Apuntes, temas inmunidad innata y adaptativa PDF

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Apuntes de la clase del doctor Guillermo González Gámez, inmunología médica, es información básica y clara sobre inmunidad innata y adaptativa, respuesta inmune, inflamación, historia de las vacunas, complejo mayor de histocompatibilidad y como interfiere éste en los injertos, son tomados directamen...

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Inmunidad innata y adaptativa Los estados libres de síntomas o de enfermedades son la consecuencia de una compleja serie de procesos llamados inmunidad, la cual constituye una de las piedras base de los mecanismos homeostáticos que el anfitrión utiliza al mantener el balance entre los medios externos e internos: la inmunidad puede ser constitutiva (inmunidad natural) o inducible (las respuestas inmunes innatas y adaptativas). La respuesta inmune inducible está compuesta de 2 ramas: 1- la respuesta inmune innata, la cual se caracteriza por la activación estereotipada rápida y efectiva de productos celulares e inflamatorios dirigidos a una amplia variedad de microorganismos. 2- la respuesta inmune adaptativa, un conjunto de mecanismos de defensa altamente específicos linfocíticos dirigidos en contra de unos componentes moleculares llamados antígenos pero que requieren un período relativamente más largo de tiempo para su activación y amplificación. En cualquiera de las relaciones anfitrión-parásito, el éxito de los agentes infecciosos como invasores depende de su habilidad para evadir ambas ramas de la respuesta inmune, la evasión completa es expresada como el establecimiento de una infección crónica. Barreras anatómicas y mecanismos fisiológicos de naturaleza inmune, proveen protección inmediata contra la penetración de varios agentes exógenos que consisten de piel y membranas mucosas intactas, sustancias antimicrobianas, acidez estomacal, y reflejos fisiológicos (toser, estornudar, vomitar o diarrea). Respuesta inmunológica Las respuestas inmunes innatas y adaptativas tienen moléculas de reconocimiento y mecanismos para eliminación de patógenos diferentes. La respuesta inmune consiste en un conjunto de reacciones integradas envueltas en la doble función de: 1-reconocimiento 2- eliminación de una sustancia ajena. La inmunidad innata es requerida para la inducción de la inmunidad adaptativa, de quien sus productos son dirigidos al material ajeno que indujo la respuesta.

Diferencias entre inmunidad innata vs adaptativa Una de las diferencias principales entre la inmunidad innata y adaptativa es que la respuesta inmune innata es más limitada que la adaptativa. Los objetivos de la respuesta inmune adaptativa son los antígenos, estructuras muy específicas que inducen la inmunidad mediada con células o síntesis de anticuerpos al interactuar con y la activación de células T. En contraste la respuesta inmune innata es activada por componentes estructurales comunes encontrados en o dentro de una gran variedad de microorganismos, que generalmente son llamados pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) patrones moleculares asociados con patógenos. Los receptores de las células de la inmunidad adaptativa son las T cell receptors y las B cell receptors, las cuales son proteínas codificadas somáticamente diversificadas a través de recombinación y mutación genética, generando un vasto repertorio de moléculas detectoras de antígenos selectivamente encontradas en linfocitos durante la vida del individuo. Tercera diferencia: tiempo y fuerza de ambas respuestas. La respuesta innata ocurre rápidamente en minutos-horas y muestra constantemente la misma fuerza, sin importar si es la primera estimulación o a subsecuentes encuentros con la configuración extraña, donde la respuesta inmune adaptativa necesita de 3 a 30 días después del primer contacto con el antígeno. La respuesta, sin embargo, es más rápida y fuerte después de un segundo o tercer estímulo (uno a 2 días), esto es asociado a la memoria inmunológica y que caracteriza la segunda respuesta inmune. Inflamación en la respuesta innata La respuesta inmune innata constituye la primera respuesta ante una molécula ajena o un agente infeccioso. Cuando las barreras anatómicas constitutivas y fisiológicas son superadas, los próximos encuentros del invasor son el plasma y fluidos de tejidos una variedad de moléculas solubles las cuales su activación inmediata genera nuevos componentes antimicrobianos que pueden proveer una defensa autentica. Estas incluyen moléculas de la coagulación (trombina), fibrinolítica (plasmina), y cascadas de las kininas (bradicinina), como también de la activación del complemento (anafilotoxinas C3a, C4a, y C5a, el factor quimiostático C5a, y el fragmento opsonizador C3b), que son iniciados por la mannose-binding lectina (camino de lectina, lectina de unión manosa).

Activación de la respuesta innata resulta en inflamación El siguiente componente defensivo de la inmunidad innata ocurre dentro del periodo de 14 horas y provisto por la producción de una familia de moléculas señalizadoras que inician el flujo inflamatorio y la activación de la respuesta inflamatoria con mayor participación de células epiteliales, células endoteliales, células dendríticas, y células cebadas. Esto incluye la regulación de moléculas aditivas en células endoteliales de vasos sanguíneos y en varias fagocíticas (neutrófilos, monocitos, y eosinófilos) las cuales no solo llevan a la activación de estas y otras células inflamatorias (células cebadas y basófilos) y al reclutamiento de célula citotóxicas (células NK) pero también facilita la migración de algunas de estas células de la sangre a los tejidos. La activación de estas células por fagocitosis, por ejemplo, lleva a la secreción rápida de mediadores solubles principalmente citoquinas, quemoquinas, metabolitos de oxígeno y nitrógeno citotóxicos y péptidos antimicrobianos. Normalmente, la respuesta inmune innata es adecuada para eliminar los invasores ajenos, dejando solo aquellos agentes cuyas propiedades patogénicas intrínsecas evitan la respuesta inmune permitiéndoles progresar en el proceso infeccioso. Dentro de aproximadamente 96 horas, la respuesta inmune adaptativa seguirá, con la activación de células efectoras antígeno específico y células de memoria que pueden responder más rápido ante encuentros subsecuentes con la misma sustancia ajena o relativamente cercanas.

Historia de las vacunas y vacunaciones Las vacunas son preparaciones inmunológicas inocuas obtenidas a partir de agentes infecciosos o tóxicos que, al ser inoculadas a individuos inmunocompetentes, inducen un estado específico de protección contra los efectos nocivos del agente donde provienen. Las vacunas son ahora un primer recurso en la prevención de las enfermedades infecciosas. Entre las primeras conclusiones empíricas a que llegaron los estudiosos de la salud, estuvo que algunas de las diferencias en la gravedad de los cuadros infecciosos podían relacionarse con el agente causal (lo que ahora llamaríamos la cepa y que ciertas enfermedades dejan en los sobrevivientes un estado específico de inmunidad. Estos hallazgos hicieron que hace unos 3mil años en China, se comenzara a inocular piel de individuos sanos con las costras secas o el líquido de las pústulas de una forma favorable de la viruela en otro niño. Con esto había una infección limitada poco grave con mortalidad muy baja en relación con la producida por un brote epidémico y que posteriormente libraba al sujeto de adquirir la viruela, esto se llamaba variolización. 1758 Francis Home en Edimburgo, intentó producir un sarampión benigno en sujetes sin antecedentes de la enfermedad, frotando su piel escarificada con sangre tomada de las lesiones de pacientes en su fase eruptiva. Siglo XVII: Europa, brotes de viruela, con 20-40% de mortalidad y graves cicatrices y ceguera. Primera vacuna anti variolosa de Edward Jenner, 1796, vacunas a partir de ganado vacuno. Último caso de viruela en el mundo se presentó en África, en el puerto de Merka, Somalia, el 26 de octubre de 1977. En México se presentó el último caso de viruela en 1951, México fue el 1er país latinoamericano en erradicar la viruela 1880 Pasteur crea vacuna contra el cólera partir de bacterias envejecidas en gallinas inoculadas. Este fenómeno es llamado atenuación, en 1881 lo aplicó al caso del ántrax, causada por el desarrollo de esporas de la bacteria aerobia Bacillus anthracis.

Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) Mecanismos de rechazo de injerto El injerto de tejidos y órganos entre individuos genéticamente no relacionados es generalmente seguido por el rechazo del tejido u órgano injertado. Si los tejidos fueran trasplantados entre individuos genéticamente idénticos, el rechazo no existe. Experimentos de rechazo de injerto utilizando cepas puras en ratones ha mostrado la capacidad de aceptar o rechazar un injerto está bajo control genético, y que este es sujeto de las reglas generales inmunológicas de especificidad y memoria. Mayor entendimiento de la regulación genética del rechazo o aceptación del injerto se obtuvo de híbridos de primera generación (F1) producidos por el apareamiento de animales de 2 cepas genéticamente diferentes. Estos híbridos no rechazaron tejidos de sus padres, mientras que los padres rechazaban el injerto de piel de los híbridos. La aceptación de tejidos de ambas cepas de padres por los híbridos F1 se explicó por el desarrollo de tolerancia en estos animales a todos los antígenos paternos y maternos durante diferenciación embrionaria. Los animales de las cepas paternas rechazaron los tejidos de los híbridos porque los injertos expresan antígenos de histocompatibilidad de la otra cepa no idéntica a la cual los híbridos porque los injertos expresan antígenos de histocompatibilidad de la otra cepa no idéntica a la que ellos no son tolerantes. El rechazo de injerto comparte 2 características importantes con la respuesta inmune clásica: especificidad y memoria. Conceptos generales del CMH El sistema genético que determina la realización de un trasplante es complejo y altamente polimórfico. Este codifica para antígenos de fuerza inmunogénica variable. Los principales antígenos son responsables para la mayoría de respuestas de rechazo de injerto y disparan una respuesta inmune más poderosa que los otros, que son designados como menores. El agregado de antígenos principales de histocompatibilidad se conoce como complejo mayor de histocompatibilidad. Complejo mayor de histocompatibilidad humano: Antígenos leucocitarios humanos Los antígenos de histocomptibilidad humanos fueron definidos después de que investigadores observaron que el suero de mujeres multíparas contenían anticuerpos que aglutinaban los linfocitos de sus maridos. Estas leucoaglutinininas estaban también en el suero de individuos multitransfundidos, aun cuando los donadores eran compatibles con los individuos transfundidos en todos los grupos sanguíneos conocidos, Los antígenos

responsables para la aparición de estos anticuerpos fueron aquellos presentes sobre los leucocitos y recibieron la designación de antígenos leucocitarios humanos (HLA). Esta respuesta inmune aumentada a estos antígenos que lleva al rechazo de tejidos injertados entre individuos genéticamente no relacionados. Clasificación Se han identificado 6 locus principales del MHC humano y son divididos en 2 clases: Clase I (HLA-A,B,C) Clase II (HLA-DP,DQ,DR) Todos los locus son polimórficos en varios grados, y el número de alelos identificados en cada locus está creciendo. CMH y la respuesta inmune Los linfocitos T Citotóxicos CD8+ pueden solo matar celular infectadas con virus si ambos (la célula T citotóxica y la célula infectada) comparten antígenos clase I del MHC idénticos. Las células T reconocen un determinante específico formado por la asociación de un péptido viral con una molécula autologa MCH-1. La células infectadas por el mismo virus, pero expresando diferentes moléculas MHC-1 presentarán un complejo MCH-1-PÉPTIDO diferente, no reconocible por una célula T citotóxica de un animal expresando un grupo diferente de moléculas MHC-1. Así, la citotoxicidad mediada por linfocitos T es restringida por el MHC y las moléculas MHC-1 con los elementos restringentes. Esto dejó en claro que la función fisiológica del CMH es el reconocimiento de lo propio y lo no propio, una de las principales barreras para el trasplante. La restricción de las reacciones citotóxicas representa una adaptación del sistema inmune a la necesidad de diferencias células “normales” de células alteradas como una consecuencia de infecciones intracelulares. La eliminación de material “no propio” requiere el reconocimiento de estructuras antigénicas no propias u la indicción de una respuesta inmune a través de un grupo de interacciones célula-célula que envuelve macrófagos, linfocitos T y linfocitos B. El mecanismo efector responsable para la eliminación de lo “no propio” puede ser mediada por anticuerpos o por células T citotóxicas. Los virus y otros parásitos intracelulares presentan un problema especial al sistema inmune debido a sus defensas contra el contacto con células inmuno-competentes reconociendo estructuras antigénicas en los agentes infecciosos. Para evitar esto, el sistema inmune desarrolló la habilidad para reconocer y destruir el mismo las células infectadas.

La carga de péptidos dentro de las moléculas MHC-1 es un proceso complejo, para llegar a la membrana celular en una configuración estable, la molécula MHC debe siempre ser cargada con un péptido. En esa ausencia de infección intracelular, los péptidos derivados de proteínas autologas ocupan el surco de unión al péptido y este falla para elicitar una respuesta inmune debido al hecho de que son péptidos propios. Durante una infección, las proteínas sintetizadas por un agente infeccioso intracelular replicando primero son cortadas por un proteasoma, una enzima proteolítica de multi-subunidades que produce fragmentos de 7-15 aminoácidos. Los péptidos son transportados al retículo endoplásmico por moléculas conocidas como transportadores asociados con el procesamiento antigénico (TAP) que están localizadas en el MHC. Una vez en el retículo endoplásmico, los péptidos transportados reemplazan péptidos endógenos unidas a las nuevas moléculas MHC y el complejo es transportado a la membrana celular llevando al sistema inmune a reconocer el complejo MHC-1/péptido no propio....