Immunologia Temari

14/3/15 8:53CURSO DE INMUNOLOGA GENERAL: 13. Inmunidad celular

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CURSO DE INMUNOLOGAGENERAL:

13. Inmunidad celularEnrique Iez Pareja

Departamento de Microbiologa

Universidad de Granada

Espaa

NDICE:13.1 INTRODUCCIN *

13.2 INMUNIDAD MEDIATIZADA POR CLULAS FAGOCTICAS *

13.2.1 Quimiotaxis *

13.2.2 Unin del microorganismo al fagocito *

13.2.3 Desencadenamiento de la captacin *

13.2.4 Fagocitosis y mecanismos matadores *

13.2.4.1 Mecanismos dependientes de oxgeno *

13.2.4.2 Mecanismos independientes de oxgeno *

13.2.5 Activacin de los macrfagos *

13.3 PAPEL DE LAS CLULAS T COADYUVANTES (TH) *

13.4 CITOTOXICIDAD MEDIADA POR CLULAS *

13.4.1 Citotoxicidad directa especfica (mediatizada por linfocitos CTL) *



13.4.1.1 Activacin y diferenciacin de los linfocitos T citotxicos *

13.4.1.2 Fase efectora: Ataque y destruccin de la clula diana *

13.4.2 Citotoxicidad directa inespecfica mediada por clulas NK *

13.4.3 Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC) *

13.5 RESPUESTA DE HIPERSENSIBILIDAD DE TIPO RETARDADO *

13.5.1 Fases de la hipersensibilidad de tipo retardado *

13.5.1.1 Sensibilizacin *

13.5.1.2 Fase efectora *

13.5.2 Interaccin entre citoquinas y clulas en la DTH *

13.5.3 Efectos de la hipersensibilidad retardada *

13.1 INTRODUCCINActualmente se tiende a considerar como "inmunidad mediada por clulas"cualquier respuesta contra microorganismos o tumores en la que los anticuerposjueguen un papel subordinado o secundario. Pero a estas alturas ya sabemos queen Inmunologa es difcil "poner puertas al campo":

En la respuesta inmune humoral especfica hay que activar clulas al principiode dicha respuesta.En muchas respuestas celulares los anticuerpos juegan papeles esencialescomo "puentes" entre clulas (lo veremos con la citotoxicidad celulardependiente de anticuerpos, ADCC).Adems, cualquier respuesta celular va acompaada en paralelo de produccinde anticuerpos, que a su vez pueden modificar las respuestas celulares devarias maneras: p. ej., la formacin de complejos Ag-Ac provoca la activacindel complemento, en la que se liberan pptidos que funcionan como factoresquimiotcticos que inducen la acumulacin de mayor nmero de clulasinmunes y el aumento de la respuesta inflamatoria.

Por otro lado, no hay que suponer que todas las respuestas celulares dependen delinfocitos T: de hecho las primeras lneas defensivas contra microorganismos soninespecficas, y descansan en la identificacin de componentes microbianoscomunes por parte de clulas del sistema de inmunidad natural (macrfagos,granulocitos neutrfilos, etc.).



Una de las posibles clasificaciones de la inmunidad mediada por clulas sera lasiguiente:

1. Reacciones dependientes de fagocitos del sistema natural:

fagocitosisproduccin de citoquinas

2. El papel central de las clulas TH en la determinacin del tipo de mecanismoefector puesto en marcha.

3. La citototoxicidad directa que conduce a la lisis de la clula diana enferma esrealizada por varios tipos celulares:

dentro del sistema especfico: linfocitos T citotxicos (matadores),que se denominan linfocitos T citolticos (CTL) en su fase efectora;dentro del sistema natural: clulas agresoras naturales (NK) ymacrfagos.Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC)Clulas T CD4+ que median reacciones de hipersensibilidad de tiporetardado, que en su estado efector se denominan TDTH.

13.2 INMUNIDAD MEDIATIZADA PORCLULAS FAGOCTICASEl alumno encontrar provechoso repasar las caractersticas de las clulas mieloidesfagocticas, tratadas en el tema 2. Aqu profundizaremos en estas clulas, sobretodo en lo que atae a los mecanismos de destruccin intracelular del patgeno unavez que lo han engullido.

La actuacin de estas clulas la podemos dividir a efectos pedaggicos, en variasfases:

1. Quimiotaxis2. unin del microorganismo al fagocito3. desencadenamiento de la captacin del microorganismo4. fagocitosis y mecanismos matadores.

13.2.1 Quimiotaxis

La atraccin de los fagocitos del sistema de inmunidad natural hacia el foco deinfeccin se puede deber a varios factores:

por sustancias de origen directamente microbiano. Tal es el caso de cortospptidos derivados de los extremos amino-terminales de protenas bacterianas



(p. ej., el formil-Met-Leu-Phe es quimiotctico para los leucocitos, que llevanreceptores capaces de reconocerlo).Ciertos componentes microbianos (como la endotoxina de bacterias Gram-negativas) activan la ruta alternativa del complemento, que libera los pptidosC3a y C5a, que son muy quimiotcticos sobre fagocitos.

13.2.2 Unin del microorganismo al fagocito

Esta fase es importante, ya que de su xito depende la ocurrencia de lainternalizacin ulterior y el desencadenamiento de los mecanismos matadores. Launin inespecfica entre bacteria y fagocito se realiza por interaccin entremolculas de superficie del microorganismo y receptores del leucocito:

molculabacteriana

receptor delfagocito

lectinas Oligosacridos desuperficie

oligosacridos desuperficie

Lectinas

b -glucanos CR3 y LFA-1lpido A

(endotoxina)CR3 y LFA-1

Podemos hacer una tabla parecida, pero en la columna de la bacteria ahora vamos aconsiderar molculas del hospedador que recubren al microorganismo(opsonizacin), y que a su vez sirven para que sean reconocidas por receptores deleucocitos:

comp. opsonizantesdel hospedadorunidos a la bacteria

Receptor del fagocito

C3b CR1 (*)

inmunoglobulinas FcR (*)

MBP C1qR

(*) Los receptores CR1 y FcR estn entrelazados entre s por medio del citoesqueleto, lo que explica en parte suaccin sinrgica

Los receptores inespecficos de tipo lectina disminuyen en el macrfago activado (en presencia de IFN-g), mientrasque aumentan los CR1 y FcR. Ello permite a las clulas Th indicar a los macrfagos que entran al tejido que fabriquenms molculas capaces de citoadherencia.

13.2.3 Desencadenamiento de la captacin



La captacin del microorganismo se ve facilitada si est recubierto por elcomponente C3b del complemento y/o por anticuerpos: esta opsonizacin permitepotenciar poderosamente el mecanismo amebiano del fagocito.

13.2.4 Fagocitosis y mecanismos matadores

En el captulo 2 ya nos referimos a la fagocitosis, por lo que no volveremos a insistiraqu en ella, sino que nos centraremos en lo que ocurre cuando el microorganismo,englobado en el fagosoma, recibe la descarga de los grnulos (lisosomas) delfagocito. El contenido preformado de estos grnulos, junto con sustanciasproducidas de novo, constituyen una batera de mecanismos encaminados a lamuerte del patgeno. Estos mecanismos se pueden clasificar en dos grandes tipos:dependientes e independientes de oxgeno.

13.2.4.1 Mecanismos dependientes de oxgeno

Los podemos estudiar a su vez bajo dos categoras: los que se basan enintermediarios reactivos de oxgeno, y los intermediarios reactivos de nitrgeno.

1. Intermediarios reactivos de oxgeno (ROI). La unin de partculas a losreceptores de la membrana del fagosoma del macrfago provoca eldenominado estallido respiratorio (por activacin de la ruta de la hexosamonofosfato), que produce mucho NADH.

a. Antes de que el lisosoma se fusione con el fagosoma, en ste tiene lugaruna reduccin de oxgeno molecular (O2) catalizada por la NADH-oxidasade la membrana del fagosoma; el anin superxido resultante (O-2) estxico por s mismo, pero a su vez da lugar a otros radicales txicos devida corta, como el perxido de hidrgeno (H2O2), el radical hidroxilo(OH) y el oxgeno singlete (O12). El macrfago se protege de los ROI quepuedan salir del fagosoma por medio de una cadena de reacciones redoxen que participa glutation.

b. Una vez que el lisosoma se fusiona con el fagosoma, aqul libera lamieloperoxidasa, que acta sobre los perxidos en presencia de haluros(I- y Cl-), para producir compuestos halogenados (hipohaluros) muytxicos y de vida larga: cido hipocloroso (ClOH), e hipoiodoso (IOH).

2. Intermediarios reactivos de nitrgeno (NRI)a. La enzima NOS (xido ntrico-sintetasa) combina el oxgeno molecular con

el nitrgeno guanidino de la L-arginina, para generar xido ntrico (NO),que es txico para bacterias y clulas tumorales.

Los macrfagos de ratn (pero no los humanos) necesitan para activaresta ruta a un nivel ptimo dos seales: interfern gamma (IFN-g ) paraactivar la enzima NOS, y factor de necrosis tumoral (TNF) (ver el apartado13.2.5).

13.2.4.2 Mecanismos independientes de oxgeno



Estos mecanismos dependen de protenas antimicrobianas preformadas yacumuladas en los grnulos:

1. Protenas catinicas, con actividades de tipo antibitico:a. defensinas (en macrfagos de conejo y en PMN neutrfilos humanos). Son

pptidos catinicos , de unos 30 aminocidos, ricos en cys y arg. Formancanales permeables a los iones en las bicapas lipdicas de losmicrorganismos. Actan antes de que tenga lugar la acidificacin delfagolisosoma.

b. Catepsina Gc. Azurozidina

2. Lisozima, que acta rompiendo el peptidoglucano de bacterias (sobre todo deGram-negativas).

3. Lactoferrina (producida por neutrfilos): secuestra hierro, indispensable paralas bacterias.

13.2.5 Activacin de los macrfagos

Los macrfagos en reposo pueden matar, desde luego, pero sus capacidadesmicrobicidas pueden mejorar por medio de su activacin. Esta activacin puedeprovocarse por:

1. productos microbianos que causana. activacin directa de monocitos y macrfagosb. activacin indirecta: los macrfagos sin activar y las clulas NK liberan

citoquinas que a su vez activan a los macrfagos.2. Ulterior activacin por citoquinas producidas por linfocitos TH, sobre todo por

IFN-g . Provocan atraccin quimiotctica de fagocitos y/o activacin de losmecanismos dependientes e independientes de oxgeno.

En aos recientes se est viendo que la activacin del macrfago es algo mscomplejo de lo que se crea. La idea clave que ha surgido es que el macrfagodespliega unas u otras de sus funciones efectoras dependiendo de la combinacinparticular de estmulos qumicos que reciba, a saber, citoquinas y molculasinflamatorias.

La activacin de los macrfagos de ratn se puede lograr mediante el IFN-gsecretado por el TH, o por la endotoxina (lpido A) de las bacterias gram-negativas.Pero a su vez, los macrfagos activados secretan TNF-a , que al actuar sobremacrfagos ya activados provocan una mayor potenciacin de sus capacidades alactivarse la ruta dependiente del xido ntrico.

En humanos, el macrfago, en presencia de IFN-gamma, activa la 1-alfahidroxilasa, que convierte el 15-hidroxicolecalciferol circulante en 1,25-dihidroxicolecalciferol (calcitriol o vitamina D3). A su vez, este calcitriol activa msal macrfago al tiempo que inhibe los linfocitos Th1. Esta respuesta en humanospuede ser parte de la razn de que cuando falla la eliminacin del parsito haya un



cambio desde TH1 a TH2, con lo que se hace crnica la respuesta celular. Laproduccin de calcitriol en el caso de tuberculosis o sarcoidiosis puede llegar acirculacin perifrica, originando una afeccin de hipercalcemia.

Llegados a este punto, quiz sea bueno llamar la atencin sobre las diferentes fasesde la respuesta inmune en las que participan los macrfagos:

1. En la defensa inicial frente al patgeno: el macrfago sin activar tiene sucapacidad fagoctica basal. Al mismo tiempo secreta citoquinas que ayudan aotras clulas (p. ej., recordar la IL-1 que participa en la activacin de linfocitosB).

2. En la presentacin del antgeno: acta como clula presentadora para linfocitosTH, que a su vez se activan secretando citoquinas.

3. En la fase efectora el macrfago se activa por citoquinas (como el IFN-gsecretado por linfocitos TH), lo cual va a potenciar sus actividadesantimicrobianas, antitumorales y de secrecin de citoquinas.

Las citoquinas secretadas por macrfagos en respuesta a componentes microbianoscumplen importantes papeles: la IL-12 y el TNF-a , en sinergia con otrosmediadores, mejoran la actividad antimicrobiana inespecfica:

el TNF-a mejora la capacidad microbicida de PMN neutrfilos y de los propiosmacrfagos;el TNF-a junto con la IL-12 provocan que las clulas NK liberen IFN-g, el cualaumenta la actividad de los macrfagos;el TNF-a induce cambios en las superficies de clulas endoteliales y defagocitos, que pueden interaccionar de modo que los fagocitos se extravasanpara acceder al lugar de la inflamacin, donde se localiza el foco de infeccin.

13.3 PAPEL DE LAS CLULAS TCOADYUVANTES (TH)Las clulas TH desempean papeles esenciales en la inmunidad celular:

1. determinan la especificidad de la respuesta inmune (qu antgenos y quepitopos son reconocidos);

2. intervienen en la seleccin de los mecanismos efectores destinados a eliminaral patgeno;

3. ayudan a la proliferacin de las clulas efectoras adecuadas;4. mejoran las funciones de fagocitos y otras clulas efectoras.

El primero de estos papeles citados ya ha sido abordado en otro captulo: lainteraccin del conjunto de receptores TCR-CD3-CD4 con los epitopos en el MHC-IIde clulas presentadoras condiciona la especificidad de la respuesta.



Pero el sistema inmune ha de efectuar una segunda decisin esencial: qumecanismos efectores se ponen en marcha, que sean los adecuados para lanaturaleza de cada infeccin en particular. Dentro de la inmunidad mediada porclulas, existen varios mecanismos:

1. citotoxicidad directa especfica, por medio de linfocitos T citotxicos CD8+(CTL);

2. degranulacin de eosinfilos y mastocitos una vez que han contactado con laclula a eliminar a travs de anticuerpos, que sirven de "puentes" moleculares(ADCC);

3. activacin de macrfagos y reaccin de hipersensibilidad de tipo retardado.

Entonces, cmo se determina el tipo de accin para cada tipo de situacin? Larespuesta estriba en buena parte en el patrn local de citoquinas producidas alinicio de la respuesta inmune, desencadenado ante cada tipo de patgeno, as comoen la concentracin local de metabolitos esteroideos y de vitamina D3 en el tejidolinfoide: estos factores determinan que predomine uno de dos subtipos de clulasTH, lo que finalmente condicionar el desencadenamiento de uno u otro de losmecanismos efectores.

As pues, los linfocitos TH presentan dos subpoblaciones, denominadas TH1 y TH2.Dichas subpoblaciones se desarrollan a travs de una ruta que se bifurca:

THvrgenes

estimulacin

inicial

estimulacin

crnica

memoria

largoplazo

THP TH0 TH1

TH2

THM

Cada uno de estos tipos de linfocitos TH secreta un patrn caracterstico decitoquinas:

THP TH0 TH1 TH2 THM

... IFN-g IFN-g ... ...IL-2 IL-2 IL-2 ... IL-2

... IL-4 IL-4 ...

... IL-5 ... IL-5 .



.. IL-6 .

. IL-10 . IL-10

. .. IL-3 IL-3

... ... TNF-a TNF-a

... ... GM-CSF

GM-CSF

(En la tabla se han resaltado en cursiva sobre color amarillo las citoquinas caractersticas de TH1 y TH2, que no soncomunes a ambas subpoblaciones).

Veamos pues, en qu se diferencian funcionalmente los lincitos de ambassubpoblaciones:

Las clulas TH1 tienden a activar los macrfagos, y responden bien aLas clulas TH2 tienden a incrementar la produccin de mastocitos yeosinfilos, y mejoran la produccin de ciertos isotipos de inmunoglobulinas,incluyendo la IgE. Las clulas TH2 responden bien a antgenos presentados porlinfocitos B.

Una vez establecidos, cada uno de estos patrones de respuesta es capaz de inhibir osuprimir al otro, debido a la accin de ciertas citoquinas de cada tipo de clula TH:

Esta diferenciacin de TH1 y TH2 se descubri en el ratn, pero existen cada vezms pruebas de que igualmente existe en la especie humana. A los TH1 se les suelellamar linfocitos T "inflamatorios", y a los TH2, "coadyuvantes".

Un ejemplo clnico de este papel particular de los dos tipos de clulas TH lo tenemos enlas dos clases extremas de lepra:

en la lepra tuberculoide se inducen sobre todo linfocitosTH1, por lo que hay una buena activacin de macrfagos,lo cual redunda en que se detectan pocas bacteriasintracelulares.En cambio, en la lepra lepromatosa se induce lasubpoblacin TH2, que colabora eficazmente en larespuesta especfica humoral; pero los anticuerposevidentemente no pueden acceder al interior celular, por loque existen abundantes bacilos en el interior de losmacrfagos; stos, al no poder ser activados eficazmente,no pueden eliminar al parsito. Hay gran destruccin detejidos.



13.4 CITOTOXICIDAD MEDIADA PORCLULASEn este apartado vamos a tratar aquellos mecanismos efectores que dependen de laaccin de clulas del sistema inmune capaces de matar/lisar clulas enfermas(clulas diana), a las que se unen de modo directo o indirecto:

1. Citotoxicidad directa especfica: es la llevada a cabo por los linfocitoscitotxicos (TC), que estn restringidos por el haplotipo propio MHC-I, y queposeen CD8+ como molculas correceptoras. (aunque algunas son CD4+ yestn restringididas por MHC-II)

2. Citotoxicidad directa inespecfica: las clulas agresoras naturales (NK)reconocen determinantes inespecficos de clulas tumorales o infectadas conciertos virus.

3. Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos: es un mecanismo indirectopor el que clulas matadoras como NK, eosinfilos, etc., interaccionan con elantgeno por medio de puentes de anticuerpos previamente unidos areceptores para Fc de la clula.

13.4.1 Citotoxicidad directa especfica (mediatizada porlinfocitos CTL)

El papel ms importante de este mecanismo es el de eliminar clulas propiasinfectadas por virus. Como veremos, los linfocitos TC en reposo, al activarseapropiadamente, terminan diferencindose a los llamados linfocitos T citolticos(CTL), que son los efectores de la inmunidad celular especfica.

El 90% de estos linfocitos son CD8+, y estn restringidos por el MHC-I propio. Soncapaces de reconocer a la mayora de clulas nucleadas. Pero existe un 10% delinfocitos TC que fenotpicamente son CD4+ y estn restringidos por MHC-II.

La actuacin de estas clulas la podemos considerar en dos fases:

1. Activacin y diferenciacin de los precursores TC hasta CTL2. Fase efectora: destruccin de la clula diana, a su vez diferenciable en:

adhesin y formacin del conjugado entre el CTL y la clula dianagolpe letaldisociacin del CTLdestruccin de la clula diana.

13.4.1.1 Activacin y diferenciacin de los linfocitos T citotxicos

Los linfocitos Tc vrgenes parece que se activan solamente en los rganos linfoides



secundarios, nicos entornos en los que reciben las seales necesarias. Requierenen realidad 3 seales:

1. La seal especfica suministrada por la interaccin entre su complejo TCR-CD3-CD8 con el MHC-I de una clula presentadora profesional infectada (p. ej.,una clula dendrtica interdigitante)

2. La seal coestimulatoria suministrada por la misma clula (unin entre B7 yCD28).

3. La interleucina IL-2.

Parece ser que el Tc expresa tras la interaccin inicial una pequea cantidad de IL-2,pero en el caso de estos Tc vrgenes no suele ser suficiente para activarlos. Laaportacin clave de IL-2 procede de clulas Th1 cercanas. De hecho, se piensa quetanto el Th como el Tc vrgenes se activan simultneamente al unirse a la mismaclula presentadora (no olvidemos que las APCs exhiben MHC-I y MHC-II).

En cambio, las clulas Tc de memoria tienen menos requerimientos para suactivacin. De hecho, como ya sabemos, al tener molculas de adhesin celulardiferentes a los correspondientes Tc vrgenes, pueden encontrarse el antgeno(epitopo peptdico en contexto MHC-I) en tejidos extralinfoides.

1. No requieren obligatoriamente la seal coestimulatoria.2. No requieren obligatoriamente la ayuda de Th, ya que al unirse de modo

especfico a una clula propia infectada que le suministre el pptido adecuado,provoca que el Tc produzca no slo receptores de IL-2, sino niveles adecuadosde IL-2 capaces de auto-activarlas.

De esta manera, se provoca la proliferacin y diferenciacin del linfocito enreposo (virgen o de memoria) hasta que se convierte en linfocito T citoltico (CTL).Este CTL se caracteriza por poseer algo ms de citoplasma que el TC, y sobre todopor poseer grnulos densos a los electrones, rodeados de unidad de membrana(llamados a veces granulosomas) y un aparato de Golgi.

13.4.1.2 Fase efectora: Ataque y destruccin de la clula diana

1) Formacin del conjugado

Tras el reconocimiento especfico, se produce una interaccin de gran avidez entremolculas de LFA-1 del CTL y molculas de ICAM-1 de la clula diana. Esta unindura unos 5-10 minutos, durante los cuales las seales de la unin intercelular setransducen al interior del CTL por medio de cascadas de proten-quinasas y proten-fosfatasas, que conducen a la activacin de una serie de funciones del CTL. Se diceentonces que el linfocito queda programado para la lisis.

2) Golpe letal

El citoesqueleto del CTL se reorganiza, de modo que tanto el aparato de Golgi comolos granulosomas se sitan en el polo celular que queda en contacto con la clula



diana. Entonces, los grnulos se fusionan con la membrana citoplsmica,producindose la exocitosis de su contenido al estrecho espacio intercelular ("besode la muerte").

3) Disociacin del CTL

Antes de que se produzca la lisis de la clula diana, el CTL se separa,probablemente ayudado por el hecho de que la LFA-1 vuelve al estado de bajaafinidad.

4) Destruccin de la clula diana

Parece ser que la destruccin de la clula diana puede ocurrir por variosmecanismos, predominando uno u otro en funcin de la naturaleza de la superficiede la clula diana, y del grado de activacin que haya alcanzado el linfocito CTL.

Monmeros de perforina contenida en los granulosomas llegan a lamembrana de la clula diana, y en presencia de Ca++ se polimerizan paraformar cilindros huecos de poliperforina (con unas 20 unidades), queatraviesan la bicapa lipdica. De este modo se forma un canal (con un dimetrode 5-20 nm) que es permeable a iones, y que puede provocar la lisis osmticade la clula diana (aunque su papel principal es servir como canal para dejarpasar a otros componentes de los grnulos).Pero no siempre el efecto de la poliperforina es la lisis. En otros casos pareceque el papel de los canales es el de permitir la entrada de otras sustancias delgranulosoma que inducen la apoptosis de la clula diana. De hecho se havisto que pueden entrar fragmentinas (granzimas) que inducen lafragmentacin de los cromosomas en mltiplos de nuclesoma.

Veamos algunas ideas actuales sobre el mecanismo de apoptosis desencadenadopor los linfocitos Tc.

Antes que nada, hay que aclarar el papel de la granzima B. Como ya sabemos, setrata de una fragmentina, que induce fragmentacin del ADN en mltiplos denucleosomas. Ahora bien, este efecto es indirecto: las fragmentinas no sonDNAasas, sino proteasas. La Granzima B tiene una actividad parecida a la llamadaenzima convertidora de interleucina 1- (ICE).

La ICE es una proteasa endgena con un papel central en la ruta endgena de laapoptosis. Dicha ruta se puede activar por una serie de estmulos externos (carencia defactores de crecimiento, ciertos virus, dao al ADN), que transforman la ICE inactiva aforma activa. Una vez activada, la ICE rompe proteolticamente un sustrato andesconocido, que induce las ADNasas, que fragmentarn el ADN.

Pues bien, se piensa que la granzima B secretada por el CTL (y que entra a la cluladiana a travs de los canales de perforina) activa a la ICE o bien la sustituye paradesencadenar el mecanismo de esta ruta apoptsica endgena.

Pero este no es el nico mecanismo inductor de apoptosis por parte de los CTLs (de



hecho, algunos clones de CTLs carecen de perforina y de granzimas, y sin embargoinducen muerte celular de la clula diana). Podemos encontrar otro mecanismodependiente de la interaccin entre el llamado ligando Fas del CTL y el receptorFas de la clula diana.

El receptor Fas (tambin llamado APO-1) es una protena de membrana quepertenece a la llamada familia TNF de receptores de citoquinas.Por su lado, el ligando de Fas del CTL es una protena de membrana queexhibe homologas de secuencia con TNF, y se une al Fas.

La unin entre el ligando de Fas con el Fas de la clula infectada o enferma induceen sta una seal que dispara la ruta endgena de apoptosis, con la consiguienteactivacin de la ICE y subsiguiente fragmentacin del ADN.

Las vesculas del CTL pueden contener TNF-a y TNF-b (=linfotoxina), que juntocon el IFN-g producido por TC o por otras clulas, desencadena efectos citotxicosque tardan ms tiempo (>3-4 horas) que los anteriores. Se desconoce elmecanismo, pero parece que igualmente inducen apoptosis.

Cmo se protege el CTL de sus propios mecanismos matadores? Por lo pronto, elcondroitn sulfato (proteoglucano) del CTL se puede unir a la perforina,inactivndola. Pero puede que haya otros mecanismos: por ejemplo, la hiptesis dePeters dice que la perforina sale del granulosoma dentro de pequeas vesculasigualmente membranosas; la membrana de estas sub-vesculas contendrancomplejos TCR-CD3-CD8, que encaminaran a las pequeas vesculas hacia la cluladiana, pero no al CTL.

13.4.2 Citotoxicidad directa inespecfica mediada porclulas NK

Recordemos que las clulas NK son un tipo de linfocitos granulares grandes (dehecho NK es casi sinnimo de LGL), que suponen un 5% de las clulas linfoides ensangre, y que carecen de los marcadores de linfocitos T y B. Se consideran comolinfocitos "inespecficos", pertenecientes al sistema de inmunidad natural.

El mecanismo citotxico de las clulas NK es parecido al de los linfocitos citolticos(CTL), pero a diferencia de ellos, carecen de especificidad y de memoria, y no estnrestringidos por el MHC clsico.

Poseen un papel importante en los primeros das de una infeccin virsica, aleliminar clulas en las que el virus se est multiplicando. Constituyen pues unmecanismo efector celular temprano, antes de que lleguen los linfocitos TC, yespecialmente preparado frente a ciertos virus que usan la estrategia de inducir undescenso del nivel de MHC-I

Recientemente se ha propuesto un modelo de dos receptores para explicar cmoreconocen estas clulas inespecficas a las clulas infectadas por virus o tumorales.



Se piensa que las NK reciben seales de dos receptores de modo que distinguenentre clulas sanas y enfermas.

Segn este modelo, el receptor NKR-P1 se une a oligosacridos de glucoprotenasde superficie de la clula enferma, procedentes de glucosilaciones anmalas. Enprincipio, esta seal le indica a la NK que debe prepararse para matar a la clulacon la que ha contactado, pero para ello debe de ocurrir simultneamente unaausencia de seal procedente de otro receptor, el Ly-49.

El receptor Ly-49 de la clula NK se une a ciertos alelos de molculas MHC-I.Cuando una clula NK se encuentra ante una clula normal, aunque reciba la sealde NKR-P1, no la mata, ya que la interaccin entre Ly-49 y las MHC-I enva unaseal a la NK para que detenga su mecanismo matador. En cambio, muchas clulasenfermas (por virus o tumorales) presentan un bajo nivel de MHC-I, por lo que elmecanismo dependiente de NKR-P1 no se ve frenado.

La actividad matadora de NK se activa por IFN-a e IFN-b (liberado por muchasclulas enfermas al inicio de la infeccin), y por IL-12 (producido por macrfagos).A su vez, la IL-12 y el TNF-a (tambin del macrfago) provocan que la NK secretegrandes cantidades de IFN-g , con lo que se mantienen a raya ciertos patgenosintracelulares hasta que se activen las clulas T. Como se ve, un nuevo rasgo queparece indicarnos de nuevo el carcter de lnea defensiva temprana que intepretanestas clulas. De hecho, rara vez las clulas NK eliminan efectivamente el virus,pero lo mantienen a raya hasta que llegan las clulas TC.

13.4.3 Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos(ADCC)

Existen varios tipos de clulas potencialmente citotxicas que poseen receptorespara Fc de anticuerpos, y que pueden por lo tanto participar en la destruccin declulas diana (enfermas) o de helmintos recubiertos en ambos casos poranticuerpos. Los acontecimientos suelen tener lugar en las siguientes fases:

1. formacin de inmunocomplejos (es decir, la clula enferma o el helminto serecubre de anticuerpos);

2. una clula agresora adecuada (p. ej., la NK) interacciona con la clula enfermao el parsito a travs de los anticuerpos, que se engarzan con el receptor paraFc de la clula agresora;

3. finalmente, dicha clula agresora libera por exocitosis el contenido de susgrnulos, y/o secreta productos txicos, que tienden a matar a la clulaenferma o parsito.

De este modo, clulas que son propiamente del sistema inmune natural, y por lotanto son inespecficas, pueden llegar a destruir especficamente mediante el puentede anticuerpos. De hecho, actan como clulas efectoras finales del sistemahumoral especfico (es decir, pueden llegar a ser los "brazos armados" o "verdugos"en una respuesta que se inici con la secrecin de anticuerpos).



Las clulas NK, monocitos y PMN neutrfilos poseen el receptor Fcg RIII(=CD16), de baja afinidad, que reconoce las subclases IgG1 e IgG3.Los eosinfilos posen Fce R-I y Fce R-II, estando especializados en destruir helmintos(p. ej., las esquistosmulas, que son las larvas de Schistosoma).

13.5 RESPUESTA DE HIPERSENSIBILIDADDE TIPO RETARDADOLa hipersensibilidad de tipo retardado (DTH) es una reaccin inflamatoria localizadaque se induce por citoquinas secretadas por ciertas subpoblaciones de linfocitos TH(concretamente, de TH1) activados previamente por contacto con ciertos tipos deantgenos, y que se caracteriza por el reclutamiento al foco infeccioso de grandescantidades de clulas inflamatorias, sobre todo de macrfagos.

Se llama retardada porque, al contrario que la inmediata, tarda 2 o 3 das en manifestarse.

La palabra hipersensibilidad alude en principio a efectos negativos sobre el propio hospedador, pero enmuchos casos el efecto consiste en pequeos daos tisulares, siendo en general la respuestabeneficiosa, puesto que va encaminada a destruir a ciertos patgenos intracelulares.

13.5.1 Fases de la hipersensibilidad de tipo retardado

En la respuesta hipersensible de tipo retardado podemos distinguir una fase inicialde sensibilizacin en la que se produce el contacto inicial con el estmulo antignico,y que no presenta sntomas, y una fase efectora, dependiente de un contactosecundario con el antgeno, en la que se manifiestan tales sntomas y que es latendente a eliminar al patgeno.

13.5.1.1 Sensibilizacin

La fase de sensibilizacin dura de una a dos semanas, tiempo durante el cual loslinfocitos TH se activan y expanden clonalmente tras el reconocimiento del antgenopresentado por clulas presentadoras (APCs). Dichas clulas presentadoras puedenser:

clulas de Langerhans de la piel, que transportan el antgeno desde laepidermis hasta los ganglios linfticos regionales, donde lo muestran a loslinfocitos TH;macrfagos;(en humanos y otras especies) clulas del endotelio vascular.

Al final de esta fase se tiene pues una poblacin expandida de linfocitos T CD4+ dememoria, que recirculan constantemente.



13.5.1.2 Fase efectora

Esta fase ocurre en tejido extralinfoide, y es la reaccin de hipersensibilidad ensentido estricto, detectndose sus sntomas a las 24 horas del contacto secundariocon el antgeno que provoc la sensibilizacin inicial, pero alcanza su apogeo a las48-72 horas. En esta fase sale fibringeno al tejido, y se convierte en fibrina, quejunto con la acumulacin de linfocitos T y de macrfagos hace que el tejido sehinche y se vuelva duro (esto es la base de los sntomas de induracin y edema) Lapodemos subdividir en tres etapas: desencadenamiento, inflamacin y resolucin.

En el desencadenamiento el linfocito T activado (que ahora denominaremoscomo TDTH), ante el contacto secundario con el antgeno presentado por unaAPC, secreta ciertas citoquinas, cuyas acciones dan paso a la reaccin deinflamacin.La inflamacin se produce cuando las citoquinas secretadas reclutan yactivan a macrfagos y otras clulas inflamatorias hacia el sitio de infeccin,ponindose en marcha una compleja serie de interacciones entre clulasinespecficas del sistema inmunitario y citoquinas, con amplificacin de larespuesta. Todo ello va encaminado a destruir al agente patgeno intracelular.La resolucin se produce porque los macrfagos activados aumentan sucapacidad de eliminacin del patgeno. Estos macrfagos son la principalclula efectora de la hipersensibilidad retardada, pudiendo representar el 90%de la poblacin celular infiltrada.

Como se ve, esta respuesta tiene un claro valor adaptativo en la eliminacin deciertos parsitos intracelulares, pero cuando el estmulo es demasiado persistente,la DTH se vuelve destructiva para el hospedador. Este aspecto inmunopatolgicose manifiesta en la llamada reaccin granulomatosa: los macrfagos, con losparsitos sin eliminar en su interior, se adhieren unos a otros, adquiriendomorfologas epitelioides; posteriormente estas clulas epitelioides se puedenfusionar entre s, generando clulas gigantes multinucleadas, que pueden llegar adesplazar al tejido normal, con lo que se forman ndulos o tubrculos, quepueden conducir a necrosis del tejido.

13.5.2 Interaccin entre citoquinas y clulas en la DTH

En este epgrafe vamos a ampliar el aspecto molecular y celular de la respuesta dehipersensibilidad retardada, resaltando cmo las distintas citoquinas actan sobredistintos tipos celulares, responsables de diversos aspectos de esta respuesta.

La IL-2 del linfocito TDTH funciona de modo autocrino, permitiendo laexpansin clonal, con lo que aumenta el nmero de estas clulas, que siguenproduciendo ms citoquinas. Conforme avanza la respuesta, la IL-2 tambinejerce un efecto paracrino, estimulando a otros clones de linfocitos TDTH.La IL-3 y el GM-CSF inducen hematopoyesis del linaje granulocito-monocticoen la mdula sea. Obviamente ello acarrea que mayores cantidades de PMN ymacrfagos puedan pasar al foco de infeccin.



El IFN-g el TNF-b de las clulas T, as como el TNF-a y la IL-1 de losmacrfagos actan sobre las clulas endotelilales vasculares cercanas al focode infeccin, con los siguientes efectos:

aumento de la expresin de molculas de adhesin (ICAM,ELAM, VCAM);

cambios de forma, tendentes a que las clulas endoteliales seseparen entre s, dejando paso para la extravasacin deleucocitos;

las clulas endoteliales estimuladas secretan IL-8 y otrosfactores quimiotcticos que atraen a monocitos circulantes(quimiocinas).

Las consecuencias son que los PMN neutrfilos (primerosleucocitos en llegar) y los monocitos circulantes se adhieren alas clulas endoteliales de las vnulas postcapilares, pasan pordiapdesis y entran al tejido infectado. La entrada de losmonocitos lleva consigo su diferenciacin a macrfagos.

Los macrfagos son atrados y activados en el foco de infeccin debido a laaccin de IFN-g y del factor quimiotctico y activador de los monocitos(MCAF). Otro factor secretado por TDTH, llamado MIF (inhibidor de la migracinde macrfagos) evita que el macrfago "pase de largo" el foco infectivo,afinando su quimiotaxis.Por lo tanto, los macrfagos van llegando en grandes cantidades al focoinfeccioso, y se van activando (sobre todo por el interfern inmune),experimentando importantes cambios:

aumentan su tamao

aumentan sus niveles de enzimas lticos en sus grnulos

aumentan su capacidad fagoctica (por opsonizacin con IgG2a -en el ratn-)

incrementan su efectividad matadora de microorganismosintracelulares

funcionan mejor como clulas presentadoras de antgeno,debido a que es mayor el nmero de molculas MHC de clase IIen su membrana, porque secretan mayor cantidad de IL-1 yporque expresan ms molculas de adhesin como la B7(coestimulatoria), ICAM-1 y LFA-3.

El que los macrfagos acten mejor ahora como APC supone que activan ams linfocitos TDTH, con lo cual se cierra el ciclo, pero amplificado.

Este tipo de respuesta que se retroalimenta positivamente puede llegar a convertirse en



un "arma de doble filo", ya que puede degenerar en una respuesta negativa para elhospedador, una vez que se traspasa un umbral. Sin embargo, su valor positivo se pondede manifiesto en experimentos con ratones transgnicos noqueados (K.O.) que tieneninactivado el gen del IFN-g : son incapaces de matar a Mycobacterium bovis, una bacteriacontra la que los ratones normales se defienden perfectamente.

13.5.3 Efectos de la hipersensibilidad retardadaEl efecto positivo de la DTH es que tiende a eliminar ciertos patgenos intracelulares y antgenos decontacto:

bacterias intracelulares como Mycobacterium tuberculosis, M. leprae, Listeriamonocitogenes, Brucella abortus.Hongos intracelulares como Candida, Pneumocystis carinii, Histoplasma,Cryptococcus.Protozoos como Leishmania.Larvas de helmintos, como las de Schistosoma.Virus.

La DTH desempea un papel importante en la defensa contra estos agentes, ya queel macrfago activado destruye mejor al patgeno, y el contenido de sus grnulos,vertido a exterior, destruye clulas propias infectadas (en este ltimo papel esimportante la accin del TNF-b ). Obviamente, se produce cierto dao tisular, peroste suele estar autolimitado y puede ser reparado ulteriormente.

El papel positivo de la DTH se puede comprobar "por contraste" considerando aquellasenfermedades en las que precisamente este mecanismo est alterado: por ejemplo, en elSIDA, en el que existen bajos niveles de linfocitos T CD4+: ello acarrea que se pierda lafacultad de montar una respuesta de hipersensibilidad retardada, por lo que los individuosafectados estn sometidos a frecuentes y amenazadoras infecciones por Candida,Pneumocystis, Cryptococcus, o por bacterias patgenas e incluso oportunistas que nosuelen causar tanta mortalidad en la poblacin sana. De hecho, una de las maneras deseguir el curso del SIDA es evaluar peridicamente en laboratorio la capacidad derespuesta DTH con clulas de los pacientes.

Sin embargo, en ciertos casos la propia respuesta defensiva degenera enpatolgica: tal ocurre en la tuberculosis, en la que se pueden llegar a formarndulos (tubrculos) en muchos tejidos (tpicamente en los pulmones), que puedenterminar necrosndose (cavernas caseosas en pulmn).

En una situacin de infeccin crnica por parsito intracelular (como en la tuberculosis)las citoquinas producidas en la DTH estimulan la proliferacin de fibroblastos y laproduccin de colgeno, potencindose los efectos por la accin de PDGF (factor decrecimiento derivado de plaquetas) y de TGF-b del macrfago activado. Posteriormenteemigran y proliferan clulas endoteliales (angiognesis, es decir, formacin de nuevosvasos sanguneos). Se produce pues la sustitucin del tejido normal por tejido fibroso(cicatrizacin) y formacin de granuloma.

Copyright 1999 Enrique Iez Pareja. Prohibida la reproduccin con fines



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