Tolerancia Inmunológica y autoinmunidad Dra. Espinoza Mora

Tolerancia Inmunológica

La tolerancia es en el centro de la inmunidad

o Cuando tenemos un proceso inflamatorio o infeccioso los mecanismos de tolerancia van a entrar al final

de la noxa causante de ese problema. Los mecanismos de tolerancia van a ser el “freno del cuerpo”

para evitar que se haga una respuesta nociva o deletérea para el paciente. Sin embargo, a veces los

mecanismos de tolerancia por alguna razón no se desarrollan bien y entonces los pacientes mueren por

ejemplo por sepsis.

o También impide el desarrollo de autoimunidad: No monta respuesta contra Ags propios, los Ags no

necesariamente son de otros microorganismos también hay propios. El organismo por alguna razón no

crea una respuesta inmunogénica contra los antígenos propios sino “tolerogenica”

o Permite el establecimiento de injertos, importante en transplantes.

o Hay situaciones donde los mecanismos de tolerancia inmune son deletéreos, por ejemplo en el

desarrollo de neoplasias. En donde el sistema inmune se hace tolerante contra antígenos neoplásicos.

Definición: Estado fisiológico, dinámico y permanente en el que el sistema inmune no reacciona

destructivamente ante componentes propios o extraños

o Fisiológicamente nuestro sistema inmune no es inmunogénico como nos han enseñado antes, su función

no es reconocer patogénos y eliminarlos. El sistema inmune por definición es tolerogénico, más bien

tiende al basal e induce al estado de homeostasis fisiológica. Sin tolerancia no sería posible la vida ya

que viviríamos en un estado constante de inflamación y autoinmunidad.

o Evoluciona durante el desarrollo del sistema inmunológico y opera durante el curso de cada respuesta

inmune el sistema inmune aprende a ser tolerante durante su desarrollo. El sistema inmune con el

tiempo se va haciendo más específico acompañado de una tolerancia cada vez más fuerte (evolucionan

mecanismos que van a frenar una respuesta inmune no deseada).

o Manipulación farmacológica no induce tolerancia, cuando se da un inmunosupresor no está induciendo

tolerancia porque ésta es un estado fisiológico que se genera por mecanismos propios, sólo

inmunomodulación o supresión

o "Modelo del peligro" de Matzinger: el sistema inmune no distingue entre propio y no propio sino entre

señales peligrosas (PAMPs, DAMPs) y señales inocuas. El organismo puede reconocer señales propias

p.ej. el ácido úrico y se considera una señal de peligro, las bacterias de nuestro TGI se considerarían

señales inocuas. Lo que define la tolerancia es precisamente lograr diferenciar entre señales peligrosas

e inocuas.

2 tipos principales de intolerancia: periférica y central

Tenemos la inmunidad, donde viene un Ag externo e induce una respuesta

inmune que se va haciendo cada vez más específica y esta induce una

proliferación que es la respuesta clonal.

Mecanismos de tolerancia:

Centrales: ejercen en el

timo, donde la mayoría de células aprenden a ser tolerantes y las

que no son tolerantes son destruidas. En el desarrollo de las células

T, cuando los precursores migran de M.O. y se establecen en el timo

y pasan por un proceso de selección negativo (células autorreactivas

son eliminadas, más del 95%) y positivo (5% o menos son

funcionales).

Periférica: se ejercen por diferentes mecanismos; inactivación

(anergia) y las células T reguladoras (solo 5% de los linfocitos

circulantes totales).

Capas de Tolerancia

Tolerancia central:

*Deleción

*Edición del receptor: la célula B esconde los receptores autorreactivos, las internaliza y las varía. Con esto

escapa la apoptosis. Los linfocitos T no pueden hacer esto.

Segregación antigénica: un antígeno está aislado en un tejido inmunoprivilegiado, p.ej. en el ojo ya que no hay tejidos

inmunogénicos. No hay linfocitos en la retina ni humor vítreo. Antígenos que están crípticos, no se exponen nunca y no

hay inmunidad.

Anergia Periférica: células que por alguna razón no responden bien a estímulos p.ej. cels T reguladoras. Mediante

muchos mecanismos producen citoquinas inmunomoduladoras como la IL-10, TGF-B que inhiben la producción de

citoquinas proinflamatorias.

Desviación de citoquinas: ambas respuestas inmunológicas (Th1 y Th2, en realidad todos los Thelper) son respuestas

inflamatorias. Sin embargo, en casos como el embarazo algunas enfermedades autoinmunes disminuyen en su expresión

(p.ej. LES). En la mujer embarazada predomina la secreción de hormonas femeninas y por esto la respuesta inmune se

desvía a Th2. Entre las citoquinas que se producen por la respuesta Th2 está la IL-10 que es la citoquina reguladora por

excelencia y tiene una respuesta menos nociva.

Agotamiento clonal: en donde las células inmunológicas se agotan de producir tantas citoquinas y se vuelven anergicas.

Esto sucede en infecciones graves o crónicas, p.ej. en Tuberculosis, se da una respuesta inflamatoria exacerbada y las

células no son capaces de producir más citoquinas, es un mecanismo de tolerancia que se desarrolla en la periferia.

Deleción clonal Timo (selección negativa)

• Selección del repertorio celular T está en función de la avidez del TCR por antígenos propios así ocurre la

diferenciación

• En epitelio tímico medular se expresan antígenos tisulares específicos de otros órganos gracias al gen AIRE

(autoimmune regulator). No tener este gen es incompatible con la vida.

• El epitelio tímico presenta estos antígenos de otros tejidos sin que las células T hayan salido de su medio, y así

reconocen antígenos que están expresados en todo el cuerpo. Las células que son más reactivas hacia estos

antígenos son las células eliminadas, este es el proceso de selección negativa.

• AIRE expresa principalmente hormonas pero también sustancias que no están en el epitelio tímico como PCR,

tripsina, elastasa, tiroglobulina, proteína básica de mielina.

• El epitelio tímico no son células de inmunidad son células presentadoras de antígenos pero no de estirpe

linfocitario, otras proteínas circulantes pueden alcanzar el timo e inducir tolerancia.

• Mutación de AIRE genera el síndrome autoinmune poliglandular tipo 1 (APS-1), sin tratamiento estas personas

al llegar a la adultez pueden morir por autoinmunidad.

Concepto de anergia

• Estado de no respuesta inmune

• Existen dos tipos:

• Clonal: por presentación sin coestímulo, con arresto en progresión del ciclo celular por bloqueo

Ras/MAPK, que persiste aún en ausencia del antígeno.

• Para que se genere una respuesta contra un antígeno, no se puede contar nada más con la

presentación de éste sino que hay una serie de moléculas que interaccionan. La primera señal

es la presentación con moléculas coestimuladoras, si no hay de estas moléculas se induce

anergia.

• In vivo: desensibilización con bloqueo de producción de citoquinas (CTLA4), reversible en ausencia de

antígeno.

• Tanto la anergia clonal e in vivo son reversibles.

Concepto de coestimulación

• Coestimuladores son moléculas que generan señales no antígeno-

específicas pero son necesarias para la respuesta antígena específica.

Van a inician, potencian y mantienen la respuesta inmunológica,

también pueden bloquear la respuesta inmune.

• Varios grupos moleculares superfamilia B7:CD28, familia TNF

(mayoría), superfamilia CD2, integrinas (LFA), LAG3

• CD80-86/CD28, ICOS/ICOSL, CD40/CD40L, CD27/CD70, RANK/RANKL,

4-1BB/4-1BBL, OX40/OX40L, GITR/GITRL, LIGHT/HVEM .........

• Algunos anergizan, bloquean o terminan la respuesta inmune:

PD1/PD-L1, PD-L2, CD86/CTLA4

• Janeway postuló que la coestimulación y no el antígeno foráneo

es el switch que controla el tipo de respuesta:

– Presentación + coestimulación = inmunidad

– Presentación sin coestimulación = tolerancia

Características de antígenos tolerogénicos y propios • Abundantes; en todo el cuerpo, en todas las superficies de membrana

• Grandes

• Polivalentes

• Concentración constante; el sistema inmune reconoce cuando un antígeno está en pequeñas cantidades ya que es una señal de peligro. Si está en grandes cantidades se reconoce como propio o inocuo.

• Superficiales (la mayoría) vs intracelulares; la célula es un sistema cerrado por esto es que muchas de las enfermedades autoinmunes se generan contra antígenos intracelulares con LES, lo que no se expone a superficie de membrana el sistema inmune no lo ve.

• Vía de administración: oral, nasal o intravenoso vs subcutáneo o intradérmico.

• Los antígenos que se administran por mucosas inducen tolerancia, por eso no se genera respuesta inmune contra la comida a excepción de ciertas enfermedades (CUCI, Crohn, Celiacos). Lo mismo si se administra vía intravenosa.

• A nivel de las mucosas se tienen una gran concentración y muchos tipos de células T reguladoras. El mismo epitelio produce gran cantidad de interleuquinas que son antiinflamatorias como la IL-10, todo esto impide que se dé una respuesta inmune contra la comida y las bacterias del TGI.

Sitios inmunoprivilegiados • Cámara ocular anterior

• Gónadas

• Útero

• Sistema nervioso central

• Hígado

• Glándulas

Se definen así por sus características anatómicas y porque contienen antígenos secuestrados o crípticos (no se expresan en la superficie celular) que bajo ciertas condiciones (noxa o trauma) pueden convertirse en blancos de ataque autoinmune

Características de los sitios inmunoprivilegiados • Presencia de barrera tisular: SNC, ojo

• Irrigación peculiar o drenaje linfático no convencional: sinusoides, sistemas porta

• Alta expresión de Fas (CD95): SNC, trofoblasto

• Producción de citoquinas antiinflamatorias (IL-10, TGFβ): tracto intestinal

• Producción de IDO: placenta

• Bloqueo de complemento (DAF)

• Polarización preferente hacia respuesta Th2

• Ausencia de células dendríticas: SNC

• Expresión reducida de HLA o HLA atípicos o poco polimórficos (HLA-G y E): trofoblasto

• Alta densidad de Treg: TGI, placenta

• En estos sitios las neoplasias pasan inadvertidas por la misma razón.

En resumen… • Estado basal del sistema inmune es tolerogénico

• La tolerancia preserva la homeostasis inmunológica

• Antígenos en concentraciones elevadas y constantes inducen tolerancia

• Reconocimiento de un antígeno por un linfocito inmaduro conduce a muerte celular o inactivación

• Reconocimiento de un antígeno en ausencia de coestimuladores lleva a inactivación o apoptosis

• Alteración o ruptura de los mecanismos de tolerancia puede conllevar a inflamación crónica, autoinmunidad,

atopia y rechazo de injertos

• Los mecanismos de tolerancia pueden favorecer el establecimiento de infecciones persistentes o neoplasias

Mecanismos inductores de autotolerancia inmunológica • Deleción clonal en timo y médula ósea selección negativa con eliminación de clonas autorreactivas

• Edición del receptor linfocitario

• Anergia: no produce citoquinas, no responde a la respuesta inmune y no es capaz de proliferar.

• Ignorancia: cel B o cel T que sabe que hay una respuesta inflamatoria, reconoce que hay un antígeno alterado

(no inocuo, señal de peligro) y por alguna razón no crea una respuesta ante esto. NO es anergia, si realizan

todo lo que no pueden hacer las anérgicas pero no crea respuesta inmune. Es más fácil que una célula salga de

la ignorancia que de la anergia.

• Segregación antigénica en órganos periféricos

• Treg

• Clonal exhaustion: apoptosis postactivación (AICD)

Transgresión en cualquiera de estas áreas puede inducir procesos autoinmunes

Áreas de disfunción inmune implicadas en inducción de autoinmunidad 1. Selección linfocitaria: fallo en selección negativa, modulación anormal de la señal vía receptores T o B

2. Activación linfocitaria y coestimulación: Ejm mutaciones en moléculas inhibidoras (CTLA4, PD1). Esto

sucede en antígenos que antes eran reconocidos como inocuos.

3. Supervivencia linfocitaria: polimorfismos en moléculas antiapoptóticas (Bcl-2). Siempre hay células que

reactivas contra antígenos propios que escapan pero se encuentran latentes, y nunca llegan a encontrar el

antígeno que desencadena la respuesta inmune. Todos estamos predispuestos a realizar una reacción

autoinmune. Algunas clonas hiperreactivos logran sobrevivir más tiempo que otras, y si logran sobrevivir mucho

tiempo sin pasar por mecanismos de tolerancia pueden generar autoinmunidad.

4. Accesibilidad al antígeno: un trauma, una infección crónica o aguda pueden incrementar debris apoptóticos o

aclaramiento deficiente (déficit de complemento), noxas que exponen antígenos y se genera autoinmunidad; es

por esto que las enfermedades crónicas pueden generar autoinmunidad.

5. Hormonas: mutaciones en receptor estrogénico (ERα) asocian LES y AR, polimorfismos en receptores de 1-25

vitamina D (calcitriol) inducen autoinmunidad pues vitamina D mantiene células dendríticas en estado

tolerogénico. Las enfermedades autoinmunes las padecen más las mujeres. La vitamina D se le administra de

forma empírica a los pacientes porque todavía no hay estudios que demuestren su efectividad.

Mecanismos que propician y perpetúan autoinmunidad • Exposición y presentación de autoantígenos secuestrados o

crípticos en tejidos inmunoprivilegiados por inflamación

crónica, infecciones o trauma

• Expansión del epitopo: cuando las células generan una

respuesta en contra de un antígeno, esta no va en contra de

todo el antígeno sino de su parte más antigénica. Esa porción

que se reconoce es el epitopo (es la parte inmunogenica del

antígeno). En una infección crónica que hay una respuesta

clonal excesiva y respuesta inflamatoria perpetua, los

linfocitos T y B reconocen otras partes del antígeno que antes

no eran antigénicas. Esto es importante en autoinmunidad y

en atopia.

• Presencia elevada y constante de autoanticuerpos (en

pacientes con AR, ellos tienen factor reumatoide que es un Ac contra la fracción cristalizable de IgG o IgM , si

el paciente no se trata genera más Acs y genera más autoinmunidad)

• Anomalías en apoptosis (síndromes autoinflamatorios p.ej. la fi ebre mediterránea familiar)

• Activación de clonas autorreactivas que estaban latentes y por alguna razón se activan, todos las tenemos.

• Activación de células "ignorantes" o anérgicas

• Mutaciones en genes que preservan tolerancia: AIRE (autoimmune regulator), FOXP3 (forkhead box P3) que es

la molécula que regula la institución del linfocito Treg. Hay una condición incompatible con la vida que se

llama AITEX, es una poliendrocrinopatia en la que no hay linfocitos Treg y crea autoinmunidad ante todo.

De cómo la infección puede estimular la autoinmunidad • Activación de linfocitos "ignorantes", anérgicos o autorreactivos.

• "Bystander" activation estimulación indirecta por inflamación, “células que transitan en un lugar de

inflamación sin que nadie las haya llamado y llegan, y si por casualidad tienen un clon autorreactivo pueden

generar autoinmunidad”. Sucede mucho en infecciones crónicas.

• Disrrupción de barrera tisular que expone antígenos crípticos o intracelulares (p.ej. BHE, sinovia inflamada)

• Infección de células presentadoras de antígeno

• Formación de inmunocomplejos

• Hipermutación somática: mecanismo por el cual la célula B adquiere más especificidad y consiste en que el

receptor está en constante cambio y se hace más específico. Durante la generación de anticuerpos puede

generar autorreactividad o hiperafinidad por autoantígenos

• Unión a proteínas propias mecanismo de hapteno (es una sustancia que por definición no es inmunogénica,

pero que si se une a una proteína se convierte en inmunogénica. Esto genera fotosensibilidad con algunos

fármacos, anemias hemoliticas)

• Mímica molecular reactividad cruzada (Fiebre reumática: hay antígenos bacterianos que se parecen mucho a

antígenos propios, el sistema inmune confunde proteínas del S. pyogenes como si fueran parte de miocinas, se

da autoinmunidad contra el tejido cardiaco. También se ha postulado esto con miocarditis, DM1, virus de

coxsackie, adenovirus)

• Superantígenos: es un antígeno grande, p.ej. la proteína del shock toxico del Streptococco. Estos

superantígenos no se unen al sitio normal de unión dentro del MHC y hace una activación T policlonal

inespecífica que agota el sistema inmune y puede causar autorreactividad. Esto sucede en el VIH.

Citoquinas que si están altas o bajas se han relacionado con

autoinmunidad. Por ejemplo, la expresión aumentada de citoquinas

proinflamatorias como el TNF alfa y el IFN gamma que se ven en

LES y AR.

En bioquímica nos enseñaron que la apoptosis no es un

proceso inflamatorio y la necrosis pero se ha visto que la

apoptosis si puede ser inflamatoria. Por ejemplo, en LES

resulta que células apoptoticas que tienen fragmentación de

ADN por medio del Rs tipo Toll 9 liga porciones de ese ADN

desprendido, después se presentan esos fragmentos de ADN y

son reconocidos por Rs del linfocito B y se generan

anticuerpos contra el ADN bicatenario que es uno de los

diagnósticos de LES. La prueba de laboratorio es en contra de

Anticuerpos Anti ADN de doble cadena.

Definición de enfermedad autoimmune

• Enfermedades son sistémicas (AR, Dermatomiositis, Esclerodermia, Vasculitis) u organoespecíficas (Pénfigo,

Miastenia, EnfGraves, Tiroiditis de Hashimoto, Glomerulonefritis) en las cuales el daño tisular es mediado por

células T y anticuerpos autorreactivos.

• Por definición una enfermedad autoinmune esta mediada por inmunidad adaptativa, para demostrar la

existencia de una enfermedad autoinmune hay que demostrar que hay infiltración celular especialmente de

células T. Son mecanismos que están mediados por células T, células B y anticuerpos anti(no se escucha bien)

• No se clasifican como enfermedades autoinmunes a condiciones causadas por mutaciones o alteraciones del

sistema inmune innato (síndromes autoinflamatorios, Behcet, aterosclerosis)

• Autorreactividad no implica necesariamente desarrollo de patología autoinmune

• Autorreactividad patológica puede acompañarse de reducción en inmunocompetencia con aumento de

suceptibilidad a infección o malignidad: autoinmunidad genera inmunosupresión.

• Tratamiento debe dirigirse a restaurar la homeostasis inmune tanto como a disminuir la actividad inmune, la

tolerancia no se puede reestablecer con fármacos.

Tipos de predisposición genética para enfermedades autoinmunes • Mutación de un gen:

– AIRE APS-1 o APECED: autoimmune polyendocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy

– FOXP3 IPEX: immunodysregulation, polyendocrinopathy enteropathy X-linked syndrome

– Fas ALPS: autoimmune lymphoproliferative syndrome

– CTLA4 síndrome proliferativo autoinmune letal, DM1, Graves,

– C1q LES

• Predisposición multigénica: AR, LES, DM 1

• Mutaciones inducidas: animales knockout o transgénicos (scurfy mouse mutación en Foxp3)

Mutaciones únicas si pueden generar enfermedades

autoinmunes, como lo es el caso de AIRE.

Algunos genes de HLA que confieren suceptibilidad a patología autoinmune • HLA alelo B27: espondilits, uveítis (HLA tipo 1)

• HLA-DR2: esclerosis múltiple, Goodpasture (HLA tipo 2)

• HLA-DR3: miastenia gravis, LES, Graves, DM 1

• HLA-DR4: AR, pénfigo, DM 1

• HLA-DR5: Hashimoto

• HLA-DQβ: DM 1

Suceptibilidad genética pero los desencadenantes epigenéticos son lo más importante

En la posición 57 cambia el asparato por un glutamato de la cadena B del MHC II,

es suficiente para generar clonas autorreactivas de linfocitos TCD8 que van a

reconocer específicamente en los islotes de Langherhans las células que

producen insulina. Se crea una respuesta Th1.

Criterios unificantes de enfermedades autoinmunes sistémicas • Anticuerpos antinucleares

• Disfunción de linfocitos B: induce producción de autoanticuerpos componente clave

• Sexo femenino

– Incidencia general 3:1

– Relación con hormonas sexuales (no siempre): estradiol y prolactina preservan células B autorreactivas;

estrógenos promueven polarización Th2

– Mayor expresión de TLR-7 con mayor activación por ARN propio o extraño

– Mujeres producen mayor TNF

– En cambio inmunodeficiencias primarias son en hombres principalmente

• Mayoría cursan con exacerbaciones y remisiones

• Susceptibilidad genética: multigénica (mayoría) o monogénica

• Anticuerpos antinucleares, presentes en la mayoría de enfermedades no solo en LES

• Disfunción de los linfocitos, la mayoría genera autoanticuerpos.

Mecanismos de inmunopatogenicidad en enfermedades autoinmunes • Clasificación es similar a tipos de hipersensibilidad

• Tipo II: anticuerpos contra antígenos de superficie celular o matriz; implica activación de complemento (AHA,

PTI, FR, DM1)

• Tipo III: mediadas por inmunocomplejos (LES, AR, crioglobulinemia escencial mixta)

• Tipo IV: celular (AR, DM1, esclerosis múltiple)

Antígenos en autoinmunidad sistémica • Antígenos propios modificados:

– Fumado induce citrulinación peptídica

– Luz UV induce muerte celular y expone autoantígenos

– Productos de granzimas sistema inmune es tolerante a productos de caspasas pero no de

granzimas, por eso apoptosis no es inflamatoria y necrosis sí

• Anticuerpos pueden ser antigénicos: anti-idiotipo, FR

• Antígenos microbiales

• Antígenos ambientales: drogas (hidralazina, procainamida, clorpromazina, difenilhidantoina), tóxicos (sílica,

polivinilo, gadolinium, bleomicina, L-triptófano)

Autoantígenos identificados en autoinmunidad Tipo II • Anemia hemolítica autoinmune: Rh

• Púrpura trombocitopénica autoinmune: integrina plaquetaria, GpIIb:IIIa

• Síndrome de Goodpasture: colágeno IV

• Pénfigo vulgar: caderina

• Fiebre reumática: miosina (mímica molecular con antígenos de pared de S. pyogenes)

• Miastenia gravis: cadena α de receptor nicotínico de acetilcolina

• DM tipo 1: receptor de insulina (antagonistas o agonistas)