Apuntes Inmunologia PDF

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Apuntes de la clase de Inmunología a manera de resumen sobre diversos temas....

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Resumen temas 2do parcial

Mecanismos de activación de la respuesta inmune. Interacción células T y B. Cooperación celular. Respuesta mediada por células. LA RESPUESTA DE LOS LINFOCITOS B AL ANTÍGENO La selección clonal es un proceso de selección, activación y diferenciación de linfocitos B para un Ag determinado: Los linfocitos B (LB) inmaduros generados en la médula ósea, se someterán a un proceso de “selección negativa” que asegure que sólo los LB no autorreactivos se seleccionen (autotolerancia), y pasen a los tejidos linfáticos secundarios donde sufrirán un nuevo proceso de selección negativa. Los LB maduros resultantes migrarán al torrente circulatorio y a los órganos linfáticos periféricos (bazo, ganglios linfáticos de drenaje y tejidos linfoides de mucosas), con el fin de contactar con los antígenos y dar comienzo a la respuesta inmune (R.I.) humoral. El desarrollo de esta respuesta humoral va a depender: 1. Del tipo de Ag: Ag T-independiente y T-dependiente. 2. Del tipo de célula presentadora de Ag: macrófago, célula dendrítica, linfocito B. 3. De si ha habido exposición previa al mismo Ag (respuesta primaria y secundaria). El linfocito B tiene dos importantes misiones a realizar en la R.I.: a. Actuar como célula presentadora de Ag (CPA). b. Actuar como célula secretora de anticuerpos. R. I. HUMORAL FRENTE A ANTÍGENOS T-DEPENDIENTES Requiere linfocitos T colaboradores o helper (Th) activados. Los linfocitos B pueden reconocer al Ag en su forma nativa y pueden actuar como CPA: al contactar con Ag complejos T-dependientes (normalmente proteicos), los “incorporan” por endocitosis y los degradan a péptidos (procesamiento de Ag), que se unen a moléculas CMH-II y los presenta al linfocito Th activado (presentación de Ag). A diferencia del LB, el linfocito TH sólo reconoce Ag procesados por una CPA y unido a moléculas CMH-II. La interrelación CPA-Ag-CMH-II con el TCR del linfocito T produce la activación del linfocito Th a través de citoquinas (IL-1). El linfocito Th activado secreta otras citoquinas.

Figura 1: Cooperación celular entre linfocitos B y linfocitos T-helper (Th). El linfocito Th y el linfocito B, por medio de sus receptores específicos reconocen epitopos diferentes del mismo Ag o complejo antigénico original.

Etapas: 1. Activación del Linfocito B: conduce a la proliferación del clon de LB que reconoce al Ag (selección y expansión clonal) para alcanzar un número de linfocitos mínimo, que asegure la eliminación del Ag. Requiere dos señales de “activación”, que son proporcionadas por el linfocito Th (Figura 1): • El reconocimiento entre las dos células a través del Ag ligado al CMH-II. (reconocimiento ligado) • Moléculas coestimuladoras: uniones CD40/CD154 y CD86/CD28 que originan la liberación de citoquinas. 2. Diferenciación del Linfocito B: Los LB proliferan muy rápidamente y se diferencian dando lugar a dos poblaciones celulares distintas: Células plasmáticas, que son las productoras de Ac específicos frente al Ag. • Linfocitos B de memoria, que son células de larga vida.

La interacción entre las células T y B es un proceso bidireccional, en el que las células B presentan el antígeno a las células T y a su vez reciben señales procedentes de estas últimas que inducen su división y diferenciación. La interacción principal, altamente específica, es la que se produce entre el complejo molécula CPH de clase II-antígeno y el TCR, esto se va a ver potenciado por las interacciones entre LFA-3 y CD2 e ICAM-1 o icam-3. También interfieren otras moléculas de superficie B7-1 Y B7-2 de las células B interaccionan con CD28, con lo que el ARNm de las células T que codifica la IL-2 y otras citosinas se estabiliza y el envió de señales activadoras se prolonga. La molécula CD40 transmite a las células B la señal activadora más potente. Las células T activadas expresan un ligando que interacciona con CD40, denominado CD40L. Esta interacción hace que las células B inicien el ciclo celular, siendo una señal fundamental para el desarrollo de los centros germinales y de las respuestas de anticuerpos frente a antígenos dependientes de las células T. Durante las interacciones entre las células B y T, la liberación de citosinas derivadas de las células T como IL.4 se polariza hacia las células B. La IL.1 y la IL-6 que liberan algunas células B aumentan la expresión de los receptores de IL-2 de las células T. Sin embargo, como solamente algunas células B producen estas citosinas es probable que la mayoría de las células B solo puedan activar eficazmente células T estimuladas previamente o de memoria.

Las células T CD4+ (murinas y humanas) se pueden clasificar en varias subpoblaciones, según las citosinas que producen: •

1. Las células TCD4+ que producen IL-2 e IFNy, pero que no producen IL-4, se denominan TH1, y son las principales causantes de las respuestas de hipersensibilidad de tipo retardado.

•

2. Las células TCD4+ que producen IL-4 e IL-5, pero que no producen IL-2 ni IFNy, se denomina TH2.

•

3. Muchas células T, presentan un perfil de producción de citosinas intermedio y se denominan células TH0.

Secreción de citosinas por parte de células T Durante las interacciones entre las células T y B, las primeras pueden secretar diversas citosinas, que ejercen potentes acciones sobre las células B. 1. La IL-2 que es un inductor de la proliferación de las células B y T 2- La IL-4, que actúa en las primeras fases de la activación de la proliferación de las células B 3. La IL-5, que en el ratón (pero no en los seres humanos) es un potente activador de las células B 4. La IL-6 que transmite intensas señales que promueven la diferenciación de las células B. Las células T también producen TNFa y TNFB. Hay datos que indican que estas moléculas también son importantes para el crecimiento de las células B. Otras citosinas que activan a las células B incluyen IL-11 e IL-13, cuya acción se parece a la de IL-4.

R. I. HUMORAL FRENTE A ANTÍGENOS T-INDEPENDIENTES: No requiere la cooperación de linfocitos Th. Algunos Ag (habitualmente no proteicos) son capaces de estimular la producción de IgM por parte de los LB sin necesidad de la cooperación de los linfocitos Th. Los linfocitos B pueden reconocer Ag poliméricos con epitopos repetitivos (ej. LPS y

polisacáridos). A altas concentraciones, interaccionan con moléculas del linfocito B diferentes a la Ig del BCR. FASES DE LA RESPUESTA INMUNE HUMORAL (respuesta PRIMARIA Y SECUNDARIA) Las fases de la respuesta inmune humoral frente a un antígeno son (Figura 2) : 1. Fase lag (de retardo): es el tiempo que se tarda en la selección de un clon específico de linfocitos B y en la producción de células plasmáticas secretoras de Ac (y de linfocitos B de memoria). 2. Aumento exponencial (hasta un pico máximo) 3. Meseta 4. Declive Tipos de respuesta inmune • Respuesta primaria: Es la que se desarrolla tras la exposición por primera vez a un Ag. • Respuesta secundaria: Es la que se desarrolla tras exposiciones posteriores al mismo Ag. Las respuestas primaria y secundaria varían dependiendo de si se trata de Ag Tdependientes o Ag T-independientes. Las respuestas primaria y secundaria varían dependiendo de si se trata de Ag Tdependientes o Ag T-independientes. Tabla I. Diferencias de la respuesta inmune frente a antígenos T-dependientes

Primaria Retardo

Secundaria Largo

Corto

Escasa

Importante

Meseta

Corta

Larga

Declive

Rápido

Lento

Ig

IgM

IgG

Afinidad

Baja

Alta (maduración de afinidad por hipermutación somática y selección posterior)

Intensidad

Tabla II. Diferencias en la respuesta inmune secundaria frente a antígenos Tdependientes y T-independientes.

Respuesta secundaria Memoria

Ag T-independientes

Ag T-dependientes

No

Sí

Intensidad

Baja

Alta

Ig

IgM

IgG

No madura

Madura

Afinidad

Las respuestas primaria y secundaria de los LB frente a Ag T-independientes son iguales, ya que no se producen linfocitos B de memoria. La Ig M es la única Ig secretada en ambos casos.

Respuesta inmune de base celular y mecanismos de activación celular. Células asesinas naturales (NK). Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos. La respuesta inmune de base celular está fundamentalmente dirigida a la eliminación de antígenos (Ag) endógenos, mediante células del sistema inmune, que reconocen al Ag de forma específica y no específica y, en algunos casos, mediante la acción indirecta de los anticuerpos. Una de las posibles clasificaciones de la inmunidad mediada por células sería la siguiente: 1.- Citotoxicidad mediada por células: Las reacciones de citotoxicidad que conducen a la lisis de la célula diana (célula alterada) es realizada por varios tipos celulares:

1.1. En el sistema inmune específico: linfocitos T citotóxicos (Tc), que en su fase efectora se denominan linfocitos T citolíticos (CTL). 1.2. En el sistema inmune no específico y de “forma directa” por células natural killer (NK). 1.3. En el sistema inmune no específico y mediado por anticuerpos (Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos): Células NK, neutrófilos, eosinófilos, y macrófagos. 2.- Fagocitosis. 3.- Respuesta de Hipersensibilidad de tipo retardado. 1.- CITOTOXICIDAD MEDIADA POR CÉLULAS: 1.1. Citotoxicidad mediada por linfocitos T citotóxicos (TC): El reconocimiento específico del antígeno por parte de los linfocitos T requiere la unión de dicho Ag al receptor de células T (TCR)

Estructura del receptor de células T: TCR

El TCR de los linfocitos T (Figura 1), está formado por 2 cadenas peptídicas que pueden ser de dos tipos: α/β (mayoritaria en mamíferos, excepto rumiantes) y δ/γ. Cada cadena se divide en 4 dominios: 1.- Dominio citoplasmático. 2.- Dominio transmembrana. 3.- Dominio constante. 4.- Dominio variable: Contiene una región hipervariable o región determinante de complementariedad (CDR), que constituye el sitio de unión al Ag.

Vinculados al TCR existen otras glucoproteínas asociadas: • CD3 y cadenas ζ: Forman el Complejo del TCR: CD3 (conjunto de proteínas: δ,ε,γ) y las dos cadenas ζ se encargan de transferir la señal de la molécula de TCR a la célula. • CD4: Glucoproteína de una sola cadena presente sólo en linfocitos cooperadores (Th) • CD8: Glucoproteína de dos cadenas peptídicas presente sólo en linfocitos citotóxicos (Tc). Tanto CD4 como CD8 son co-receptores: sirven para el reconocimiento del antígeno ligado a las moléculas del CMH. Para que un linfocito T (sean los Th o Tc), reconozca un antígeno a través de su TCR se requiere que el Ag sea procesado en péptidos que se unen con moléculas del CMH: - CMH de clase II para los linfocitos Th o CD4+. - CMH de clase I para los linfocitos Tc o CD8 +. Por tanto, el antígeno frente al que reacciona un linfocito Tc puede estar en: 1. Células diana: Células nucleadas alteradas que presenten péptidos de parásitos intracelulares (virus, y otros microorganismos intracelulares), o de proteínas tumorales, junto con moléculas CMH-I propias para que los reconozcan los linfocitos Tc (CD8+). 2. Células presentadoras de antígeno (CPA): Presentan antígenos procesados en péptidos asociados tanto con CMH-I como con CMH-II (para su reconocimiento por linfocitos Th). Citotoxicidad mediada por linfocitos T citotóxicos (TC): Requiere la transformación de los linfocitos Tc vírgenes en linfocitos T efectores o citolíticos (CTL). Se pueden distinguir dos fases: 1.1.1. Activación de los linfocitos Tc y su diferenciación en CTL 1.1.2. Destrucción del antígeno vinculado a células |1.1.1. Activación de los linfocitos Tc y su diferenciación en CTL. Los linfocitos Tc se activan solamente en los tejidos linfoides secundarios y requieren tres señales: 1.- Primera señal de activación: específica y suministrada por la interacción entre su complejo TCR-CD3-CD8, con el Ag unido al CMH-I de la CPA. 2.- Segunda señal de activación: co-estimulatoria y suministrada por la CPA (unión CD86 al CD28 del linfocito T).

3.- Los linfocitos Tc son incapaces de reaccionar al Ag a menos que sean “activados” por la IL-2 y el IFN-γ procedente de los linfocitos Th1 cercanos (El linfocito Th1 interactúa primero con la CPA). 1.1.2. Destrucción del antígeno vinculado a células: El linfocito T citolítico (CTL) se caracteriza por tener gránulos densos que contienen perforinas y granzimas. La destrucción del Ag vinculado células se realiza en varias fases: a.- Fase de adhesión: Se produce una interacción entre el TCR:CD3 con el péptido unido al CMH I de la célula diana, y entre las moléculas de adhesión de la superficie de ambas células. b.- Golpe letal: Los gránulos del CTL se liberan al espacio intercelular. Su contenido (perforinas y granzimas) actúa sobre la célula diana. c.- Disociación del CTL de la célula diana. d.- Destrucción de la célula diana: •Perforinas: forman poros en la membrana de la célula diana que producen la lisis osmótica de la célula. •Granzimas: Estimulan la apoptosis mediante la activación de las caspasas (pro-enzimas) de la célula diana. • Otros mecanismos que colaboran en el desencadenamiento de apoptosis son la interacción de receptores pro-apoptóticos, como moléculas de la familia de receptores del TNF: CD95/CD95L (Fas/FasL) y CD40/CD40L.

1.2. Citotoxicidad mediada por células NK: El mecanismo citotóxico de las células NK es parecido al de los CTL, ya que poseen gránulos con perforinas, granzimas y otras moléculas citotóxicas. Carecen de especificidad y no están restringidos por moléculas del CMH. El reconocimiento

de la célula diana se cree que se realiza mediante la interacción de receptores activadores e inhibidores con las moléculas de superficie de las células anormales. Los receptores de activación reaccionan con sus ligandos en las células iniciando la señal de activación del mecanismo de citotoxicidad. Pero si el receptor de inhibición (como KIR) reconoce moléculas de CMH I en la superficie de la célula se inhibe esta señal de activación. Por el contrario, en las células tumorales o infectadas por virus, la ausencia de CMH-I hace que la célula NK no reciba esta señal inhibitoria y se activa el mecanismo de citotoxicidad. 1.3. Citotoxicidad mediada por anticuerpos (ADCC) Las células NK, macrófagos y granulocitos poseen un receptor CD16 para la porción Fc de anticuerpos IgG y pueden destruir células diana recubiertas por anticuerpos.

Receptores activadores   

El NKG2D ha surgido como uno de los receptores activadores más importantes Los ligandos para NKG2D son moléculas tipo MHC clase I no polimorfas que no se asocian con β2 microglobulina. Muchas moléculas que no son expresadas de manera exclusiva por células NK también aumentan la actividad NK.  CD2 (el receptor para la molécula de adhesión LFA3)  CD244 (el receptor para CD48)  Receptores para citocinas inflamatorias  FcγIII (CD16) del cual depende casi todo el reconocimiento mediado por anticuerpos

Citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos Los complejos de anticuerpo-antígeno son unidos por receptores Fc sobre células NK y granulocitos, lo que dirige la citotoxicidad de estas células hacia el antígeno establecido como objetivo por el anticuerpo Mecanismos de muerte celular  Las células NK expresan FasL y lo secretan, e inducen fácilmente muerte en células blanco que portan Fas.  El citoplasma de células NK también tiene muchos gránulos que contienen perforina y granzimas.  Además de liberar mediadores citotóxicos, las células NK activadas también secretan citocinas, las citocinas proinflamatorias IL-6 y TNF-α, así como IFN tipo I y el IFN tipo II, IFNγ, un potente activador de macrófagos

Marcadores fenotípicos de las células NK La mayor parte de los antígenos de superficie será por medio de anticuerpos monoclonales. Para la identificación de las células NK se utilizan anticuerpos monoclonales frente a CD16 (FcRIII). Los más importantes son:    

CD16 – Participa en vías de activación de las células NK, se expresan en la forma transmembrana de la molécula. CD56 – Molécula de adherencia homofila que pertenece a la familia de las inmunoglobulinas (N-CAM). CD3 – Ausencia de esta en presencia de CD56 y/o CD16. IL -2 – las células NK en reposo expresan la cadena β y , provocando una activación de las células NK. Las células que responden a este receptor adquieren propiedades citotóxicas inespecíficas y se les denominan células asesinas activadas por linfocinas (LAK).

Funciones de las Células NK En general su función es el reconocimiento y destrucción de determinadas células tumorales e infectadas por virus. Lo que traerá como beneficio:    

Defensa inespecífica de tumores Defensa inespecífica de células infectadas por virus. Intervienen en el rechazo de injertos de medula ósea. Acción reguladora del sistema inmune.

Algunos subtipos de células NK expresan moléculas de superfamilias de las IG que regulan su actividad asesina. Debido a los alelos del CMH clase I hay protección o destrucción a células diana con lo anterior es como los KIR (killer cell inhibitory receptors) interaccionan con CMH clase I expresando una respuesta en célula diana que protege de ser asesinada. Pero en los KAR (killer cell activatory receptors) interactúan con productos de diversos alelos del CMH sobre células diana, junto con CD2 / LFA 1 determinan si se activa la célula NK.

Las células NK que son activadas liberan IFN y citocinas (IL – 1, GM-GSF) que son de importancia en la regulación de la hematopoyesis y respuestas inmunes como la activación de los macrófagos en la inmunidad innata.

Regulación del sistema inmune. Control por el antígeno. Control por el anticuerpo. Células reguladoras. Regulación neuroendocrina de la inmunidad. La respuesta inmune específica, tanto humoral como celular, está regulada tanto en su naturaleza como en su intensidad y duración por una serie de factores. Los más importantes entre ellos son: • El antígeno • Los anticuerpos • Determinadas células del sistema inmune • Las citoquinas • Los factores genéticos • El sistema regulador neuroendocrino REGULACIÓN POR EL ANTÍGENO Las respuestas inmunitarias son inducidas por los antígenos. Por ello, encontramos varios factores que afectan a la regulación de estas respuestas: • Naturaleza del antígeno. • Dosis de antígeno. • Vía de entrada. • Competencia de antígenos. Cuando el antígeno es eliminado, los linfocitos B y T vuelven a una situación de reposo y la respuesta inmune va disminuyendo de intensidad. REGULACIÓN POR LOS ANTICUERPOS Se puede considerar que los anticuerpos también actuarían como reguladores de las respuestas inmunitarias. • Regulación por anticuerpos:

• Retrorregulación negativa basada en la supresión mediada por los anticuerpos (fundamentalmente IgG), que bloquean las interacciones entre el epitopo y el BCR especifico de los linfocitos B. • Por entrecruzamiento de receptores Fc unidos a inmunoglobulinas o inmunocomplejos en diferentes células: i.

Inhibición de las células B por entrecruzamiento de receptores Fc y receptor de antígeno (BCR) del linfocito B, actuando como puente el mismo antígeno.

ii.

Estimulación de la presentación de antígenos y fagocitosis al unirse los inmunocomplejos por medio del anticuerpo con los receptores Fc de las CPA.

• Redes idiotípicas: Durante el periodo neonatal las regiones idiotípicas de las inmunoglobulinas son un repertorio de inmunógenos para el sistema inmune. Los anticuerpos que se formarían frente a estos idiotipos se denominan anticuerpos anti-idiotipo, y podrían modificar el curso de las reacciones inmunitarias. Jerne propuso la existencia de una red o entramado idiotipo-antiidiotipo que, en estado de reposo del S.I. tiene un equilibrio cuantitativo y cualitativo (Fig. 1).

CÉLULAS REG...