Leticia Quintana Herreros

Patricia Peris Frau

María Jesús Rico Pérez

VIERNES-ACTIVIDAD 5

Un gato se infecta con el virus de la rinotraqueitis felina (herpesvirus felino tipo 1). Se trata de un virus envuelto que posee varias proteínas en la superficie. Este virus infecta específicamente células epiteliales de numerosos tejidos, especialmente en la mucosa respiratoria.

El virus presenta una serie de características que pueden condicionar la respuesta inmunitaria:

1. Presenta membrana externa que proviene de la célula infectada durante la gemación viral (salida) de la célula infectada.

2. Esta membrana presenta una estructura organizada en su superficie y por tanto contiene epítopos repetidos que producen una agregación masiva de la inmunoglobulina de membrana de ciertos clones de linfocitos B antivirales.

3. Inhibe la expresión de los alelos del MHC-I de células infectadas.

4. Tras la llegada a la mucosa respiratoria, se introduce rápidamente en las células epiteliales y se multiplica activamente en el citoplasma celular.

5. El virus permanece en el organismo al menos durante tres semanas, antes de ser erradicado por los mecanismos efectores del sistema inmune

6. Presenta tres glicoproteínas externas, la VP40, la VP60 y la VP75, que son las responsables de la adhesión a las células epiteliales y por ello se consideran un factor de virulencia.

7. Igualmente, posee varias proteínas internas con función estructural o enzimática.

8. Existen varios serotipos condicionados por variaciones antigénicas en las proteínas externas, pero los más frecuentes y virulentos son el B, D y E. En estos virus, el resto de proteínas presentan modificaciones mínimas.

La multiplicación se produce en el citoplasma celular. Un hecho importante en el control de esta infección consiste en que los anticuerpos específicos de las glicoproteínas son neutralizantes, pudiendo actuar sobre los viriones extracelulares.

A) Resuma esquemáticamente la respuesta inmune que se induce durante una infección por este virus:

¿Cómo se iniciaría la respuesta inmune innata?

Para la protección frente a la infección las células epiteliales segregaran IFN tipo I en presencia de ARN bacteriano propio del virus. Esto hace que se inhiba la síntesis de proteínas de la célula infectada y aumente la capacidad citolítica de las células NK.

¿Qué células intervendrán en las primeras horas tras la llegada del virus? ¿Cómo podrán reconocer al virus?

Células NK, posteriormente macrófagos y células dentríticas. Células NK mediante receptores activadores, y los macrófagos y células dentríticas mediante receptores TLR, NOD, y RIG (son proteínas que se encuentran en citoplasma y son capaces de reconocer estructuras o el material genético del virus presente en el citoplasma).

Las primeras células serian las células centinela (1ºneutrofilos y luego macrófagos y células dendríticas. Posteriormente células NK.

¿Cuáles serán las consecuencias inmediatas de este reconocimiento?

Producción de citoquinas IL-12 e INF gamma y TNF alfa.

IL-12: producida por macrófagos y células dendríticas, su función es potenciar la actividad citolítica de células NK y linfocitos T CD8. También favorecen la diferenciación de linfocitos Th0 a linfocitos Th1.

INF gamma: secretada por células NK, su función es activar macrófagos.

TNF alfa: favorece la extravasación de neutrófilos y células NK. Además sinergiza con INF tipo I.

¿Intervendrán las células NK? En caso afirmativo, ¿Cuál será el mecanismo de acción en estas primeras fases de la infección primaria (antes de la aparición de los anticuerpos)? ¿Desarrollarán estas células un mecanismo diferente en fases más avanzadas de la infección cuando ya se ha instaurado definitivamente una respuesta específica con presencia de anticuerpos?

Sí, las células NK reconocen ligandos en la célula diana. Estos ligandos deben ser glicoproteínas virales presentes en la membrana de la célula infectada por dichos virus.

A estos ligandos se les denomina receptores activadores. Cuya consecuencia es favorecer la actividad citolítica de las células NK.

Las funciones de las células NK es secretar IFN gamma, matar a las células infectadas por virus mediante citotoxicidad. Para matar a las células, las células NK tienen que recibir señales activadoras que sean más potentes que las señales inhibidoras transmitidas por moléculas KIR.

En fases más avanzadas de la infección cuando ya se ha instaurado definitivamente una respuesta con presencia de anticuerpos hay un mecanismo diferente. Los virus con membrana expresan en la membrana de las células infectadas proteínas virales que pueden ser reconocidas por linfocitos B solubles. Las células NK expresan receptores para el fragmento Fc de la IgG y pueden así matar a la célula infectada por los virus (citotoxicidad mediada por anticuerpos).

En la respuesta adaptativa, indique el papel de cada una de estas células:

Linfocitos B y células plasmáticas productoras de anticuerpos : producción de anticuerpos neutralizantes, importantes en la primoinfección para la contención y esencial en la reinfección para la protección, activan el complemento, intervienen en la citotoxicidad mediada por anticuerpos y producen opsonización.

Linfocitos Th1: secretan IFN gamma que favorecerá la activación de macrófagos e IL-12, que favorecerá la diferenciación y proliferación de linfocitos T CD8.

Linfocitos Th2: juegan un papel muy importante en la regulación de la respuesta inmune celular (Th1). Una respuesta Th2 adecuada regula una respuesta Th1 exacerbada, que produce lesión en los órganos del individuo.

El balance de esta respuesta se inclinará hacia los linfocitos Th1, ya que lo que se pretende es que halla una gran producción de linfocitos T CD8 para que destruyan a las células infectadas por el virus.

Linfocitos Tc: juegan un papel muy importante en la destrucción de células infectadas por virus, limitando la extensión de la infección y erradicándola. Hay dos mecanismos que conducen a la destrucción de la célula diana:

1. Secreción de granzimas y perforinas (activan un mecanismo de muerte celular programada).

2. Consiste en la movilización de la proteína de membrana FAS-L a la sinapsis en donde interacciona con FAS, expresada en células diana produciendo apoptosis.

OJO! Los linfocitos TCD8 son esenciales pero están limitados al inhibirse MHCI

¿Se producirán células de memoria? ¿Cuáles de ellas tendrán un papel preponderante durante una reinfección? Sí, tendrán un papel predominante durante la reinfección los linfocitos B memoria debido a la producción de anticuerpos.

¿Contra qué proteínas podremos encontrar anticuerpos específicos? ¿Qué especificidad tendrán los anticuerpos más importantes para combatir al virus? Contra las glicoproteínas externas VP40, VP60 y VP65. Especificidad antiglicoproteína.

¿Contra qué proteínas (péptidos procedentes de la degradación de las proteínas) podremos encontrar linfocitos Th o Tc específicos? Considere que todas las proteínas víricas pueden originar péptidos que se enclaven en las moléculas del MHC. Pueden ser tanto proteínas internas como glicoproteínas externas del virus. Las células presentadoras de antígeno (linfocitos B, macrófagos, células dentríticas) captan las glicoproteínas externas y las engloban en vesículas pudiendo ser reconocidas por los linfocitos Th vía MHC II. Por otro lado, las proteínas internas se pueden reconocer por los linfocitos Tc al multiplicarse el virus en el citoplasma.

¿Podrá un linfocito B con un BCR específico de la proteína VP40 cooperar con un linfocito Th que reconoce péptidos de una proteína interna? ¿Qué especificidad tendrán los anticuerpos que secreten las células plasmáticas derivadas de ese linfocito B? Si que pueden cooperar porque los péptidos siempre provendrán de proteínas virales, pero no tienen porque ser la misma que la reconocida por el linfocito B que ha endocitado el virus, puede ser tanto proteínas de superficie como del interior.

Especificidad antiglicoproteína VP40.

¿Podrá ocurrir lo contrario? (linfocito B específico de una proteína interna que coopere con un linfocito Th que reconoce péptidos de la proteína VP40). No, porque los linfocitos B solo podrán reconocer proteínas o péptidos situados en la superficie del virus.

B) En la profilaxis de esta enfermedad se pueden emplear dos tipos de vacunas:

Vacuna muerta, constituida por cultivos de virus inactivados con -propiolactona y asociada a hidróxido de aluminio.

Vacuna viva atenuada constituida por una única cepa del virus.

¿Cuál sería la importancia de la respuesta inmune innata para cada tipo de vacuna? ¿Qué tipo de células intervendrían? ¿Y de moléculas solubles (citocinas, complemento, anticuerpos,…)? En primer lugar actuarían las células centinela (macrófagos, neutrófilos, células dendríticas…) que son las responsables de la activación de las células NK. En cuanto a las moléculas solubles se secretarían TNF alfa en primer lugar y, posteriormente, IL-12, e IFN gamma.

En la vacuna viva atenuada, la respuesta inmune innata es mucho más intensa.

¿Quedarían protegidos los gatos si solamente se desarrolla este tipo de respuesta inmune? Razone las respuestas. No, porque en una respuesta innata no se producirán células memoria, y por lo tanto en una reinfección el animal quedará desprotegido. Por lo que será necesario la cooperación del sistema inmune específico que sí generará memoria mediante la diferenciación de linfocitos T y B en células memoria.

En la respuesta inmune adaptativa, comente cuál sería el papel de las siguientes células tras la inmunización con los diferentes tipos de vacunas.

Linfocitos B: Producción de anticuerpos. Intervención de los linfocitos Th CD4. Balance Th1-Th2.

Intervención de los linfocitos Tc CD8.

Vacunas vivas atenuadas: producen excelentes respuestas celulares, es decir cuando se requiere una respuesta Th1 con producción de IFN gamma. También son imprescindibles si se requiere respuesta citotóxica mediada por linfocitos T CD8, pero son vacunas pobres en respuestas humorales (producidas por linfocitos B secretores de anticuerpos). No necesitan la ayuda de adyuvantes.

El balance de la respuesta de linfocito T es hacia Th1 para activar a los macrófagos y para aumentar la cantidad de linfocitos TCD8.

Vacunas muertas: producen excelentes respuestas humorales basadas en la liberación de anticuerpos por parte de los linfocitos B. Pero pobres en respuesta celular (linfocitos T CD8 y T CD4), ya que no sintetizan proteínas.

El balance de la respuesta de linfocitos T es hacia Th2 por que lo que se pretende es la producción de anticuerpos.

¿Cuál de estas vacunas puede, teóricamente, inducir una protección más adecuada?

La vacuna viva atenuada, por que únicamente los linfocitos t CD8 son efectivos frente a células infectadas por virus para llevar a cabo su erradicación. Ya que los anticuerpos solo son efectivos frente a virus en fase extracelular, es decir para la protección cuando aun no se ha establecido la infección.

FALSO! Las vacunas muertas son las que necesitamos puesto que se encargan de prevenir, y los anticuerpos son los que tiene el papel esencial en la prevención, ya que los virus previamente se encuentran en el medio ambiente o el aire.

¿Sería suficiente la aplicación de una sola dosis de vacuna si empleamos la inactivada? ¿Y si empleamos la atenuada?

En la vacuna inactivada: se necesitan varias dosis por que la inmunidad es inferior, puesto que lo que se inocula son proteínas antigénicas sin capacidad de replicación. Por ello se necesitan mas dosis para desarrollar la memoria ya generada en la primera dosis. (Producción de IgM de vida media corta).

En la vacuna viva atenuada: con una dosis bastaría al ser la inmunidad superior. Ya que lo que se inocula es el antígeno completos con capacidad de replicación. ( Producción de IgG de vida media larga).

Las vacunas inactivadas, ¿las emplearía asociadas a algún compuesto? ¿Cuál sería su finalidad? Ponga algún ejemplo.

Si, asociadas a adyuvantes (productos químicos y biológicos que potencian la respuesta inmune contra antígenos, además de potenciar la acción de los linfocitos TCD8 y TCD4).

Ejemplos:

- Adyuvantes de deposito: fosfato de aluminio (eliminación lenta del antígeno).

- Adyuvantes particulados: lipopolisacárido (incrementa la presentación de antigeno)

- Adyuvantes inmunoestimulantes: saponina ( estimulan el TLR)

Los adyuvantes particulados e inmunoestimuladores además incrementan la síntesis de citocinas, de la respuesta de linfocitos TH, de la producción de anticuerpos y de la inmunidad mediada por células.

Existe una gran variedad de este tipo de compuestos. ¿Cuál es la importancia de la elección de entre estos tipos de compuestos? (¿Actúan todos estos compuestos de la misma forma?).

Según el tipo de inmunización que se pretenda con la vacuna se utilizarán unos adyuvantes u otros.

En nuestro caso, la vacuna inactivada va asociada al hidróxido de aluminio. ¿Considera que este es un buen adyuvante para la vacunación contra este patógeno? Razone la respuesta.

Sí, porque lo que pretendemos es prolongar la respuesta inmune, y para ello se necesita la eliminación lenta del antígeno (para que contacte con alguna célula de memoria).

Considerando la respuesta inmune requerida para inducir un alto grado de protección, y la diversidad antigénica de estos virus (varios serotipos), ¿qué sería preferible, una vacuna con una cepa atenuada o una vacuna inactivada polivalente que contenga los tres tipos de cepas más relevantes?

Sería preferible una vacuna inactivada polivalente que tenga los tres tipos de cepas más relevantes (serotipos), por que al tener varios serotipos significa que tiene una gran capacidad de cambio.

Por ello aunque se necesiten varias dosis es preferible usarla ya que si utilizáramos una vacuna viva atenuada con una cepa podría cambiar de serotipo y no serviría.

C) Cinética de Anticuerpos:

Considerando los siguientes datos, conteste a las preguntas que se relacionan más abajo.

En respuestas T-independientes se puede detectar la presencia de anticuerpos específicos a partir del tercer día de vacunación o infección.

En la respuesta T dependiente se puede detectar anticuerpos específicos en el suero a partir del sexto día tras la vacunación o infección.

Se detectan linfocitos T efectores a partir del día 5 tras la vacunación o infección.

Las células B memoria aparecen aproximadamente 13 días después de la vacunación o infección.

Cuando hay secreción de IgG específica, estos anticuerpos se pueden detectar en el suero a partir del día 9 tras la vacunación o infección.

La IgM soluble es degradada a los 15 días de ser secretada, mientras que la IgG soluble tarda en degradarse 35 días tras ser secretada.

Las células plasmáticas de vida media corta sobreviven un máximo de 60 días.

Las células T efectoras mueren cuando se elimina el antígeno específico.

Las células plasmáticas de vida media larga, así como las células T y B de memoria sobreviven durante un máximo de 4 años.

Los títulos en anticuerpos inferiores o iguales a ¼ se consideran inespecíficos.

Suponiendo que un gato se infecta por este virus el día 1 de enero de 2008, y que la infección dura 3 semanas, rellene la siguiente tabla en donde debe señalar el título de anticuerpos compatible con esta infección en diferentes fechas, suponiendo que no ha tenidos nuevos contactos con este virus.

Tiempo IgM anti-Vir1 IgG anti-Vir1

Seis días 1/8 1/4

1 mes 1/32 1/32

Seis meses 1/4 1/256

Dos años 1/4 1/512

Dibuje una gráfica en donde el eje de las X se refleje el tiempo transcurrido entre el 1 de enero de 2008 y el 1 de enero de 2010, y en el eje de las Y el título de anticuerpos IgM e IgG.

IgM -> 3 + 60 + 15 = 78 días (T-independiente) IgM –> 6 + 60 + 15 = 81 días (T-dependiente) IgG -> 365*4 + 35 + 9 = 4 años y 44 días

Un gato es vacunado con la vacuna inactivada producida contra este virus el día 1 de enero de 2009. El antígeno (no replicativo) perdura en el organismo un máximo de 8 días. Represente en una gráfica la producción de anticuerpos (IgG e IgM) frente a este microorganismo a lo largo del tiempo.

IgM -> 3 + 60 + 15 = 78 días (T-independiente) IgM –> 6 + 60 + 15 = 81 días (T-dependiente) IgG -> 60 + 35 + 9 = 104 días

La IgG a partir de los 4 años tendría que disminuir

¿Cuánto tiempo estaría protegido el animal? Desde el día 3 de enero hasta el 13 de abril, porque al ser el antígeno no replicativo no se producen células plasmáticas de vida media larga.

Indique los títulos aproximados de anticuerpos para IgM e IgG en el día 30 de enero de 2009 y en el día 30 de marzo de 2009, considerando que se aplica una sola dosis de vacuna.

Día IgM IgG

30 de enero de 2009 1/32 1/32

30 de marzo de 2009 1/4 1/16

¿Sería necesario aplicar una segunda dosis? ¿Cuándo? Represente en una nueva gráfica la evolución de los anticuerpos a lo largo del tiempo tras recibir esta segunda dosis de vacuna en el momento que considere oportuno.

Sí, al mes puesto que debe ser antes del 14 de abril que es cuando termina la inmunidad de los anticuerpos IgG, y más tarde de producirse las células B memoria (13 días).

Si el gato vive 9 años, ¿Sería necesaria una tercera dosis?

Sí, ya que la IgG desaparecerá a los 4 años y 41 días (aproximadamente) tras la 2ª dosis de la vacunación. Por lo tanto, la dosis debería aplicarse antes de que se elimine completamente la IgG.

Otro gato es vacunado con una vacuna atenuada con el serotipo D. En este caso el antígeno (replicativo) perdura en el organismo hasta 15 días tras la inoculación del virus. Represente en una gráfica la producción de anticuerpos frente a este microorganismo a lo largo del tiempo tras recibir la vacuna el día 1 de enero de 2009.

IgM -> 3 + 60 + 15 = 78 días (T-independiente) IgM –> 6 + 60 + 15 = 81 días (T-dependiente) IgG -> 365*4 + 35 + 9 = 4 años y 44 días

¿Cuánto tiempo estaría protegido el animal? Desde el 3 de enero de 2009 hasta principios de marzo de 2013.

Indique los títulos aproximados de anticuerpos para IgM e IgG en el día 30 de enero de 2009, el día 30 de marzo de 2009 y el día 1 de enero de 2010.

Día IgM IgG

30 de enero de 2009 1/32 1/32

30 de marzo de 2009 1/4 1/64

1 de enero de 2010 1/4 1/256

¿Sería necesario aplicar una segunda dosis? En caso afirmativo ¿Cuándo? Considere que la vida de ese gato es de nueve años.

Sí, a finales de febrero de 2013. Al ser una vacuna viva con un antígeno replicativo, solo sería necesario una dosis si el gato no viviera más de 4 años (aproximadamente).

Incluso habría que ponerle una tercera dosis.

Este mismo animal, con fecha 1 de mayo de 2009, entra en contacto con el serotipo E del virus. ¿Estará protegido el animal de la infección por los anticuerpos proporcionados por la vacuna?

No, puesto que la vacuna ha producido anticuerpo frente al serotipo D y no está protegido frente al serotipo E, al ser diferente. Por ello se necesitaría una vacuna polivalente que contuviera las cepas más importantes del virus.

En el caso de que el gato sufriera una infección por este virus, ¿Sería igual de severa la enfermedad que si no hubiera estado vacunado?

No, sería menos severa. Esto se debe a que la infección se produciría porque no hay linfocitos B memoria contra dicho serotipo (ya que las glicoproteínas externas cambian) pero sí que habrían linfocitos T memoria que reconocerían las proteínas internas al no cambiar.

RESUMEN INMUNOLOGÍA: ACTIVIDAD 5 (HERPESVIRUS)

Un gato se infecta con un herpesvirus con cápsula con envuelta, el cual presenta tres glicoproteínas externas y varias proteínas internas. Además existen varios serotipos con variaciones antigénicas en las proteínas externas. En primer lugar para la protección frente a la infección las células epiteliales segregarán IFN tipo I, en presencia de ARN bacteriano propio del virus. Esto hace que se inhiba la síntesis de proteínas de la célula infectada y aumente la capacidad citolítica de las células NK.Tras la llegada del virus las células de la respuesta inmune innata que intervienen en la erradicación son las células NK, que reconocen el virus por receptores activadores. Seguidamente los macrófagos y células dendríticas, que reconocen al virus mediante receptores TLR, NOD y RIG. Tras el reconocimiento se producen citoquinas, IL-12 e INF gamma y TNF alfa, con diversas funciones (activación células NK, linfocitos T CD8, macrófagos, favorecen extravasación).Por otro lado las células NK en presencia de anticuerpos cambian su mecanismo de acción, basada en citotoxicidad mediada por anticuerpos. Más tarde aparecerá la respuesta inmune adaptativa, que consta de la producción de anticuerpos neutralizantes por parte de las células plasmáticas, secreción de INF gamma por parte de los linfocitos Th1 (activación de macrófagos y diferenciación de linfocitos T CD 8) y regulación de una respuesta Th1 excesiva por parte de los linfocitos Th2. Destacamos la acción de los linfocitos T citotóxicos, que son esenciales para la erradicación de células infectadas por virus. Por tanto el balance de esta respuesta se inclinará hacia los linfocitos Th1. limitacionAnte una reinfección los linfocitos B memoria son esenciales para la producción de anticuerpos. Estos anticuerpos deben tener especificidad antiglicoproteínas externas. Además puede haber una cooperación de linfocitos B con linfocitos T, generando una respuesta T-dependiente.

En cuanto a la profilaxis de esta enfermedad, vemos que se pueden emplear dos tipos de vacunas:

- Vacunas vivas atenuadas : producen excelentes respuestas celulares, y son imprescindibles si se requiere respuesta citotóxica mediada por linfocitos T CD8, esenciales para la erradicación del virus, pero son vacunas pobres en respuestas humorales. No necesitan la ayuda de adyuvantes.

- Vacunas muertas : producen excelentes respuestas humorales, pero son pobres en respuesta celular, ya que no sintetizan proteínas. Requieren adyuvantes, que son potenciadotes de la respuesta inmune y según el tipo de inmunización que se pretenda obtener se utilizarán unos adyuvantes u otros.

En cuanto a la cinética de anticuerpos, cuando el antígeno inoculado con la vacuna inactivada no es replicativo se produce IgM e IgG de vida media corta, puesto que no se generan células plasmáticas de vida media larga. En este caso la protección duraría unos 4 meses, necesitándose una segunda dosis para que se desarrolle la memoria generada en la primera dosis. En caso de que el gato viviera 9 años se necesitaría una tercera dosis antes de que se elimine completamente la IgG.Cuando el antígeno inoculado en la vacuna atenuada es replicativo la producción de IgM sigue siendo de vida media corta, pero la de IgG al generarse células plasmáticas de vida media larga, será mucho más duradera, con lo que el animal quedará protegido durante 4 años aproximadamente. Como dicho virus presenta 3 serotipos distintos, con una vacuna inactivada polivalente nos aseguramos de proporcionar los anticuerpos adecuados para proteger al animal, en caso de que se produzca una mutación en el virus.