Fagocitosis

Dr. Luis F. Sarmiento M. MScCátedra de Inmunología

Escuela de Medicina “Dr. José Mª Vargas”

Facultad de Medicina

Universidad Central de Venezuela

Fagocitosis

Antecedentes

Concepto

Células Fagocitarias

Fases

Métodos de estudio

Trastornos

Antecedentes

Élie Metchnikoff

Ilya Ilich Mechnikov

1845-1916

Concepto

Fagocitosis se define como el acto de engullir, con el propósito de destruir, un objeto, tal como un microorganismo

Liu H, Pope RM. Phagocytes: mechanisms of inflammation

and tissue destruction. Rheum Dis Clin N Am 30 (2004) 19-39

Células Fagocitarias

Polimorfonucleares

Macrófagos

Células Fagocitarias

Células Fagocitarias: Polimorfonucleares

Localización: Sangre Periférica

Vida media: Horas

Morfología

Blanco: Bacterias Piógenas

Gránulos Específicos

Gránulos Azurófilos

Gránulos Azurófilos0,5 μM1.500/ célula

LisozimaMieloperoxidasaElastasaCatepsina GH+ Hidrolasas

DefensinasBPI

Gránulos Específicos0,2 μM3.000/ célula

LisozimaCitocromo b558

OH- fosfatasa

Lactoferrina

Proteína Fijadora de Vitamina B12

Polimorfonuclear neutrófilo (PMN)

Células Fagocitarias Profesionales: Macrófagos

Localización

Vida Media

Morfología

Blanco: bacterias, virus y protozoarios intracelulares

Funciones Inmunitarias

– Fagocitosis

– Presentación Antigénica

– Citotoxicidad

Monocitos y macrófagos

Células Fagocitarias Profesionales: Macrófagos

Microglia

Precursores sanguíneos de monocitos

Inflamación Crónica: MF activados, células gigantes y epitelioides

Cél. Kupffer

Histiocitos residentes del TC

MF de Ganglios Linfáticos

MF Alveolares

Osteoclastos

MF de Cavidad Pleural

MF Esplénicos

MF Sinoviales

Células Mesangiales

Glomerulares

Fases de la Fagocitosis

Movilidad

Reconocimiento y Adhesión

Ingestión

Desgranulación

Muerte intracelular

Fases de la Fagocitosis

Movilidad

– Moléculas de Adhesión

– Quimiocinas

– Complemento

– Sistema de la Coagulación

Fases de la Fagocitosis

Reconocimiento/Adhesión

– Interacción PAMP-PRR

– Opsonización

Complemento

IgG

Factores que influencian la Fagocitosis

Moléculas de Reconocimiento

Patrones Moleculares Asociados a Patógenos

PAMPs

Factores que influencian la Fagocitosis

Moléculas de Reconocimiento

Patrones Moleculares Asociados a Patógenos

PAMPs

Señal de Peligro

Patrones de Reconocimiento

PAMPs en la superficie de los patógenos

Receptores de Reconocimiento de Patrones (PRR) en la superficie de los fagocitos

– Se unen a residuos de carbohidratos altamente conservados en procariotas

Receptor de Manosa

Receptor de LPS (CD14)

Receptor Scavenger

Receptor de Glucanos

CD11b/CD18

Receptores para el Reconocimiento de

Patrones en la superficie del

Macrófago

PAMPs

Infecciones Extracelulares

Lipopolisacárido Bacterias Gamnegativas

Ácido lipoteicoico Bacterias Grampositivas

Mananos Pared celular de levaduras

Glicolípidos Micobacterias

Infecciones Intracelulares Secuencias no metiladas CpG

DNA Bacteriano

RNA bicatenario Virus RNA

Reconocimiento de la Señal de Peligro y activación del Macrófago

Activación del Macrófago

Mayor capacidad fagocítica Mayor potencial para destruir

los patógenos una vez ingeridos Mayor secreción de mediadores

inflamatorios Capacidad aumentada para

estimular a los linfocitos T. Mayor capacidad de producir

proteínas citotóxicas para la eliminación de células infectadas por virus, células tumorales y bacterias intacelulares.

Expresan mayores cantidades de moléculas MHC Clase II en sus superficie

Fagocitosis en ausencia de señal de Peligro

Fagocitosis de células apoptóticas

– Señales de “cómeme”

– No desencadena eventos inflamatorios

– Molécula Candidata: C1q

Fases de la Fagocitosis

Ingestión

– Activación del Citoesqueleto

– Emisión de Pseudópodos

– Englobamiento

– Formación del Fagosoma

Fases de la Fagocitosis

Desgranulación

– En minutos

– Formación del fagolisosoma

– Mecanismos

Agentes bactericidas producidos o liberados por fagocitos con la ingestión de microorganismos

Clase de Mecanismo Productos específicos

AcidificaciónpH = ~ 3.5-4.0, bacteriostático o bactericida

Productos tóxicos derivados de Oxígeno

Superóxido, Peróxido de Hidrógeno, radical hidroxilo, hipoclorito

Productos tóxicos derivados de Nitrógeno

NO

Péptidos Antimicrobianos Defensinas y proteínas catiónicas

Enzimas

Lisozima (disuelve la pared celular de ciertas bacterias grampositivas)

Hidrolasas ácidas (digestión de la bacteria)

CompetidoresLactoferrina (une Fe) y proteína fijadora de vitamina B12

Destrucción mediante intermediarios reactivos de Oxígeno

Citosol

Gránulo

Proceso fagocítico

Desencadenante

Membrana

Flavo-citocromo

b558

Destrucción mediante intermediarios reactivos de

Nitrógeno

NO Sintetasa

L-NMMA

L-ARGININA CITRULINA

Destrucción mediante mecanismos independientes de Oxígeno

Catepsina G

Defensinas de bajo PM

Proteínas catiónicas de alto PM

Proteína incrementadora de la permeabilidad bacteriana (BPI)

Daño a las Membranas microbianas

Lisozima Escinde los mucopéptidos de la pared celular bacteriana

Lactoferrina Forma complejos con el hierro

Enzimas proteolíticas

Otras enzimas hidrolíticas diversas

Digestión de microorganismos digeridos

Factores secretados por Macrófagos Activados

Interleukina 1 (IL-1) Promueve respuestas inflamatorias y fiebre

Interleukina 6 (IL-6)

Factor de Necrosis Tumoral α

(TNF-α)

Promueven la inmunidad Innata y la

eliminación de Patógenos

Proteínas del Complemento Promueven la respuesta Inflamatoria y la

eliminación de patógenos

Enzimas hidrolíticas Promueven la respuesta Inflamatoria

Interferón α (IFN-α)

Activa genes celulares, dando lugar a la producción de proteínas que confieren un

estado antiviral a la célula

Factor de Necrosis Tumoral α

(TNF-α) Destruye algunas células tumorales

GM-CSF

G-CSF

M-CSF

Promueve la hematopoyesis inducible

Métodos de estudio de la fagocitosis

Conteo de PMN – Conteo de monocitos y Macrófagos

Pruebas de Movilidad de PMN

– Prueba de Movilidad al azar: Método del tubo capilar

– Prueba de la membrana para quimiotaxia

Pruebas de reconocimiento y adherencia

– CD18 (Subunidad β de LFA-1, Mac-1 y CR4)

Prueba para quimiotaxia de PMN

PMN

Sust. Quimiotáctica

Sust. No

Quimiotáctica

Prueba para quimiotaxia de PMN

Métodos para el Estudio de la Fagocitosis

Pruebas de Ingestión

– Cuenta Directa al Microscopio de Luz

– Estimación de la radioactividad emitida por fagocitos que han ingerido partículas marcadas

– Medición de la tinción de lípidos

– Análisis mediante citometría de flujo

Métodos para el Estudio de la Fagocitosis

Pruebas de Desgranulación

– Fagocitosis Frustrada

Pruebas de Muerte Intracelular

– Prueba de Reducción del Azul de Tetrazolio Nitrado

– Quimioluminiscencia

– Citometría de Flujo (Estallido Oxidativo)

– Análisis Microbicida de Neutrófilos

Fagocitosis Frustrada

IgG agregada

PMN

Enzimas Lisosómicas

Prueba Cuantitativa del NBTazul de tetrazolio nitrado

LátexNBT

Formazán Piridina

Quimioluminiscencia

O2H2 O2

O2-

O2

O2

O2

H2 O2

H2 O2

H2 O2

O2-

O2-

O2-

Quimioluminiscencia

O2H2 O2

O2-

O2

O2

O2

H2 O2

H2 O2

H2 O2

O2-

O2-

O2-

Quimioluminiscencia

O2H2 O2

O2-

O2

O2

O2

H2 O2

H2 O2

H2 O2

O2-

O2-

O2-

Quimioluminiscencia

O2

H2 O2

O2-

O2O2

O2

H2 O2H2 O2

H2 O2

O2-

O2-

O2-

COO-

Inestable

Quimioluminiscencia

O2

H2 O2

O2-

O2O2

O2

H2 O2H2 O2

H2 O2

O2-

O2-

O2-

COOH

Edo. Basal

Citometría de Flujo

2’,7’ diclorofluoresceína

Análisis Microbicida de Neutrófilos

1,E+00

1,E+01

1,E+02

1,E+03

1,E+04

1,E+05

1,E+06

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

t (horas)

No

. d

e b

acte

rias v

iab

les

Paciente con EGC

Portador Heterocigoto de EGC

Individuo sano

Alteraciones de la Función Fagocitaria

Neutropenia

Síndrome de Job

Deficiencia de Mieloperoxidasa

Deficiencia de Glucosa-6-P Deshidrogenasa

Leucemia aguda

Disfunción Transitoria del Neutrófilo

– Infecciones agudas

– Ataxia-Telangiectasia

– Crioglobulinemia

Enfermedad Granulomatosa Crónica

Síndrome de Chédiak-Higashi

Déficit de Adhesión leucocitaria

Prematuridad

Síndrome de Down

Susceptibilidad a infección por micobacterias

Modelo de Enfermedades autoinmunes

Pregunta de Examen

Antecedentes

Concepto

Células Fagocitarias

Fases

Métodos de estudio

Trastornos

Bibliografía Recomendada

Roitt: Inmunología Fundamentos

Kuby: 5ta. Edición

Stites (Sección de métodos de estudio)

Muchas Gracias