conocen como antígenos multivalentes o polivalentes; este tipo de antígenos puede inducir el agrupamiento de los receptores de las células linfoides e iniciar el proceso de activación de los linfocitos por sí solos; en cambio para que un antígeno monovalente (que posee solo una copia de cada epítope) induzca la activación de una célula linfoide se requiere de estímulos adicionales, que generalmente dependen de los linfocitos T, como se describirá en el tema 17. Un ejemplo de antígeno monovalente lo representan las proteínas globulares que poseen una copia única de cada epítope mientras que los polisacáridos y los ácidos nucleicos, por ser polímeros, poseen muchas copias del mismo epítope. Debido a que en la mayoría de los antígenos existen varios determinantes antigénicos diferentes, cuando éstos son inyectados a un animal o a un individuo inmunocompetente inducirá la activación de varios clones de linfocitos; es decir son capaces de inducir la activación policlonal del sistema inmunitario y en consecuencia dará origen a una respuesta heterogénea caracterizada por la presencia, en su suero de varios anticuerpos, cada uno capaz de reconocer solo a un determinante antigénico. El suero del animal o del individuo inmunizado contendrá todos los anticuerpos producidos por el sistema inmunitario después de la administración de un inmunógeno y este suero se conoce como antisuero (Figura 2-2). El Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 3 estudio in vitro de los anticuerpos y de sus reacciones con los antígenos se llama serología. Existen diferentes métodos de laboratorio que permiten estudiar los anticuerpos producidos por un individuo después de la inmunización con un antígeno. Figura 2-2. Los antígenos inducen una respuesta inmunitaria heterogénea. Debido a la naturaleza compleja de los antígenos, cuando se inyecta un antígeno que posee varios determinantes antigénicos (al menos dos epítopes diferentes) éste inducirá la activación de varios clones de linfocitos induciendo la formación de varios anticuerpos, los cuales pueden detectarse en el suero del individuo inyectado Un determinante antigénico o epítope puede estar presente en cualquier tipo de compuesto incluyendo proteínas, glúcidos, lípidos y ácidos nucleicos. En las proteínas la presencia de un determinante antigénico puede depender de la estructura primaria de la proteína es decir de la secuencia de aminoácidos; en otros casos la presencia de un determinante antigénico depende de la conformación o disposición espacial de la proteína; es decir, depende de la estructura terciaria de la proteína. Cuando un determinante antigénico está formado por varios aminoácidos adyacentes se llama determinante lineal o continuo (Figura 2-3A), por logeneral, este tipo de determinante es poco accesible en la proteína nativa y se pone de manifiesto cuando la proteína es procesada o desnaturalizada. Al contrario, los determinantes tridimensionales, conformacionales o discontinuos están formados por aminoácidos situados en zonas distantes de la estructura primaria pero que se yuxtaponen en el espacio cuando la proteína se encuentra plegada (Figura 2-3B). Además una proteína puede sufrir modificaciones gracias a diferentes reacciones bioquímicas (fosforilación, glucosilación, acetilación, proteólisis); dichas modificaciones pueden generar nuevos epítopes, este tipo de epítopes se denominan determinantes neoantigénicos (Figura 2-3C). Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 4 Figura 2-3. Naturaleza de los determinantes antigénicos. En una proteína los determinantes antigénicos pueden depender de la secuencia de aminoácidos o de su estructura primaria de una proteína (A) o del plegamiento de la proteína o de su estructura terciaria (B) así mismo, los epítopes pueden generarse después que la proteína sufre alguna modificación (C) Antígenos timoindependientes y timodependiente A fin de comprender los mecanismos celulares que originan una respuesta inmunitaria es necesario discriminar entre los antígenos que son capaces de inducir la producción de anticuerpos en ausencia de linfocitos T de aquellos que requieren de la presencia de los linfocitos T a fin de que los linfocitos B produzcan anticuerpos. Es decir, existen antígenos que no inducen la producción de anticuerpos en ausencia de linfocitos T; en este caso las células T generan señales que son fundamentales para la activación, proliferación y diferenciación de los linfocitos B, sin las cuales es imposible que se produzca una respuesta de anticuerpos. Los antígenos que estimulan tanto a los linfocitos B como a los linfocitos T durante una respuesta inmunitaria humoral se conocen como antígenos timodependientes; por el contrario, los antígenos que inducen la producción de anticuerpos sin la participación de los linfocitos T se denominan antígenos timoindependientes (Figura 2.4). Las características de la respuesta inmune humoral varia, según el antígeno que la induzca pertenezca a un grupo u otro. Los antígenos de naturaleza proteica son timodependientes, estos antígenos inducen respuestas caracterizadas por anticuerpos de todos los isotipos y además inducen memoria inmunológica. Por el contrario, los antígenos timoindependientes; generalmente polisacáridos o lipopolisacáridos no inducen memoria inmunológica e inducen la producción de anticuerpos que pertenecen, únicamente a la clase IgM. Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 5 Figura 2-4. Antígenos timoindependientes y timodependientes. A diferencia de los antígenos timoindependientes (A) la producción de anticuerpos frente a antígenos timodependientes (B) únicamente es posible con la participación de los linfocitos T Se ha demostrado que los antígenos timodependientes cuentan, al menos, con dos determinantes antigénicos diferentes, uno capaz de interactuar y estimular a los linfocitos T denominado determinante inmunogénico y otro capaz de estimular a los linfocito B y reaccionar con los anticuerpos formados, llamado determinante hapténico. Antígeno heterófilo o heterogenético Se trata de un antígeno que se encuentra presente en organismos que pertenecen a especies diferentes; en otras palabras, se trata de un antígeno “compartido” por individuos no relacionados filogenéticamente. Un ejemplo de este tipo de antígenos lo representa el antígeno de Forssman, el cual se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza y se detecta en los glóbulos rojos de diferentes especies animales, tales como carneros u ovejas, cobayos, caballos, pollos e incluso en humanos de los grupos sanguíneos A y B; también está presente en muchos vegetales y en determinadas bacterias; por ejemplo en salmonellas, shigellas y neumococos. El antígeno de Forssman induce la producción de anticuerpos, denominados anticuerpos heterófilos en individuos antígeno de Forssman negativo (que no poseen el antígeno); estos anticuerpos son de clase IgM. Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 6 Reacciones cruzadas Cuando dos o más antígenos comparten uno o más determinantes antigénicos o poseen epítopes de estructura similar, algunos anticuerpos producidos contra uno de los dos antígenos pueden reaccionan con el (los) otro(s) antígeno(s) que ocasionó la producción de dichos anticuerpos dando lugar a una reacción cruzada. En este caso, la reacción antígeno-anticuerpo ocurre entre un antígeno y los anticuerpos inducidos por otro antígeno. En otras palabras, en una reacción cruzada un anticuerpo reacciona con un antígeno diferente al que indujo su formación y secreción, siempre y cuando ese antígeno posea uno o más epítopes idénticos o similares. En la reacción cruzada intervienen dos tipos de antígeno: antígeno homólogo y el antígeno heterólogo (Figura 2-5). Figura 2-5. Una reacción cruzada ocurre entre dos o más antígenos que comparten al menos, un epítope o determinante antígeno. Suponga dos antígenos diferentes que comparte uno o más epitopes (A). Si se inyecta el Ag1 a un animal inmunocompetente, este responderá inmunológicamente produciendo anticuerpos que pueden detectarse en su suero (antisuero); como el Ag1 induce una respuesta inmunitaria en el conejo, el Ag1 es el antígeno homólogo de la reacción cruzada (B). Si el Ag2 (que posee determinantes antigénicos similares o iguales al Ag1) se pone en contacto con el antisuero procedente del animal inmunizado, éste reaccionará con el antisuero a pesar de no haber inducido la respuesta inmunitaria; por ello el Ag2 es el antígeno heterólogo de la reacción cruzada (C) Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 7 El antígeno homólogo de una reacción cruzada es el antígeno que induce la producción de los anticuerpos en el individuo inmunizado, por lo que reacciona específicamente con ellos mientras que el antígeno heterólogo es el antígeno que en una reacción cruzada reacciona con los anticuerpos sin inducir la producción de dichos anticuerpos. Importancia clínica de las reacciones cruzadas En el laboratorio se aprovechan las reacciones cruzadas para algunas pruebas diagnósticas. Por ejemplo: Proteus OX19 posee antigenicidad cruzada con Rickettsia prowazeki y R. rickettsi (agentes etiológicos del tifus y de la fiebre manchada de la Montañas Rocosas, respectivamente). Esta reacción cruzada permite el diagnóstico de infecciones causadas por R. prowazeki y R. rickettsi utilizando Proteus OX19 que es una bacteria de fácil cultivo al contrario de las rickettsias que son difíciles de cultivar in vitro. Treponema pallidum (agente etiológico de la sífilis) posee un hapteno lipídico llamado antígeno de Wasserman o cardiolipina que también está presente en el músculo cardiaco bovino. Debido a que Treponema pallidum no se puede cultivar in vitro, en el laboratorio se utiliza como antígeno la cardiolipina obtenida de corazón bovino para el diagnóstico de sífilis. Las reacciones cruzadas permiten explicar la patogenia de varias enfermedades; por ejemplo, se admite que la lesión del tejido cardiaco de pacientes con fiebre reumática (una enfermedad posestreptocócica de carácter inflamatorio) depende de la reacción cruzada entre los anticuerpos producidos frente a Streptococcus pyogenes y los antígenos heterólogos presentes en el tejido cardiaco del individuo. Algunas cepas de estreptococos del grupo A contienen antígenos de membrana que tienen reacción cruzada con antígenos de tejido cardiaco humano; por ello los anticuerpos producidos contra la bacteria también reaccionan con ciertos antígenos propios presentes en el tejido cardiaco, generando lesión tisularque estimula el proceso inflamatorio. En un futuro se podrá emplear el fenómeno de inmunidad cruzada con el fin de inducir una inmunidad específica contra determinado germen. Existen seis tipos de bacilos Haemophilus influenzae, uno de los cuales, el tipo B es responsable de infecciones que ocasionan meningitis y epiglotitis en los niños, afecciones que tienen un alto porcentaje de mortalidad. Epidemiológicamente, se sabe que estas enfermedades no se presentan en el recién nacido ni en los adultos. En los primeros porque reciben de la madre anticuerpos contra este germen y en adultos porque el 95 % presentan anticuerpos contra el Haemophilus sin que ellos hayan padecido la infección. Este curioso fenómeno de tener anticuerpos contra un microorganismo con el cual no se ha tenido contacto se explica por la presencia de determinantes antigénicos similares entre Haemophilus y otros gérmenes no patógenos. Staphylococcus aureus y algunas cepas de Escherichia coli poseen en su membrana derivados del ácido teicoico, sustancia presente igualmente en Haemophilus influenzae. Una infección con algunos de los gérmenes mencionados que tienen poca o ninguna patogenicidad, es suficiente para inducir la producción de anticuerpos que pueden reaccionar cruzadamente contra Haemophilus y en consecuencia defendernos de la infección por este germen. Factores que determinan la inmunogenicidad de un antígeno: La capacidad de un antígeno de inducir una respuesta inmunitaria, es decir la inmunogenicidad de un antígeno depende de la interacción del inmunógeno con el organismo; por ello el estudio de la Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 8 inmunogenicidad debe incluir los factores relativos a la sustancia, factores relativos al anfitrión e incluso factores relacionados con la forma en que se administra el antígeno. a) Factores relativos a la sustancia Carácter extraño: los mejores inmunógenos son aquellas sustancias cuya composición y estructura son diferentes a las sustancias presentes en el anfitrión ya que el sistema inmunitario es capaz de responder frente a aquellas sustancias que reconoce como extrañas (o ajenas). La constitución química y antigénica de los seres vivos depende de la información genética contenida en su patrimonio genético. Dos individuos con el mismo genotipo (gemelos) tienen el mismo grupo de antígenos en sus células y líquidos corporales y por ende los antígenos de uno no son inmunogénicos para el otro; sin embargo, individuos de la misma especie pero que difieren genéticamente pueden presentar sustancias no idénticas y con más razón individuos de especies diferentes. Cuanto mayor sea la disparidad genética entre la procedencia de la sustancia y el anfitrión que la recibe, mayor será la inmunogenicidad de la sustancia. Por ello el carácter extraño depende de la procedencia del antígeno. El término xenoantígeno hace referencia a aquellos antígenos que proceden de especies diferentes al anfitrión como las proteínas pertenecientes a los microorganismos que causan enfermedades en los humanos. Los aloantígenos son antígenos que proceden de individuos que pertenecen a la misma especie que el anfitrión pero que difieren desde el punto de vista genético como por ejemplo los antígenos de grupo sanguíneo. Los autoantígenos, son antígenos que proceden del anfitrión y que en circunstancias excepcionales induce una respuesta inmunitaria. De los tres (xenoantígenos, aloantígenos y autoantígenos) los inmunogénicos más potentes son los xenoantígenos gracias a su carácter extraño. Peso molecular: hay una correlación directa entre el peso molecular y la inmunogenicidad de una sustancia; cuanto mayor sea el peso molecular (tamaño) de una sustancia mayor será su inmunogenicidad. Naturaleza química y composición: los mejores inmunógenos son las sustancias de naturaleza proteica. Los carbohidratos y lípidos tienen una inmunogenicidad variable que depende en gran medida de su tamaño y composición. Los polímeros compuestos de un solo azúcar o de un solo aminoácido (homopolímeros) inducen una respuesta inmunitaria débil mientras que los copolímeros son buenos inmunogénos. Por otra parte, las proteínas con aminoácidos aromáticos como la fenilalanina y el triptófano son más inmunógenas que aquellas que no poseen en su estructura este tipo de aminoácidos. b) Factores relativos al anfitrión Constitución genética: cada individuo tiene un conjunto de genes que hace posible el reconocimiento del antígeno y en consecuencia la respuesta inmunitaria inducida frente a el antígeno; los genes “de reconocimiento” para el antígeno que existen en cada individuo hacen que algunos individuos y no otros, respondan mejor frente a ciertos antígenos. Cuando ocurre una epidemia algunos de los individuos infectados enferman y desarrollan una pobre respuesta inmune mientras que otros presentan pocos o ningún síntoma asociado a la infección, estos últimos no enferman porque fueron capaces de desarrollar una respuesta inmunitaria frente a los antígenos derivados del microorganismo causante de la epidemia. Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 9 A nivel de las especies también puede observarse esto, los polisacáridos generan respuestas inmunes muy potentes en humanos y ratones pero no en conejos. Edad, estado nutritivo y las inmunodeficiencias: un individuo con un sistema inmunitario inmaduro, envejecido o deprimido responde débilmente o no responde frente a un antígeno mientras que ese mismo antígeno es capaz de generar una respuesta inmunitaria satisfactoria en individuos con edades intermedias, bien nutridos y libres de inmunodeficiencias. c) Factores relativos a la forma de administración Vía de administración: los antígenos pueden administrarse por vía intravenosa, intradérmica, subcutánea, intramuscular e intraperitoneal ya que estas vías permiten colocar el antígeno en contacto con el sistema inmune sin alteración y facilita la interacción entre las células que participan en la respuesta inmune. Así mismo, la vía de administración determina el tipo de respuesta; por ejemplo, la administración intravenosa de un antígeno provoca respuestas inmunitarias de tipo humoral ya que los antígenos administrados por esta vía son llevados al bazo, el principal órgano productor de anticuerpos. Si el antígeno se administra vía subcutánea o intradérmica pasan primero a los ganglios linfáticos locales lo que favorece el desarrollo de una respuesta inmunitaria celular. La clase o el isotipo de anticuerpo producido en la respuesta generada después de la administración de un inmunógeno también depende de la vía de administración; las vías antes mencionadas inducen la producción de anticuerpos de clase IgG mientras que si el antígeno se administra por vía oral (vacuna contra la polio) o por vía respiratoria (vacunas contra rinovirus) se producen anticuerpos de clase IgA. Dosis: la cantidad administrada de un inmunógeno determina el desarrollo de la respuesta inmunitaria y varía según el antígeno a administrar y la especie receptora. Dosis muy baja del inmunógeno puede no estimular suficientes linfocitos para generar una respuesta satisfactoria; por otra parte, dosis muy elevadas pueden inducir anergia de las células linfoides y con ello generar tolerancia. Número e intervalo entre las dosis: después de la primera administración de un antígeno los anticuerpos son de clase IgM y se encuentran en concentraciones bajas, después de la segunda administración los anticuerpos que predominan son de clase IgG y su concentración es más elevada. Con cada administración del antígeno la concentración de anticuerpos y la memoria inmunológica aumenta hasta alcanzar un nivel adecuado que protege al individuo. Para cada sistema antígeno/anfitrión debe determinarse las condiciones más adecuadas que induzcan el nivel de protecciónrequerido. Uso de adyuvantes: los adyuvantes son productos de origen biológico que incrementan la inmunogenicidad de un antígeno. Los adyuvantes evitan la degradación de los antígenos y dan origen a un depósito desde el cual se libera lentamente el antígeno y con ello prolongan el estímulo antigénico, además inducen la formación de granulomas donde se reúnen las células que participan en las reacciones inmunitarias. Pueden incrementar las señales que necesitan las células linfoides favoreciendo el desarrollo de la respuesta frente a los antígenos. Debido a que los adyuvantes incrementan el poder inmunógeno de un antígeno frecuentemente son añadidos a las vacunas; entre los adyuvantes más comúnmente usados para estimular la respuesta inmune en humanos se mencionan las sales de sulfato de aluminio y potasio (o alumbre) y preparaciones que contienen bacterias tales como Bordetella pertusis y Mycobacterium spp (Cuadro 2-1). Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 10 Cuadro 2-1. Adyuvantes de uso común y sus mecanismos de acción Adyuvante Composición Mecanismo de acción Alumina Sales insolubles de sulfato de aluminio y potasio Induce la precipitación del antígeno lo que permite que el antígeno se libere más lentamente. El antígeno precipitado es captado con más facilidad por los macrófagos. Induce la formación de granulomas Adyuvante incompleto de Freud Emulsión de aceite en agua El antígeno se libera lentamente, incrementando el estímulo antigénico Incrementa las señales estimuladoras emitidas por los macrófagos Induce la formación de granulomas Adyuvante completo de Freud Emulsión de aceite en agua con micobacterias muertas El antígeno se libera lentamente, incrementando el estímulo antigénico Incrementa en forma muy potente, las señales estimuladoras emitidas por los macrófagos Muy potente en la formación de granulomas Alumbre y Bordetella pertussis Gel de hidróxido de aluminio y B. pertussis muerta Liberación lenta del antígeno Incrementa las señales estimuladoras de los macrófagos Induce la activación no especifica de los linfocitos Polinucleótidos sintéticos y lipopolisacáridos bacterianos Induce la activación no especifica de los linfocitos Complejos estimuladores de inmunidad (ISCOM) Micelas de detergente en las que se incluyen proteínas virales Se fusiona con la célula presentadora de antígeno, llevando el antígeno al citosol de la célula Antígeno inmunodominante y antígeno que induce protección: Son aquellos que poseen una inmunogenicidad elevada y por ende son los que inducen una respuesta inmunitaria. Es importante destacar que el hecho de que un antígeno sea inmunodominante no significa que la respuesta inducida por ellos sea capaz de proteger frente a una determinada enfermedad. Durante la producción de una vacuna es necesario seleccionar antígenos que sean inmunodominantes y además que induzca una respuesta inmunitaria protectora. Los superantígenos Son proteínas de origen bacteriano o viral que se unen a las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad y al receptor para antígeno del linfocito T de una manera muy distinta a la que lo hacen los antígenos convencionales (Figura 2-6). La interacción entre el recetor del linfocito T, la molécula del complejo mayor de histocompatibilidad y el superantígeno genera una señal de activación Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 11 tan potente que provoca la activación y proliferación de hasta el 30% de los linfocitos T. Estos linfocitos T activados secretan gran cantidad de citocinas lo que explica la fisiopatología de las enfermedades causadas por microorganismos que expresan superantígenos. Antígenos como toxinas producidas por Staphylococcus aureus (una bacteria que causa intoxicación alimentaria) y S. pyogenes (causa más frecuente de faringitis bacteriana), inducen la activación de numerosos clones de linfocitos T, con la consiguiente producción de grandes cantidades de citocinas que inducen fiebre, diarrea e hipotensión lo que conduce al desarrollo de choque (schock) tóxico que compromete seriamente la vida del paciente. Figura 2-6. Superantígenos, los inmunoestimulantes más potentes. Durante el reconocimiento antigénico los linfocitos T interactúan con complejos formados por péptidos y moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad expresados en la membrana plasmática de las células presentadoras de antígeno. Sin embargo existen algunos antígenos de origen bacteriano o viral que son reconocidos por el receptor de las células T de un modo diferente; tales antígeno no forman complejos con moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad sino más bien se unen “con el exterior” de las proteínas del CPH. CPA= célula presentadora de antígeno. CPH= complejo mayor de histocompatibilidad. RCT= receptor de las células T Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 12 Antígenos secuestrados Este término hace referencia a antígenos propios que por su ubicación anatómica no son accesibles al sistema inmunitario en el período durante el cual se induce tolerancia a los antígenos propios. A manera de ejemplo puede mencionarse las proteínas del cristalino, del sistema nervioso central, los testículos o la tiroides. Estos antígenos, normalmente “atrapados” son inaccesibles al sistema inmunitario; no obstante, durante ciertas circunstancias como traumatismo o procesos inflamatorios intensos pueden „liberarse” y dar origen a una respuesta inmunitaria que comprometería la salud del individuo. Antígeno recombinante Un antígeno recombinante es aquel producido gracias a la tecnología del ADN recombinante. Para ello la secuencia del gen que codifica el antígeno se inserta en un plásmido y este se utiliza para transformar a una bacteria; posteriormente, el microorganismo produce in vitro el antígeno de interés. Algunas pruebas de laboratorio para la detección de anticuerpos anti-Trypanosoma cruzi (protozoario, agente etiológico de la tripanosomiasis americana o enfermedad de Chagas) usan este tipo de antígenos. También, gracias a la tecnología del ADN recombinante ha sido posible preparar la vacuna contra la hepatitis usando el antígeno de superficie del virus de la hepatistis B. Glosario: Anergia: condición en la que el sistema inmunitario falla en el desarrollo de una respuesta frente a un antígeno Anfitrión: organismo que recibe al parásito (bacteria, hongo, virus, protozoario, etc); el anfitrión ofrece los medios para que el parásito viva, se alimente y se multiplique Anticuerpo: glucoproteína que se une específicamente a una sustancia, también llamada inmunoglobulina, producida en respuesta a la activación del sistema inmunitario. En los humanos los anticuerpos puede ser de clase IgG, IgM, IgA, IgD e IgG Bacteria: microorganismo procariota, rodeado por paredes celulares rígidas responsable de la forma de la célula; aunque poseen ribosomas carecen de otras organelas citoplasmáticas como mitocondrias, cloroplastos o citoesqueleto y se multiplican por división binaria. Pueden formar agrupaciones características (cadenas, racimos, etc) Choque: colapso circulatorio en potencia mortal, ocasionado por diferentes causas. Se caracteriza por una disminución significativa de la presión arterial. Choque tóxico: trastorno poco frecuente provocado por una toxina bacteriana. Posee consecuencias fatales y puede reaparecer en aquellas personas que sobreviven Citocinas: proteínas de bajo peso molecular secretadas por diversas células que participan en la respuesta inmunitaria. Regulan las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas, así como también la hematopoyesis Complejo mayor de histocompatibilidad (CPH): locus genético muy polimórfico que determina la expresiónde los antígenos (o moléculas) de histocompatibilidad los cuales participan en las interacciones celulares durante la respuesta inmunitaria. Sus productos son los principales causantes del rechazo de los injertos entre individuos genéticamente diferentes y de la transmisión de señales entre los linfocitos y las células que expresan antígenos Desnaturalización: alteración drástica de la conformación de una proteína o ácido nucleico como consecuencia de la ruptura de enlaces no covalentes por exposición al calor o a sustancias químicas Epidemia: ocurrencia de un número mayor al esperado de casos de una enfermedad en un área geográfica y tiempo determinado Estructura primaria: en las proteínas se refiere a la disposición lineal (secuencia) de aminoácidos dentro de una cadena polipéptidica Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 13 Estructura terciaria: en las proteínas se refiere a la forma tridimensional de una cadena polipéptidica estabilizada por interacciones entre las cadenas laterales Filogenética: parte de la biología evolutiva que se ocupa de determinar la filogenia, y estudia las relaciones evolutivas entre diferentes grupos de organismos Filogenia: relación de parentesco entre especies. Granuloma: nódulos de tejido inflamatorio conformados por macrófagos activados que a menudo rodean a las partículas antigénicas. La presencia de una masa rica y densa de macrófagos mejora el procesamiento y presentación del antígeno In vitro: dentro de un recipiente (tubo de ensayo, cápsula de Petri, frasco de cultivo, etc) In vivo: dentro de un organismo vivo Isotipo o clases de anticuerpos: determinado por la secuencia de aminoácidos de la región constante de las cadenas pesadas de las inmunoglobulinas. En los humanos se han descrito cinco isotipos de inmunoglobulinas: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE cada una con características estructurales y funcionales diferentes Lipopolisacárido: complejo molecular constituido por lípidos y carbohidratos. Endotoxina de las bacterias Gram negativas. Actúa como activador policlonal de células B al inducir la proliferación y diferenciación de estas células Parásito: organismo que vive sobre otro o dentro de él y a sus expensas. Puede ser bacteria, hongo, virus, protozoario, etc Polisacárido: polímero lineal o ramificado de monosacáridos conectados por enlaces glucosídicos (Ej., glucógeno, celulosa) Proteína: polímero lineal de aminoácidos conectados por enlaces peptídicos, plegados en forma tridimensional (conformación); las proteínas son elementos estructurales y funcionales de la célula Protozoario: microorganismo eucariota unicelular. Algunos son patógenos del hombre y los animales (Ej., Leishmania chagasi, Trypanosoma cruzi, Toxoplasma gondii, etc) Suero: porción clara de un líquido orgánico (sangre, leche, linfa) libre de células, obtenido después de la coagulación. El suero sanguíneo no contiene fibrinógeno ni ninguna de las proteínas de la coagulación Tolerancia: falta de respuesta del sistema inmunitario frente a un antígeno como resultado de la inactivación o muerte de los linfocitos. La tolerancia frente a autoantígenos es una característica del sistema inmunitario Vacuna: preparación de un antígeno microbiano obtenida de diversas formas y que administrado de manera adecuada, induce una respuesta inmunitaria adaptativa y memoria inmunológica; protege de las infecciones causadas por el microorganismo a quien la recibe. A menudo se combinan con adyuvantes a fin de incrementar el poder inmunógeno de la preparación Virus: parásito intracelular estricto compuesto por ácido nucleico (ARN o ADN, nunca ambos) el cual se encuentra encerrado en una cubierta proteica. Incapaz de replicar por si mismo pues carece de la maquinaría necesaria para ello Ud puede profundizar sus conocimientos en: Abbas A, Lichtman A & Pillai S. 2012. Inmunología celular y molecular. Séptima edición. Elsevier Saunders. Capitulo 5 pp 101-103 Abbas A, Lichtman A & Pillai S. 2008. Inmunología celular y molecular. Sexta edición. Elsevier Saunders. Capìtulo 4 pp 89-92 Kindt T, Goldsby R, Osborne B. 2007. Inmunología de Kuby. Sexta edición. McGraw-Hill Interamenricana. Capítulo 4 pp76-81 Mora de Orta S & Corado J. 2003. Inmunología actual. Universidad de Carabobo, Dirección de medios y publicaciones. Sección IV pp 61-70 Parslow T, Stites D, Terr A, Imbodem J. 2002. Inmunología básica y clínica. Décima edición. Manual moderno. Capítulo 5 pp 81-84 Antígenos Elaborado por Agrela IF y Gutiérrez CN 14 Pumarola A, Rodríguez-Torres A, García-Rodríguez JA & Piedrola-Angulo G. 1987. Microbiología y parasitología médica. Segunda edición. Editorial Salvat. Capitulo 18 pp 205-213 Salinas M. 2010. La inmunología en la salud y la enfermedad. Editorial Panamericana. Capitulo 7 pp. 69-79
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