Citocinas, propiedades, mecanismos efectores y

uso en la clínica

Generalidades

• Estimulan el crecimiento, diferenciación y activación de cels. efectoras.

• Algunas son blancos farmacológicos (TNF-a)

• Son producidas espontáneamente • • Son usadas como tratamiento en varias

patologías

• Son pleiotrópicas (TNF-a) y redundantes (IL-4, IL-13)

• Tienen efectos autocrinos, paracrinos y endocrinos.

• Las citocinas se una con gran afinidad a su receptor (10-10 a 10-12 Kd)

• Ag-Ab (10-7 a 10-11) y linfocito-MHC (10-5 a 10-7).

• “las citocinas estimulan el cambio de isotipo, diferenciación de lo linfocitos T y activan los mecanismos microbicidas de los efectores”

• La estimulación (Ag) al linfocito aumenta la expresión de los receptores de citocinas.

• Los que responden al Ag responden también a las citocinas (especificidad).

Vías de señalización Receptores de citocinas que la usan

mecanismo

Vía Jak/Stat Receptores de citocinas de tipo 1 y 2

JAK fosforila al os STAT

Transducción de señales del TNFR por TRAF

Familia del TNFR: TNFR2, CD40

Mediante las TRAF activación de factores de transcripción

Transducción de señales del TNFR por FADD (apoptosis)

Familia del TNFR: TNFR1 FAS

Activación de caspasas

Vía del dominio TIR/IRAK TIR= receptor de tipo Toll de la IL-1

Receptores de IL-1 IL-18 Unión de los IRAK a los doms. TIR

Cinasas asociadas a receptores

Receptores de TGF-B, M-CSF,

Activación de cinasas

Señalización por proteínas G

Receptores de quimioscinas

Mediante las subunidades a, b y g

Ejemplos TNF-a IL-1 IL-12 IL-2 IL-4 IL-5

Origen celular Macrófagos, linfocitos NK Linfocitos T

Funciones Mediadores de la inflamación

Crecimiento, y diferenciación

Estimulos para su liberación

LPS, peptidoglucanos ARN vírico

Antígenos proteicos

Cantidad sintetizada Altas, detectadas en suero bajas

Efectos en la economía Local y sistémico local

Funciones en la enfermedad

Enfermedades sistémicas Lesiones locales

Inhibidores Corticoesteroides Ciclosporina A y FK-506

Receptores de citocinas

• 1-los receptores de citocinas tipo 1 (hemopoyetina):

• ------------------------------------------------------------• Contienen sus dominios de cisteínas y una

secuencia WSXWS

• Se unen a citocinas plegadas en 4 cadenas helicoidales a

• Usan la vía JAK/STAT

• La especificidad de los receptores es dada por los AA que varían de receptor a receptor.

• Citocinas que lo emplean:

• IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL.7, IL-9, IL-11, IL-12, IL-15, IL GM-CSF

Receptor de citocinas tipo 2

• Poseen también 2 doms. Extracelulares con cisteínas

• No hay WSXWS, usan la vía JAK/STAT

• Son usados por: Interferones tipo 1 y 2, IL-10, IL-20, IL-24

Receptores de la familia de IL-1

• Contienen una secuencia muy característica TIR/IRAK

• Son empleados por la IL-1 e IL-18 • ---------------------------------------------------------• 2-Familia con la cadena γc (gamma común)• Incluyen IL-2, 4, 7, 9 y 15 • La def. de cadena γc produce la

inmunodeficiencia combinada grave ligada al X (enfermedad del niño burbuja).

Inmunodeficiencia combinada grave ligada al X

• Recibió su nombre por David Vetter, un niño en Texas (1973)

• Es la más severa de las inmunodeficiencias primarias (2 años de vida).

• Cursa con severas infecciones de repetición, en especial del aparato respiratorio y provocadas por oportunistas

Los receptores del TNF

• Son una extensa familia que utilizan las caspasas y al TRAF con doms. extracelulares con cisteína

• Inducen apoptosis o la expresión génica

• Los miembros son: : TNF-A, TNF-B CD40 y FAS, BAFF y APRIL y RANKr

Receptores acoplados a proteínas G (grandes o heterotriméricas )

• Son usados por las quimiocinas, y (Noradrenalina, Adrenalina, Ach)

• Llamados receptores serpentinos, funcionan con:

• 1- la unión de la citocina,2- intercambio de GDP a GTP en la sub. alfa

• 3-disociacion del complejo Bγ de la subunidad a para activar AC (Gs), FLC (Gq) y otras.

Vía JAK-STAT

• STAT1-IFN tipo1 y 2 JAK1-IFN tipo1 gp130 γc

• STAT2 –IFN tipo 1 JAK2-EPO IL-3 IFN-g• STAT3-IL-6 IL10 JAK3- γc • STAT4-IL-12(TH1) TYK2-IFN tipo 1y 2 IL-10• STAT5-IL-2 IL-7 IL-9• STAT6-IL-4 (TH2)• JAK2 implicado en Policitemia Vera,

mielofibrosis primaria y trombocitosis esencial

Citocinas innatas

• Son: TNF-A, IL1, quimiocinas, IL-10, IL-6, IL-15, IL-18, IL-23, IL-27

• ----------------------------------------------------------Factor de necrosis Tumoral-a (caquectina)

• “Es el mediador principal de la inflamación aguda frente a los gram (-) y de las complicaciones sistémicas”

• Es producido por los fagocitos mononucleares

• El estimulo más potente para su producción son los LPS

• El TNF-a se sintetiza como proteína de membrana no glucosilada con su NH2 citosólico y COOH extracelular

• Luego es escindido por una metaloproteasa libreando un polipéptido (17KD) 3 de estos forman al TNF circulante (51KD)

• Por la conformación espacial el TNF-a se puede unir a 3 receptores a la vez.

• 1--El TNF-a se puede unir a los TNFR1 (señalización por TRAF activando a AP-1 y FN-KB)

• 2—O se une a TNFR2 con afinidad más baja (señalización por FADD y generar apoptosis)

Acciones de TNF-A

• 1-su principal función es inducir expresión de mols. de adhesión en endotelio

• 2-estimula la liberación de quimiocinas

• 3-la síntesis de IL-1 y las actividades microbicidas de los fagocitos

Efectos endocrinos

• 1-en hipotálamo induce síntesis de PGE2 y la fiebre y baja la glucosa

• 2-libera proteínas de fase aguda (PCR, Amiloide sérico)

• 3-produce caquexia al suprimir el apetito y a la lipoproteinlipasa (hidroliza a los triglicéridos de los quilomicrones y VLDL liberando Ac. grasos)

• 4-En grandes cantidades es inotrópico negativo y suprime el tono vascular produce el choque séptico.

• 5-produce trombosis intavascular al suprimir a tombomodulina y activar al factor tisular “factor 3” ( coágulo)

• Factor tisular (factor 3 )activa al factor 7 (proconvertina) y ambos activan al factor 10

• El 10ª + factor 5 (proacelerina) forman al activador de protrombina convierte a factor 2 (protrombina) en 2ª (trombina)

• Trombina (2ª) convierte fibrinógeno en fibrina (coágulo)

INTERLEUCINA 1

• Su principal origen son los fagocitos mononucleares y otras células (neutrófilos, queratinocitos)

• Hay 2 formas de Il-1: La IL-1ª y la IL-1b misma función y receptor

• Sintetizados como precursores de 33KD y secretados 17 KD

• Il-1ª es funcional tanto en forma precursora y activa y la IL-1b solo en forma activa

• IL-1b requiere de la caspasa 1 (también IL-18)

• IL-1 se une al IL-1R y recluta a TIR, IRAK-4 MYD88, TRAF 6 y activan al FN-KB

Acciones de la IL-1

• 1-aumenta expresión de mols. de adhesión en endotelio

• 2-produce fiebre y liberación de proteínas de fase aguda

• 3-aumenta producción de neutrófilos y plaquetas en médula ósea

• Las funciones de TNF-A e IL-1 son iguales porque sus receptores actúan con la misma señalización

• Los fagocitos liberan a IL-1Ra (antagonista del receptor de la IL-1 ) TX-Artritis reumatoide juvenil

Quimiocinas

• Estimulan y regulan el mov. de los leucocitos, hay quimiocinas:

• constitutivas (ganglios) y sintetizadas (endotelio) hay 50 quimiocinas (polipéptidos 8-12 KD)

• • Secretadas en respuesta a bacterias y

TNF-a e IL-1

• Hay 4 familias ----CC CXC C CX3C (dependiendo de la localización de la cisteínas)

• Y la familia CC tiene 10 receptores CCR1-CCR10

• Y la familia CXC tiene 6 CXCR1-CXCR6

• CCR5 (macrófago) y CXCR4 (linfocito T) son correceptores del VIH.

• Los linfocitos t vírgenes son resistentes al VIH por enzima APOBEC3G (introduce C-U en ADN vírico impidiendo la replicación.

• Las mutaciones del CCR5-Δ32 da como resultado un receptor no funcional, evitando así la entrada del VIH y la viruela

• Son más susceptibles al  virus del Nilo Occidental.

• Maraviroc:• solo para cepas CCR5 trópicas de VIH,• Mecanismo de acción es bloquear

unión de gp-120 con CCR5• Biodisponibilidad del 33% vía oral baja

con los alimentos

• Se une a proteínas 76% y es metabolizado por CYP3A4 T1/2= 10 hrs

• Principales quimiocinas:• MCP-1---CCR2 atracción de monocitos• CCL-11,24,26—CCR3 (eotaxina) para

eosinófilos• CXCL-1,2,3—CXCR2 para neutrófilos• CXCL-9,10,11—CXCR3 para linfocitos

efectores• CCL19,21—CCR7 para atracción de

linfocitos T y dendríticas a ganglios• CCL5 (RANTES)–CCR1,3,5 para

leucocitos

Funciones de quimiocinas

• 1-favorecen la migración, la angiogenia y curación de heridas.

• 2-favorecen el desarrollo de diversos órganos en la vida fetal (CXCR4)

INTERLEUCINA 12

• Se identifico como activador de linfocitos NK y TCD8

• Su principal acción es diferenciar los TCD4 en TH1 y producir IFN-G

• Esta compuesta por 2 subunidades: P35 y P40 (exclusiva de IL-12 IL-23)

• La p40 es sintetizada exclusivamente por • 1-macrófagos y 2-dendríticas en

respuesta a Ag o al CD40

• El IL-12R constituido por 2 subunidades:• 1- B1 (p40) ---TYK2 • 2- B2 (p35)-favorecida por IFN-g ---JAK2

fosforilando a STAT-4 (th1)

• STAT-4---respuesta de linfocitos TH1

Acciones de IL-12

• 1-estimula la síntesis de IFN-g por los linfocitos NK, TCD4 Y CD8

• 2-favorece la diferenciación de linfocitos TCD4 a linfocitos TH1

• 3-potencia las funciones citotóxicos de los linfocitos NK y TCD8.

Interferones tipo 1 (a y b)

• El IFN-a----macrófagos y cels. Dendríticas plasmocíticas ------- TX hepatitis

• IFN-B ---fibroblastico-----TX esclerosis múltiple

• El estimulo mas importante es el ADN vírico que se une a los Toll.

• El ARN se une a los Toll e induce señalización por IRF y la expresión génica del IFN.

• MDA-5 y RIG-1 reconocen ARN vírico y activan a IRF

• El IFNR esta formado por IFNAR1—TYK2 y IFNAR2----JAK1 ambas fosforilan STAT-1 y STAT-2 y se unen a IRF9

• El complejo (STAT-1, STAT2, IRF9) se une en el núcleo a ISRE produciendo la transcripción.

• ----------------------------------------------------------funciones de Interferón:

• 1-impide la replicación celular y favorece el desarrollo de los TH1 (IL-12r)

• 2-Aumenta la expresión del MHC1

• 3-favorece la retención de linfocitos en los ganglios

• 4-aumenta la actividad citotóxica de los linfocitos NK y TCD8.

• 5-produce un estado antivírico en cels. Adyacentes

• 1-PKR-16• 2-RNAasa L 18-19• 3-2,5 oligoadenilato sintetasa

INTERLEUCINA 10 inh

• La IL-1º es inhibidora de macrófagos y dendríticas, utiliza a STAT3

• Es sintetizada por 1-macrófagos 2-linfocito T regulador (CD25-FOXP3) 3-otras

• El VEB contiene su BCRF-1 (carcinoma nasofaríngeo y Burkitt)

Acciones

• 1-suprime la síntesis de IL-12 e IFN-g

• 2-suprime expresión de coestimuladores y MHC2 de las CPA

INTERLEUCINA 6

• Participa en la inmunidad innata y adaptativa

• Sintetizada por fagocitos, fibroblastos, célula endotelial, linfocitos T en respuesta a TNF-a e IL-1

• IL-6R (receptor tipo 1) acoplado a secuencia gp 130 (IL-11 y 27)

• Actúan el jak1-----STAT 3• Funciones de IL-6:• --------------------------------------------------------

-• 1-en la inmunidad innata: • estimula la liberación de proteínas de fase

aguda y proliferación de neutrófilos en médula.

• 2-an la adaptativa: estimula el crecimiento de células plasmáticas y de células neoplásicas .

• 3-estimula la síntesis de IL-17 y suprime a linfocitos T reg.

• INTERLEUCINA 15

• Estimula la proliferación y supervivencia de linfocitos NK y linfocitos TCD8.

• Es homóloga a la IL-2

• El IL-15R formado por IL-15Ra y IL2/15b y la cadena γc

• la vía de señalización usa JAK3, STAT-5 y AKT.

• El IL-15R es parte del receptor tipo1

INTERLEUCINA 18

• Su principal función es producir IFN-g y linfocitos TH1

• La síntesis de la proteína activa depende de caspasa1 (IL-1b)

• Producida por macrófagos y dendríticas el IL-18R usa la vía TIR/IRAK.

• INTERLEUCINA-23: formada por 2 subunidades, la p19 y la p40

• Favorece el desarrollo de linfocitos productores de IL-17 (TH17)

• Es producida por macrófagos y dendríticas y su receptor esta en linfocitos NK y T

• INTERLEUCINA 8- quimiotáctica de neutrófilos

• INTERLEUCINA 16-quimiotáctica de eosinófilos

• INTERLEUCINA 27: produce IFN-g y TH1 es producida por macrófagos y dendríticas

• Es reguladora de la inflamación

Citocinas adaptativas

• Son: IL-2, IL-4, IL-5, IL-13, LT IL-17, IFN-g y TGFB1

• INTERLEUCINA 2:• Es un factor de crecimiento, supervivencia

y diferenciación de linfocitos T y T reguladores

• Se sintetiza sobre todo por linfocitos TCD4 en respuesta a coestimuladores y Ag.

• Los receptores se suelen ubicar dentro de la sinapsis

• IL-2 (17KD) es una proteína globular con 4 hélices a

• Los linfocitos T reguladores expresan constitutivamente el IL-2Ra (CD25)

• IL-2 aumenta la síntesis de IFN-g e IL-4

• El IL-2R esta compuesto por IL-2Ra (CD25) exclusivo y poco afín y IL-.2RB y γc

• Actúan por vía jak3-STAT5 y MAP cinasa

• El IL-2RB γc es constitutivo pero tiene una baja afinidad por IL-2 (1x10-9)

• Al liberarse IL-2 esta induce la expresión de IL-2Ra y al unirse el complejo se aumenta la afinidad (1x10-11)

• En una estimulación crónica el CD25 se desprende y se aumenta la () sérica -marcador

Acciones de la IL-2

• 1-Es necesaria para la supervivencia de los linfocitos T reguladores

• 2-la proliferación y diferenciación de linfocitos T, B y NK

• 3-ptencia la actividad citolítica de linfocito NK .

INTERLEUCINA 4

• Produce el cambio de isotipo a IgE y desarrollo de los TH2

• Es producido por 1-TH2 y 2-mastocitos

• El IL-4Raγc ---1-JAK3---STAT6 (TH2) o IRS2

• Su receptor es del tipo 1

ACCIONES de IL-4

• Producir IgE e IgG4 y la respuesta TH2 suprime la TH1 Y TH17

• IL-4 y 13 obligan a los macrófagos a sintetizar colágeno y aumentar sus receptores de manosa

• La TH2 es antiparasitaria y de hipersensibilidad tipo 1 (HSI)

INTERLEUCINA 5

• Su principal acción es activar al eosinófilo y estimular su crecimiento

• También produce el cambio de isotipo a IgA y proliferación de linfocitos B

• Es sintetizada por TH2 y mastocitos

• Il-15RaBc la a de baja afinidad, se activa la vía JAK2----STAT3

• ----------------------------------------------------------INTERLEUCINA 13:

• Es codificada en el cromosoma 5 sintetizada por varias células (TH2,TCD8,eosinófilo,mastocito)

• El receptor esta formado por IL-4R/IL-13Ra1 ---JAK1---STAT6

• Como el receptor de IL-13 no incluye la γc algunos efectos de la IL-4 a IL-4R no son los mismos que los generados por IL-4 a IL-13R

• Esta el IL-13Ra2 “receptor señuelo”

• 1-estimula a fibroblasto y macrófago a sintetizar colágeno produciendo fibrosis

• 2-estimula la producción de moco • 3-induce el cambio de isotipo a IgE e

induce expresión de mols. de adhesión

• 3-induce el cambio de isotipo a IgE e induce expresión de mols. de adhesión

• ----------------------------------------------------------INTERFERON TIPO 2 (GAMMA):

• Es el principal activador de macrófagos

• Sintetizado por linfocitos NK, TH1 y CD8

• El IFNgR esta formado por 2 polipéptidos IFNgR1 e IFNgR2—JAK1 Y2 ----STAT1

ACCIONES de IFN-g

• 1-activa a los macrófagos y potencia el estallido respiratorio

• 2-favorece la diferenciación a TH1 y suprime a TH2 y síntesis de IgG2

• 3-estimula mayor expresión de coestimuladores y MHC1 Y 2 en las CPA (TAP, LMP2 Y 7 y HLA-DM)

TGF-B1 inh

• Es sintetizado por linfocitos T reguladores y fagocitos y produce el linaje TH3

• Inhibe a los macrófagos y a los linfocitos T

• El receptor de TGF.B1 esta formado por ALK-5 (cinasa 5 similar al receptor de activina) y TGF-BR2---fosforilan Smad

• ALK-5 fosforila a Smad 2 y 3 y se une Smad 4 se translocan al núcleo y se unen a promotores para transcripción.

• Acciones del TGF-B1:• 1-inhibe la proliferación de linfocitos T

y activación de macrófagos y produce IgA

• 2inhibe el desarrollo de TH1 y TH2• 3-puede favorecer la diferenciación de

linfocitos TH17 y regula la reparación tisular

LINFOTOXINA

• Sintetizada por los linfocitos T habiendo 2 formas: la LTA –secretada y la LTB-asociada a membrana

• Produce los mismos efectos inflamatorios que el TNF-a (pero la LT es más local)

• Es necesaria para el desarrollo de órganos linfáticos.

INTERLEUCINA 17

• Presenta tanto en hipersensibilidad como en infecciones bacteriana

• Sus receptores son diferentes a los descritos es una familia de 6 citocinas (A-F)

• La IL-17 es sintetizada por lo linfocitos TH17

• La población TH17 depende de IL-23, TGF-B1 y IL-6

• La IL-17 esta involucrada en enfermedades autoinmunitarias (enfermedad de Crohn)

• Estimula a las cels. epiteliales y macrófagos a que IL-1 y TNF-a y GM-CSF y quimiocinas.

Otras citocinas

• IL-21: sintetizada por linfocitos TCD4 ejerce efectos sobre los linfocitos T, B y Nk

• IL-21R (receptor tipo 1)---JAK1 Y 2---STAT1 y STAT3

• -proliferación linfocitos TCD8 y síntesis de Ab y potenciación de linfocitos NK.

• IL-25: homóloga a la IL-17, sintetizada por TH2 y produce la síntesis de IL-4, 5 y 13

• FACTOR DE INHIBICIÓN DE LA MIGRACIÓN (MIF): deriva de linfocitos TCD4, retiene a los fagocitos en los focos de infección.

Citocinas Hematopoyéticas

Factor de células progenitoras

• El Ligando de C-Kit es sintetizado por las cels. del estroma como:

• 1- proteína de membrana (más útil para la maduración de los linajes) y secretoria

• Esta citocina es necesaria para que las células puedan responder a otros CSF

• Ayuda en proliferación de linfocitos T y mastocitos

INTERLEUCINA 7

• Usa el receptor de citocina tipo 1 • es secretada por fibroblastos y células del

estroma

• Estimula la supervivencia y proliferación de los precursores de linfocitos TCD4, de memoria, vírgenes y B

• IL-7Raγc –JAK 3---STAT5• -------------------------------------------------------------

--INTERLEUCINA 3 (mullti-CSF) :• Sintetizada por linfocitos TCD4, conocida

como factor estimulador de colonias de múltiples linajes.

• Actúa en los progenitores inmaduros favoreciendo su proliferación y diferenciación

• Favorece el desarrollo de los mastocitos

• IL3R (receptor tipo 1) y una subunidad compartida con IL-5 y GM-SCF

• INTERLEUCINA 11: estimula la producción de plaquetas, usa al IL-11R (receptor tipo 1) y la gp 130

• El GM-CSF es usado después de sesiones de quimioterapia antineoplásica

• El G-CSF es sintetizado en los focos de infección para movilizar neutrófilos de la médula de reposición.

• ----------------------------------------------------------ERITROPOYETINA: sintetizada en riñón (células intersticiales peritubulares, células mesangiales) (85% - 90%)

• Hígado y glándulas salivales

• se ve estimulada hipoxia tisular que es detectada por las células intersticiales peritubulares del riñón.

• Utiliza el receptor de citocinas tipo 1—JAK2-STAT5

• La noradrenalina, la adrenalina y varias prostaglandinas estimulan la producción de EPO.

• Estimula la producción de eritrocitos y sobre los vasos sanguíneos, estimula la angiogénesis y la producción de endotelina