Biologia de los microorganismos (1395)

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840 P A T O G E N I C I D A D E I N M U N O L O G Í A
En este capítulo examinaremos las moléculas de la respuesta 
inmunitaria innata y de la adaptativa, así como los mecanis-
mos que afectan a la diferenciación celular y a la activación de 
la inmunidad. En primer lugar examinaremos las proteínas de 
la respuesta inmunitaria innata que interaccionan con dianas 
moleculares compartidas por los patógenos. A continuación, 
trataremos de la estructura y el desarrollo de los receptores de 
la respuesta inmunitaria adaptativa. Para terminar, presentare-
mos los mecanismos que activan esta última.
I Receptores e inmunidad
26.1 Inmunidad innata 
y reconocimiento de patrones 
Entre los organismos multicelulares, desde las plantas primi-
tivas hasta los vertebrados, es muy frecuente que tengan un 
sistema de reconocimiento innato, que les sirve para identifi-
car y controlar patógenos. Muchos invertebrados tienen genes 
homólogos a los que en los animales superiores sirven como 
receptores de reconocimiento de patrones. 
Patrones moleculares asociados a los patógenos 
y receptores de reconocimiento de patrones 
Los patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP, del 
inglés pathogen-associated molecular patterns) son compo-
nentes estructurales comunes dentro de un grupo concreto de 
agentes infecciosos. Los PAMP son normalmente macromo-
léculas e incluyen polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos o 
incluso lípidos. El lipopolisacárido de la pared de las bacterias 
gramnegativas ( Sección 2.11) es un excelente ejemplo de 
PAMP.
Los receptores de reconocimiento de patrones (PRR, del inglés 
pattern recognition receptors) son un grupo de proteínas del 
hospedador solubles o asociadas a membrana que interaccio-
nan con los PAMP (Tabla 26.1). Un ejemplo de PRR extracelular 
y soluble es la lectina de unión a la manosa (MBL) ( Sección 
25.9). El PAMP reconocido por la MBL es la manosa, un azú-
car que se encuentra como subunidades repetidas en los poli-
sacáridos de bacterias y hongos (la manosa de las células de los 
mamíferos es inaccesible a la MBL). La proteína C reactiva, un 
PRR extracelular soluble, es una proteína de la fase aguda pro-
ducida por el hígado en respuesta a la inflamación. La proteína 
C reactiva interacciona con la fosfocolina, una macromolécula 
de la pared celular de las bacterias grampositivas. La MBL y la 
proteína C reactiva se unen a los PAMP de la superficie de los 
patógenos y a proteínas del complemento, lo que ocasiona la 
lisis u opsonización de la célula diana.
Los PRR fueron identificados por primera vez como recep-
tores asociados a membrana en el invertebrado Drosophila 
(la mosca del vinagre) y se les denominó receptores Toll. Son 
receptores que se han conservado a lo largo de la evolución 
( Explora el mundo microbiano. Receptores Toll de Droso-
phila: Una antigua respuesta a la infección). Los receptores tipo 
Toll (TLR, del inglés Toll-like receptors) se encuentran extensa-
mente distribuidos en las células del sistema inmunitario innato 
de los mamíferos y son, desde el punto de vista estructural, fun-
cional y evolutivo, homólogos de los receptores Toll. Estos 
receptores se encuentran asociados a la membrana de la super-
ficie o de vesículas intracelulares de macrófagos, monocitos, 
células dendríticas y neutrófilos, todas ellas con la capacidad 
de ingerir y destruir patógenos. En los humanos, se han iden-
tificado un mínimo de nueve TLR que interaccionan con una 
serie de PAMP asociados a membrana o solubles de virus, bac-
terias y hongos.
Los receptores de tipo NOD ( NLRs, del inglés NOD-like 
receptors) son una familia de PRR que tiene un dominio de 
oligomerización de unión a nucleótidos o dominio NOD (del 
inglés nucleotide-binding oligomerization domain). Los NLR 
son PRR solubles que se encuentran en el citoplasma. NOD1 y 
NOD2 interaccionan con los componentes del peptidoglicano 
de la pared celular de las bacterias gramnegativas y gramposi-
tivas, respectivamente, y estimulan la producción de péptidos 
antimicrobianos y citocinas pro-inflamatorias (Tabla 26.1). El 
receptor de tipo NOD con dominio pirina 3 NLRP3 (del inglés 
NOD-like receptor pyrin 3) interacciona con otras proteínas 
para formar una estructura denominada inflamasoma. El infla-
masoma citoplasmático detecta indicadores del estrés celular, 
como la perdida de iones potasio (K+) de las células dañadas, y 
desencadena la producción de citocinas pro-inflamatorias, que 
inician la inflamación.
Algunos TLR interaccionan con más de un PAMP. Por ejem-
plo, TLR-4 forma parte de la respuesta inmunitaria innata al 
LPS bacteriano y también responde a las proteínas del choque 
térmico producidas por células del hospedador dañadas. Tanto 
el LPS como las proteínas del choque térmico interaccionan con 
TLR-4 a través de las proteínas correceptoras que, a su vez, inte-
raccionan con TLR-4. En otros casos, el TLR se une directa-
mente al PAMP sin la interacción con proteínas correceptoras, 
como en el caso de la unión entre la flagelina y TLR-5.
Transducción de señales en los fagocitos 
La interacción de un PAMP con su PRR induce una transducción 
de la señal a través de la membrana, lo que inicia la transcrip-
ción y la traducción de proteínas de respuesta del hospedador de 
modo semejante a lo que ocurre en la transducción de la señal 
a través de la membrana en los procariotas ( Sección 7.7). La 
transducción de la señal iniciada con la interacción PAMP-PRR 
ocasiona un aumento de la fagocitosis, la muerte de los patóge-
nos, inflamación y cicatrización de los tejidos ( Sección 24.5).
Por ejemplo, una vía de transducción de señales se puede 
activar por la unión del LPS (un PAMP) a TLR-4 (un PRR) 
(Figura 26.1). A continuación, TLR-4 se une a proteínas del cito-
sol y comienza una cascada de reacciones que activa factores de 
transcripción como NFkB (del inglés nuclear factor kappa B), 
una proteína que reconoce sitios específicos de regulación en 
el DNA, e inicia la transcripción de los genes en dirección 3′. 
Muchos de los genes regulados por NFkB codifican proteínas 
del hospedador, como las citocinas que activan otras células e 
inician la inflamación. 
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