Manual de Fisiología Humana - Capítulo 1 - Inmunología [v.1]

‘‘La locura individual es inmune a todas las consecuencias de la locura colectiva’’ – Un mundo feliz (Aldous Huxley)

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Índice Capítulo I: Inmunología 1.1. INTRODUCCIÓN A LA INMUNOLOGÍA 3 Inmunidad activa y pasiva 4 Resumen de inmunidad adaptativa 4 Hematopoyesis 7 Órganos linfoides 8

1.2. INMUNIDAD INNATA 9 Receptores en inmunidad innata 10 Toll-like Receptors (TLR) 11 Barreras epiteliales 13 Células Linfoides Innatas (ILC) 13 Reclutamiento de leucocitos 14 Macrófagos 15 Sistema del complemento 16 Efectos locales y sistémicos de citoquinas en inflamación 17 Interferones 17

1.3. ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS 18 Antígenos 18 Inmunoglobulinas 20

1.4. GENERACIÓN DE DIVERSIDAD DE INMUNOGLOBULINAS 24 Diversidad en B Cell Receptors (BCR) 24 Diversidad en T Cell Receptors (TCR) 26

1.5. COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD (MHC) 27

1.6. PROCESAMIENTO Y PRESENTACIÓN DE ANTÍGENOS 30 Células presentadoras de antígenos 31 Vías de procesamiento y presentación de antígenos 32

1.7. RECEPTORES DE LINFOCITOS T Y B 35 Reconocimiento de antígenos en la respuesta inmune adaptativa 35 Receptor de linfocitos B (BCR) 36 Receptor de linfocitos T (TCR) 36 Sinapsis inmunológica 37

1.8. CITOQUINAS Y QUIMIOQUINAS 39 Propiedades generales de las citoquinas 39 Funciones y clasificación de citoquinas 40 Regulación de citoquinas 42

Receptores de citoquinas 42 Citoquinas en subpoblaciones de linfocitos TH 43 Quimioquinas 43 Funciones de citoquinas importantes 43

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1.9. MADURACIÓN DE LINFOCITOS 45 Maduración de linfocitos B 46 Tolerancia central de linfocitos B 48 Subtipos de linfocitos B 48 Maduración de linfocitos T 49 Selección de linfocitos T en el timo 51 Tolerancia central de linfocitos T 52 Migración de linfocitos T 54 Supresión ‘‘bystander’’ por linfocitos T regulatorios 54

1.10. ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS T 56 Fases de la respuesta de linfocitos T 56 Señalización intracelular durante la activación de linfocitos T 60

Subtipos de linfocitos T helper 62

1.11. ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS B 65 Etapas de la respuesta inmune humoral 65 Subpoblaciones de linfocitos B y sus respuestas de anticuerpos 66

Señalización intracelular durante la activación de linfocitos B 68 Respuestas funcionales post-activación: encuentro con el antígeno 69

Migración e interacción de linfocitos T y B en los ganglios 70 Cambio de isotipo 71 Maduración por afinidad 72

Inhibición de actividad de linfocito B por receptores de FC 73

1.12. TOLERANCIA 74 Características generales de la tolerancia inmunológica 74 Tolerancia de linfocitos T 75 Tolerancia de linfocitos B 78 Factores que determinan inmunogenicidad y tolerancia a antígenos proteicos 78 Sitios inmunoprivilegiados y tolerancia materno-fetal 79 Inmunidad, tolerancia y enfermedades autoinmunes 80

1.13. HOMING DE LINFOCITOS 82 Rutas de recirculación de linfocitos 82 Rolling de leucocitos y migración a través de HEV 83 Interacción leucocito-endotelio 83 Selectinas, integrinas y quimioquinas 84

Etapas de reclutamiento de leucocitos 86 Migración de linfocitos T vírgenes y efectores 88

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1.1. INTRODUCCIÓN A LA INMUNOLOGÍA

Existen dos tipos de inmunidad en el organismo: innata y adaptativa (adquirida). o Innata: primera respuesta a agentes extraños/patógenos (respuesta en horas). o Adaptativa: actúan después de la respuesta innata, la cual es esencial para esta respuesta.

INNATA ADAPTATIVA

CARACTERÍSTICAS

Especificidad Limitada y fija: solo para estructuras

compartidas por grupos de microorganismos relacionados (PAMPs).

Muy diversa: para antígenos microbianos y no microbianos.

Diversidad de respuesta Limitada: codificada en la línea

germinal. Enorme: los receptores son producidos por

combinación somática de segmentos.

Memoria inmunológica No. Sí: provoca respuestas más rápidas ante

una infección repetida.

No reactividad a lo propio Sí. Sí.

COMPONENTES

Barreras celulares y químicas Piel, epitelios mucosas, químicos

antimicrobianos. Linfocitos en epitelios, anticuerpos

secretados en superficie de epitelios.

Proteínas de la sangre Complemento, otros. Anticuerpos.

Células Fagocitos (macrófagos, neutrófilos),

células NK. Linfocitos.

Fig. 1: Inmunidad innata y adaptativa.

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INMUNIDAD ACTIVA Y PASIVA

Pasiva: cuando se inyectan o traspasan anticuerpos o linfocitos T desde animales inmunes a infectados. Tiene especificidad, pero no memoria.

Activa: cuando se adquiere una infección o se vacuna con microbios atenuados o fragmentos del microbio. Tiene especificidad y memoria.

RESUMEN DE INMUNIDAD ADAPTATIVA

La inmunidad adaptativa puede ser: o Humoral: mediada por linfocitos B que

producen anticuerpos. o Celular: mediada por linfocitos T.

Los linfocitos B pueden reconocer directamente al antígeno, mientras que los linfocitos T necesitan que les presenten los antígenos (a través de células presentadoras de antígenos [CPA]).

Características de la respuesta inmune adaptativa. 1) Especificidad. 2) Diversidad de respuesta. 3) Memoria inmunológica. 4) Expansión clonal. 5) Especialización. 6) Contracción y homeostasis. 7) No-reactividad a lo propio.

Fig. 2: Inmunidad activa y pasiva.

Fig. 3: Inmunidad adaptativa humoral y celular

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CARACTERÍSTICAS SIGNIFICADO FUNCIONAL ESPECIFICIDAD Asegura que distintos antígenos produzcan respuestas específicas.

DIVERSIDAD DE RESPUESTA Permite al sistema inmune responder a una gran variedad de antígenos.

MEMORIA INMUNOLÓGICA Lleva a una respuesta aumentada frente a exposiciones repetidas de un mismo antígeno.

EXPANSIÓN CLONAL Aumenta el número de linfocitos antígeno-específico para mantener el control sobre los microorganismos.

ESPECIALIZACIÓN Genera respuestas que son óptimas para la defensa contra distintos tipos de microorganismos.

CONTRACCIÓN & HOMEOSTASIS

Permite al sistema inmune responder al encuentro de nuevos microorganismos.

NO-REACTIVIDAD A LO PROPIO

Previene el daño al hospedero durante la respuesta a antígenos foráneos.

Tipos de linfocitos: o Linfocito B: neutralizan microbios, promueven la fagocitosis, activan el complemento. o Linfocitos T helper (TH): activan macrófagos, linfocitos T y B y generan inflamación. o Linfocitos T citotóxicos (TC): matan células infectadas. o Linfocitos T reguladores (TR): suprimen la respuesta inmune (cuando no hay, se producen enfermedades

autoinmunes).

Fig. 4: Especificidad, memoria y contracción de la respuesta inmune adaptativa.

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Etapas de la respuesta inmune adaptativa: 1) Reconocimiento del antígeno: las CPA presentan el antígeno a los linfocitos ‘‘vírgenes’’ (naive). 2) Activación de linfocito: expansión clonal y diferenciación. 3) Eliminación del antígeno: a través de la inmunidad humoral y celular. 4) Contracción (homeostasis): mediada por apoptosis. 5) Memoria: se generan células de memoria (sobrevivientes de la contracción).

Fig. 5: Tipos de linfocitos.

Fig. 6: Etapas de la respuesta inmune

adaptativa.

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Hipótesis de selección clonal:

HEMATOPOYESIS

Célula troncal hematopoyética: o Serie linfoide:

Linfocitos B. Linfocitos T (en

timo). Células NK.

o Serie mieloide: CFU eritroide. CFU basófilo. CFU eosinófilo. CFU monocitos y

granulocitos. Megacariocitos.

Fig. 7: Hipótesis de selección clonal

Fig. 8: Hematopoyesis

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ÓRGANOS LINFOIDES

Órganos linfoides primarios: órganos en donde se diferencian los linfocitos a partir de células primordiales.

o Timo (linfocitos T). o Médula ósea (linfocitos B).

Órganos linfoides secundarios: lugares donde se favorece el encuentro entre linfocitos y antígenos.

o Bazo. o Ganglios linfáticos. o Placas de Peyer. o MALT.

Fig. 9: Órganos linfoides primarios y secundarios.

Fig. 10: Generación de linfocitos y respuestas inmunes in vivo.

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1.2. INMUNIDAD INNATA

La inmunidad innata es la respuesta inicial a microorganismos que previene, controla o elimina la infección del hospedero causada por muchos patógenos.

Los mecanismos de la inmunidad innata eliminan células dañadas e inician el proceso de reparación tisular.

La inmunidad innata estimula la respuesta inmune adaptativa y puede influir en la naturaleza de esta respuesta haciéndola óptimamente efectiva para la eliminación de distintos tipos de microorganismos.

Los principales tipos de respuesta del sistema inmune innato que protegen contra los microorganismos son la inflamación y la defensa antiviral.

COMPONENTES FUNCIONES PRINCIPALES BARRERAS

Epitelios Previene la entrada de microorganismos.

Defensinas/catelicidina Muerte de microorganismos.

Linfocitos intraepiteliales Muerte de microorganismos.

CÉLULAS EFECTORAS CIRCULANTES

Neutrófilos Fagocitosis temprana y muerte de microorganismos.

Macrófagos Fagocitosis eficiente y muerte de microorganismos. Secreción de citoquinas que estimulan la inflamación.

Células NK (Natural Killer) y otras ILCs Lisis de células infectadas. Activación de macrófagos.

PROTEÍNAS EFECTORAS CIRCULANTES

Complemento Muerte y opsonización de microorganismos. Activación de leucocitos.

Lectina de unión a manosa (collectin) Opsonización de microorganismos. Activación de complemento (ruta de lectina).

Proteína C-reactiva (pentraxina) Opsonización de microorganismos. Activación de complemento.

CITOQUINAS

TNF, IL-1, quimioquinas Inflamación.

IFN-α, IFN-β Resistencia a infección viral.

IFN-γ Activación de macrófagos.

IL-12 Producción de IFN-γ por células NK y linfocitos T.

IL-15 Proliferación de células NK.

IL-10, TGF-β Control de inflamación.

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RECEPTORES EN INMUNIDAD INNATA

En la respuesta inmune innata, un mismo receptor puede reconocer diferentes microbios, ya que reconocen PAMPs (Pathogen Associated Molecular Patterns) o DAMPs (Damage Associated Molecular Patterns).

Hay receptores de manosa, receptores scavenger, receptores N-formilmetionil, etc.

Ejemplos de PAMPs: o Ácidos nucleicos (ssRNA, dsRNA, CpG). o Proteínas (pilina, flagelina). o Lípidos de pared celular:

LPS (bacterias Gram-negativa). Ácido lipoteicoico (bacterias Gram-positiva).

o Carbohidratos (manano, glucanos tipo dectina).

Ejemplos de DAMPs: o Proteínas inducidas por estrés (HSP [proteínas de shock térmico]). o Cristales (urato monosódico). o Proteínas nucleares (HMGB1).

Fig. 11: Especificidad de la inmunidad innata y adaptativa.

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Localización celular de receptores de reconocimiento de patrones moleculares del sistema inmune innato: o Extracelular (TLR, lectina). o Endosoma (TLR). o Citosol (NLR, RLR).

TOLL-LIKE RECEPTORS (TLR)

Uno de los más importantes son los Toll-like Receptors (TLR), que pueden localizarse: o En la membrana (TLR-2, 4, 5). o En endosomas (TLR 7, 8, 9).

Cada TLR reconoce diferentes PAMPs. o TLR-4 reconoce el lipopolisacárido (LPS) de las bacterias Gram (-).

La respuesta de los TLR es la transcripción de genes y expresión de: o Citoquinas inflamatorias (TNF, IL-1, IL-2). o Quimioquinas. o Moléculas de adhesión endotelial (E-selectinas). o Moléculas coestimuladoras (CD80, CD86). o Citoquinas antivirales (IFN-α, IFN-β).

Se han encontrado al menos 12 tipos de TLR.

Fig. 12: Localización de receptores de PAMPs.

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Fig. 13: Localización y especificidades de TLR. Fig. 14: Función y señalización de TLR.

Fig. 15: Inflamosoma.

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BARRERAS EPITELIALES

Impiden el paso de microbios (barrera física para la infección).

Matan microbios al producir defensinas (péptidos antimicrobianos) que inducen la lisis de microbios (crean poros en ellos).

Matan microbios y células infectadas vía linfocitos intraepiteliales.

Funciones adicionales de las defensinas: o Quimiotaxis. o Antagonistas de ACTH. o Opsonización. o Interacción con el complemento. o Citotoxicidad y promoción del

crecimiento. o Reparación de daños y migración

celular. o Liberación de histamina.

CÉLULAS LINFOIDEAS INNATAS (ILC)

Son células generadas a partir de los mismos precursores de los linfocitos B y T, pero no poseen los receptores específicos de antígenos que ellos tienen.

Las células NK son un tipo de ILC.

Células NK (Natural Killer). o En su superficie tienen receptores activadores e

inhibitorios. Los primeros asociados a una tirosina-kinasa y los segundos a una fosfatasa.

o En condiciones normales, la célula NK recibe ambas señales desde las células normales. La señal inhibitoria la provee el MHC-I.

o Cuando la célula está infectada, el virus inhibe la expresión del MHC-I (baja su expresión), por lo que sólo queda la señal activadora.

o Al activarse, las células NK inducen la lisis de las células infectadas y además activan macrófagos al secretar IFN-γ.

o Los macrófagos activados producen IL-12 que induce a las células NK a producir IFN-γ.

Fig. 16: Funciones adicionales de las defensinas.

Fig. 17: Células linfoideas innatas.

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RECLUTAMIENTO DE LEUCOCITOS

La infección o la inflamación de un tejido induce al endotelio a expresar ciertos ligandos que son reconocidos por leucocitos.

1) Rolling. 2) Activación de integrinas por quimioquinas. 3) Adhesión estable. 4) Migración a través del endotelio.

Fig. 18: Funciones de los receptores de células NK. Fig. 19: Funciones de las células NK.

Fig. 20: Reclutamiento de leucocitos.

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MACRÓFAGOS

Funciones efectoras de macrófagos: o Matar microbios (mediado por oxidasas e iNOS). o Inflamación, inmunidad adaptativa aumentada (mediado por citoquinas). o Remodelación tisular (mediado por factor de crecimiento de fibroblasto, factores angiogénicos,

metaloproteinasas).

Etapas de la fagocitosis y destrucción de microorganismos por los macrófagos: 1) Los microbios se unen a los receptores del fagocito. 2) La membrana del fagocito engulle al microbio. 3) Los microbios son ingeridos en fagosomas. 4) Fusión de los fagosomas con lisosomas (forman fagolisosomas). 5) Activación del fagocito:

Mata microbios fagocitados a través de enzimas lisosomales. Mata microbios fagocitados a través de ROS (Reactive Oxygen Species) y NO (Nitric Oxide).

Fig. 21: Fagocitosis y destrucción intracelular de microorganismos.

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SISTEMA DEL COMPLEMENTO

Funciones del sistema del complemento: o Lisis de bacterias. o Quimiotaxis de fagocitos. o Opsonización de bacterias.

La mayoría de las proteínas del complemento se forman en el hígado.

C1, lectina de unión a manosa y ficolina inician la activación del complemento.

Se puede activar por 3 vías: o Vía clásica. o Vía alternativa. o Vía de la lectina.

Al activarse el sistema del complemento, el C3 se

fragmenta en C3a y en C3b. o C3a queda libre, pudiendo activar otras

respuestas (como la inflamación). o C3b se une al microbio opsonizándolo. También puede activar a C5, fragmentándolo en C5a y C5b.

La cascada sigue hasta que se forma el complejo MAC (Membrane Attack Complex), que lisa los microbios (forma poros).

Fig. 23: Rutas de activación del complemento.

Fig. 22: Funciones del complemento.

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EFECTOS LOCALES Y SISTÉMICOS DE CITOQUINAS EN INFLAMACIÓN

INTERFERONES

Acciones biológicas de los interferones tipo I (IFN-α e IFN-β).

o Inhibición de síntesis de proteínas virales.

o Degradación de RNA viral. o Inhibición de la expresión

genética viral y ensamblaje viral.

Fig. 24: Citoquinas en inflamación

Fig. 25: Acciones biológicas de los interferones tipo I.

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1.3. ANTÍGENOS Y ANTICUERPOS

ANTÍGENOS

Definición: ‘‘molécula de diversa naturaleza química, que el organismo no reconoce como sus constituyentes normales y que son detectados y son capaces de activar linfocitos T o B’’.

o Pueden provenir del medio (microorganismos, plantas, alimentos, fármacos) o ser generados en el propio organismo (metabolismo de drogas, transformación neoplásica, enfermedades autoinmunes, etc.).

o Al sistema inmune no le importa el origen para mostrar una respuesta inmune. Solo importa si son ‘‘buenos’’ o malos’’.

Propiedades de los antígenos: o Inmunogenicidad: capacidad de inducir respuesta del sistema inmune. Depende de su estructura química. o Antigenicidad: capacidad de interacción de un antígeno con los productos de una respuesta inmune, ya sea

con anticuerpos o con linfocitos T.

Los linfocitos T reconocen secuencias de aminoácidos (8 – 10 aminoácidos), mientras que los linfocitos B reconocen conformaciones proteicas (gérmenes enteros, por ejemplo).

Determinante antigénico (epítopo): o Lugar del antígeno que es reconocido por un anticuerpo o

linfocito T. o Los antígenos proteicos pueden contener más de un

epítopo. o Lineal o conformacional:

Lineal (secuencial): reconocidos por linfocitos T y B. Derivan de la estructura primaria de una proteína (sigue siendo reconocida aunque sea

denaturalizada). Conformacional (discontinuo): reconocido por

linfocitos B. Derivan del arreglo espacial de la cadena polipeptídica (estructura secundaria o terciaria). Una proteína denaturalizada, si es conformacional, puede dejar de ser reconocida por su anticuerpo.

Fig. 26: Determinante antigénico (epítopo).

Fig. 27: Naturaleza de los

determinantes antigénicos.

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Los antígenos pueden ser: o Homólogos: cuando inducen la formación del anticuerpo que lo está reconociendo. o Heterólogos: cuando el antígeno, por reacción cruzada, es capaz de interactuar con un anticuerpo que fue

inducido por otro antígeno. Un ejemplo de heterología es el caso de cierto streptococco que tiene un epítopo igual al de fibras miocárdicas.

Características del antígeno que lo hacen inmunogénico: o Tamaño:

Proteínas > 10 kDa. Haptenos (< 10 kDa); éstas deben acoplarse a un

transportador (conjugado carrier-hapteno). o Presencia de grupos químicos activos: de esto depende la

inmunogenicidad. Principalmente los que presentan cargas negativas

(glu y asp). En menor medida con carga positiva (lys). También los residuos aromáticos (tyr).

o Conformación espacial del epítopo(s) suelen corresponder a prominencias sobre la superficie de las proteínas.

o Movilidad atómica: contribuye a la antigenicidad. Les permite adaptarse a receptores pre-existentes. Existe flexibilidad en las estructuras antigénicas.

Naturaleza química de los antígenos: o Proteínas (antígenos timo-dependientes). o Carbohidratos (como LPS, sistema ABO). o Lípidos, sólo si están unidos a proteínas porque son insolubles (generalmente poco inmunogénicos). o Ácidos nucleicos; también deben conjugarse con proteínas inmunogénicas (generalmente poco

inmunogénicos).

Hay dos tipos de antígenos: o Antígenos timo-dependientes:

Principalmente proteínas. Requieren de linfocitos T. Provocan respuestas primarias caracterizadas por la síntesis de IgM, pero en exposiciones

posteriores al antígeno, éstas maduran hacia IgG o IgA y células de memoria. o Antígenos timo-independientes:

Principalmente carbohidratos. Antígenos capaces de activar linfocitos B sin ayuda de linfocitos T (como el LPS). En general son moléculas grandes con epítopos repetidos. Son mitogénicos (inducen proliferación de linfocitos B). Pueden activar la vía del complemento. Sólo estimulan la producción de IgM y muy pocas células de memoria.

Lo más importante de la respuesta adaptativa, es el reconocimiento del antígeno por vía de inmunoglobulinas y por el receptor de linfocito T (TCR).

o Inmunoglobulinas (Ig): de membrana o soluble. o Receptor de LT (siempre de membrana).

Requiere que el antígeno esté asociado al MHC. Reconoce pedacitos de antígeno (no completo) procesados por una célula presentadora de

antígeno. Muy específico (basta con cambiar un aminoácido para que ya no reconozcan).

Fig. 28: Conjugado carrier-hapteno.

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INMUNOGLOBULINAS

Glicoproteínas que se expresan de dos formas: o Unidas a la membrana celular del

linfocito B (son los BCR). Son sus receptores.

o Moléculas solubles (anticuerpos) sintetizados por las células plasmáticas.

La interacción entre antígeno y anticuerpo no es covalente, depende de cuatro tipos de fuerzas principalmente: puentes de hidrógeno, enlaces iónicos, interacciones hidrofóbicas, fuerzas de Van der Waals.

o Se puede ir modificando, depende de su afinidad.

o Se pueden unir en bolsillos, surcos o superficies de la FAB.

Características: o 2 cadenas pesadas (H) y 2 cadenas livianas (L) idénticas. o 2 sitios de unión a antígeno (FAB). o Cada cadena tiene una región variable (de unión a antígeno). o Tienen una cola de la cadena pesada que le da su característica biológica (FC).

IgM, IgG, IgA en linfocitos B pueden reconocer al mismo antígeno, pero lo atacan de forma distinta (aquí varía sólo el FC).

o La región bisagra permite que los 2 sitios de unión se acerquen o separen (punto de unión de cadenas pesadas).

o La región variable presenta 3 segmentos (regiones hipervariables1) que son las que le dan la especificidad al anticuerpo (3 en cadena pesada, 3 en cadena liviana).

Conceptos importantes: o Afinidad: fuerza de interacción entre ambas moléculas,

donde la constante de disociación (Kd) indica cuánto tiempo permanecen pegadas.

o Avidez: se refiere a la capacidad de interacción, no depende de la afinidad.

La alta y muy alta avidez es gracias a la región bisagra.

Sea débil o alta la avidez, la afinidad puede ser la misma.

De los cinco tipos de inmunoglobulinas, la IgG tiene la mayor vida media (10 días v/s 6 días de los demás tipos).

1 CORs: Complementarity Determining Regions.

Fig. 29: Estructura molecular de una inmunoglobulina.

Fig. 30: Valencia y avidez en la interacción

antígeno-anticuerpo.

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Determinantes antigénicos de las inmunoglobulinas: o Isotipo: distinta región constante (FC). Son 5 isotipos. o Idiotipo: distinta región variable (FAB).

Los determinantes antigénicos idiotípicos de las inmunoglobulinas son moléculas que pueden ser reconocidas como antígenos y ser atacadas (hipótesis sobre cómo podría terminar la respuesta inmune).

Anticuerpo anti-idiotipo: anticuerpo que se genera por la expansión de otro frente a una infección, para regular su actividad (‘‘anticuerpo anti-anticuerpo’’). Hay en muy baja cantidad y sirven para el control de la homeostasis.

o Alotipo: relacionado con los trasplantes, son pequeñas modificaciones que tienen los anticuerpos de una persona, que pueden o no ser compatibles con los de otra persona.

Distinta región constante.

Que una inmunoglobulina sea de membrana o secretada depende de splicing alternativo.

Inmunoglobulinas y sus características:

¿Dónde están? o IgM Circulando. o IgA Principalmente en mucosas. Se traspasa por secreción, puede dimerizar. o IgE En niveles muy bajos, salvo en alergias. Induce degranulación de células cebadas. o IgG Altos niveles en suero, única que traspasa la placenta. o IgD Niveles más bajos. No se sabe bien su función.

Fig. 32: Isotipos de anticuerpos.

Fig. 31: Determinantes antigénicos de

anticuerpos.

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Expresión de inmunoglobulinas dependiendo del tipo de respuesta: primaria v/s secundaria. o Infección reciente (presente): ↑IgM ↓IgG. o Infección de hace tiempo (alguna vez en la vida): ↓IgM ↑IgG. o IgM e IgG son las que más se activan por complemento (IgG3) e IgM principalmente.

Expresión de inmunoglobulina durante la maduración de los linfocitos B.

Función efectora de los anticuerpos: o Neutralización de antígenos:

neutraliza microbios y toxinas. o Opsonización: el fagocito reconoce

mejor al antígeno marcado por las opsoninas, favoreciendo su degradación.

o Activación respuesta innata: Complemento: induce lisis

por ataque a membrana, generando poro en la bacteria.

Fagocitosis. Inflamación. Lisis de microbios.

Fig. 33: Expresión de inmunoglobulinas durante la maduración de los linfocitos B.

Fig. 34: Funciones efectoras de los anticuerpos.

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Receptores FC. o Cada inmunoglobulina tiene un FC distinto que le

permite reconocerse por distintas células (como los macrófagos y las células NK).

IgE está pegada al receptor, y en esta condición recibe interacción y señalización intracelular.

o Algunos están asociados a activadores (ITAM, a través de quinasas) y otros a inhibidores (ITIM, a través de fosfatasas).

o Reconocen las distintas inmunoglobulinas. o El receptor del linfocito T (TCR) se parece a un

fragmento FAB unido a la membrana. No tiene mecanismo de señalización por sí

mismo, sólo puede unirse al antígeno-MHC. Para señalizar, debe asociarse a distintos elementos.

Presenta 2 cadenas, α y β, cada una de las cuales presenta una región variable y una constante.

Fig. 35: Receptores FC.

Fig. 36: Opsonización y fagocitosis de microorganismos mediada por anticuerpos.

Fig. 37: Citotoxicidad celular mediada por anticuerpos.

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1.4. GENERACIÓN DE DIVERSIDAD DE INMUNOGLOBULINAS

Cada individuo es capaz de producir una gran cantidad de anticuerpos con distintas especificidades (1012 o más). ¿Cómo se explica tanta diversidad?

o La diversidad está dada por la secuencia de aminoácidos de la región variable. o Teoría de la línea germinal (Beadle y Tatum): un gen = una proteína = un anticuerpo. o Teoría de la variación somática (Dreyer y Bennet): el número de genes de anticuerpos es pequeño; pero,

por mutaciones generan todos los anticuerpos del organismo.

Tonegawa en 1987 demostró que el genoma de los linfocitos B es diferente que el genoma original embrionario. o Cada linfocito tiene receptores específicos para un antígeno, los que se definen antes del encuentro con el

antígeno (por lo tanto, al azar). o El encuentro con el antígeno gatilla la proliferación y diferenciación (expansión clonal). o Así, el desarrollo del repertorio de receptores es antígeno-independiente.

Las cadenas pesadas (H) definen el tipo de inmunoglobulina.

DIVERSIDAD EN B CELL RECEPTORS (BCR)

Los genes para las cadenas livianas (κ y λ) y pesadas (9 tipos) están localizados en distintos cromosomas, formando en cada caso familias multigénicas.

Cada una de estas familias multigénicas contiene una serie de secuencias codificantes llamadas segmentos génicos, que son de distinto tipo.

o La familia de H posee segmentos de tipo V, D, J y C (recombinación VDJ2). o La familia de κ y λ tienen segmentos de tipo V, J y C (recombinación VJ).

2 V (variable), D (diversity), J (joining), C (constant).

Fig. 38: Dominios de BCR y TCR.

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Recombinación (V(D)J): se toma un segmento de cada tipo mediante recombinaciones somáticas al azar, que crea un DNA diferente del original.

o Para que ocurra la recombinación después de cada segmento V y antes de cada J, existen secuencias señales, las que son reconocidas por enzimas de restricción (RAG-1 y RAG-2).

o Estas señales consisten en heptámeros y nonámeros, por lo que al ser cortadas, los fragmentos que quedan no encajan exactamente entre sí para ser ligados.

o Es por esto que existe una enzima, TdT3, que agrega nucleótidos al azar (punto de mayor recombinación) para completar lo que falta.

Es un proceso muy ineficiente porque se pueden insertar codones de término y no se genera el anticuerpo (pocos llegan a término).

No obstante, este es el precio de la recombinación. o Es este mecanismo el que genera hipervariabilidad en la 3° sección de hipervariabilidad (las otras dos

secciones hipervariables vienen codificadas en el DNA).

Exclusión alélica: si se expresa efectivamente la cadena pesada de un cromosoma (un alelo), se reprime la expresión del otro alelo (lo mismo pasa con la liviana). Si ningún alelo resulta funcional, el linfocito muere por apoptosis.

o La primera cadena que se sintetiza es la pesada, sea materna o paterna.

o Si se forma efectivamente la proteína, ésta sale a la superficie y señaliza para evadir la expresión de la cadena pesada del otro origen (todas deben ser o maternas o paternas).

¿Cómo señaliza? Se asocia a una cadena sustituta que le da estabilidad y produce la señalización, evitando la formación de la opuesta y además estimula el inicio de la expresión de la cadena liviana.

o Si fallan ambas opciones, el linfocito muere.

3 TdT: Terminal deoxynucleotidyl transferase.

Fig. 39: Recombinación VDJ en BCR.

Fig. 40: Exclusión alélica.

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Fases de la respuesta inmune humoral: hay 3 mecanismos del linfocito B para variar luego de la médula ósea. o Inmunoglobulina de membrana o secretada:

Cuando el linfocito B está maduro, produce inmunoglobulinas de membrana (IgM, IgD). Cuando se activa, ocurre un cambio en el isotipo de la inmunoglobulina hacia el tipo secretor (como

IgG). Que una inmunoglobulina de un mismo tipo sea de membrana o secretada depende de un splicing

alternativo del mRNA, que a su vez depende del estado de actividad del linfocito B.

Cambio de isotipo: o Se produce por unión de linfocito TH con linfocito B mediante CD40s. o El linfocito T le entrega citoquinas que activan enzimas (AID). De esta manera, vuelve a cortarse el

DNA sólo en la región constante (no es splicing, ya que el corte es a nivel de DNA, no RNA). o El isotipo al que se cambie dependerá de las citoquinas del ambiente.

Maduración por afinidad: mutaciones somáticas. o El linfocito activado migra a un nódulo linfático donde sufre de mutaciones somáticas que buscarán

aumentar la afinidad por el antígeno (mutaciones somáticas en la región variable). o Algunos lo lograrán y otros no. Estos últimos morirán cuando sean seleccionados por las células

foliculares dendríticas (ocurre después de la expansión clonal).

DIVERSIDAD EN T CELL RECEPTORS (TCR)

Es muy similar y más simple que la generación de diversidad de BCR, ocurre en el timo y actúan las mismas enzimas, produciendo los mismos cortes.

No obstante, TCR sólo puede sufrir modificaciones y mutaciones (al azar) en el proceso de corte y unión del DNA. El linfocito B puede sufrir modificaciones y mutaciones posteriormente (cambio de isotipo, maduración por afinidad, cambio de forma de membrana a secretada).

En resumen, la variabilidad de los BCR depende de: 1) Recombinación VDJ. 2) Cambio de isotipo. 3) Inmunoglobulina de membrana o secretada. 4) Mutaciones somáticas.

La variabilidad en los TCR se produce solo por: 1) Recombinación VDJ, que ocurre al azar y permite generar aproximadamente 1015 TCRs distintos.

Fig. 41: Fases de la respuesta inmune

humoral.

[27]

1.5. COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD (MHC)

También llamado Human Leukocyte Antigen (HLA).

El MHC controla la respuesta inmune y el rechazo de trasplantes. 1) Fue en su función en el rechazo de trasplantes cuando se descubrió, he ahí la razón de su nombre MHC.

Los genes que codifican para las moléculas del MHC se encuentran en el cromosoma 6. 1) Un segmento de este cromosoma tiene una región para el MHC-II. 2) Otra región para el MHC-I. 3) Entre medio de ellas, una región que codifica proteínas que participan en la síntesis de MHC-I y MHC-II

(‘‘MHC-III’’).

Estos genes que codifican para moléculas de MHC tienen 3 características básicas: 1) Son poligénicos: en un individuo, existen distintos genes que codifican para distintas moléculas del MHC. 2) El MHC se hereda del padre y la madre (a diferencia de BCR y TCR). 3) Son polimórficos: en la población existen distintas variantes de un mismo gen (haplotipo). 4) Son codominantes: todos los genes son expresados al mismo tiempo, por lo que un individuo puede tener

hasta 14 distintas moléculas de MHC.

Fig. 42: Organización genética de los genes que codifican para el complejo mayor de

histocompatibilidad

[28]

MHC clase I (HLA-A, HLA-B y HLA-C). o Es expresado en la mayor parte de las células

nucleadas del organismo. o Compuesto por:

1 cadena α de 3 dominios (α1, α2, α3).

Es el espacio entre los dominios α1 y α2 donde se alberga el antígeno.

Asociado a una pequeña proteína β2 microglobulina.

o Las regiones variables (polimórficas) son en α1 y α2, las que unen al antígeno.

o Presenta antígenos a linfocitos T CD8+, de origen proteico (8 – 11 aminoácidos).

o La región α3 une a CD8. o La fuente de antígenos presentados por MHC-I

proviene comúnmente del intracelular. o En condiciones normales, están constantemente

presentando antígenos propios.

MHC clase II (HLA-DR, HLA-DQ y HLA-DP). o Presente en células presentadoras de antígenos

(APC): Macrófagos. Células dendríticas (DC). Linfocitos B.

o Compuesto de 2 cadenas (α y β), las que poseen 2 dominios cada una.

o Presenta antígenos a linfocitos T CD4+, de origen proteico (10 a 25 aminoácidos).

Puede albergar péptidos de mayor tamaño porque al ser dos cadenas, el espacio es mayor.

o Fuente de antígenos: extracelular. o Su región más polimórfica es β1. o La región β2 une a CD4.

COMPARACIÓN ENTRE MHC-I & MHC-II.

MHC-I MHC-II

Cadena polipeptídica α (con 3 dominios) β2-microglobulina.

α (2 dominios) β (2 dominios)

Sitio de unión al TCR α3 (se une a CD8) β2 (se une a CD4)

Tamaño de sitio de unión a antígeno Péptido de 8 – 11 aminoácidos Péptido de 10 – 25 aminoácidos

Nomenclatura HLA-A, HLA-B, HLA-C HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP

Fig. 43: MHC-I.

Fig. 44: MHC-II.

[29]

Residuos polimórficos en MHC ocurre principalmente en sitio de unión a antígeno (el resto se mantiene más bien constante).

o En caso de MHC-II, esto ocurre principalmente en la cadena β (regiones que más varían entre un individuo y otro, no en una misma persona).

Dentro del péptido antígeno hay aminoácidos que sólo sirven para anclarse al MHC, los cuales son muy conservados dados distintos antígenos.

Unión de péptidos: o Cada molécula de MHC tiene regiones de anclaje y regiones

que lo deja libre (lo dejan expuesto). Ejemplo: péptidos que se asocian a 1/3 del sitio del

antígeno, quedando el resto libre para ser identificado por el linfocito T.

o Péptidos presentados en el MHC presentan aminoácidos conservados necesarios para su presentación (varias MHC iguales pueden presentar antígenos distintos).

o El antígeno es el que entrega la variabilidad, no el MHC.

Hay moléculas de MHC que se expresan más que otras: o HLA-B > HLA-A > HLA-C o HLA-DR > HLA-DQ > HLA-DP

Desequilibrio de unión (linkage desequilibrium): hay algunos alelos de MHC que tienden a heredarse juntos. o Asociación no aleatoria de alelos en dos o más loci. o Por ejemplo, la frecuencia observada de HLA-A1 es de 13,8% y la de HLA-B8 es de 9%, por lo que la

frecuencia esperada para ambos juntos HLA-A1-B8 es de 1,24%, sin embargo, la frecuencia observada es 6%. o Esto se genera porque los genes del MHC se encuentran muy cerca en el cromosoma 6, haciendo más

probable su expresión.

Para determinar la compatibilidad en trasplantes, se comparan los loci de los 3 tipos de MHC que más influyen: HLA-DR, B y A. Dado el gran polimorfismo del sistema HLA, es muy poco probable encontrar una compatibilidad 6 de 6.

Fig. 45: Residuos polimórficos de MHC.

[30]

1.6. PROCESAMIENTO Y PRESENTACIÓN DE ANTÍGENOS

Células presentadoras de antígeno: o Células dendríticas (DC4). o Macrófagos. o Linfocitos B.

Mecanismos de captura y presentación de antígenos. o Procesamiento y presentación de antígeno por moléculas MHC-I. o Procesamiento y presentación de antígeno por moléculas MHC-II.

Etapas de la respuesta inmune ante una infección: 1) Células de la respuesta inmune innata reconocen al antígeno.

a. Inflamación controla parcialmente la infección. b. Actúan macrófagos, células NK y sistema del complemento, principalmente.

2) Los antígenos son procesados y son llevados al ganglio linfático por una célula presentadora de antígenos (APC5).

3) En el ganglio linfático ocurre presentación de antígeno a células de la respuesta inmune adaptativa. 4) Empieza la respuesta inmune adaptativa.

a. Linfocitos T. b. Linfocitos B y anticuerpos.

5) Eliminación del patógeno (inmunidad).

4 DC: Dendritic cell.

5 APC: Antigen Presenting Cell.

Fig. 46: Etapas de la respuesta inmune ante una infección.

[31]

CÉLULAS PRESENTADORAS DE ANTÍGENOS (APC)

Macrófagos6: o Captan los antígenos por fagocitosis. o Son células vida larga (meses e incluso

años). o Activan linfocitos T efectores. o Abundante RER y muchas mitocondrias.

Células dendríticas (DC): o Pueden capturar antígenos por

endocitosis o fagocitosis. o Son las únicas células capaces de activar

linfocitos T vírgenes (son APC profesionales).

o Pueden hacer presentación cruzada presentando antígenos extracelulares por MHC-I (para activar linfocitos T CD8+). El mecanismo se desconoce.

o Las células dendríticas puede ser: Plasmocitoides (pDCs):

importante en respuesta viral). Convencionales (mieloides).

Estas son las más importantes y se encuentran en los tejidos. Pueden ser:

Residentes.

Migratorias (como las células de Langerhans en la epidermis o intersticiales en la dermis). o Las células dendríticas se originan de las células madre hematopoyéticas (HSC), pasando primero por:

Célula progenitora mieloide. Promonocito. Monocito. Célula dendrítica inmadura.

o Una célula dendrítica inmadura tiene: Alta capacidad de fagocitosis. Baja expresión de MHC y mucho menor de moléculas coestimuladoras. Están constantemente fagocitando y presentando antígenos propios por MHC-II a linfocitos T CD4+,

pero como no hay moléculas coadyuvantes, el linfocito T no se activa (anergia). Esto otorga tolerancia (en este estado, tienen un contacto mínimo con los linfocitos T).

Tolerancia periférica: presenta antígenos propios en un contexto no inflamatorio. Sin embargo, están constantemente buscando patógenos mediante receptores de PAMPs, como

TLR. o Cuando reconocen un patógeno, lo fagocitan y el receptor envía señales para la maduración de la célula

dendrítica (célula dendrítica madura). De esa manera: Disminuye su capacidad fagocítica. Aumenta considerablemente la expresión de MHC-II y de coestimuladores. Así, la célula dendrítica madura es capaz de activar linfocitos T y generar inmunidad. En estado maduro desarrollan varias proyecciones citoplasmáticas que ayudan a la mejor

interacción con linfocitos T.

Linfocito B: captan los antígenos por endocitosis mediada por receptores.

6 Los monocitos se encuentran circulando, mientras que los macrófagos están en los tejidos.

Fig. 47: Células presentadoras de antígeno y sus características.

[32]

VÍAS DE PROCESAMIENTO Y PRESENTACIÓN DE ANTÍGENOS

Por MHC-I: o Cuando se presenta un antígeno en el citosol (proteína cualquiera,

viral en caso de infección o incluso tumorales), es ubiquitinado por una ubiquitin-ligasa y destinado a proteosomas, en donde es fragmentado y degradado.

o Estos péptidos generados son enviados al retículo endoplasmático donde son translocados gracias a TAP y luego son ensamblados junto al MHC-I, que será destinado a la superficie.

Transportador TAP: son codificados por la región MHC-II de los genes MHC.

Hay dos tipos (TAP-1 y TAP-2) y tienen dominios con actividad ATPasa.

Reconocen péptidos de entre 7 y 11 aminoácidos y los translocan hacia el RER.

o En la membrana del RER, la cadena α del MHC-I se encuentra estabilizada y unida a calnexina hasta que llega la cadena β2 microglobulina. Cuando sucede esto, la calnexina suelta el MHC y éste se une a un complejo de chaperonas que lo estabilizan y lo unen a TAP (vía tapasina).

o Finalmente, cuando TAP transloca un péptido, éste se une al MHC-I y así termina de plegarse, siendo así llevada hacia la membrana plasmática.

Fig. 48: Vía de procesamiento y

presentación de antígeno por

MHC-I.

Fig. 49: Vía de procesamiento y presentación de antígeno por MHC-I (detalles).

[33]

Por MHC-II: o Cuando una APC endocita un patógeno (es decir, el antígeno

viene del exterior), es transportado mediante vesículas endocíticas a endosomas (lisosomas) donde son degradados por catepsinas.

o Mientras tanto, en el RER se sintetiza el MHC-II, el cual es estabilizado por proteínas chaperonas7 (cadena invariante, li). Así sale del RER hacia el Golgi y de ahí hacia el endosoma en donde se fragmentó el antígeno.

o Una vez en el endosoma, debido al pH más ácido y a la catepsina S, las proteínas chaperonas (cadena invariante) son degradadas, quedando sólo un fragmento (CLIP8) en el sitio de unión al antígeno.

El propósito de CLIP es prevenir la unión de fragmentos de péptidos propios previo a la unión con el MHC-II en el endosoma (regulación de unión de péptidos a MHC-II).

o Luego, otra molécula, HLA-DM9, remueve el CLIP de su lugar y permite así la unión del antígeno al MHC-II.

o Finalmente, el MHC-II con antígeno es exportado a la superficie celular.

7 Todas las MHC son inestables sin un péptido asociado (tanto en la membrana como dentro de la célula). Por lo que nunca habrá un

MHC sin péptido en la membrana celular. Cuando se les asocia un péptido, se estabilizan y pueden permanecer varias semanas en la membrana. 8 CLIP: Class II-associated invariant chain (li) Peptide.

9 HLA-DM = MHC-DM.


presentación de antígeno por MHC-II.


presentación de antígeno por MHC-II

(detalles).

[34]

Presentación de antígenos por células dendríticas: presentación cruzada. o La célula dendrítica puede tomar antígenos del extracelular y cargársela a MHC clase I. o De esta manera, pueden ser reconocidos por linfocitos T CD8+ (puede reconocer antígenos tanto intra como

extracelulares). o La presentación cruzada:

Permite amplificación de la respuesta inmune. Permite que la misma célula dendrítica pueda activar simultáneamente linfocitos T CD4+ y CD8+.

Presentación de antígenos por CD1. o Permite presentación de lípidos (α1 y α2 hidrofóbicos). o Estructura de CD1: cadena α de 3 dominios, asociado a β2-microglobulina. o Se carga en el RE. o Asociado a respuestas mucosas. o Estos antígenos son presentados a linfocitos T γδ.

Fig. 52: Presentación cruzada de antígenos por las células dendríticas.

Fig. 53: Estructura de MHC-I, MHC-II y CD1.

[35]

1.7. RECEPTORES DE LINFOCITOS T Y B

RECONOCIMIENTO DE ANTÍGENOS EN LA RESPUESTA INMUNE ADAPTATIVA

El reconocimiento de antígenos ocurre gracias a dos proteínas de superficie de los linfocitos:

o Inmunoglobulinas (anticuerpos) unidos a membrana en linfocitos B (BCR).

o Receptor de linfocitos T (TCR).

Ambos receptores reconocen estructuras químicas diferentes (antígenos):

o BCR: conformaciones o formas de macromoléculas naturales (proteínas, lípidos, carbohidratos, ácidos nucleicos).

o TCR: sólo ven péptidos lineales en el contexto de una molécula de MHC.

Los receptores de antígenos están unidos no covalentemente a otras moléculas de membrana invariables que se encargan de enviar las señales de activación al interior de la célula cuando se reconoce el antígeno (los receptores de linfocitos no son capaces de señalizar intracelularmente). El reconocimiento antigénico y la transducción de la señal están mediadas por péptidos diferentes.

o Linfocitos B: Receptor: BCR. Transductor: Igα e Igβ.

o Linfocitos T: Receptor: TCR. Transductor: CD3, cadena ζ (zheta).

La transducción de señales es llevada a cabo gracias a unas determinadas regiones de las proteínas de señalización intracelular que acompañan a los receptores:

o Dominio ITAM: módulo de activación del inmuno receptor basado en tirosina. Son fosforilables por una tirosina-quinasa (asociada a la membrana) cuando se produce la unión a antígeno.

o Dominio ITIM: módulo de inhibición del inmuno-receptor. También se fosforilan en tirosina, pero éstas, a través de un complejo con dominio SH2, activan fosfatasas (SHP1/2).

Fig. 54: Comparación entre BCR y TCR.

Fig. 55: Estructura de los receptores BCR y TCR. Se ven

dominios ITAM en las porciones intracelulares de las

proteínas señalizadoras.

[36]

Todos los linfocitos T maduros expresan junto con su receptor (restringido por el MHC) otra molécula que puede ser CD4 o CD8. Estos son los co-receptores del linfocito T y se unen a una porción invariable del MCH. Determinan si la activación del linfocito será de ayuda (CD4) o citotóxica (CD8).

RECEPTOR DE LINFOCITOS B (BCR)

Eventos de la señalización BCR: o Receptor encuentra antígeno.

Co-receptor se asocia a complemento (C3d) y aumenta la activación del linfocito B.

o Activación de tirosina-quinasa de familia Src. o Se encuentra con ITAM. o Se fosforila ITAM. o Anclaje para Syk (un tipo de tirosina-quinasa).

Puede o no fosforilar. Fosforila sustratos.

Señalización inhibitoria en linfocito10: o Fosforilación ITIM. o Sitio de anclaje para fosfatasas. o Desfosforilación de lo que estaba siendo

fosforilado.

BCR media la endocitosis del antígeno.

o Para poder presentar al antígeno con MHC-II al linfocito T, debe:

Endocitosis mediada por receptor. Procesamiento y presentación del

antígeno (+ MHC-II).

RECEPTOR DE LINFOCITOS T (TCR)

Eventos de señalización TCR: o Unión del antígeno al TCR.

Requiere de un co-receptor11 (CD4/CD8). El co-receptor puede estar unido a Lck.

o Activación de tirosina-quinasa de la familia Src (Lck). o Fosforilación ITAM. o Tirosina-quinasa ZAP-70 reconoce mediante SH2. o Cadena de fosforilaciones (partiendo por sustratos

cercanos).

10

Normalmente los receptores inhibitorios actúan después de los activadores. 11

Recordar que aquí se está interactuando con una molécula de MHC, he ahí la necesidad de co-receptores.

Fig. 56: Señalización intracelular de BCR (y amplificación

de respuesta gracias al complemento C3d).

Fig. 57: Receptor de linfocitos T (TCR).

[37]

SINAPSIS INMUNOLÓGICA

La sinapsis inmunológica: o Consiste en:

Co-receptores. Co-estimuladores. Moléculas de adhesión. Receptores de antígeno.

o No es pasajera, debe ser estable (duradera). o La afinidad de TCR por su antígeno es muy baja. Pero:

La sinapsis inmunológica ayuda a aumentar la avidez (muchas moléculas interactuando simultáneamente).

Presencia de receptores co-estimuladores. o Otorga señales:

Señal 1: reconocimiento del antígeno. Señal 212: receptor co-estimulador (ejemplo:

CD28, que reconoce a sus ligandos B7-1 y B7-2 (= CD80/CD86).

Ambas señales juntas generan la activación de factores de transcripción específicos (NFAT, NF-κB, AP-1).

Puede darse una señal 3 de carácter moduladora. Ésta es dada por las citoquinas.

Para que exista una respuesta, debe existir un conglomerado proteico que permita transducir la señal.

Existen múltiples vías de coestimulación que modulan la actividad de los linfocitos T:

APC. Linfocito T. o CD40 - CD40-L Estimula respuesta inmune. o CD80/86 - CD28 Estimula respuesta inmune. o CD80/86 - CTLA-4 Inhibe la respuesta inmune.

12

La señal 2 aparece frente a señal de peligro. Además, el linfocito B también requiere de esta señal (co-estimuladores), pero son otros y menos claros.

Fig. 58: Moléculas de la sinapsis inmunológica.

Fig. 59: Múltiples vías de coestimulación modulan la actividad

de células T.

[38]

CTLA-4 atenúa la activación de linfocitos T: o Son expresadas por los linfocitos T poco después de su activación (no aparece en linfocitos T vírgenes). o Es mucho más afín por CD80/86 que CD28 (500 – 2500 veces más). o Importante para la regulación de los linfocitos T. o También forma parte de los mecanismos de tolerancia periférica.

Ipilimumab: o Anticuerpo que bloquea la señal de CTLA-4 (anticuerpo anti-CTLA-4), por lo que no hay freno del linfocito T

efector. o Puede usarse como tratamiento de melanomas: activa la respuesta inmune contra el tumor. o Tiene un riesgo: puede causar exacerbación de la respuesta inmune (toxicidad).

Abatacept (Orencia): o Proteína recombinante humana

(quimérica) que incluye un dominio extracelular de CTLA-4 humana y un fragmento de dominio Fc modificado de IgG humano.

o Se une a CD80/86 (evita que se una a CD28) e inhibe la activación completa de células T.

o Permite evitar el rechazo contra trasplantes, al disminuir la respuesta inmune.

o Además, al recibir el linfocito T la señal 1, pero no la señal 2, se aumenta la tolerancia al trasplante.

Fig. 60: Ipilimumab.

Fig. 61: Abatacept.

[39]

1.8. CITOQUINAS Y QUIMIOQUINAS

Las citoquinas (citokinas) son proteínas secretadas por las células de la inmunidad innata y adquirida en respuesta a antígenos bacterianos u otros.

o Distintas citoquinas estimulan respuestas diversas en las células comprometidas en la inmunidad y en la inflamación.

o La respuesta inmune incluye una completa interacción entre linfocitos, células precursoras hematopoyéticas en general y células inflamatorias.

La compleja interacción entre las diversas células de la respuesta inmune está mediada y regulada por citoquinas. Las características de las citoquinas son:

o Glicoproteínas (< 30 kDa). o Secretadas principalmente por linfocitos T y por

macrófagos (y por muchas otras). o Actúan sobre una gran diversidad de células blanco. o Son secretadas en respuesta a antígenos bacterianos u otros. o Algunas son más propias de la inmunidad innata (IL-12, TNF, IL-1, etc.) y otras de la adaptativa (IL-2…), pero

existe sobreposición entre ellas.

FUNCIONAMIENTO Y PROPIEDADES GENERALES DE LAS CITOQUINAS

Sobre el funcionamiento: 1) Secreción corta y autolimitada: RNAm inestable, por lo que su síntesis es transitoria. 2) Habitualmente no se almacenan en granos.

3) Se unen a su receptor, transducen señales y alteran la expresión génica de la célula. La unión al receptor es de

mucha afinidad, por lo que pueden activar en pequeñas cantidades.

4) Su secreción puede ser: o Autocrina: a sí misma. o Paracrina: a células en la vecindad. o Endocrina: a través de la sangre.

5) La síntesis de citoquinas es antígeno-inespecífica, pero como señales externas regulan la expresión de receptores

de citoquinas, éstas se unirán de preferencia a las células que expresen el mayor número de receptores. Así, se logra mantener la especificidad de la respuesta inmune.

Propiedades: 6) Pleiotropía: una misma citoquina actúa sobre distintos tipos celulares (ejemplo: IL-4).

7) Redundancia: citoquinas distintas ejercen una función parecida sobre un mismo tipo celular (ejemplo: IL-2, IL-4, IL5

sobre linfocito B).

8) Sinergia: necesidad de más de una citoquina para ejercer una función (ejemplo: IL-4 e IL-5 sobre linfocito B).

9) Antagonismo: una citoquina puede inhibir el efecto de otra citoquina (ejemplo: IL-4 v/s IFN-γ sobre linfocito B).

Fig. 62: Citoquinas en respuesta inmune innata y

adaptativa.

[40]

FUNCIONES Y CLASIFICACIÓN DE CITOQUINAS

Se han descrito más de 100 citoquinas: o Familia de las hematopoyétinas. o Familia de los interferones (IFN). o Familia de las quimioquinas (dirigen el tráfico de linfocitos cuando salen a la circulación). o Familia del factor de necrosis tumoral (TNF).

Funcionalmente, las citoquinas se clasifican como: o Mediadores y reguladores de la inmunidad innata (secretadas por macrófagos).

Factor de Necrosis Tumoral (TNF). Interferón α y β (IFN-α, IFN-β). Interleuquina 1, 10, 12, 15 y 18 (IL-1, 10…). Quimioquinas.

o Mediadores y reguladores de la inmunidad adaptativa (secretadas por linfocitos T). Factor de Crecimiento Transformante β (TGF-β). Interferón γ (IFN-γ). Linfotoxina. Interleucina 2, 4, 5, 13 y 17 (IL-2, 4…).

o Estimuladores de la hemopoiesis13 (por células estromales de la médula ósea).

Funciones biológicas de las citoquinas: o Respuesta inmune celular y humoral. o Respuesta inflamatoria (las citoquinas son cruciales en el proceso de inflamación). o Regulación de la hematopoyesis. o Proliferación y diferenciación celular. o Cicatrización.

13

Hemopoiesis o hematopoyesis (del griego αἷμα, -ατος-, 'sangre' y ποίησις, 'creación'): generación de células sanguíneas.

Fig. 63: Propiedades de las

citoquinas.

[41]

La diferenciación de los linfocitos T CD4+ vírgenes es influida por las citoquinas que inducen los distintos patógenos en las células dendríticas. Así, los linfocitos T CD4+ vírgenes activados en presencia de:

o IL-12 se diferenciarán hacia linfocitos TH1 (favorecen respuesta celular). Empiezan a secretar IFN-γ (defensa contra patógenos intracelulares).

o IL-4 se diferenciarán hacia linfocitos TH2 (respuesta humoral). Empiezan a secretar IL-4 (defensa contra parásitos, alergia, asma).

o TGFβ1, IL-23, IL-6 se diferenciarán hacia linfocitos TH17. Empiezan a secretar IL-17 (defensa contra bacterias, autoinmunidad y cáncer).

o TGFβ1 se diferenciarán hacia linfocitos TREG. Empiezan a secretar TGFβ1 (inmunosupresión).

Los macrófagos también secretan distintas citoquinas en respuesta a productos bacterianos (IL-1, TNF-β, IL-6, IL-8, IL-12).

Las citoquinas pro-inflamatorias más importantes son: o TNF-α: activa el endotelio para que exprese moléculas de adhesión. o IL-1: activa el endotelio. o IL-6: aumenta la producción de anticuerpos.

Fig. 64: Influencia de las citoquinas en la diferenciación de linfocitos T.

Fig. 65: Citoquinas producidas por macrófagos.

[42]

REGULACIÓN DE CITOQUINAS

Inducción por citoquinas de: o Sus inhibidores. o Inhibidores de los receptores. o Las vías de transducción de señales.

Los inhibidores pueden ser: o Receptores ‘‘decoy’’ en la membrana celular. o Moléculas que bloquean la transducción de señales. o Moléculas que bloquean factores de transcripción o

fosfatasas.

RECEPTORES DE CITOQUINAS

Todos los receptores son proteínas de transmembrana. La mayoría son heterodímeros, donde una cadena (extracelular) reconoce la citoquina y la otra (intracelular) transduce la señal.

o La señalización se activa por el agrupamiento de la región intracitoplasmática, inducida por el ligando.

Clases de receptores: o Superfamilia inmunoglobulina.

Ligandos: IL-1, M-CSF, c-kit. o Clase 1 (hematopoyética).

Ligandos: IL-2 7, IL-9, IL-11 13, IL-14, etc. o Clase 2 (interferón).

Ligandos: IFN-α/β/γ, IL-10. o TNF.

Ligandos: TNF-α, TNF-β, CD40, NGF, Fas. Acciones biológicas del TNF:

En bajas concentraciones: induce inflamación aguda (actúa sobre leucocitos y endotelio).

En concentraciones moderadas: media efectos sistémicos de la inflamación.

En altas concentraciones: causa efectos patológicos como shock séptico. o Receptores de quimioquinas.

Ligandos: IL-8, RANTES, MIP-1, PF4, MCAF, NAP-2. o Superfamilia de receptores de IL-2 (subunidad γ común).

La respuesta a las citoquinas es mediada en la porción intracelular del receptor por las kinasas JAK.

o La unión de la citoquina al receptor provoca su dimerización, lo que favorece la interacción entre las JAK de cada receptor, fosforilándose (activándose) mutuamente y fosforilando al receptor.

o Esta fosforilación recluta factores de transcripción STATs (Signal Transducer and Activator of Transcription), que son fosforilados a su vez por los JAKs.

o Los STATs fosforilados (activados) forman dímeros y se van al núcleo a transcribir genes.

Fig. 66: Regulación de citoquinas.

Fig. 67: Transducción de señales (por el receptor de citoquinas).

[43]

CITOQUINAS EN SUBPOBLACIONES DE LINFOCITOS TH

Linfocitos TH1: o IFN-γ:

Activa macrófagos (aumenta capacidad microbicida, expresión de MHC-II e IL-12). Favorece el cambio a IgG con capacidad opsonizante. Es central en hipersensibilidad retardada. Bloquea la activación de linfocitos TH2.

o IL-2: Proliferación celular. Junto con IFN-γ promueven diferenciación de linfocitos citotóxicos.

Linfocitos TH2: o IL-4 e IL-5:

Inducen producción de IgE. Inducen diferenciación y activación de eosinófilos. Estimulan la síntesis de IgG que no activan el complemento.

o IL-4: Suprimen la expansión de TH1.

QUIMIOQUINAS

Importantes en migración. Sus receptores funcionan de forma distinta a la de las demás citoquinas.

No necesitan llegar al núcleo, actúan mediante proteínas G modificando el esqueleto de actina para la migración celular hacia sitios donde haya más citoquinas.

Son cruciales en la salida de linfocitos hacia un foco inflamatorio determinado (extravasación).

Se pueden crear inhibidores de citoquinas mediante la producción de anticuerpos monoclonales contra una determinada citoquina. De esta manera, se pueden neutralizar respuestas inflamatorias.

FUNCIONES DE CITOQUINAS IMPORTANTES

Interleuquina 2 (IL-2). o Factor de crecimiento de los linfocitos T más importante (responsable de la expansión clonal). o Proliferación de células específicas para el antígeno. o Acción sobre otras células (linfocitos B y células NK). o Apoptosis de linfocitos T activados por antígeno, aparentemente en estimulación crónica.

Interleuquina 4 (IL-4). o Sobre los linfocitos B: cambio de isotipo de la IgE y algunas IgG (la cual no activa el complemento). o Principal estímulo para la generación de linfocitos TH2 (desarrollo y expansión). o Inhibe activación de macrófagos.

Interferón gamma (IFN-γ). o Importante en activación de macrófagos, crítica en la inmunidad innata y adaptativa. o Cambio de isotipo. o Desarrollo de TH1. o Aumento en la expresión de MHC.

Otras interleuquinas: o IL-21: potenciales acciones en linfocitos T, NK y B. o IL-7: desarrollo en linfocito T, desarrollo de linfocito B. o IL-9: producción de mucus, proliferación de células cebadas. o IL-15: desarrollo de células NK, homeostasis de linfocitos T, CD8+ y de memoria.

[44]

Factor de necrosis tumoral (TNF): o Tiene dos mecanismos de acción:

NF-κB: generación de enzimas degradadoras de tejidos mediante cambios en expresión génica (inflamación).

Apoptosis: por la unión de FADD y activación de caspasa-8.

o Su acción biológica varía dependiendo de la concentración que haya:

En pocas cantidades, participa en la inflamación local.

En cantidades moderadas, puede producir efectos sistémicos (fiebre, etc.).

En cantidades elevadas, puede producir shock séptico.

o Tiene un rol importante en la artritis reumatoidea (RA):

Es mediador en la inflamación patológica. Es mediador en la destrucción de las articulaciones. Es mediador de síntomas sistémicos extra-articulares de la inflamación. Regula los niveles de moléculas de adhesión responsables de la migración de leucocitos.

Fig. 68: Acciones biológicas de TNF.

[45]

1.9. MADURACIÓN DE LINFOCITOS

Stem cell.

Common lymphoid progenitor (CLP). o Pro-B.

Linfocitos B foliculares (90%). Linfocitos B-1. Linfocitos B de la zona marginal14 (poseen

receptor incompleto). o Precursor de célula T e ILC.

ILC (células NK, por ejemplo). Pro-T.

Linfocito T αβ (95%). o T CD4+ (helper). o T CD8+ (citotóxicos).

Linfocito T γδ (5%).

Existen diversos check-points en la maduración linfocitaria (en órgano primario):

o Pro-B/T Pre-B/T: se comprueba la producción de la primera cadena (cadena pesada [H]) del pre-receptor. Si falla, sufre apoptosis.

o Pre-B/T Linfocito B/T inmaduro: se comprueba la producción de la segunda cadena (cadena liviana [L]) del receptor. Si falla, sufre apoptosis.

o Linfocito B/T inmaduro Linfocito B/T maduro (Selección Negativa): si el linfocito inmaduro tiene alta afinidad por su propio antígeno, es destruido. Si no, pasa a Selección Positiva.

14

Tanto linfocitos B-1 como los de la zona marginal responden a antígenos timo-independientes (no proteicos).

Fig. 69: Linaje de linfocitos B y T

Fig. 70: Check-points durante la

maduración linfocitaria.

[46]

Existen reguladores transcripcionales específicos que conducen el compromiso hacia el linaje T o B. o Notch-1, GATA-3 Pro-T. o EBF, E2A, Pax-5 Pro-B.

MADURACIÓN DE LINFOCITOS B

La fase de maduración antígeno-independiente (Stem cell Linfocito B inmaduro) ocurre en la médula ósea. o Stem cell Pro-B: sólo hay proliferación. o Pro-B Pre-B: ocurre recombinación15 (VDJ) de la cadena pesada (µmRNA IgM) de las inmunoglobulinas

(VDJ). Aparece así el pre-receptor16 del linfocito B (cadena µ pesada + cadena constante pre-B). o Pre-B Linfocito B inmaduro: se recombinan las cadenas livianas κ ó λ (VJ).

Aparece entonces el BCR (IgM). Ocurre selección negativa: en este caso, la célula tiene dos vías.

Deleción (muerte) celular.

Edición de receptor: actúa como ‘‘vía de escape’’ de la muerte. También hay proliferación.

La fase antígeno-dependiente (activación y diferenciación) ocurre en la periferia (órganos linfáticos secundarios). o Linfocito B inmaduro Linfocito B maduro17: ocurre splicing alternativo del transcrito primario de la

cadena pesada de las inmunoglobulinas, creándose cadenas µ (original, IgM) y δ (IgD). Ambas de membrana.

En las distintas etapas de maduración se expresan diferencialmente distintas moléculas en la superficie del linfocito.

15

En las etapas donde hay recombinación (rearreglo génico: donde se elimina todo lo que no se ocupa) se expresan los genes RAG. 16

Pre-receptor: forma previa del receptor final en donde hay un sustituto de la cadena liviana (cadena liviana subrogante). Ésta está unida transitoriamente a la cadena pesada a través de enlaces covalentes (disulfuro). La mayor diferencia con las verdaderas cadenas livianas es que no son variables, sino que para todos los pre-receptores son idénticas. 17

El proceso de maduración de linfocitos B finaliza en el bazo (aunque no se ha encontrado un homólogo de AIRE allí). Mientras que la activación de linfocitos B (primer contacto con antígeno externo) ocurre en un órgano linfático secundario.

Fig. 71: El desarrollo de linfocitos

B comienza en la médula ósea y

se completa en la periferia.

[47]

Aproximadamente 5 millones de linfocitos B salen de la médula ósea al día (un 80% de linfocitos creados no pasa algún check-point). Sin embargo, sólo un 10% de los linfocitos B que salen se encuentran con su antígeno, el resto muere (ya que necesitan señales de sobrevida, las cuales son otorgadas por el reconocimiento antigénico).

Las células del estroma de la médula ósea son esenciales en las etapas tempranas de la maduración de linfocitos B.

o La adhesión de las pro-B a las células del estroma permite que se exprese la tirosina-kinasa c-kit, que une el ligando SCF18.

o Esta unión hará que se envíen señales para que se exprese el receptor de IL-7, que al captar IL-7 (de las células estromales), inducirá la proliferación del pro-linfocito B y el rearreglo de la cadena pesada del pre-B (Pro-B Pre-B).

La formación correcta del pre-receptor del linfocito B es crítica en su desarrollo, ya que el pre-receptor debe asociarse en la membrana con cadenas Igα e Igβ, las cuales están encargadas de señalizar hacia intracelular gracias a secuencias ITAM (ricas en tirosina, fácilmente fosforilables). Estas cadenas señalizan sólo si están asociadas al pre-receptor. De esta manera, el pre-receptor19 envía las siguientes señales:

o Envían señales de sobrevida y proliferación de las células pre-B. o Inhiben la recombinación de la otra cadena pesada (exclusión alélica). o Estimula la recombinación de la cadena liviana κ (siempre parte por

recombinar κ. Si resulta afuncional se rearregla el otro alelo κ y si no, se pasa a las cadenas λ20) e inhiben la transcripción de la cadena liviana subrogante (shutoff).

18

SCF: Stem Cell Factor. 19

No hay ligando en esta señalización, aunque se sospecha de algunos posibles candidatos. 20

Por lo tanto, hay 4 oportunidades de recombinación de la cadena L (liviana). Además, por eso hay más receptores con κ que con λ.

Fig. 72: Etapas de la maduración de linfocitos B.

Fig. 73: Importancia de las células del estroma de

la médula ósea en la maduración de linfocitos B.

Fig. 74: Receptor de célula

pre-B (pre-receptor).

[48]

TOLERANCIA CENTRAL DE LINFOCITOS B

Ocurre en la médula ósea.

Si un linfocito B tiene alta avidez (‘‘genera una señal potente’’) con un antígeno propio, éste tiene dos vías:

o Selección negativa: linfocitos B autorreactivos son eliminados.

o Edición de receptor21: si el linfocito B reconoce un antígeno propio con mucha afinidad, tiene la capacidad de rearreglar la cadena liviana de otro alelo (vuelve a expresar RAG). Así, si el BCR salió afuncional de la primera recombinación de κ, éste tiene 3 posibilidades de edición. Si en alguno de los 4 rearreglos dejó de ser autorreactivo, no se procede a apoptosis.

Si el linfocito B tiene una baja avidez con un antígeno propio, éste pasa a ser un linfocito B anérgico.

o El linfocito B anérgico sale a la periferia, pero no se activa al reconocer su antígeno22 y eventualmente muere.

SUBTIPOS DE LINFOCITOS B

Linfocitos B-1: se desarrollan en el hígado fetal.

o Tienen muy poca variabilidad (poco rearreglo) y expresan sólo IgM y CD5.

o Reconocen antígenos no proteicos (timo-independientes).

Linfocitos B-2: se desarrollan en la médula ósea. Hay de 2 tipos:

o B-2 foliculares (95% de los linfocitos

B totales): expresan IgM e IgD. o B-2 marginales: principalmente en

el bazo. Expresan CD21/CR2 y sólo IgM.

Linfocitos B-10: poseen una función regulatoria (fueron descubiertos no hace mucho tiempo).

La expresión simultánea de IgM e IgD (propio de los linfocitos B-2 foliculares) ocurre por splicing alternativo del mRNA primario, el cual tiene los 2 segmentos constante µ y δ (para IgM e IgD, respectivamente).

21

La edición del receptor es un proceso exclusivo de los linfocitos B. 22

In vivo no sale del estado anérgico. In vitro se ha logrado reactivar con varias señales.

Fig. 75: Tolerancia central de linfocitos B

Fig. 76: Subtipos de linfocito B

Fig. 77: Expresión simultánea de

IgM e IgD.

[49]

MADURACIÓN DE LINFOCITOS T

1) Stem cell Pro-T: ocurre proliferación y migración desde la médula ósea hacia el timo. 2) Pro-T Pre-T: se recombina la cadena β (VDJ). Aparece el pre-TCR con una cadena β y una pre-Tα23. 3) Pre-T (Doble Negativo) Doble Positivo: se recombina la cadena α (VJ). Aparece el TCR αβ en la membrana. Se

expresan simultáneamente los co-receptores CD4 y CD8. 4) Doble Positivo Simple Positivo (Linfocito T inmaduro): el linfocito se compromete a CD4 o CD8 debido a

selección positiva y negativa (hay respuesta a antígeno). 5) Simple Positivo Linfocito T virgen (maduro): el linfocito sale del timo listo para ser activado.

El 95% de los linfocitos T son αβ, el otro 5% son γδ, los cuales son intraepiteliales en su mayoría y pueden reconocer antígenos lipídicos por CD1.

o El rearreglo de γδ es antes que el de αβ y es más simple (reconoce antígenos lipídicos).

En el timo, la mayor parte de los linfocitos T se encuentran como doble positivo.

23

Actúa como la cadena subrogante (como la cadena liviana subrogante del pre-receptor en los linfocitos B). Es idéntica a la cadena α, pero es constante.

Fig. 78: Etapas de la maduración de linfocitos T.

Fig. 79: Maduración de linfocitos T en el timo.

[50]

El rearreglo génico en linfocitos T es exactamente igual al que ocurre en linfocitos B: LT - LB Recombinación

o Cadena β - Cadena pesada (H) VDJ (cromosoma 7) o Cadena α - Cadena liviana (L) VJ (cromosoma 14)

Al igual que en los linfocitos B, la formación correcta del pre-receptor es esencial en su desarrollo. En este caso, el pre-TCR se asocia a un complejo constante CD3, el que se encarga de señalizar hacia el intracelular gracias a sus secuencias ITAM:

o Envían señales de sobrevida y proliferación de pre-T. o Inhiben la recombinación de la otra cadena β (exclusión alélica). o Estimulan la recombinación de la cadena α (e inhiben la transcripción de

la pre-α que era la cadena subrogante). o Estimulan la expresión de CD4 y CD8 (paso de Doble Negativo a Doble

Positivo).

Fig. 82: Expresión de CD4 y CD8 en timocitos (linfocitos en proceso de maduración a linfocitos T). A la izquierda se ve un gráfico de citometría de flujo. De este gráfico y esquema podemos decir dos cosas importantes: 1. Se produce más CD4+ que CD8+ porque los linfocitos T de ayuda son más necesarios. 2. El paso de Doble (+) a Simple (+) no es directo, hay un estado intermedio (linfocito CD4+/CD8lo).

Fig. 81: Pre-receptor en el desarrollo del linfocito T.

Fig. 80: Dominios en las proteínas Ig y TCR.

[51]

SELECCIÓN DE LINFOCITOS T EN EL TIMO

Es mucho más crucial seleccionar bien a los linfocitos T que a los B. Si sale un linfocito B autorreactivo y no está su contraparte T helper, la respuesta que se monte será muy débil. En cambio, si ocurre lo opuesto, un linfocito T helper autorreactivo podrá activar a muchas otras células inmunes que podrán atacar al cuerpo.

Selección Positiva: las células epiteliales de la corteza del timo (cTEC) se encargan de presentar antígenos a los linfocitos T doble (+) por MHC-I y MHC-II. Juzgan su afinidad:

o Si el linfocito T reconoce un MHC con muy baja afinidad o no reconoce, éste es enviado a apoptosis. o Si el linfocito T reconoce con baja/media (moderada) afinidad a un MHC-I o MHC-II, éste pasa la selección

positiva y entonces se compromete a CD4 o CD8 (pasa a ser un Simple Positivo).

Selección Negativa: es muy estricta. Las mTEC (células epitelio-reticulares medulares) presentan antígenos propios a los linfocitos T mediante MHC-I y MHC-II.

o Si el linfocito T reconoce un antígeno propio con alta afinidad, éste muere por apoptosis. o Si el linfocito T reconoce el antígeno propio con baja afinidad, éste se transforma en un linfocito T maduro. o Si el linfocito T tiene una afinidad subumbral (intermedia) por un antígeno propio, éste linfocito se

transforma en un linfocito T regulatorio.

Fig. 83: Proceso de selección en el timo

[52]

TOLERANCIA CENTRAL DE LINFOCITOS T

El proceso de selección negativa puede producirse tanto en la corteza como la médula del timo, pero principalmente ocurre en la médula.

A diferencia de los linfocitos B, en el proceso de maduración de los linfocitos T no existe edición del receptor. No obstante, también existe una ‘‘vía de escape’’ de la muerte (apoptosis celular). Entonces, aquellos linfocitos T que reconocen fuertemente un antígeno propio tienen dos caminos:

o Deleción (muerte celular) por selección negativa. o Producción de linfocito T regulatorio (CD4+ CD25+)24:

su afinidad no es tan alta como para que se les induzca apoptosis, pero tampoco es tan baja como para que pueda madurar completamente.

24

CD25+ es lo mismo que cadena α del receptor de IL-2. La mayoría de los linfocitos T regulatorios son CD4

+, pero se ha descubierto

recientemente una población que son CD8+.

Fig. 84: Destino de los linfocitos de acuerdo a la afinidad de su receptor por los complejos antígeno-MHC.

Fig. 86: Principales eventos de la maduración de linfocitos T en el timo.

Fig. 85: Tolerancia central de linfocitos T.

[53]

Las cTEC (células epitelio-reticulares corticales) generan los complejos [Antígeno25-MHC] a través de rutas únicas. Presentan los mismo antígenos a través de dos vías:

o Vía clásica de presentación: por MHC-I. La proteína endógena es destruida por proteosoma. Los péptidos endógenos generados son introducidos al retículo endoplasmático (a través del

complejo TAP26, compuesto por TAP1 y TAP2). En el retículo endoplasmático los péptidos son asociados a la molécula de MHC-I27.

o Por MHC-II. Generalmente asociamos MHC-II con antígenos externos28, no obstante, las cTEC tienen poca

actividad endocítica (a diferencia de los macrófagos o las células dendríticas), lo cual significa un problema para poder mostrar antígenos a través de MHC-II.

Es por ello que desarrolla una estructura llamada macroautofagosoma, el cual envuelve a la proteína endógena.

Lleva la proteína a un endosoma donde habrán enzimas (catepsina) que la convertirán en péptidos que podrán ser asociados a MHC-II y de esa manera, presentados.

25

La variabilidad antigénica presentada es muy baja, son solo algunos antígenos tímicos. 26

TAP: Transporter associated with antigen processing (tipo de transportador ABC). 27

En este proceso de presentar antígenos, lo fundamental es el reconocimiento de MHC por parte de los linfocitos. El péptido sirve principalmente para estabilizar la molécula de MHC (más que para el reconocimiento). 28

Véase capítulo sobre Complejo Mayor de Histocompatibilidad (1.5)

Fig. 87: Las células epiteliales corticales del timo generan complejos péptido-MHC a través de rutas únicas.

[54]

Las mTEC (células epitelio-reticulares medulares) expresan un factor de transcripción exclusivo de estas células, AIRE (autoimmune regulator), el cual permite expresar antígenos propios de distintos órganos del cuerpo (distintos del timo) al mismo tiempo (expresión génica promiscua).

o Con esto, se elimina un porcentaje importante de linfocitos T autorreactivos (los cuales son más peligrosos que los linfocitos B autorreactivos). Por eso el organismo es más meticuloso con la selección y tolerancia de linfocitos T.

Muchos de los antígenos de mTEC generados por AIRE son transferidos a células dendríticas inmaduras. Esto se debe gracias a dos razones:

o Las mTEC no son muy buenas APC29, además de que tienen una alta tasa de apoptosis.

o Las células dendríticas inmaduras poseen una alta tasa de fagocitosis.

Como conclusión, podemos decir que: o Las cTEC están involucradas en la selección

positiva presentando antígenos propios tanto en MHC-I (vía clásica) como MHC-II (vía única).

o Las mTEC están involucradas en la selección negativa presentando variados antígenos propios gracias al factor de transcripción AIRE, pero como no son muy buenas APCs realizan transferencia de antígenos con células dendríticas.

29

Células que mueren por apoptosis, que realizan mecanismo dominante (mTEC) son fagocitadas por células dendríticas que luego podrán expresar los antígenos propios (mecanismo recesivo).

Fig. 88: Expresión génica promiscua (distintos tejidos son representados en las mTECs).

Fig. 89: Tolerancia central a antígenos tejido-específicos por mecanismos dominantes y recesivos.

[55]

MIGRACIÓN DE LINFOCITOS T

cTEC estimula la expresión de CCR7 en linfocitos (aquellos con éxito en la selección positiva).

o CCR7 es un receptor de quimioquinas. o Las quimioquinas son CCL19 y CCL21,

las cuales son liberadas por las mTEC. o Eso explica la migración a la médula

del timo.

Ya en la médula, la débil interacción de las mTEC con los linfocitos T estimula la expresión en estos últimos de S1P1

30, el cual es un receptor de S1P, un esfingolípido de señalización que está en altas concentraciones en la sangre.

o Esto genera la migración de los linfocitos T seleccionados a la circulación sanguínea para poder trabajar.

SUPRESIÓN ‘‘BYSTANDER’’31 POR LINFOCITOS T REGULATORIOS

Este mecanismo puede compensar una representación incompleta en el timo (una falla en la tolerancia central).

En algunos casos puede salir del timo un linfocito T CD4+ autorreactivo que reconoce un péptido de alguna proteína del cuerpo (por ejemplo: la cadena β de la H+-K+-ATPasa de las células parietales gástricas), que puede presentada por una célula dendrítica por MHC-II.

Sin embargo, en el timo puede haberse creado un linfocito T regulatorio con afinidad media-alta por un péptido propio que azarosamente forma parte de la proteína por la cual el linfocito T CD4+ es autorreactivo (por ejemplo: la cadena α de la H+-K+-ATPasa).

En este caso, cuando el linfocito T CD4+ reconozca en las células dendríticas su péptido, esa misma célula dendrítica va a estar presentando también el péptido del linfocito T regulatorio, por lo cual este también se activará junto con el linfocito T CD4+.

Sin embargo, el linfocito T regulatorio realizará una acción inhibitoria sobre el linfocito T CD4+, y evitará que se active (supresión bystander).

30

S1P1 (o S1PR1) es el receptor de esfingosina-1-fosfato (S1P). 31

Bystander podría traducirse como testigo o espectador.

Fig. 90: Migración de linfocitos T de la corteza a la médula del timo.

Fig. 91: Migración de linfocitos T de la médula del timo a la circulación sanguínea.

Fig. 92: Supresión ‘‘bystander’’.

[56]

1.10. ACTIVACIÓN DE LINFOCITO T

Activación de linfocitos T vírgenes (naïve): los linfocitos T vírgenes son activados en los órganos linfáticos secundarios y solamente por células dendríticas (DC) maduras. De esa manera, se transforman en linfocitos T efectores.

o Al activarse comienzan a secretar IL-2 (interleuquina 2) autocrina y paracrinamente, comenzando así la expansión clonal.

Activación de linfocitos T efectores: los linfocitos T efectores son activados por cualquier APC (célula presentadora de antígeno) en el sitio de la infección (esta activación es distinta a la señal inicial dada por las células dendríticas).

FASES DE LA RESPUESTA DE LINFOCITOS T

1) Reconocimiento de antígeno: las células dendríticas (DCs) presentan antígenos a linfocitos T vírgenes. 2) Activación de linfocitos: los linfocitos T vírgenes se activan y expresan IL-2 e IL-2R (receptor de IL-2). 3) Expansión clonal: gracias a la IL-2, los linfocitos T activados se multiplican. 4) Diferenciación: los linfocitos se diferencian a células efectoras y de memoria. 5) Funciones efectoras.

Fig. 93: Activación de linfocitos T vírgenes y efectores por antígeno

Fig. 94: Fases de la respuesta de linfocitos T.

[57]

Gracias a la presentación cruzada que hacen las células dendríticas, estas pueden presentar antígenos extracelulares por MHC-I y así pueden activar linfocitos T CD8+ (presentan los mismo antígenos por MHC-I [CD8+] y MHC-II [CD4+]).

o De esta manera, el linfocito T CD8+ ahora puede atacar a las células infectadas.

La diferenciación de linfocitos T citotóxicos (CTL) está influenciada por coestimulación:

o Activación simple por reconocimiento de antígeno (señal 1) y coestimuladores en la APC (señal 2).

o A la situación anterior se agrega un linfocito T CD4+ que produce citoquinas (señal 3) que favorecen aún más la diferenciación (el CD4+ ayuda a la APC a activar linfocitos).

o El linfocito T CD4+ aumenta la habilidad de las APC de presentar antígenos y estimular la diferenciación a CTL.

Una vez que comienza la expansión clonal, se obtiene la máxima respuesta efectora alrededor del 7° día, y luego comienza a declinar (contracción, homeostasis) hasta llegar al día 14 donde sólo quedan las células de memoria.

Los coestimuladores son esenciales en la activación de linfocitos T, ya que si no hay en la APC, no ocurre respuesta (anergia tolerancia).

o Cuando la APC reconoce un PAMP, ésta se activa, madura y aumenta su expresión de coestimuladores, MHCs y secreta citoquinas.

o Los coestimuladores más importantes son: B7-1 y B7-232 en APC. Su receptor en el linfocito T es

CD28. Importante para activar linfocitos T vírgenes. ICOS-L en APC. Su receptor en LT es ICOS. Importante

para activar células efectoras.

32

B7-1 = CD80 / B7-2 = CD86. Bcl-xL y Bcl-2 son proteínas anti-apoptóticas.

Fig. 95: Presentación cruzada de antígenos a linfocitos T CD8+.

Fig. 96: Señales de activación de linfocitos T.

Fig. 98: Mecanismos de estimulación de linfocitos T por CD28.

Fig. 97: Expansión clonal de linfocitos T y generación de memoria.

[58]

Un linfocito T efector mediante CD40L puede activar una APC sin que ella haya sido activada previamente por PAMPs, induciéndola así a expresar coestimuladores (B7) y citoquinas que ahora podrán activar otros linfocitos vírgenes.

o Esto es importante para reclutar APCs y así amplificar la respuesta.

Mecanismo de bloqueo terapéutico de la coestimulación: o CTLA-4-Ig es una molécula quimérica. o Secuestra moléculas coestimuladoras y de esta manera,

el linfocito se vuelve anérgico. o Este es un tratamiento deseable en trasplantes de

órganos.

Cronología de la expresión génica en linfocito T activado (nivel máximo de expresión):

o Todo empieza en primera instancia con una elevación del [Ca2+]i.

o ↑ c-Fos: factor de transcripción, parte de AP-1. o ↑ CD69: retiene el linfocito en el órgano linfoide. o ↑ IL-2Rα33: aumenta proliferación de linfocitos. o ↑ CD40L: activa células dendríticas (DC), macrófagos

y linfocitos B (mejora las APC). o ↑ CTLA-4: controla la respuesta inmune.

33

La cadena α del receptor de IL-2 (CD25) aumenta su afinidad por IL-2, por lo que genera una mayor proliferación de linfocitos.

Fig. 99: Participación de CD40 durante la activación de linfocitos T.

Fig. 100: Bloqueo terapéutico de la coestimulación.

Fig. 101: Cambios en las moléculas de superficie luego de la activación de linfocitos T.

[59]

IL-2 y su receptor (IL-2R). o El receptor de IL-2 está compuesto básicamente de 3

cadenas: α, β, γ. La cadena α no es necesaria en la

estructura, pero cuando se expresa, aumenta la afinidad del receptor por IL-2.

La activación del linfocito T debido a la APC (reconocimiento de antígeno + coestimulación) hace que el linfocito libere IL-2, la cual estimulará la expresión de la cadena α, formando así el complejo de alta afinidad IL-2Rαβγ.

o Acciones biológicas de la IL-2. Proliferación y diferenciación de linfocitos T

(a células efectoras y células T de memoria). Mantención de linfocitos T regulatorios

funcionales.

La interacción entre TCR y MHC-I es débil, por lo que se necesitan moléculas estabilizadoras y de adhesión (sinapsis inmunológica).

o Juega un papel importante LFA-134 en el linfocito T (integrina αLβ2) para la adhesión celular. o Muchas células tumorales presentan PD-L1 y PD-L235 para disminuir la respuesta inmune contra ellas.

34

LFA-1: Lymphocyte function-associated antigen 1. 35

PD-L1 (= CD274) y PD-L2: Programmed death-ligand 1 y 2.

Fig. 102: Regulación de la expresión del IL-2R.

Fig. 103: Pared receptor-ligando involucrados en la activación de linfocitos T.

[60]

SEÑALIZACIÓN INTRACELULAR DURANTE LA ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS T

La señalización desde la superficie celular involucra fases citosólicas y nucleares.

Las moléculas correceptoras CD4 y CD8 tienen en su porción intracelular una tirosina-kinasa de la familia Src: Lck36. Al activarse, la Lck fosforila las secuencias ITAM del complejo CD3 y ζ (zheta), las cuales ahora reclutarán la proteína ZAP-7037 (por dominio SH2, que permite unión a tirosinas fosforiladas). La ZAP-70 ahora será capaz de fosforilar otras proteínas como LAT38, a la cual se anclarán otras proteínas, como la PLC (Fosfolipasa C).

Secuencias de activación: o La PLC activada genera IP3 que aumenta

la [Ca2+] citosólico. El Ca2+ se une a la calmodulina y éste luego se une y activa a la calcineurina (una fosfatasa), la cual activa finalmente el factor de transcripción NFAT39.

La calcineurina remueve un fosfato de NFAT, lo que permite su activación y migración hacia el núcleo.

o La PLC activada genera DAG (diacilglicerol), el cual activa la PKC (fosfokinasa C). La PKC activa la IκB kinasa, que fosforila la IκB (proteína inhibitoria unida a NF-κB) haciendo que se libere. De esta manera se activa el factor de transcripción NF-κB40.

o A la proteína LAT se le unen otras proteínas mediante adaptadores, las cuales activan la vía de RAS:

RAS-GDP RAS-GTP (mediante SOS).

MEK-1 ERK-1. Finalmente activará el factor de

transcripción AP-141. o Estos 3 factores de transcripción (NFAT,

NF-κB, AP-1) se unirán a distintas regiones reguladoras en el DNA y activarán la transcripción de IL-2.

36

Lck: lymphocyte-specific protein tyrosine kinase. Miembro de la familia de las Src kinasas (poseen un dominio SH2). 37

ZAP-70: Zeta-chain-associated protein kinase 70. Miembro de la familia de las Syk kinasas (poseen dos dominios SH2). 38

LAT: Linker for activación of T cells. 39

NFAT: Nuclear factor of activated T-cells. 40

NF-κB: Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells. 41

AP-1: Activator protein 1. Formado por dos proteínas: fos y jun.

Fig. 104: Eventos de señalización intracelular durante la activación de linfocitos T.

Fig. 105: Activación de factores de transcripción en linfocitos T.

[61]

La ciclosporina es un medicamento utilizado como inmunosupresor, ya que actúa inactivando la calcineurina. Es usado a partir de 1980 aproximadamente para pacientes trasplantados.

La transcripción de señales desde CD28 es esencial para aumentar la expresión de IL-2, ya que CD28 recluta la PI3-K.

o PI3-K fosforila PIP242 para formar PIP3. o PIP3 activa PDK143. o PDK1 activa Akt44, la cual finalmente promueve la sobrevida

celular.

El receptor inhibitorio CTLA-1 ejerce su función de dos maneras:

o Por su elevada afinidad por B7 (mucho más que CD28), desplaza a CD28.

o En su porción intracelular, tiene fosfatasas asociadas que pueden desfosforilar las secuencias ITAM.

En la finalización de la respuesta participa también la ubiquitín-ligasa Cbl-b, que monoubiquitina la proteína ZAP-70 y regiones del CD3 del TCR, enviándolas a degradación.

42

PIP2: fosfatidil-inositol 4,5-bifosfato. PIP3: fosfatidil-inositol (3,4,5)-trifosfato. 43

PDK1: 3-phosphoinositide dependent protein kinase-1. 44

Akt = PKB (proteína kinasa B).

Fig. 106: Participación de PI3-kinasa (PI3-K) en la respuesta de linfocitos T.

Fig. 107: Mecanismo de acción del receptor inhibitorio CTLA-4.

Fig. 108: Participación de la ubiquitín-ligasa Cbl-b en la finalización de la respuesta de linfocitos T.

[62]

SUBTIPOS DE LINFOCITOS T HELPER

Dependiendo de las citoquinas secretadas por la célula dendrítica activadora, el linfocito T CD4+ se diferenciará hacia distintos subtipos celulares:

o Distintos antígenos/microorganismos (reconocido por PAMPs) hacen que las APC presenten distintas citoquinas, las cuales resultarán en distintas rutas de señalización y por lo tanto, distintas subpoblaciones de linfocitos.

Diferenciación de linfocito de acuerdo a las citoquinas secretadas por la célula dendrítica activadora: o IL-12 Linfocito TH1. o IL-4 Linfocito TH2. o TGF-β e IL-6 Linfocito TH1745

.

45

Los linfocitos TH17 son de reciente descubrimiento y se asocian a patologías. Sintetizan IL-17, la cual es pro-inflamatoria.

Fig. 109: Desarrollo de las subpoblaciones de linfocitos.

Fig. 110: Propiedades de las distintas subpoblaciones de linfocitos T CD4+ (helper).

[63]

Funciones efectoras de los linfocitos TH1 (respuesta celular). o Si el TH1 reconoce un antígeno en una APC, gracias a su secreción de IFN-γ, puede activar macrófagos. o El IFN-γ también estimula la producción de anticuerpos en los linfocitos B (IgG), favoreciendo así la

opsonización de microbios. De esta manera son reconocidos por receptores Fc de los macrófagos (fagocitosis).

o El TH1 también produce linfotoxina y TNF, los cuales pueden activar neutrófilos.

Funciones efectoras de los linfocitos TH2 (respuesta humoral). o Al activar linfocitos B, producen IL-4, que estimula la producción de IgG e IgE por parte de estos. o Gracias a su producción de IL-5, también pueden activar eosinófilos. o Por su producción de IL-4 e IL-13 pueden activar alternativamente macrófagos (por ejemplo: en reparación

de heridas, fibrosis, supresión o inflamación).

Fig. 111: Desarrollo de linfocitos TH1. Fig. 112: Funciones de los linfocitos TH1.


[64]

Funciones efectoras de los linfocitos TH17: o Al liberar IL-17, ésta puede generar inflamación y aumentar la respuesta de los neutrófilos. o También liberan IL-22, la cual aumenta la función de barrera de los epitelios al aumentar la expresión de

tight junction. o Ambas interleuquinas estimulan la producción de péptidos anti-microbianos.

Funciones efectoras de los linfocitos T CD8+ (citotóxicos): mecanismos de inducción de apoptosis.

o Intrínseca: los gránulos exocitados por las CTL tienen perforinas y granzimas.

Las perforinas crean poros. Las granzimas entran a través de

los poros y activan caspasas y por consiguiente se inducirá la muerte de la célula blanco.

o Extrínseca: el CTL tiene Fas-L en su membrana, el cual se une y activa al receptor Fas en la célula blanco, activándose así un mecanismo de apoptosis.


Fig. 117: Mecanismos de muerte celular inducida por CTL.

[65]

1.11. ACTIVACIÓN DE LINFOCITO B

Para que ocurra la activación de un linfocito B, éste debe recibir dos señales:

o Señal 1: dada por el reconocimiento del antígeno por el BCR.

o Señal 2: proveniente de la interacción del linfocito B con un linfocito T helper, mediante moléculas coestimuladoras CD40/CD40L.

Los antígenos pueden clasificarse en timo-dependientes y en timo-independientes.

o Antígenos timo-independientes: El mismo antígeno es capaz de proveer

las dos señales de activación al linfocito B, por lo que éste puede generar una respuesta directamente.

Generalmente no producen cambio de isotipo, maduración por afinidad ni memoria inmunológica. Químicamente son:

Antígenos timo-independientes tipo 1: componentes de la pared celular de bacterias (como LPS).

Antígenos timo-independientes tipo 2: proteínas poliméricas. Estos antígenos son reconocidos por linfocitos B-1 (5% del total de linfocitos B), que expresan IgM y

CD5. o Antígenos timo-dependientes:

Necesitan que la señal 2 la provea un linfocito T helper para activarse. Producen cambio de isotipo, maduración por afinidad y memoria inmunológica. Son de naturaleza proteica. Son reconocidos por linfocitos B-2 (convencionales), que expresan tanto IgM como IgD y

representan el 95% del total del linfocitos B (también llamados foliculares).

ETAPAS DE LA RESPUESTA INMUNE HUMORAL

1) Reconocimiento de antígeno: el

linfocito B maduro reconoce su antígeno.

2) Activación del linfocito: gracias a linfocitos TH el linfocito B es activado.

3) Proliferación y diferenciación46: ocurre expansión clonal y los siguientes eventos.

a. Secreción primaria de anticuerpos (IgM).

b. Cambio de isotipo: IgM / IgD IgG.

c. Maduración por afinidad: IgG IgG de alta afinidad.

d. Creación de células B de memoria.

46

Cambio de isotipo, maduración por afinidad y creación de células de memoria son realizados solo si hay linfocito T de ayuda (antígeno proteico).

Fig. 118: Antígenos timo-independientes (TI) y timo-dependientes (TD).

Fig. 119: Etapas de la respuesta inmune humoral.

[66]

Respuesta humoral primaria: o El peak de respuesta tarda entre 5 a 10 días. o La IgM es más abundante que la IgG y son de

baja afinidad. o Es inducida por cualquier inmunógeno y

requiere altas dosis. o Se generan células de memoria de larga vida

(este es el principio de las vacunas).

Respuesta humoral secundaria: o El peak de respuesta tarda entre 1 y 3 días y

es mucho mayor que en la respuesta primaria (se secretan más anticuerpos).

o Generalmente hay más IgG y en algunas situaciones, IgA e IgE.

o Las inmunoglobulinas son de alta afinidad (ocurrió maduración por afinidad).

o Es inducida sólo por antígenos proteicos y requiere bajas dosis.

o La respuesta secundaria es más rápida por las células de memoria y por la maduración por afinidad.

SUBPOBLACIONES DE LINFOCITOS B Y SUS RESPUESTAS DE ANTICUERPO

En bazo y nodos linfáticos encontramos: o Linfocitos B foliculares.

Reconoce antígenos proteicos (timo-dependientes). Reacción del centro germinal. Necesita ayuda de linfocito T. Producen células plasmáticas de larga vida que generan anticuerpos de alta afinidad por toda la

vida. o Linfocito B marginal.

Reconoce antígenos timo-independientes. Producen IgM y células plasmáticas de vida corta.

En tejido mucoso y cavidad peritoneal: o Linfocitos B-1.

Igual que los linfocitos B marginales.

Fig. 120: Respuesta inmune humoral primaria y secundaria.

Fig. 121: Subpoblaciones de linfocitos B.

[67]

¿Cómo llega el antígeno al folículo? o Rutas linfáticas aferentes Seno subcapsular. o Desde el seno subcapsular hay dos posibilidades.

Antígenos pequeños (estos son ‘‘solubles’’) llegan directamente al folículo por conductos.

Antígenos más grandes requieren de las células dendríticas medulares o de macrófagos del seno subcapsular que trizan al antígeno en pedazos pequeños o bien pueden presentárselos (el complejo inmune completo).

o Ya el antígeno en el folículo, allí se encuentran con las células dendríticas foliculares, que presentan el antígeno al linfocito B no con MHC, sino a través de receptores.

El antígeno que presentan no es realmente soluble, sino que está asociado a receptores del complemento o FC (forma un complejo inmune).

Fig. 122: Rutas de llegada de antígenos hasta los linfocitos B foliculares.

Fig. 123: Presentación de antígeno a linfocitos B foliculares.

[68]

SEÑALIZACIÓN INTRACELULAR EN LA ACTIVACIÓN DE LINFOCITOS B

El BCR es un complejo que tiene cadenas Igα e Igβ que son las encargadas de señalizar cuando se reconoce el antígeno. Tienen ITAMs.

Las señales generadas son equivalentes a las del linfocito T. o ITAMs son fosforiladas por Src kinasas y reclutan la proteína Syk

(equivalente a ZAP-70), la cual fosforilará y activará la PLC y otras proteínas que activarán la vía RAS.

o De esta manera se activarán NFAT, NF-κB y AP-1, los cuales van a activar la transcripción de IL-2.

La señalización intracelular puede ser mejorada para antígenos timo-dependientes gracias a:

o Receptores del complemento: interactúa con trozos de complementos unidos al antígeno asociado al BCR.

Si el complemento C3d se une al microbio, puede unirse al receptor CR2, que al igual que CD28 en linfocitos T, recluta a PI3-K. Sin embargo, en este caso no es esencial para la activación.

o Toll-like Receptors (TLR): reconocen ciertos PAMPs del microorganismo.

Fig. 124: Complejo receptor del linfocito B (BCR).

Fig. 125: Transducción de señales generadas por BCR.

Fig. 126: Participación del complemento y de TLRs en la activación de linfocitos B.

[69]

RESPUESTAS FUNCIONALES POST-ACTIVACIÓN: ENCUENTRO CON EL ANTÍGENO

Aumenta la sobrevida y proliferación (el encuentro con el antígeno le otorga señales de vida al linfocito B, por lo que si no encuentra su antígeno, el linfocito B se muere).

Aumenta la expresión de B7-1/B7-2: para interactuar y activar el linfocito TH.

Aumenta la expresión de receptores de citoquinas (IL-2R, IL-4R, etc.): para aumentar la respuesta a citoquinas.

Aumenta la expresión de CCR7 y el linfocito migra desde el folículo hasta las áreas de linfocitos T.

Gracias a la expresión de CCR7, el linfocito B pudo migrar e interactuar más fácilmente con linfocitos T helper (TH). o Este linfocito T helper fue activado a célula efectora previamente por su interacción con células dendríticas. o La interacción de linfocito T helper con linfocito B se puede generar en dos sitios:

Foco extrafolicular: genera células plasmáticas de vida corta. Reacción del centro germinal: interacción entre linfocitos B, linfocito T de ayuda folicular (que migró

al folículo) y célula dendrítica folicular. Esta reacción genera células plasmáticas de vida larga y células de memoria.

Fig. 127: Respuestas funcionales inducidas por el entrecruzamiento del BCR mediada por antígeno.

Fig. 128: Secuencia de eventos de la respuesta humoral a antígenos proteicos (dependientes de linfocitos T).

[70]

¿Por qué migran? o Los linfocitos B aumentan la expresión de CCR7 para quimioquinas CCL19 y CCL21. o Los linfocitos T disminuye su expresión de CCR7 y aumentan la expresión de CXCR5. o Así, ocurre un encuentro en zona cercana al folículo: el linfocito B presenta el antígeno al linfocito T para

interactuar.

MIGRACIÓN E INTERACCIÓN DE LINFOCITOS T Y B EN LOS GANGLIOS

1) En la paracorteza del ganglio linfático, una célula dendrítica activa un linfocito T

CD4+ (virgen). a. La activación hará que el linfocito T helper migre hacia el borde del

folículo linfático. b. En el folículo primario, el linfocito B reconocerá y endocitará el antígeno.

Esto producirá su migración al borde del folículo. 2) En el borde del folículo, el linfocito B le presenta el antígeno vía MHC-II al

linfocito T helper activado. Esta interacción produce la activación del linfocito B gracias a la secreción de citoquinas e interacción por CD40-L del linfocito T helper (al activar la célula dendrítica al linfocito T, éste expresa la molécula CD40-L). Al mismo tiempo ocurre cambio de isotipo.

a. Lo que ve el linfocito T es distinto a lo que ve el linfocito B, ya que distinguen distintos epítopos. El linfocito T reconoce lineales, mientras que los B conformacionales (el linfocito B expone muchos epítopos del mismo antígeno).

3) Al activarse el linfocito B, éste migra de vuelta al folículo y o curre la reacción de centro germinal:

a. Primero, en la zona oscura ocurre proliferación de los linfocitos B e hipermutación de los genes Ig ‘‘V’’ (maduración por afinidad).

b. Luego, en la zona clara, encontraremos dos tipos de células: i. Células dendríticas foliculares: los linfocitos B son

seleccionados por células dendríticas foliculares, que les presentan los antígenos a los linfocitos B de una manera particular (éstas no las fagocitan, sino que los presentan completos mediante receptores de Fc y de complemento [complejos inmunes]). Los linfocitos B hipermutados se encontrarán entonces con su antígeno y sólo sobrevivirán aquellos que presenten la mayor afinidad.

ii. Linfocitos T foliculares: prestan ayuda al linfocito B en proceso de maduración por afinidad, generación de células de memoria y cambio de isotipo.

Fig. 129: Migración e interacción de linfocitos B y T helper.

Fig. 130: Presentación de antígeno en linfocito B a linfocito TH.

Fig. 131: Reacción del centro germinal.

[71]

CAMBIO DE ISOTIPO

El cambio de isotipo consiste en una recombinación de DNA. Se reordena la región constante, no la variable. o Regiones cercanas de VDJ: Cµ y Cδ. o Definición de isotipos distintos.

Se elimina por rearreglo un segmento del DNA, dejando más cerca de VDJ el segmento de un isotipo distinto. Es un proceso irreversible.

La interacción del linfocito T helper con el linfocito B produce la secreción de citoquinas que, dependiendo del subtipo de TH, generará determinado cambio de isotipos:

o TH1 IFN-γ. Produce IgG (opsonización y activación del complemento e inmunidad neonatal). o TH2 IL-4: Produce IgE (inmunidad contra parásitos y alergias). o Cuando el linfocito B es activado por un antígeno timo-independiente, secreta IgM (activación del

complemento).

Un linfocito B puede presentar epítopos distintos de un mismo antígeno, por lo que puede activar distintos linfocitos T helper (efecto carrier-hapteno).

La enzima clave en este proceso es la AID (activation-induced deaminase). o La AID desamina una región del DNA que determina la clase de la

inmunoglobulina (Ig), transformando las cisteínas en uracilos. o Luego, por otras reacciones, finalmente esa región es cortada y ahora en

su lugar quedará otra sección constante que determinará entonces otro subtipo de inmunoglobulina.

o Es la activación del linfocito B producto de su interacción con un TH la que induce la expresión de AID (por eso con antígenos timo-independientes no hay cambio de isotipo).

Fig. 133: Mecanismo del cambio de isotipo. Fig. 132: Cambio de isotipo de la cadena pesada de Ig.

Fig. 134: Participación de AID y de la transcripción en el cambio de isotipo.

[72]

MADURACIÓN POR AFINIDAD

Cambio en la región variable, haciendo a la inmunoglobulina (Ig) más específica para su antígeno (cambio del sitio de unión a antígeno).

Se produce por mutaciones puntuales somáticas al azar. o En el DNA hay hot spots de mutaciones (zonas que están más

expuestas). o Estas mutaciones se van acumulando frente a respuesta

inmunes sucesivas. o Esta acumulación de mutaciones genera mayor afinidad (por

lo tanto, menor Kd).

¿Cómo se eligen los linfocitos con las mutaciones más eficientes? o Es un proceso de selección dado por células dendríticas

foliculares. o Estas células le muestran al linfocito B el mismo

antígeno que lo activó. Si reconoce con alta afinidad: señales de

sobrevida. Si reconoce con baja afinidad: no recibe

señales de sobrevida y por lo tanto muere. o Las células dendríticas foliculares pueden mantener

el antígeno unido largo tiempo en sus prolongaciones o en icosomas (inmunocomplejos presentes en forma de pequeños cuerpos de inclusión en las células foliculares dendríticas).

Fig. 135: Maduración por afinidad.

Fig. 136: Mutaciones somáticas en las regiones variables de los genes de Ig.

Fig. 137: Selección de linfocitos B en los centros germinales.

[73]

Producción de cadenas µ de membrana y secretadas en linfocitos B.

o Existen dos sitios de poliadenilación: uno que incluye y otro que no al segmento transmembrana (TM).

o IgM de membrana (en linfocito B): splicing mantiene el sitio TM.

o IgM de secreción (en célula plasmática): splicing elimina el sitio TM.

INHIBICIÓN DE ACTIVIDAD DE LINFOCITO B POR RECEPTORES DE Fc

El linfocito B tiene receptores para fragmentos FC de inmunoglobulinas, los cuales tienen fosfatasas asociadas en su porción intracelular.

Así, cuando se secretan muchos anticuerpos, se promueve la inhibición de la respuesta.

Fig. 138: Cadena de membrana y secretada en linfocitos B.

Fig. 139: Inhibición de la activación de linfocitos B por receptores FC.

[74]

1.12. TOLERANCIA

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA TOLERANCIA INMUNOLÓGICA

Los individuos normales son tolerantes a los antígenos propios porque los linfocitos autorreactivos son eliminados, silenciados o su especificidad es cambiada.

o No obstante, es importante destacar que cualquier persona sana tiene linfocitos autorreactivos en circulación, es algo normal.

o Pero este individuo no tiene una enfermedad autoinmune porque funciona la tolerancia periférica.

La tolerancia es el resultado del reconocimiento de antígenos por linfocitos específicos.

La tolerancia a lo propio puede ser inducida en linfocitos autorreactivos inmaduros en los órganos generativos (tolerancia central) o en linfocitos maduros en la periferia (tolerancia periférica).

o La tolerancia central se produce durante la maduración de los linfocitos en los órganos linfoides generativos, donde todos los linfocitos en desarrollo pasan a través de una etapa en la que en el encuentro con antígeno puede llevar a:

La muerte celular. Al reemplazo del receptor

autorreactivo por uno nuevo (edición del receptor, exclusivo de linfocitos B).

Desarrollo de linfocitos T

regulatorios (exclusivo linfocitos T). o La tolerancia periférica se produce cuando,

como consecuencia del reconocimiento de antígenos propios, los linfocitos maduros:

Se vuelven incapaces de responder (anergia). Mueren por apoptosis. Son activamente suprimidos por linfocitos T

regulatorios.

El que los linfocitos que reconocen un antígeno se activen o se vuelvan tolerantes es determinado por:

o Las propiedades del antígeno. o El estado de maduración de los linfocitos antígeno-

específicos. o El tipo de estímulo recibido por estos linfocitos cuando

se encuentran con el antígeno.

Algunos antígenos pueden ser ignorados por el sistema inmune.

Antígenos foráneos en ausencia de señales coestimulatorias pueden inhibir la respuesta inmune induciendo tolerancia en los linfocitos específicos.

La inducción de tolerancia inmunológica puede ser aprovechada como aproximación terapéutica para prevenir respuestas inmunes dañinas.

Fig. 140: Tolerancia central y mecanismos de tolerancia periférica.

Fig. 141: Resumen de tolerancia central y periférica.

[75]

TOLERANCIA DE LINFOCITOS T

Tolerancia central de linfocitos T: o Se genera en el timo (educación tímica). o La tolerancia central es muy importante, ya que no basta la periférica. o Si no hay expresión de AIRE, se puede producir autoinmunidad.

Tolerancia periférica de los linfocitos T. o Linfocito T incapaz de responder (anergia). o Bloqueo de activación (supresión). o Apoptosis (deleción).

Fig. 142: Tolerancia central de linfocitos T y función de AIRE en la deleción de linfocitos T en el timo.

Fig. 143: Mecanismos de tolerancia periférica en los linfocitos T.

[76]

Tolerancia periférica de linfocitos T: anergia. o La célula es incapaz de responder debido a la falta de señales coestimulatorias por parte de las células

dendríticas, y esto se debe a la falta de señales de peligro (PAMPs o DAMPs). o En estos casos, una infección puede inducir una respuesta autoinmune. o La anergia puede ser provocada también por la activación de receptores inhibitorios, como CTLA-4.

Tolerancia periférica de linfocitos T: supresión.

o En estos casos, los linfocitos T tienen bloqueada su activación hacia células efectoras.

o Aquí juega un rol fundamental el linfocito T regulatorio (Treg).

o Los linfocitos T regulatorios pueden ser formados de forma natural (reconocimiento de autoantígeno en timo) o inducida (reconocimiento de antígeno en tejido periférico).

o Los linfocitos T regulatorios expresan:

IL-10 y CTLA-4: función inmunosupresora.

CD25high (cadena α de IL-2R): aumenta la afinidad de su receptor y por lo tanto secuestra la IL-2.

o Los linfocitos T regulatorios pueden inhibir a la célula presentadora de antígeno (APC) como al linfocito T y también puede inhibir otras células (linfocitos B y NK).

Fig. 144: Tolerancia periférica de linfocitos T (anergia) y mecanismo de acción de CTLA-4.

Fig. 145: Linfocitos T regulatorios.

[77]

Tolerancia periférica de linfocitos T: apoptosis (deleción). o Es uno de los mecanismos más importantes en la tolerancia periférica. o Existen dos rutas de apoptosis:

Intrínseca: estimulada por daño celular. Extrínseca: estimulada por receptores de muerte.

o En inmunología, las moléculas más importantes son Fas y Fas-L. La molécula Fas es un receptor que se expresa de manera constitutiva en los linfocitos. La molécula Fas-L47 es el ligando de dicho receptor y se empieza a expresar en los linfocitos

activados al final de la respuesta inmune. Esto genera la contracción (homeostasis). Fas-L es un ligando importante en los sitios inmunoprivilegiados, tales como la córnea y los

testículos. En estos sitios, las células de ambos órganos expresan Fas-L e inducen la apoptosis de los linfocitos que se infiltran.

47

Fas-L = CD95L.

Fig. 146: Tolerancia periférica de linfocitos T (apoptosis).

[78]

TOLERANCIA DE LINFOCITO B

Se conoce menos la tolerancia de linfocitos B que la de linfocitos T.

Tolerancia central de linfocitos B. o Apoptosis. o ‘‘Vía de escape’’ Edición del receptor.

Tolerancia periférica de linfocitos B. o Anergia. o Deleción (apoptosis). o Regulación por receptores inhibitorios (como por ejemplo, receptores FC inhibitorios).

FACTORES QUE DETERMINAN INMUNOGENICIDAD Y TOLERANCIA A ANTÍGENOS PROTEICOS

FACTOR FACTORES QUE FAVORECEN LA ACTIVACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE (INMUNOGENICIDAD)

FACTORES QUE FAVORECEN LA TOLERANCIA

Persistencia De vida corta (eliminado por la

respuesta inmune). Prolongada (ejemplo: flora

bacteriana).

Portal de entrada, localización Subcutáneo, intradérmico (ausencia

de órganos generativos). Intravenoso, en mucosas (presencia

de órganos generativos).

Presencia de adjuvantes Antígenos con adjuvantes:

estimulación de linfocitos T de ayuda (ejemplo: vacunas).

Antígenos sin adjuvantes: no inmunogénico o tolerogénico

(ejemplo: tratamiento de alergias).

Propiedades de las células presentadoras de antígenos (APC)

DC maduras: altos niveles de coestimuladores.

DC inmaduras (tolerogénicas): bajos niveles de coestimuladores o

citoquinas.

Fig. 147: Tolerancia central de linfocitos B. Fig. 148: Tolerancia periférica de linfocitos B.

[79]

SITIOS INMUNOPRIVILEGIADOS Y TOLERANCIA MATERNO-FETAL

Sitios inmunoprivilegiados: o Son sitios en los cuales pueden

entrar linfocitos, pero hay mecanismos que inducen tolerancia.

o En estos órganos, los procesos inflamatorios serían deletéreos.

o Son: Cerebro. Ojo. Testículo. Útero (feto).

Hay varios mecanismos propuestos para la regulación de la tolerancia materno-fetal:

o Crry: inhibidor del complemento. o IDO48: es una enzima que metaboliza

el triptófano, el cual es un aminoácido importante para los linfocitos efectores. Una disminución

de triptófano conlleva a muerte de linfocitos (IDO induce tolerancia). IDO no es una molécula propiamente fetal, de hecho se encuentra también en células tumorales como parte de un mecanismo de evasión del sistema inmune.

En el feto hay una baja expresión de MHC-I, pero hay otros receptores que participarían en la regulación de la interacción materno-fetal, como sHGA-G (símil de MHC-I), el cual induce señales inhibitorias.

Potenciales receptores para HLA-G son: o Linfocitos NK. o Linfocitos T CD8+. o Linfocitos T CD4+. o Linfocitos B. o Células dendríticas. o Macrófagos.

48

IDO: indoleamine-2,3-dioxygenase.

Fig. 149: Factores que determinan la tolerancia materno-fetal.

Fig. 150: Mecanismos propuestos para la regulación de la tolerancia materno-fetal.

[80]

INMUNIDAD, TOLERANCIA & ENFERMEDADES AUTOINMUNES

Inmunidad: respuesta fisiológica antígeno-específica, mediada por receptores, que confiere protección contra patógenos, sustancias tóxicas o tumores.

Tolerancia: o Distinto a inmunosupresión, ya que es antígeno-específica. o Ausencia de respuesta inmune contra un antígeno en particular, debido ya sea a la falta de receptores que

reconocen ese antígeno, o bien a la falta de inmunogenicidad del antígeno. o La tolerancia a antígenos es ventajosa en ciertos casos:

Autoantígenos. Flora normal: no genera respuesta inmune gracias a su localización específica. Las bacterias generan

un ligando para el PPRγ (retiene a NF-κB en citoplasma, por lo que no permite su actividad nuclear), que es expresado en las células dendríticas, volviéndolas tolerantes de forma específica en un sitio determinado.

Alérgenos.

Autoinmunidad: desequilibrio en el sistema inmunológico que provoca la destrucción de tejidos sanos y la consecuente muerte del individuo.

¿Cómo se logra la tolerancia inmune? Deleción, anergia o ignorancia. o Receptores para antígenos se generan de manera aleatoria. o Pero, este repertorio de receptores contendrá algunos que reaccionarán con autoantígenos. o ¿Se puede distinguir entre lo propio y lo ajeno?

Se piensa que la distinción ocurre entre lo peligroso y lo inocuo (como en el embarazo). Pero las alergias contradicen esta teoría.

o Entonces, ¿cómo se logra la tolerancia? Existen dos mecanismos conocidos. Tolerancia central: edita a los linfocitos antes de que accedan a la circulación como linfocitos

maduros (vírgenes). Muchos linfocitos se escapan de ella y son autorreactivos. Tolerancia periférica: actúa como mecanismo para eliminar o neutralizar a aquellos linfocitos

autorreactivos que accedieron a la circulación.

Algunos linfocitos son eliminados y otros son ‘‘anergizados’’.

Los linfocitos anérgicos pueden ser reactivados por señales de ‘‘peligro’’.

Las enfermedades autoinmunes han tendido a aumentar en el último tiempo. o ¿Por qué? Debido a la menor exposición a agentes microbianos, los cuales son necesarios para mantener la

respuesta inmune regulada. o Son enfermedades en personas jóvenes principalmente.

Las alergias también han tendido a aumentar. o Las alergias ocurre cuando el sistema inmune falla en ignorar antígenos inmunes inocuos.

[81]

Hay 2 tipos de enfermedades autoinmunes: o Órgano-específicas (enfermedad de Graves, tiroiditis de Hashimoto, diabetes insulina-dependiente). o Sistémicas (artritis reumatoide, lupus eritematoso sistémico).

ENFERMEDAD AUTOINMUNE DESCRIPCIÓN

Diabetes mellitus Destrucción de células β del islote de Langerhans.

Lupus eritematoso Inflamación sistémica.

Anticuerpos anti-DNA.

Miastenia gravis

Blanco: receptores de acetilcolina (son internalizados) Destrucción.

Anticuerpos actúan sobre receptores (actúan como antagonistas).

Tratamiento: anti-acetilcolina-esterasa.

Esclerosis múltiple

Blanco: vaina de mielina.

Conducción interrumpida del impulso nervioso.

No hay tratamiento.

Paciente con permeabilidad en la barrera hemato-encefálica, pudiendo ingresar anticuerpos.

Tiroiditis de Hashimoto Blanco: coloide (hay destrucción de la glándula).

Tratamiento: eutirox (reemplazo hormonal).

Artritis reumatoide Blanco: articulaciones, cartílago.

Existe tratamiento exitoso, pero inespecífico.

[82]

1.13. HOMING DE LINFOCITOS

Homing consiste en cómo el linfocito reconoce las rutas por las que debe viajar y dónde quedarse.

Funciones de la migración de leucocitos desde la sangre a tejidos:

o Neutrófilos y monocitos migran a los sitios de infección (primeros en llegar) y de daño tisular. Inflamación.

o Linfocitos B y T vírgenes deben migrar a los ganglios linfáticos.

o Linfocitos T efectores y células plasmáticas migran al sitio de infección y daño tisular.

Las células plasmáticas de larga vida llega a la médula ósea y de allí secretan.

Asociadas a mucosas migran a ella y secretan IgA. Las de corta vida secretan desde el ganglio mismo. Las células de memoria también migran porque es poco factible que frente a una segunda

respuesta, las células presentadoras de antígenos lleguen al mismo ganglio.

RUTAS DE RECIRCULACIÓN DE LINFOCITOS 1) Célula precursora en la médula ósea. 2) Viaja al timo (linfocito T). 3) Linfocito T virgen viaja a órganos linfáticos

secundarios (entra vía HEV). 4) Continúa viajando hasta contacto antigénico.

a. Los linfocitos pueden ingresar al ganglio linfático por vénula de endotelio alto (HEV) o por el vaso linfático aferente.

b. La célula dendrítica, desde el sitio de la infección, llega al linfonodo por circulación linfática (la célula dendrítica sólo puede llegar por la vía linfática aferente).

5) Linfocito T efector viaja al órgano específico. a. Sale del ganglio linfático por rutas

linfáticas eferentes. b. Pasa a través del ducto torácico para

llegar al tejido específico.

Fig. 151: Funciones de la migración.

Fig. 152: Rutas de recirculación de linfocitos.

[83]

ROLLING DE LEUCOCITOS Y MIGRACIÓN A TRAVÉS DE HEV

Los leucocitos se van asociando al endotelio gracias a interacción con moléculas de adhesión, hasta quedarse quietas y migran.

o Para migrar deben deformarse. o La migración sigue un gradiente de citoquinas.

El rolling permite que leucocitos que viajen lentamente a pesar de la rapidez del flujo sanguíneo.

La migración ocurre a nivel del endotelio de las vénulas. Es un proceso exclusivo de las vénulas porque:

o Son más anchas. o Poseen un flujo más lento. o Tienen menos carga negativa en su endotelio que los

capilares (mayor expresión de sialomucinas). o Su endotelio expresa ciertas moléculas de adhesión.

INTERACCIÓN LEUCOCITO-ENDOTELIO

Etapas de la interacción leucocito-endotelio que median el reclutamiento de leucocitos a los tejidos: 1) Macrófago secreta citoquinas pro-inflamatorias desde el sitio de la inflamación (TNF e IL-1). 2) El endotelio aumenta la expresión de moléculas de adhesión: selectinas (estas causan el frenado de los

leucocitos). a. No todas las selectinas están en el endotelio. b. El linfocito también puede ser quien expresa la selectina, reconociendo glicoproteínas del endotelio.

3) Las selectinas reconocen ligando (carbohidratos) en la superficie del linfocito. 4) Esta unión selectina-glicoproteína permite el rolling. 5) El linfocito expresa receptores de quimioquinas que aumentan la afinidad de su integrina.

a. Las quimioquinas también son secretadas por el macrófago. b. Las integrinas poseen dos conformaciones (una de baja y otra de alta afinidad). Por lo general la de baja

afinidad es la que se encuentra normalmente. c. Estas quimioquinas y las selectinas promueven un cambio de conformación.

6) La adhesión se vuelve más estable. 7) Migración.

Fig. 153: Migración de leucocitos a través de HEV.

Fig. 154: Etapas interacción leucocito-endotelio.

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SELECTINAS, INTEGRINAS Y QUIMIOQUINAS

Familia de las selectinas

Ligando Distribución Célula que tiene el ligando

Selectina-P Sialyl Lewis X. En endotelio activado por

citoquinas (TNF, IL-1), histamina o trombina.

Neutrófilos, monocitos y células T (efectoras y

memoria).

Selectina-E Sialyl Lewis X. En endotelio activado por

citoquinas (TNF, IL-1).

Neutrófilos, monocitos y células T (efectoras y

memoria).

Selectina-L PNAd49 Ganglios

linfáticos.

MadCAM-150 MALT.

Leucocitos: neutrófilos, monocitos, linfocitos T y B vírgenes (sirve para

entrar a ganglios linfáticos). Endotelio del HEV.

Familia de las integrinas

Ligando Distribución Célula que tiene el ligando

LFA-1 (αLβ2)

ICAM-1 (CD54).

ICAM-2 (CD102).

Neutrófilos, monocitos, células T (vírgenes, efectoras y de memoria).

Endotelio activado por citoquinas.

Mac-1 ICAM-1 (CD54).

ICAM-2 (CD102). Monocitos, células dendríticas.


VLA-4 (α4β1)

VCAM-1 (CD106).

Fibronectina.

Monocitos, células T (vírgenes, efectoras y de memoria).


LPAM-1 (α4β7)

VCAM-1 (CD106).

MadCAM-1.

Monocitos, células T (vírgenes, efectoras, de memoria, linfocitos que hacen homing en epitelio y

mucosas gastrointestinal).

Endotelio en sistema gastrointestinal y tejidos

linfoides asociados al intestino (GALT).

Vénulas de Endotelio Alto (HEVs). o Principalmente en paracorteza (zona

T) de ganglio linfático. o Poseen lámina basal gruesa. o Expresan alta concentración del

ligando para la selectina-L (migración de linfocitos B y T vírgenes).

o Células columnares altas. o Alta expresión de ICAM-1 (ligando de

LFA-1 [en linfocitos B y T vírgenes]). o Sólo las HEVs de la placa de Peyer

tiene alta expresión de MadCAM-1 (los linfocitos así se dirigen a los linfonodos mesentéricos o a las placas de Peyer).

49

PNAd: Peripheral Node Addressin. 50

MadCAM-1: Mucosal vascular addressin cell adhesion molecule 1.

Fig. 155: Características únicas de vénulas de endotelio alto (HEV).

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Quimioquinas: o Secretadas en el tejido y transportadas a través

de él. o También pueden ser secretadas por el

endotelio. o No se liberan libremente, sino que están

ancladas al glicocálix del endotelio (esto es para evitar que la señal se diluya).

¿Cómo saben los leucocitos a dónde llegar? ¿Qué otorga la selectividad? Básicamente tenemos 3 etapas:

o Selectividad 1: ligandos y sus receptores en endotelio (ejemplo: linfocito selectina).

o Selectividad 2: dónde se secretan las citoquinas y qué células tienen sus receptores.

o Selectividad 3: qué integrina se está expresando y sus receptores.

o Distintas células presentan distintos receptores de quimioquinas que reconocen distintas quimioquinas con mayor o menor afinidad.

Moléculas de adhesión presentes en el endotelio. o La MadCAM-1 tiene actividad dual: es ligando

de selectina-L (a través de los carbohidratos) en mucosas gastrointestinales y ligando para la LPAM-1 (α4β7), el cual se encarga del homing hacia la mucosa gastrointestinal.

Fig. 156: Quimioquinas.

Fig. 157: Moléculas de adhesión en endotelio.

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ETAPAS DE RECLUTAMIENTO DE LEUCOCITOS

Los leucocitos migran desde un vaso sanguíneo a un tejido en 3 etapas: 1) Atadura (tethering): el leucocito es frenado en la circulación debido a moléculas ligando en el endotelio

(selectinas), que son reconocidas por receptores específicos en la membrana de los leucocitos. Así se produce el ‘‘rolling’’.

2) Triggering: cuando hay inflamación, se producen quimioquinas en el tejido inflamado que son captadas por el endotelio y son liberadas a su cara luminal, en donde quedan ancladas gracias al glicocálix negativo del endotelio. Estas quimioquinas serán reconocidas por el leucocito y gatillarán la activación de integrinas.

3) Adhesión: las integrinas activadas producirán finalmente un cambio en el citoesqueleto del leucocito que permitirá su extravasación por el vaso sanguíneo.

Luego que ocurre el tethering y el rolling, las quimioquinas secretadas y expuestas en el endotelio se unen a GPCRs del leucocito (Gi) que promueven un cambio conformacional de las integrinas del leucocito desde adentro hacia afuera (señalización inside-out), lo que aumenta la afinidad de éstas por su ligando.

La integrina activada ahora reconocerá con mucha afinidad su ligando, gatillando una señalización outside-in que se traducirá en:

o Movilización de integrinas que se van a agrupar (formación de clusters): aumenta la valencia (permite que las integrinas puedan interactuar con ligandos dispersos).

o Un cambio en el citoesqueleto del leucocito, que permitirá finalmente su extravasación.

Fig. 158: Etapas del reclutamiento de leucocitos.

Fig. 159: Señalización outside-in.

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Cuando los linfocitos B extravasan las HEVs del ganglio, cambian su expresión de CCR7 a CXCR5, que le permitirá su migración al folículo, ya que en él se expresa el ligando CXCL13 de CXCR5.

o Dejan de expresar CCR7 una vez que activan el endotelio.

Cuando los linfocitos T vírgenes se activan en el ganglio, cambian su expresión de L-selectina a ligando de E o P-selectina. Esto permite que sólo linfocitos T vírgenes entren a los ganglios y que los efectores vayan al tejido infectado.

Existe una expresión diferencial de integrinas y otros receptores de homing entre distintos tejidos del organismo.

o Son las células dendríticas las que inducen la expresión selectiva de receptores de homing tejido-específicos en los linfocitos T en los ganglios linfáticos.

Si el linfocito no se activa en el ganglio, disminuye la expresión de CD69, evitando que el linfocito permanezca en el ganglio.

o Aumenta la expresión del receptor de esfingosina-1-fosfato (SP1R) cuando no se activan o cuando se activan y deben migrar.

o La SP1 tiene alta expresión en la sangre y en la circulación linfática.

Fig. 160: Quimioquinas y migración celular hacia los tejidos linfoides.

Fig. 161: Recirculación de linfocitos a través de ganglios linfáticos.

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MIGRACIÓN DE LINFOCITOS T VÍRGENES Y EFECTORES

Entra el linfocito T virgen por la vénula de endotelio alto. o Si no se activa, aumenta la expresión del S1PR1 y disminuye la expresión de CD69. o Si se activa, se genera un linfocito T efector: expresa CD69 para mantenerse en el ganglio. Al estar listo,

aumenta su expresión de S1PR1 y disminuye la de CD69 para salir del ganglio.

Una vez fuera del ganglio, viaja al tejido, donde debe migrar desde el vaso sanguíneo. Para ello utiliza: o Ligando de selectina E o P. o Receptor de quimioquinas (CXCR3). o Integrina LFA-1 o VLA-4.

Fingolimod: antagonista de S1PR1, impidiendo que el linfocito reconozca gradiente de concentración y viaje al sitio requerido (es un inmunosupresor).

Fig. 162: Migración de linfocitos T vírgenes y efectores.

Fig. 163: Moléculas de adhesión, quimioquinas y receptores de quimioquinas responsables de la migración de linfocitos T vírgenes y efectores.

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Si tengo dos infecciones simultáneas en dos sitios distintos, ¿quién entrega especificidad a la migración? o Al intestino delgado:

Integrina α4β7 en célula plasmática (IgA) y linfocito T de ayuda Reconoce MadCAM en endotelio. Citoquina CCL25 (es secretada por el intestino delgado) es capaz de interactuar con receptor CCR9

en células plasmáticas o linfocitos T. o A la piel:

Integrina α4β1 en linfocito T efector Reconoce VCAM-1. Linfocito T efector expresa dos receptores de quimioquinas: CCR4 y CCR10, así como un ligando para

la E-selectina.

o Hay patrones comunes, pero es el conjunto el que define la especificidad.

¿Cómo adquiere el linfocito estas características que le permiten reconocer el conjunto que define la especificidad? o Las células dendríticas inducen la expresión selectiva de receptores de homing tejido-específicos

(imprinting) en los linfocitos T en los ganglios linfáticos. o Los linfocitos T adquieren moléculas necesarias para migrar al sitio desde donde proviene la célula

dendrítica: esto porque la célula dendrítica recibió en el tejido donde estaba, señales de ese tejido que le entregan un patrón de moléculas propias del tejido.

o Además, al llegar el linfocito al sitio de infección, recibirá más señales propias del tejido en el que se encuentran, induciendo una mayor o menor expresión de ciertas moléculas (mayor expresión de CD69, por ejemplo).

Fig. 164: El tráfico de células linfoides es mediado por moléculas de adhesión y receptores de quimioquinas específicos.

Manual de Fisiología Humana - Capítulo 1 - Inmunología [v.1]

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