Post on 11-Oct-2018
INMUNIDAD INNATA
Immunobiology 5ta ed. Charles Janeway et. al.
Cellular and Molecular Immunology 6ta ed. Abul K. Abbas et. al.
Introducción a la Inmunología Humana 5ta ed. Fainboihm y Geffner
INMUNIDAD INNATA
Primera línea de defensa
INFLAMACION
Calor
Dolor
Rubor
Tumor
LOCALIZADO
MICROORGANISMOS SISTEMA INMUNE
CO-EVOLUCION
Fases de la respuesta inmune frente a una infección
Inmunidad Innata
Línea temporal de la respuesta inmune
En que se diferencia el sistema inmune innato del adaptativo?
Inmunidad Innata
Diferente de la inmunidad adaptativa aunque la condiciona
Primera línea de defensa
Depende de receptores codificados en el genoma, que reconocen estructuras comunes a muchos microorganismos
No requiere expansión clonal de linfocitos
Inmunidad Innata vs Inmunidad Adaptativa
Características
Reconoce estructuras únicas presentes en diferentes microorganismos patógenos
Diferencia lo “propio” de lo “no propio”
PAMPs: pathogen associated molecular patterns
Receptores celulares que reconocen los PAMPs y transducen una señal activando una respuesta
Adicionalmente el sistema inmune innato puede reconocer células estresadas que generan localmente una mayor concentración de ciertos componentes celulares
Receptores del sistema inmune innato
Receptores Celulares
Los receptores del sistema inmune innato se encuentran presentes en una gran variedad de tipos celulares:
Neutrófilos
Macrófagos
Células dendríticas
Células del endotelio y del epitelio
Se localizan en diferentes compartimentos celulares y una vez que reconocen su agonista transducen una señal
Receptores Celulares
Receptores Celulares
Toll-like receptors (TLRs)
Evolutivamente conservados (originalmente descriptos en Drosophila)
Familia de proteínas que se expresan en muchos tipos celulares: macrófagos, células dendríticas, neutrófilos, epitelio mucoso y epitelio endotelial entre algunos
En humanos hay 11: TLR-1 a TLR-11
Toll-like receptors (TLRs)
Todos poseen una organización estructural similar
Toll-like receptors (TLRs)
Qué reconocen?
Cada componente de la familia reconoce una estructura microbiana diferente
Lipopolisacárido (LPS)
Peptidoglicano de bacterias gram-positivas
Acido lipoteico
Flagelina
Proteínas de fusión viral
CPGs no metilados
ARN doble y simple cadena
Toll-like receptors (TLRs)
Toll-like receptors (TLRs): cascada de señalización
Toll-like receptor 4 (TLR-4)
Su agonista es el LPS que causa el fenómeno conocido como “shock séptico”
El reconocimiento del LPS por parte del TLR-4 no es directo
La proteína plasmática LBP se une al LPS y este complejo al receptor CD14. Es este
complejo el que se une al TLR-4 y lo activa
Receptores Celulares
Lectinas de Tipo-C (RLC)
Se expresan en macrófagos, células dendríticas y otros leucocitos. El mas conocido es el receptor de manosa que favorece la fagocitosis seguida por la degradación, procesamiento, y presentación de los péptidos antigénicos. Otros, como la lectina llamada Dectin, se unen a polisacáridos presentes en la pared de ciertos hongos y desencadenan una señal que se intersecta con la generada por los TLRs.
Todos ellos presentan al menos un dominio de reconocimiento de hidratos de carbono cuya actividad requiere Ca2+. En general reconocen manosa, galactosa o fucosa aunque el reconocimiento no involucra residuos únicos
Receptor de manosa
Receptores Celulares
Receptores “scavenger”Median la internalización de lipoproteínas oxidadas (CD36, CD68, SRB1). Además reconocen diversos PAMP como lipopoliproteínas bacterianas, polirribonucleótidos y ADN microbiano. Se expresan en monocitos, macrófagos y células dendríticas
Receptores de N-formil metionina
Reconocen péptidos que poseen residuos de N-formilmetionina característico de bacterias
Receptores con dominios de reclutamiento de caspasas (CARD)
Llevan a la activación de vías similares a los TLRs
Receptores Celulares
NLRs (NACHT-LRRs)
Receptores citoplasmáticos definidos por la presencia de ciertos dominios estructurales conservados. Detectan microorganismos intracelulares
Los Nod-like receptors (NODs) y los NALPs son una subfamilia de los NLRs que reconocen peptidoglicano y activan una vía de señalización que lleva a la activación de NF-κΒ y AP-1
Componentes del Sistema Inmune Innato
La consecuencia final de la activación de la respuesta inmune innata es la INFLAMACION
Esta activación lleva al reclutamiento de leucocitos asícomo a la extravasación de varias proteínas plasmáticas al sitio de infección con la consecuente activación de dichos leucocitos
Componentes del Sistema Inmune Innato
Componentes del Sistema Inmune Innato
Componentes del Sistema Inmune Innato
Barreras epiteliales: barreras físicas
Tres interfases principales con el ambiente:
Piel
Mucosa respiratoria
Mucosa intestinal
No todo es tan simple…….
Componentes del Sistema Inmune Innato
El epitelio puede producir péptidos antimicrobianos que se clasifican en dos familias estructuralmente diferentes
Componentes del Sistema Inmune Innato
Dos tipos de péptidos anti-microbianos:
Defensinas: pequeños péptidos catiónicos de entre 29 y 34 aminoácidos que se clasifican de acuerdo al tipo de enlace disulfuro intra-cadena. Son producidas en general en forma constitutiva por células epiteliales de superficies musosas y leucocitos granulosos entre ellos los neutrófilos, NK y linfocitos T citotóxicos.
Su acción es directa, es decir son tóxicos para los microorganismos y poseen un efecto inflamatorio.
Componentes del Sistema Inmune Innato
Dos tipos de péptidos anti-microbianos:
Cathelicidins: producidas por neutrófilos y varias barreras epiteliales incluyendo la piel, células de la mucosa intestinal y respiratoria. Se traduce como un precursor de dos dominios que es luego clivado en dos polipéptidos, ambos con propiedades protectivas. Tanto la producción como el procesamiento son estimuladas por la presencia microbiana o citoquinas inflamatorias.
Poseen actividad anti-microbiana directa y de activación leucocitaria.
Componentes del Sistema Inmune Innato
Linfocitos intraepiteliales
Reconocen PAMPs y actúan como parte del sistema inmune innato. Frente al estímulo con componentes microbianos se activan y secretan citoquinas, activan la fagocitosis y destruyen células infectadas.
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Las células efectoras mas numerosas del sistema inmune innato son las derivadas de médula ósea que circulan por la sangre y migran hacia los tejidos.
Neutrófilos
Fagocitos mononucleares
Células dendríticasLinaje mieloide
Linfocitos intraepiteliales
NK Linaje linfocitario
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
FagocitosSu función es identificar, ingerir y destruir microorganismos invasores
Fases del proceso fagocítico:
Reclutamiento al sitio de infección
Reconocimiento del microorganismo
Ingestión mediada por fagocitosis
Destrucción del microorganismo en el fagocito
Adicionalmente los fagocitos pueden producir citoquinas que potencian la respuesta inmune innata y adaptativa
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Mecanismos de destrucción
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Neutrófilos
Leucocitos polimorfonucleares
Son los mas abundantes de los glóbulos blancos circulantes
Núcleo lobular
El citoplasma posee gránulos de dos tipos: a) Gránulos específicos
b) Gránulos azurofílicos
a) Contienen lisozima, colagenasa y elastasa mayoritariamente
b) Son lisosomas con enzimas líticas y defensinas
Vida media corta (6 hr). Si no es reclutado al sitio de inflamación en ese período entra en apoptosis
Neutrófilos
Expresan un abanico de receptores que reconocen diversos PAMPs, entre ellos TLR-1 al 10 y lectinas de tipo C como el receptor de manosa entre algunos
Expresan receptores para citoquinas y quimiocinas que le permiten detectar la presencia de un foco infeccioso de forma indirecta
Dos mecanismos citotóxicos:
a) Dependiente de la producción de especies oxidantes (intermediarios reactivos del oxígeno, IRO)
b) Independiente del oxígeno y mediado por la acción de diversas enzimas y sustancias
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Fagocitos mononucleares
Grupo de células que provienen de un mismo linaje
Función principal: FAGOCITAR
Función central en la inmunidad innata y adaptativa
Se originan en médula, circulan por el torrente sanguíneo y llegan a los tejidos donde maduran y se activan
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Proceso de maduración de los fagocitos mononucleares
Los macrófagos pueden dividirse en el sitio donde hay inflamación. Son células dominantes en las etapas tardías de la respuesta inmune innata
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Monocito en sangre Macrófago activado
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Células dendríticas
Células fagocíticas que poseen extensas proyecciones de la membrana plasmática
Descubiertas por Ralph Steinman en 1972
Se encuentran distribuidas en varios tejidos
Subtipo celular crucial para una respuesta inmune innata robustay una eficiente respuesta adaptativa
Capturan antígenos microbianos y los presentan a linfocitos-T
Expresan receptores innatos y responden a la presencia de microorganismos secretando citoquinas
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Células dendríticas
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Células dendríticas
Fagocitosis y la Respuesta Inflamatoria
Células dendríticas presentando antígenos a linfocitos-T
Proceso de fagocitosis
Es un proceso activo que consume energía y le permite al fagocito ingerir partículas de gran tamaño (>0.5 μm de
diámetro)
El fagocito destruye la partícula fagocitada en una vesícula aislada del resto de la célula
El reconocimiento del patógeno se realiza por medio de receptores en el fagocito (Lectinas de tipo C y receptores
“scavenger”)
Proceso de fagocitosis
Algunos patógenos evitan muy eficientemente la degradación en los fagocitos
Salmonella y Yersinia: citotóxicos para macrófagos
Mycobacterium: evita la degradación y replica en el macrófago
Algunos patógenos evitan muy eficientemente la degradación en los fagocitos
Brucella y Legionella: evitan la fusión de la vacuola que las contienen con el lisosoma y redirigen el tráfico intracelular hacia el retículo endoplásmico donde replica activamente
Listeria y T.cruzi: destruyen la membrana de la vacuola y escapan al citoplasma.
Reclutamiento de leucocitos al sitio de infección
Frente a un proceso infeccioso existe un reclutamiento activo deneutrófilos y monocitos desde el torrente sanguíneo hacia el sitio de la infección
Este proceso de reclutamiento involucra diversos pasos que van desde la adherencia del leucocito circulante a la superficie luminal del endotelio hasta la migración a través de la pared del vaso. Se puede dividir en 4 pasos y cada uno involucra diferentes moléculas efectoras:
1- “Rolling” del leucocito sobre el endotelio mediada por selectinas
2- Aumento de la afinidad de las integrinas mediada por quimiocinas
3- Adhesión estable del leucocito al endotelio
4- Transmigración del endotelio
Reclutamiento de leucocitos al sitio de infección
Reclutamiento de leucocitos al sitio de infección
1- “Rolling”. Macrófagos que han encontrado un microorganismo producen citoquinas que inducen la expresión de proteínas llamadas selectinas en las células del endotelio.
Tres tipos de selectinas: P, E y L
Las selectinas son producidas tanto por el endotelio como por los leucocitos
La afininidad de la unión selectina-selectina es baja
ROLLING
Reclutamiento de leucocitos al sitio de infección
2- Aumento de la afinidad de unión: integrinas. En respuesta a la presencia de ciertas citoquinas (TNF, IL-1), macrófagos, células del endotelio y otros tipo celulares producen quimiocinas.
Quimiocinas: citoquinas con la capacidad para atraer células
Integrinas: moléculas de adhesión que se expresan tanto en leucocitos como en las células del endotelio
Las quimiocinas y citoquinas aumentan la afinidad de las integrinas por sus receptores
Reclutamiento de leucocitos al sitio de infección
3- Estabilización de la unión al endotelio. Las citoquinas producidas en la zona infectada promueven el aumento de la expresión de los ligandos de integrinas en el endotelio.
Los leucocitos se adhieren con mayor afinidad al endotelio
4- Transmigración. En esta última etapa las quimiocinas actúan sobre los leucocitos adheridos al endotelio promoviendo su migración siguiendo el gradiente químico. Esto promueve la extravasación y la acumulación celular en el sitio infectado.
Reclutamiento de leucocitos al sitio de infección
ACUMULACION LEUCOCITARIA EN LA ZONA INFECTADA: INFLAMACION
Células NK (Natural Killer)
Linaje de células relacionadas a los linfocitos. De naturaleza hematopoyética
Constituyen entre el 5 y el 20% de las células mononucleares en sangre y bazo
Son capaces de lisar células blanco (citotóxicos) sin necesidad de activación adicional (diferente de los linfocitos CD8+)
Secretan IFN-γ que activa macrófagos
Morfológicamente parecen linfocitos grandes con numerosos gránulos citoplasmáticos
Reconocen las células blanco mediante receptores que no pueden re-arreglarse
Células NK (Natural Killer)
Capacidad lítica Secreción del contenido granular
Activación de receptores de muerte (death receptors)
FRENTE A LA ACTIVACION LAS CELULAS NK SON CAPACES DE LISAR LA CELULA BLANCO
Células NK (Natural Killer)
Exocitosis vectorial del contenido granular
Mediada por tres proteínas principales:
Granzina B: serinoproteasa capaz de activar caspasa
Perforinas: desestabiliza la membrana
Seroglicina: proteína carrier
Las tres proteínas forman un complejo ternario en la membrana
Células NK (Natural Killer)
Exocitosis vectorial del contenido granular
ACTIVACION DESGRANULACION
Complejo se libera de la membrana y es endocitado por la célula blanco
En el endosoma baja el pH y el complejo se disocia
Las perforinas forman un poro en la membrana del endosoma
La granzina B se trasloca al citoplasma y activa caspasas desencadenando la apoptosis
Células NK (Natural Killer)
Activación de receptores de muerte (death receptors)
Medidada principalmente por receptores Fas y su ligando FasL
Célula NK en reposo Almacena el FasL en el lisosoma
Activación FasL se trasloca a la superficie y se expresa como proteína de membrana
INTERACCION FAS-FASL: APOPTOSIS
Células NK (Natural Killer)
Como reconocen las células blanco?
La activación depende del balance entre señales que son iniciadas por receptores activadores y receptores inhibidores
Poseen una amplia variedad de receptores
Como regla general se puede decir que las señales de activación deben ser bloqueadas por señales inhibitorias para que las NK no ataquen células normales
Células NK (Natural Killer)
La unión al receptor inhibitorio activa una fosfatasa que
contrarresta la quinasa activada por el receptor activador
El receptor inhibitorio reconoce en la célula blanco al receptor
CMH clase I.
Células NK (Natural Killer)