• Author / Uploaded
• Szabó Andrea

Citation preview

INMUNOLOGIA

QUINTA EDICION

ROITT " BROSTOFF " MALE

Prologo La quinta edicicin dc himunolnzfia sc ha actualizado significatiyamente a pesar dc que solo hail tranSCttrrid() dos arias desde la edicion anterior . Se hail reyisadcr y amphado los capitulos dc la edicicin anterior para adaptarlos a Icrs pcrmanentes cambios cn csta matcria . Sc hail rcorganizado asimisnto todos Icrs capitulos sabre las respucstas inntunitarios mcdiadas por cclulas N, pcrr anticuerpos a etectos dc incluir los conccptos actuates sabre las respucstas THI/TI12 . Entre otras incorporaciones, cabc Llestacar ]as nucyas sccciones sobrc las citocinas, las cclulas ascsinas naturales y los mecanismos dc senalizaci(in intracclular en los linfocitos B N, T. Sc hail rcorganizado los capitulos para ajustarlos a Irrs modernos carnbios N, se ha cubierto con mayor antptitud Cl terra de las inniunodeticicncias, clue en esta edici,or party tic Io n masto citoo% . Estas tuncioonc% c%tan repro%cntada% csqucntaticanlcntc cn la,~qura 1.- c %cran o%tudiatlas con details cn cl capituloo 4.

Resumen : Funciones del complemento

( complemento

do lo% mcthadoorcs yuc lilxran cjcrccn su ctccto %oobrc la% cclula% prcxntes en hts 1laredes ca, .'sculares . I .os basofilos cunlplcn tunciooncs parocidas a I,t% do los nlastoocit(^, hero se trata tic cclulas circulanics.

Plaquetas . Las playucta% tambicn pucclcn sccrctar nlctliatloorc%

r'

do Lt mll.u11acion cuando %on acticada% cn cl proceso do tromN);;rncsis oo ctt presencia tie conlplejos antigcno-anticucrpO .

MEDIADORES SOLUBLES DE LA INMUNIDAD En las rc%puc%tas innlunitarias inter% - icnen nxolcculas do natura leza nun tli\crsa . Entrc cllas sc encucntran Ion anticuerpos y Lis citocinas, yuc I,roxiuccn ION IIIIIiwClt(w5, asi corm() nlnlclrs Otras nlolccula% quo: so: pucdcn cicicciar noornlalmcntc cn cl %ucroo. l a concentracion serica tic algana% do cstas prootcmas ;ulmenta r,ipidamcntc en cl curs, do la% inlcccioncs, poor ho yuc sc cicnominan protonas tic talc aguda. Una do cllas c% la prootcina ( : rcactica i PCR!, ct110o nombre sc dcbc t su capacidad pare unirsc a la prootic IOS ncum0C000% . Fsta union, yuc sc ticnomina oollsotcina ( ; nizaci(wn, t:tcilita la ingcsti('on tic las bactcrias poor parts tic low', la gocitos i t. hR . 1 .MI . Sc disc quo: Ia,, nloolccula% yuc pronltteccn la fagocitosis, coomo los anticucrixos, cl complemento y la protein:) C. rcactica, sc comporlan (onto opronina%.

Las proteinas del complemento son mediadores de la fagocitosis, controlan la inflamacitin e interaccionan con los anticuerpos en el proceso de defense inmunitaria EI ,lItrrIIJ dc l k ()Ill} "Icntcnt' r i o nest a tic url,t% ?11 pro )tcums sell. .%,

coca tiinciom prmcih .tl is trontrtolar la intlamacion . Los di%tinto % conlponclms intcraccioman clttrc si y con ootrcws clement,,, ttel

U

4

0

"40

1cc c'c t .

bacteria% 1 . Isis I,

fagocito !

2. quimiota~ __ 7l

vo~ 0*4 bacteria%

3. opsonizacibn ___ .

Fig. 1.7 . 1. El sistcma del complemento es capaz de lisar las membranas celulares de mochas especies bacterianas . 2. Los productos del complemento que se liberan en esta reaction atraen fagocitos hacia el lugar en donde se ha producido la misma (quimiotaxis). 3. Los componentes del complemento recubren la superficie bacteriana (opsonizacion), con to que los fagocitos pueden reconocer a las bacteria% e ingerirlas . Estas reacciones pueden ser desencadenadas bien por la capacidad intrinseca del complemento para reconocer algunos componentes microbianos, o bien debido a la presencia de anticuerpos unidos a la superficie del microorganism, .

~itroducci6n al sistema inmunitario

Las citocinas son mol6culas diversas que transmiten serfiales entre los linfocitos, los fagocitos y otras cclulas del organismo

Resumen: Interferones (IFN)

1 ::1 tcrntino citocina SC aplica .t tin gr:ut nunuroo cic moleculas di 1CI'CntCS. CLiVa misic'm cs transmitir senales crurc cclulas Cn CI cur s(t do una rCSpuCstt innatuaitaria . I(tdas ]as citocinas soil protcinas o peptidos, t. algunos IICSall adctsados 1/6carcs (gltrcoprotcitms . Las citocinas sc puccicn clasificar era distintos grupos Ias yuc sintetiZan los linfocitos SC StiClert denorninar linfocinas . A continua ci6n, sc conuntan hrcwmcntc Ias principal" clascs dc citocinas . Interferones (IFN) . Estas citocinas soil "pccialnicntc importantcs tiara c\itar la discminacion do: cicrtas infcccioncs Siricas. Algtim os intcrteroncs ( IFNc1 c 11=\j3 } son prctdUCidos por la propia cclula intcctada; otro, cl IFN j, Cs prcrducido por detcrrninadas cclulas T acti\adas . Lets IF\ induccn rcsistcncia ti-cntc a lots Virus ell ]AS cclulas dc los tcjidos no infcctados I; .fa. 1 .8) . Sc produccn ell [as fries inicialcs dc la intcccioin ~. constituvcn la pri-

antigeno

mera linca dc dctcnsa tiCnte .t nurchos virus.

Interleucinas (IL) . Las intcrICUCinas Soil tin CStCrlSO grupot dC ci, tocinas idCSkj, 11, 1 a IL-1 ;+ quo: soil producidas tundanacntalntcrttc poor la . cclulas T, aunquc los tagctcitcas m(tnonuclcarcs algunas cclulas tisularcs tambien produccn algunos cic cllas. Ejcrccn firnciones rtltn \ariadas, per(-) la ntisi6n dc la macoria dc cllas es inducir la multiplicacioin y difercrnciaci6n dc otras cclulas . Cada intcrleucina act6a sohrc till tipo dC cclulas COIICretct, que CxprCsan Ios rcccptoorcs adCCUados part era inICrlcucina . Factores estimuladores de las colonias (CSF). l,os lacuorcs cstinaatladon-CS dC Ids Cctlotnias i ( :SF, dcl inglcs colorrrstimtrdatill r1 filttorsi interviencn ell la nnrltiplicacio,n \ iilcrcnci .lci6n dc Ias cclulas naadrc do la rnedula circa \ . dc Ion prccursorcs dc los Icucocitos sam(Itdneos . La protpoorcion do Icos distintos tipos dc cclulas que Se produccn ell tin monacrnto dads, dcpcnde, en parts, dc la proporci6n de dilcrentes C.SF prcsentc . A1 :;uncts ( .SF tallahicn protnuc\'cn prooccsos dc ditcrcnciacion postcriorcs, quC SC prodUCCrt una \ -CZ (file IX, c%IUlas hall abandonado la mcdula 6sca . Otras citocinas. EMIT cstas SC CnCuCntran Icos tactores dc necrosis U111101 -al, 1'\Fu t FNFP I del inglcs turrwrcr 111-i rosis /'actcn-}, c CI tae tcor dc crccimicnto transt6rnaador +; TLiFj3, del inglcs ti-1711.y in-miuq growth /actorl, que ejercen discrsos ctcctos, aunque soil CSpCCIaImente impoorttntcs cn las reaccioones inflam:uoorias v Citot(')sicas .

Los anticuerpos se unen especificamente a los antigenos y, a continuaci6n, actuan como mediadores de otros efectos secundarios I .((s tires

,11111c

Ict-poN -1h, del inglcs autilzodicsl, dcnonainadoas tans naunooglohulinas {,Igl, soon tin grupo dc moleculas scricas producidas por Jots linfocitos B. De licclao, como sc ha indicado anteriornacnte, sc trata dc Ias tin- mas setIubICS dc los receptorcs do antigeno do Ias cclulas B. -FOdo1 Icos antiarcrpos prcsentan la misnia estruCtura hasica, pert la region por la (file sc uncn al antigeno es proopia dc cada uno de calos . En gcncral, each :u1ticuer pot SC puede unit dc t6rnaa especifica a tin 6nicct antigeno . Nlicntras que una partC cic la naolecula dc anticuci-po SC Line al antigeno i'la region Fah, del inglcs li-a~rxrntarrtirteu hindiucfl, otras rcgiones interaccionan con dicersos clenaentos del sistcma inmunitario, como los tagocitos o alguna dc Ias moleculas del complcnacnto . Fs decir, los anticuerpos act6an como adaptadores dotados dC una Bran sersatilidad, sicndo capaces dc Ccntjuntar varios clemcntos del sistcma inrmmitario con ohjcto dc recconcocer a agcntcs pat6gcnos cspccificos y a sus prcxlurtos +,tin. 1 .9j . La regi6n dc la ntolccula cic anticuerpo quC interaCCioxaa corn Ias cclulas del sistcma inmunitario sc dcnonaina rcgicin Fc . Los netitro'dilos, Icrs naacr6fagos y otros fagocitos mononuclcares pctseen en sir supcrficic recrptores dc Fc . POI- tantot, Si tin anticucr-

Fig. 1 .8 . Cuando las cclulas del huesped son infectadas por virus, pueden producir interfer6n . El interfer6n u iIFNO y el interfer6n 13 (IFN1t1 son producidos por diversas cclulas; el interfer6n y iIFN -tl, por algunos tipos de linfocitos T, activados por el antigeno . Los interferones ejercen sus efectos sobre otras cclulas del huesped, en las que induccn resistencia frente a la infecci6n virica . El IFN;- posee, ademas, muchas otras propiedades .

Resumen: El anticuerpo : tin adaptador versatil

nii( :rr :bro 1

microbio 2

FI ,~i+t 3 rl i i , 'iun especifica

ausencia de uni6n

activaci6n del complemento en presencia de Fc

III

Fig. 1 .9. Cuando tin microorganismo carece de capacidad intrinseca para activar el complemento o para unirse a los fagocitos, el organismo dispone de unos adaptadores muy versatiles: los anticuerpos. Cada individuo puede sintetizar millones de anticuerpos, capaces de reconocer los microorganismos mar variados . Asi, el anticuerpo de esta figura se tine al microbio 1 a traves de su regi6n de uni6n al antigeno (Fab), pero no es capaz de unirse al microbio 2. La regi6n Fc puede activar el complemento o unirse a los receptores de Fc de las cclulas del huesped, sobre todo de los fagocitos .

Respuestas inmunitarias

po se tine a tin pat6geno, Itts tagocitos se pueden unir al ntisnto mediantc sits receptores Fc . 1>c csta manes, cl Itattigcno pucdc ser ingcrido fit ocitado ) v destruido en cl interior del tagocito . Sc dice que Cl antiCUCrpo se cornporta COrtto una opsonina . Los fagocitos pueden rcctntocer particulas opscnizatias por cl Contplenicnto activado (C3b ;l o por anticucrpos, pero la tagocitosis es especialmcntc eticaz Cttando cstan prcscntes ambos tipos tic mo-

Resumen : Opsonizacion fagocito

opsonina

union

anticuerpo

++

. 1.1(1) . lccula i_/g

ANTIGENOS Originalmente, se aplico el tcrmino antigeno a cualquier molccula capaz do inducir la prodUCCicin tic anticucrpos espcciticos por parte do las Cclulas B (el tcrmino proccde del inglcs, antthod% , 7cucrator, gcncrador tic anticucrpos) En la attualidad cl tcrntino . se utiliza en tin sentido rt1LIC110 mil arnplio ) se aplica a cualquicr nwlcCUla que pueda ser reconocida especificamcnte por Cualquicra dc los clcnicntos del sistcma innrtmitario ad aptativo,

cs decir, las Cclulas B, las Cclulas T o ambits. Las molcCUlas de anticuerpo no sc linen a la partictda Completa tie agente intcccioso . Segtin sit csliccificidad, cada uno dc los anticucrpos sc unc solantentc a una dc las ntuchas nt0IcCUlas ialltigenos i prcscntes en la supcrficic del micrtxtrganisnto . Ptredcn ezistir discrsos anticucrpos trente a tin rnisnto pat6geno, cada uno dc los Ctrales se unrsa a tin antigeno ditcrcntc do la supcrficic del mismo . (lada anticuerpo se tine a Un .t rcgirm concrcta do la molccula tie antigeno, que se denontina epitopo. Un antigeno concreto puecic contcner diferentes epitopos o tin conjunto dc epitopos repctidos iJIr7 . 1 .11' . Los anticucrpos son espcciticos dc tin cpitolxt, no do la nxtlccula dc antigeno contplcta. En cl capitulo 8 sc ezplicari c6mo sc las arrcgla cl sistcma inmunitario para gcncrar la Bran divcrsitiad dc ntolcculas dc anticuer Ix) necesaria para que tut indisidu> I :t c!c la inntunidad a largo plaza tiCntc a tin patogcno 'ictcr :nin .td(,-

EI sistcma inmunitario dispone de diversos mecanismos efectores para enfrentarse a la inmensa cantidad de patogenos diferentes

td sistcrn.t inmunitarioc hucdc ~lcaruir a I()s l"atcwcmrs do lit -Crsas formas, coda una oic las ctralcs sc ddapta al till() dC trltcCCIUn V a la talc (ICI Ciclo c ital c1Cl organismo infccti\ o. Estos mccanismos do: dctcnsa SC suclcn dcnommar sistcnms ctcctorcs.

Respuestas inmunitarias

Fig. 1 .14. Microfotografia electrdnica del proceso de fagocitosis . En estas microfotografias se muestran los diversos estadios de invaginacion, que culminan en la internalization durante el proceso de fagocitosis . Despues de unirse con una particula opsonizada, las celulas fagociticas la van incorporando en su interior de forma gradual mediante la emision de seudopodos (1-3) . que posteriormente se fusionan (4) y el microorganismo es endocitado en un fagosoma (5). (Por gentileza del Dr. A. Stevens y profesor J . Lowe .)

Neutralization. I .a ncutralizacicin cs uno dc Ios sistcmas cfcctorcs nri scncillos \ ,c basa cn yuc Icas anticucrpos p11CLICn dCStruir ciertos pat(igcnos sinapicrncntc mecliantc la unicin a los nais mos. Por cjcmplo, los anticucrpos frcntc a Las proteinas dc la cubicrta czterna CAC At11(), rlnOCir115 I IgCntes C.u(ss tlllc n() ccprcsan receptores tic dim-cm), \ tluc sc dclunrtinan celulas ascsinas 11 .1 tural" \K, dcl ingles naturnl killtrS . I as celulas \K proceden do prccurs,rcs linfi)idcs tic I .t medula tSsca, c sc pucticn distim uir \.'I, por su Capacidad para lisar t*LInCiONlalIIICntC tic Ias CClulas 11 cicrias liners cclularcs cultisadas tic CCIUIas tUItltrraIC,, in rirrn x, sin scnsibilizacitin prcS is ! aunquc II() st>n Cal, .tccs tic lisar celulas proccdcntcs dc tumor" rccicn c\tirpadtlsi . ,\Iorfilh)gicantcntc, cstas rclulas prCSelltan CI aspCCto de linfocitos gralnlltlstn grand"

( I_GG, \ . m.is adclantc}.

Los fagocitos pueden ser monocitos/macrofagos o granulocitos polimorfonucleares I .tis tagocltt~s tambien mm tie dtiS clascs dltcrcntes, h)s Itlernt>Ci . Losmair(')lagos t los gralmloCittrs PNlmtn 6ilnuClc;urs . Fattn 1116natts 17etieelt till nilclco caractcnstico, lobulado s, do tin'ma irrci;ulat (ptlhnu'wficol . Sc di\idcn .t su ccz Of nCUtrcSfilos, basofilos C()sillofilos, cn fiutcitrrl tic la rcsI,UCSta quC prCSCntan ',us granul()s

Origen de las celulas que intervienen en las respuestas inmunitarias plaquetas v vv_

celula madre hematopoyetica a

macrofago

monocito

celula de estirpe dendritica

celula productora de anticuerpos e .ila o celula plasmatica asesina natural (forma final)

Fig. 2.1 . Todas las celulas hematopoyeticas proceden de las celulas madre pluripotenciales, de las que se derivan dos estirpes principales; una de ellas da lugar a las celulas linfoides y la otra a las mieloides. La celula progenitora linfoide comun tiene capacidad para diferenciarse en celulas T o B, segtin el microentorno en que se desarrolle . En los mamiferos, las celulas T se desarrollan en el time, mientras que las celulas B se desarrollan en el higado fetal y en la medula 6sea posnatal . No se conoce con certeza el origen de algunas de las celulas presentadoras de antigenos (CPA), si bien se sabe que proceden de celulas precursoras hematopoyeticas . Las celulas NK proceden tambien posiblemente del progenitor comun de celulas linfoides, que madura en el higado fetal y posteriormente en la medula osea posnatal . Las celulas mieloides se diferencian dando lugar a las celulas comprometidas que se muestran a la izquierda . Los eosinofilos, neutrofilos y basofilos se denominan conjuntamente agranulocitoso .

Celula_~ que intervienen en la respuesta inmunitaria

citoplasnnaticos trente a los colorantcs acidos n . hasicos utilizados ell tnitroscorpia . Adc mas, cstos tres tipos Lie Celulas cicrcen ditcrcntes tinntiomcs ctectoras . I .os nnas InInncrosos soil los ncutr6filos, ticnomnin .td(s tannbicn PM\ Ipolinnorfimuclcares ncutrofil(sl, yuc constituycn la mayona tic los Icucocitols circulantes (globulos HanCos sanguineos), alrededor del 60 a 70% en adultos .

()tra subpoblaciun tic Celulas'1' yuc presenta aspccto LGG es tic Iintotitos - f gannnna/delta (cclulas T -,16) . Ell lo% Ixrhlaci(in la tcjid(s lintuidcs, cstas cclulas prcscntan una mortirlogia dendntic .n (_/p. 2 .S) ; cuandor sC CUltisan in 170-0, SC adlnicrcn al sustrato nurcstran ditercntcs cannbios nxrrt6logicos (/ q . 2 .b) .

Celulas complementarias A(iCnIAN tic I(rs lint(,tio,s t, lors fagocitos, en cl sistenna inntttnitario ~ mICr( Icnc t .ur1111Cn una scric tic cclulas connplcnncntarias : " ('clulas prcscmadoras tic antigenos ((TA), due prcscntan los antigenos a las cclulas 'f y B . " Hayuctas, yuc intervicncn en la coagulaci(in y en los proccsos intlannatorios . " .Nlastocitos, Clue ticncn sinnilitudcs cstructuralcs v tinncionales ,on loos polimortintuclcarcs basoifilos ell ciertos t1pos tic inflaInac ion (\ . Cal) . 23) . " ( clulas cndoxcli .ilcs, yuc cxprcsan nnol&alas capaces tic reconorccr .t Ions leucocitos circulantes, coil to yuc controlan la Circulation distrihuci(m tic los rnismos . LINFOCITOS I .os linfocitos se protiuccn a diario ct1 grandcs c .ultidades cn los 6rganos lintuidcs ccntrtlcs o primarios (c l titno y la nnedula 6sca tic los adultors ( . -Mgunas tic cstas cclulas migran hasta Ios (irganos lintuidcs sccundarios (bazo, ganglion lintaticos, amigtialas y tcjidor lintiridc asociado a nnicosts) a teases tic] torrents sanguinco . Un scr hunnano adultor normal potSCC LAWS 10 : CcIuLts linfoicics, y cl comjunto del tejido lintiridc rcprescnta aproximadanncntc tin 2"tic del pcur corporal total . Las cclulas lint oidcs ccmstituncn alrccictior del 2(176 tic los leuc(x itors circulates tortalcs . MUChas cclulas lintuidcs tnaduras son tic vida larga, N' pucdcn pcrsistir Co(nno cclulas tic nncnnonia durante \ .trios aiurs o incluso ducnntc toda la soda LICI individLIO .

2 Fig. 2 .2 . Heterogensidad morfologica de los linfocitos. 1) Los linfocitos pequenos carecen de granulos y presentan tin nucleo redondeado y tin alto cociente N :C . 2) Los linfocitos granulosos grandes presentan tin cociente N :C menor, tin nucleo dentado y granulos azurofilos an el citoplasma . Tincion de Giemsa . (Por gentileza del Dr . A. Stevens y del profesor J . Lowe .)

Los linfocitos son morfologicamente heterogeneos 14)s linti~titl,s tluC sc orhNCr(an to till 11(kils s .ui1ulnt") c()[nctnd(n1 .tl IIrCSCntall III ut dI\CrM)s Ltnralh), h Itl tint dC dlantctroIy mortoloopas . Ha\ dltcl-ClICIas en CuAntor al c()lunncn rclAtisor Lie] nucleo- v cl citoplasma (cociente N :( : ), la forma del tnIClco la .NN 2 .2) . prcscncia o auscncia CIr granulos azur(')filos ( . Niccliantc rnicroscorpia y una tinciom llcrnatol(Igica clasica, tic conxr la tincion (iicnua, sc pucdcn obscrsar don tipos nnortol(igicos tic linfocitos ell la circulaciom . Unos son rclativanncnte pcclucnos, carecen tic granulos \ prcscntan tin cociente \ :(' ele\acior . Los otros son ntas grandcs, I,rcscnt :ul tin mcnOl' COCicntc \ :( ;, conticncn granulos azurofilos intracitoplasrnaticos y se ticnorminan linfocitos granulosos grandcs I LGG) . Los LGG no sc dchen confundir coin los granulocitos, los nnonocitos ni sirs preCursorrcs, Clue tambicn conticncn granulos azurofilos . Celulas T sanguineas en reposo . La nnavoria tic cstas cclulas csprcs .ut rcccpto,rcs I Alabcta i CCIuLns l' a(3 ; \-. rnas ,aiclante) ) pucdcn adoptar Cualtluicrd tie las don mortologias conncntadas . La nna( ona (95':6) tic las cclulas T colaboradoras I Ti i, del ingles T helptr-l y una alta proporci(in ( 50%) tic la% cclulas - h citototxicas (T( 1 soil de tipo pcyueflo (no granulosas y con tin alt(- cociente \ :(') . Adcmas, posccn una cstrLICUIr.t Citoplastnatica dcnomtinada ~, cucrpo tic Galk, clue csta formada Ixrr una acumulaciom tic li sosotnas primarios auciados a una g()tiCUla lipidica . El cuerpo tic Gall sc dctccta tacilmcntc nncdiantc cl cstudio citocluinnico tic las enzitnas lisosontalcs y mediante Inicrosco(pia clcctrornica (fip. 2.3) . Mcnos del 5% tic las Celulas Ttt s, tin 5(t'%, Lie las cclulas '1'( prescntatl cl otro aspecto Inortotl6gico . h.stas cclulas Inucstran Inorf6logia LGG, ell la title sc obscrsan limrsomnas disperses ell todo cl citoplasma y urn aparato tic Golgi bicn dcsarrollado I.fq. 2.-I) . En ratoncs no se observan Celulas T( coin tnortulogia L( ;G .

Fig . 2 .3 . Ultraestructura de una cblula T no granulosa . La microfotografia electronica muestra el cuerpo de Gall IG) caracteristico de la mayoria de las celulas T en reposo . formado por lisosomas primarios y Line goticula lipidica lflechal . .10.500. Reeuadro : El cuerpo de Gall se observa tambien mediante microscopia optica y tincion para esterasas inespecificas, en este caso en forma de tin unico opunton . X400 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cols . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol . II, segunda edition, Milan : EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

Lintocitc ~,

Celulas B sanguineas en reposo . Estas cclulas no prcscntan

CLiCr-1)0s (IC (;all Ill rrrrn- li)loeia I .(.16, . ski citoplasnia cst:i replc. to dc monorriht)s()mas tiispcrsos ~ aislaclos (ft,H . ?.,7;1 . h:n algunas ocasioncs, sc cnCUCntrall CCILILS B acti)adas en la circulacioin yuc prcsentan kill reticulo encloplasniaticu rugoso ell Case cie (icsarroIlo iJuq . 2.81 .

Celulas NK. A I igual title las cclulas T -;ii v clue algunas cclulas

1-( , rststs cclulas se caractcrizan lxrr ski nu>rti)logia 1 .( ;G . Sin embargo, prcsentan una nra\ or c:uuidad dc gMILL los azurcifilus yuc las cclulas granu1rrsas'f .

Fig. 2.4 . Ultraestructura de una celula T con morfologia granulosa. Los granulos electrondensos y negativos en la tinci6n de peroxidasa (lisosomas primarios IPLI) son tipicos de estas celulas. Estan dispersos a to largo de todo el citoplasma, encontrandose algunos de ellos en las proximidades de on aparato de Golgi (G) bien desarrollado . Se observa la presencia de muchas mitocondrias (M). ,10.000 . Recuadro : Mediante microscopia optica y tincion citoquimica frente a la fosfatasa acida, se observa kin patron de tincion granuloso. .400 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol. II, segunda edici6n, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

Fig. 2 .6 . Modificaciones morfol6gicas de celulas T -b elonadas in vitro. 1) Las celulas se adhieren al sustrato de forma parecida a coma to hacen los macrofagos . ,6.000 . 2) Las celulas se alargan, formando ur6podos, y separandose dos filopodos polares. " 2.000 . 3) Formaci6n de placas adherentes en los extremos

Los linfocitos se pueden identificar de acuerdo con una serie de marcadores caracteristicos

lintra cuall do sc rec(m(icc cl antigeno sobrc has cclulas'I uji, cvitando asi la ancrgla yuc SC pr(x1uci6a tras la uni(Sn do 'IVR con Cl antigeno solo . Estas cclulas tambicn cxprcsan CTLA-4 dcspucs de (]tic (:11125 sc hall unido con sus ligandos 117-1 1CD80 ;i y B?-2 C('11156'i, prcsentcs ell Ias cclulas prcscntadoras dc .tntigcno y la intcraccicm do csta na((ICcul :a corn I(,s naisnaos hoalld(ts pcrnaitc rccucir la tunci(in tic Ias cclulas I . Adcna:is Ias cclulas '1 uj3 cx prcsan distintas isotixnaas del .uati~"cno ICUCOCItarlo conaitn i (:11145 ) . Sc considera clue es CD451Z(), en lugar de (:111451Za, cl yuc sc rch oona con la actiiaci(in cclular I, .I clasifcaciun dc 1()s subtipos do cclulas 'I utji tambicn sc ha rCAizado atcndicnti() ;a

Fig. 2.10 Las celulas T expresan TCR de tipo Iii o uji. Estas celulas se dividen en los subtipos CD4 y CD8, segun reconozcan antigenos (peptidos) con CPH de clase II o I, respectivamente . Las celulas T CD4 se subdividen a su vez en TO y TH2 en funcion de sus perfiles de citocinas. No hay evidencia de que las celulas T f(; y las celulas T CD8, all tengan un perfil de citocinas definido .

Celulas que intervienen en la respuesta irlmttllltaria

Marcadores superficie celulas T humanas y murinas CD45RO CD45RA TC° C C: . CD28

"

.

CD5f=Ly-1 I (CD7) s en sec ; humanos

I

cns

todas, las cilulas T i (Thy-11 solo en ratones

-D4f=L3T4i TH

~:D8f=Ly-2,31

Fig. 2.11 . Hasta la fecha, la molecula CD7 solo ha sido detectada an la especie humana, mientras qua Thy-1 es especifica del raton. Los marcadores qua figuran entre corchetes son los equivalentes murinos de los marcadores humanos . La mayoria de estas moleculas pertenecen a las moleculas de adherencia de la superfamilia de las inmunoglobulinas .

Ita ticmostrado que Ias cclula% ('ll8 - -! oi prc%cntan till rcpcrtorio tic rcccptorc% tic celulas T dirigido timdantcntalntcntc trcnte a tictcrininados antigcnos bactcrianos of I,irales (supcrantigcnosl, porr to que sc supone que Cstas Celulas pucdcn dcscmpcfIar till papcl intportanic cn la protccci('m tic Ias supcrficics nurioosas del (orgallisnlo. Las celulas T comparten algunos marcadores con celulas de otras lineas 11 .1%ta CI ntoanCttt0, lICtttor% dC%,r'lto ali;ti+u)s tic for% 111,11-tdorrCs :Clularcs \ rcccptorcs espctrti :oos tie antmcno que Caractcrizan a I .ts subpoblacionc% de Celulas F. Tatnhicn cxistcn cicrta% moleculas de superficic que se cxprcsan en toodas Ias Celulas I' I m:trcadorrcs pan-T), y que se Cncucntran tatrthicn cn otras lincas cclttlarcs . l'n burn cjcntplo tic loos ntismos soil los rcccl~torc% tic tic critroocitos carncro i ('I)2 ~ . /n riro t . cn circunstancias norrntaIC%, la n10ICCUla ('D2, juntoo Coil cl Contplcjo T('R-('l).i v otras glucoprotcinas tic ntcnthrana, colahora ell la acti\acilrn tic Las celulas T mediante sot union a till ligando aciccuado. Sin embargo, ( I)2 se encUcntra tambicn aproximadantcntc en cl 75"s, de Ias cclula% \K (a).3 . ()tra molrcula, relacionada Con la acti\-aci(in de Ias Celulas T, (:l)5, %e Cxpresa en codas Ias Celulas - I' %' Cn una subp(olilaci6n de celulas B. AunquC ( :1)5 SC pIICdC unir a (I)72, no %c sahc Con cencza si c%tc cs cl ligando fisioologico cn Ias cilulas 11- ('1)7 aparcce cn la mayoria de la% cilulas \I; %. T. En el apCndiCe SC inCluvC una lista C()Inplcta tic towia% Ias mooleculas ('1) tic 1 .1% Celulas T, algimas tic Lt% Wales aparcccn tambicn cn otras Celulas tic origcn Itentatopoyctico . Las celulas '1 nttrrinas cxprcs,tn marcadorc% parccidos a Ions tic Ias celulas T hurnanas . Celulas T supresoras Aunquc cxistcn ,taros indicioos tic la cxistcttcia do Cc1Ula% T suprcsorras Cl's i cspccificas tic antigcno, no cs probable que cotnstituvan una subpoohlati(in indclmndicntc t ni\cl timcioonal . Sc Ita ohsrrvado quc canto Ias cclula% -I CI)4' coma Ias ('l)8 - pucden sttprimir Ias rcsptic%tas innttinitarias ; este ten6meno x ptiedc producir ntcdiantc citotozicitiad dirccta trcntc a ]as celulas prescntadooras tic antigrnor%, ntcdiantc cit(rcinas -sultrcsoras ,, iv . rap. 11 l, poi I,t rcg,ulaciom ncgativa tic la transducci(in de la seial )cite ("I . raccioon entrc LA--1 v sus ligandos; v. arcs) o a craves de una red idiotipica (\ . cap. 13).

Celulas B Loll lintircit ~ I ; constimycn cntrc el 5 y cl 15',%, del Cornjunto de linfimt(,s,ir, [+),tines, v sc caractcnzan porr la prcsencia tic innttinooglohulinas tic superficic . Estas innrtmooglohulina% marcadora% Soil sintctizada% porr la propia cclula \ %c encuentran imertadas en la mcntbrana cclular, en dorndc acttian conic, rcccptoorcs cspeciti Cots de antigcnos . Los reccptorcs puedcn set- dcteciados cn la superficic tic las CCIUlas madUras ntc(liante anticucrp)s marcados Coil %ustanCia% fluorc%ccntc% y cspccifii( , s do la innuutooglobulina tic la espccir cn cstudio. (uando Ias iclulas tic tirlcn corn innrtrnortluorcsccncia, sc obsena sobre la cclula B ulla tluOl_CSCCnCia Coil aspecto ~ , allUlar- Ifrrt . 2.121 . Los antiiucrpos divalcntcs tren tc a Ias innrtinoglobulinas tic cupcrficic SC UnCll a I(r% rcccptoorcs tic superficic \ los entrclazan, dando lugar a , parclic%- do innurnoglobulina distribuiclos poi la superficie cclular. ( :uando [as ce lulas soil soonicticlas a calentamicnto, la maoria tic Cstos Complcjors Sc dcsplaza a to largo tic la superficic cclular v sc acunttlla en tin extrcnto de la irlula, obscrv:indosc cntoncc% una c%Pccic de , ^caperuza-, I % .1!q . 2.12, rcciradrnl . Una vez tirrmada c%ta cape . ruza, la inllttnt(rglobulina penctra en cl interior de la irlula, don tic cs dcgradatia . Este trno~ntcno dc timnacion tic caper-Was SC obscna tarnhien en cl casoo tic otras glucooproteinas tic superficic, tanto en Ias iclulas B coma en otras tipos de cilulas. El complejo areceptor de las celulas B» La ntav()Ir,t tic I :ts iclulas B Itturtut :ts tic s.tngrr lxritrrica cxpresan dons isotilxn tic innttrnorglorhttlina sorhrc sot %UperficiC, IgN1 C li;l) tic I:v. cap . 61 . I'ara una cclula 11 concrcta, Ion puntos union al alltigeno do combos isotipoo% soot identicos. \Mono% de till 105. de las celulas circulanics cxpresan Ig(_i, IgA or IgE, aunquC cste tipo tic Celulas si title se encticntran en mayorcs Cantidaclcs cn dctcrminados lugarcs del organismo, comoo lxor cjemplo ]as Celulas pro ciuctoras tic IgA tic la nttICor%a intestinal . l a innumoglohulina %c CnCUCntra asociada a otras ntolcCUla% tic la superficic tic la cclu la B, titrmando cl -contplcjo receptor tic antigeno tic Ias Celulas B ( It( - It, del inglcs B ti11-autigeu receptor) . F,stas moleculas ,acecsorrias- Soil hcterodintcro% tic Igu ((*1)79a i c lg(i i ( .1)79b i, uni T11Cdi .mIC CTIIACCI di .(rlti,If, !IC! CI- 1 1, 41 71,71 1 1 i1 1 TC 1,1,7,7i, III AT)

Fig. 2.12. Celulas B tenidas para detectar Ig de superficie . - Cs+.rla6 L + ;~d+ duds ~-+, d+o;v-lyhi ila~+t~,r:+(tt muestran una fluorescencia de superficie anular a la luz ultravioleta en frio . En el recuadro se ve una redistribution polar (xcaperuza») del anticuerpo cuando se incuba con We a 37 °C . "300. Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol. II, segunda edition, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

Linfocitos

el caso do los componcntcs indis idualcs dc I conlplcjo TCR-CD3, participan en I(rs fell'rnlenos de actn -acioin cclular . Otros marcadores de las celulas B y subpoblaciones de las mismas Las CClul.ts B 11Ur11,ULIS 1 la, n1urmas Czhrcs :ul tanlbicn ((u -(n nrucadores (kii, 2.13) . La masoria dc las celulas B poses antigenos Cl'H dc class 11, quo: son importantcs en los proccsos do colaboraci6n con las cclulas T. Estas molcculas dc class II son I A o I-E en cl rat6n, y los antigenos HLA-Dp, 1)L \ 1)R en los sores humanos . En ]as cclulas B sc suelen cncontrar receptores do los conlponcntcs del complcnlcnto CA) (( :R1, CD351 y C ;3d (CK2, CD21 +, yue tambien cstan rclacionados con la actisacicrrl . t posiblcnicntc con cl «ascntamicnto- do las cclulas . Las intcraccioncs do ((19/( :1)21 con cl compicniento asociado con antigeno docnlpcilan un papcl cn la acti\aci61l dc las celulas B inducidas por antigeno a ti-as cs del receptor dc an6arcrpos yuc ligan antigenos . Ademas, posccn receptores para la region Fc do las IgG cx6gcims f Fcyltll, CD32), yuc dcscmpcnan alg6n papel en la transinision dc scnalcs negatisas a las celulas B . Los principalcs marcadores utilizados en la actualidad para identifcar las cclulas B humanas son ('1)19, CD20 v CD22 . ()tras molcculas caractcristicas do las cclulas B Immanas son C:D7 2 78 y ( :D"'2 . La molecula CD72 tambien ha sido detectada en cclulas marinas i L1 b-2 ), junta con 11220, 1.111 .1 \arialitc dc CD45 i Lvh- Jl do: alto peso molecular (220 tidal} . CD40 CS una con las inter n101ccala inlportante dc ]as celulas B, rclacionada . _ft 11 .5 ;1 . accioncs especificas onus las cclulas T v B l \ . Las celulas B sc pucdcn dis idir en dos subgrupos, B-1 6Mac1 , Cd23 ) y B-2 i Mac- I , CD23' ) . La mayor parts de [as cclulas 13-1 nulestran cl marcador CD5 (L1 I ), prcscntc cn-iginalnlcntc solo en Ids cclulas T, cu1'a tunci6n en [as cclulas B sc ignora, aunyue se asocia corn cl receptor - de la cclula B i BCRI \ pucdc estar inlplicado en 1,1 regulacion do la actil aci6n de dichas celulas . Las Moths B-1 producer de tirnm espontanea los dcnominados anticucrpos naturales, yuc comprenden tanto anticuerpos antilrletcrian0s CUr110 anticuerpos contra autoantigcnos, como ADN, IgG Fc, fostcllipidos y componentcs del citoesqueleto . Estas cclulas se encuentran principalniente en la sangre lulmana neonatal 1- cn la can idad pcritoncal dc los ratoncs, y csistcn indicios de

Marcadores de superficie de las celulas B peiifericas humanas y nltxrlas raten

I gu Igl ;

ser humano

Igs ,

Igs CD40

Ly2 [C0721

Celula B

CR1 CR2 B220ICD451

;1' Ig"

CD 40

*~ ~`

Ly-1 ICD51 Fc-; RII

Vv1 E-R

', :HLA-D UN CD22 ' At CR1 (CD35) j~'`'*CR2 (CD21) CD72 s-F- RII (CD32)

Fig . 2 .13 . Muchas de estas molcculas son hom6logas; se muestran coloreadas de la misma manera . Los equivalentes humanos a las molcculas murinas se muestran entre corchetes (f 1) . B220 fue denominada previamente Lyb-5 . Las cadenas Igu e Igli se asocian con la inmunoglobulina de superficie (Igs) y dan lugar al complejo receptor de las celulas B . Los n6meros CD se muestran entre parentesis .

que se diferoncian a trascs do: una sria distinta yue las cclulas B «comcncionalcs ,, del subtipo 132 . Ademas del marcador CD5 de las cclulas T, las cclulas B nnrcstran marcadores do otras lincas cclularcs, coma C:D40 do: algunas celulas dcndriticas . Celulas asesinas naturales (NK) Las cclulas ascsinas naturalcs NIA i c~,nstitulcn Cl 1S'yo dc los linfolcit(1s s,u1gujnoos, s n(( C\hrcsu( I, rCCCptores dc antigeno dc cclulas B iii T. Marcadores fenotipicos de las celulas NK La nlaloria de Ion anti;(cnos CIC suhertiCIC yuc sc dctcctan en las celulas NI< mcdiantc anticucrp((s nu~no(d(malcs aparcccn tamhicn en [as cclulas T o en los nloru)cit(rs,/ nlacro'~taL~os . En la,lirtllr-a 2 .1-1 se ntticstran los principalcs matcadoi-cs dc ]as cclulas NK humanas, asi como las celulas quo tamhicn los posccn . para idcntificar las celulas NK cn poblacioncs lint6citarias puriticadas SC SUCIC11 utilizar antictlcrpos nlonoclonales fronts a (11)16 f FcyRI I I ;I . C: D 16 participa en una dc las s- ias do activaci61l de las cclulas N K, , tanlbien se e\presa en los neutr6filos, algunas n1acrotagos ~ en algunas cclulas T yc& En los granulocitos, CD 16 SC cncucntra tijada a la mcnlbrana cclular mcdiante un venlace tirst:ltidilinositol glicano (1'I( ; ) , nlicntras T y(i yuc las cclulas NK exprcsan la torah transt11cnihrana do: la molecula . ()tro marcador importantc dc las cclulas NK cs CD56 . una n1olccula do adllcrcncia lioni6fla pcrtcnecientc ,1 la supertamilia de las in munoglobulinas ( N CAM J . l:n la actualidad, los critcrios para idcntificar una cclula NK 11un1ana son la ausencia dc C,D3 en prcsencia de CD56 1 ./o ( :D16, aunyuC en un pcyucfo porcentajc dc las cclulas T se pucden rcconocer anlhos marcadores . Las celulas NK en reposo tamhicn ezpresan la cadcna (3 del receptor dc IL-2, un receptor- de afinidad intermedia v 70 kdal dc peso molecular, v la cadeoa 7 transductora dc se-ill, connin para cl receptor de IL 2 y otras receptores de citocinas . Pot- tanto, la cstinxrlaci6n dirccta con IL-2 pros- oca la actin-acidn dc las cclulas NK . Es intercsantc cl 1lecho do yuc las cclulas T coil morfologia cs dccir, las cclulasT yii 1. una parts dc las cclulas T (a(i (DS-, tamhicn esprcsan cste receptor de 70 tidal . lodas estas cclulas respoiiden ante la II .-2, adquiricndo propicdades citot6sicas inespecifi

Marcadores de superficie de las celulas NK humanas otras celulas quo to poseen

marcador CD16 i;I

1.

81111

unrt

i~incru~ :R . :~ili.ilas T,

gr3n,ilocitos,

algunas macrofagos

CD11b

granulocitos, monocitos, algunas celulas TB

CD2"

todas las celulas T

CD7

todas las celulas T

CD8

algunas celulas T

CD56

una minoria de celulas T

CD57

algunas celulas T

IL-2R (cadena li) KIR

celulas T activadas y en reposo

KAR

?

algunas celulas T

'expresado en el 10-80% de las celulas NK . Fig . 2 .14 . Ninguno de estos marcadores es especifico de una linea celular . KIR : receptores inhibidores de las celulas asesinas; KAR : receptores activadores de las celulas asesinas .

Celulas que intervienen en la respuesta inmunitaria

cas, t . sc dcnoniinan colcctitantclltc Celulas ascsinas actiradas poor fin tocinas i LAK, dcl ingles lrrnphokine activated killer) . I as celulas LAK destrutrcn la, celulas tunttrrdICS j0ccncs t, tin cspcctro ntas an,111itr tic celulas ncoplasicas quo: las Celulas NK en rcposo . L'na ditcrcncia importantc cntre las Celulas NK humanas ~murinas es la prescncia cn estas ultimas dc mcnos granulos azurcifilos, pero dc macho manor tarnaflo . En la /itrura 2.1 i sc nurcstra trn rcsuntcn do hos principalcs marcadores tcnotipicos tic Las cciulas NK nTtrrinas .

Funciones de las celulas NK I t luncisill Iisiorlug]CA kie has celulas NK consists en rcconoccr v dCStruir tictcrmilladas Celulas rumoralcs (f%7. 2 .M \ celulas in-

fcctatias porr virus. No sc Conocc con tictallc cl mCC;utisnto ntc di,urte cl quo: estas celulas reconoccn a sus objetitos. Los diatiniors subtipos dc celulas NK cspresan nttolcculas do la supcrfamilia tic Los Ig que rcg,ulan su aCticMad -ascsina-. Algunos prOdLlCtOs tic Itss alclos do Class I dcl (:PH pucdcn prostegcr a ]as celulas diana dc la mucrtc, micruras que otros la t-acilitan, do estc modo, la interaccioin dc loos -rcccptoores inhibidorcs dc Lis Milks ascsinasnt f KIIt, del ingles killer cell inhibitory receptors, Como p58, p,'01 Coil Itrs ligandtss do Lfivcrsas mtrlcculas tic) CPH dc claw 1 i .-1, B t, ( ;) czprcsadas pore las celulas diana las prostcgc dc scr ass sinadas posy las CCltrlas NK, micntras que, posy el cosntrario, Ios ,"rcccptores actitadosrcs dc la ,, cciulas asesinas ") (K-AR, dcl ingles killer cell aitiratory ricrptots, conic p;0 . I , ;0 .2, ;0 .3, csprcsados por ]as celulas NK pucdcn intcrdctuar tambicn con Ion prtxlucttss dc ditcrsos alclos dcl CPH sobr -r las CdUlas liana, intcraccioncs quo: pucdcn ptsr si soles o junto Coil otras, conic CD2/ITA-1, dctcrrninar Ia actit :tci(Sn dc las celulas NK . I'or Canto, I :ts Celulas K-62, que sc suclcn cniplcar para los cstudios dc la funcion NK, nts CXprcsan molcculas CPH, carecicndoo por Cllo dc ligandos para Ion KIR, pero prcacman I,FA I, to que permits quo: Lis cc. lulas NK (1)2 Los ascsincn . ('onto Los celulas NK cstan equipadas corn al mcnos tin KI R propio, las cciulas propias normalcs no sort lisadas por Its NK autoilogos, sicndo has modificacioncs que sc produccn cn los ligandos tic CPH cspccificos para los KIR en las CcluLts rumoralcs cn dcsarrollo o inlcctadas poor virus [as responsabics tie la lisis ntediada par celulas NK dc las mismas . LaIS celulas NK tanibicn son capaccs tic unirsc a dianas rccubicrt.ts con anticuerpos Ig(;, mediantc su receptor tic IgG (Fr;RI I1 :( , D 16), t' do dcstruirlas . Esta prtspiCCIad sc dcnoniina ci tOtOXiCldad CCluhtr dcl)cntlicntc dc allticucrpos i . (VDA') . Las celulas NK acti\adas fbcran imcrfcr6n-Y (IFNyj \ otras citocinas ip . cj ., II .-1 v Gill-( 51~ i, yuc pucdcn scr importantcs cn la rcgulaciun tic la hcmopot esis y cn las rcspucstas illntunitarias .

Activacion de las celulas B y T

I as CCIULIS I c I> sc aCtit an Cu :utdor NC uncrt a stns Anti gcnos cspcCificoos . Lay :clulas h necesitan "\cr ., al anti Clio asociado a ntoIccults ('1111 tic las celulas prcscntadoras tic antigcnos, micntras yuc I :ts celulas B soil capaccs dc unirsc a antigcnos librcs, pero suclcn ncccsitar la colaboraci6n de las celulas f para scr actitadas, salvo cn cl caso de ciCrtoss antiigcnos pohmcriCOS o nttr1000las Coil cap.tcid;td intrinsrca mitttgenica. Para que sc produzca la actnaciosn do Las celulas l' c B, adcntas dc la union cspccifica dcl antigCllto a Itrs rCCCptores tic las celulas T t . B, es precise la intertellcioin tic otras mo1000las tic supcrficic, cosmos CD28 para las cciulas T (\ . cap. 11 ) . La acticacioin t, la prolitcracioin inducidis por cl alltigcllo SC SUCICn producir en los tcjitios linf6i(ICS, t. pucdcn scr obscrc adas in vitro cultit ando linfocitos cn prcscncia dc till agen tc actieador. Entrc esters agcntcs SC cncuCntran : " I.1 antigcnos quo: rcconoccn )ors receptorcs strperficiales .

" AntICUerpos n1rn10Clon1ales frente a (D .i- CCR. " Lcctinas (coma la fitohcmaglutinina iPHA, dcl ingles phvtohaerngrLqlutinin), concatahrm A (Con .-1}, mit(igcno do hicrba carmin (P1trtM, dcl ingles pokeweed mitorficu} . Las Icctin ;is soil proxcinas dc torigrn tcgctal y bactcriano, capaccs de unirsc a los hidratos tic carbono . Algimas dc cllas actitan los . linf ocitos mediantc cl entrcCruzanticllto dc Icos B('R o los IY :R . t SC ticnominan mittigcnos I inductorcs de la proliteracion ) . Sc crcc quo: la cstimulacitin in vitro dc los linliocitos mediantc mitoigenos cs una sinufacicSn bastantc ficicciigna dcl proccso tic cstimulacioin . producidos por los antigcnos cspccificos . La 1'H .t la ccsncacali rw A cstinrtrlan los lintiocitos I' humanos t . tic rat6n, micntras que cl lipopolisacdrido I ITS) cstinutla I ;ts celulas B dc rat6n t- P11A1 cstimula las celulas hunianas Cantor 11 canto T v. ,ha. ? 1 L. . La utilizaci6n dc cstos agemcs in vitro ha Scrtido para dc. ntostrar quo: la actitacion dc las CdUlas T t B conduce a la for. misntas, sicndo csta la macion tic citocinas t tic rcccptorcs dc [as sepal dc partida para quo: se inicic cl ciclo vital do hss clones scIcccicsnados (prolifcraci6n i, que conduce finalntcnte a la ntadu. racioin Y a la produccioin tic celulas cfcctoras t de rncntooria . Aim. 1 .1-11 1 .211) . Las Celulas dc nicnioria rccorren cl sistcnia cirIv culatorio t, sc terminan alojando cn las regiorncs dc Itts tcjidtrs lintiridcs dcpcndicntcs dc celulas 1 to B, cot doncic pcrmancccn prcparadas para responder a una nucta cXposicioin al illisnto antigcnos .

La sepal de activacion es transmitida por «segundos mensajeros»

. La intcracci6n cntrc till linfiocitos en rcposo c tin alltigcno dcscnctdcna una scric dc acontccinticnttss bioqu ntiCOS tcnipranos, yuc conducen a la forniaci6n tic ~ , scgundos mensaicros ,, en cl

Marcadores de superficie de las celulas NK marinas marcador

otras celulas qua to poseen

Lyb-5 (B220)

celulas B

NKM

subtipo de celulas T

-h,ti, t ,

i elulas T

2B4

celulas T activadas

Fc7Rlll*

algunas celulas T, granulocitos, algunos monocitosimacrofagos

Asialo-GM1

-

CR3 (CD11b, CD18)

granulocitos, monocitos

Ly49a, Ly49c

celulas T

*expresado en algunas celulas NK marinas, pero no en todas. Fig. 2.15. Aunque algunos marcadores aparecen tambien en otros tipos de celulas, se ban descubierto marcadores especificos de esta linea celulas.

Fig . 2.16 . Una celula NK IN) unida a una celula diana (T). 4.500 . (Por gentileza de los Dies . G. Arancia y K. Malorni, Roma)

Linfocaw;

scnu tic la cclula li rl 1 . I'.strn mcnsajcrus induccn canlbios ,1 ni lel del A11\ cellular . Varias bias inlportantes estan implicadas ell la actitacirin lintircitaria, auntiuC sc dcscrmo ccn los dctallcs do las mismas hasta cl Inomlcnto . El agcntc cncargado dc iniciar cstas rcacciorncs do sebalizacir5n, que EUnSIStert en un aunlento del nlctabulismo dell tbstatidilinositol, cs un compontente cclular dc pcndicntc tic GYP (u protcula G i, tantu ell I :IS celulas T Colno Cn [as 11 . Comrr comsccucncia tic dichas rcaccirmcs, sc produccn drrs mcnsaicros sccundarios, cl I ,4,a-tritustato tic inusitol i I P3) v cl diacilgliccro~l (1)AG i . El I P3 pro\oca la libcraci6n dell ('a" alnlaccnatlr " cn cl interior tic la cclula, nlicntras que ell diacilgliccrol activa la protein cinasa (' . /unto coil otras cinasas, la protein cinasa (' tilstirrila una scric tic nlolccul3s tic supcrticic, lo yuc pru,rl::r I,I intiucciun tic .tlgunrls taa(nrs dc transcripciral Co 11 la :onsiguicn1C actitacion dc cictcrininados genes. AI purl ticinpo dell cncucntro cntre lrn lintirtitrrs T c cl antigeno, sc csprcsan una scric tic molecular tic supcrficic, conur gp39, % rc :cptorcs do citocinas, corrnu II .-2 . Las intcracciones tic cstas nloleculas Iletan a la prolitcracic n t maduracir,n do Iris lintircitos . La diferenciacion de las celulas B da lugar a celulas plasmaticas y a celulas de memoria Iras la a:ntacion dc Ias :clidas I ~ 11, per Iln nuor :n,~ ~~ uit .ul tigcno, sc obscrcan una scric dc taractcristicas tilt raCStr- uCturAICS prupias dell prriCCsu tic dilcrcnciaci6n i t. fires. 2.8 1, 2.18) . Finalnlcntc, machos tic I(rs blastos dc celulas I; nl :titlran Vdan lu gar a :CILILlr prrnluctOras tic antictICrPrrs, title 001110"llall I'll I'll ,() c x tcrininan con%- irticndo cn celulas plasnlaticas totalnlentc titterenciadas. En alguno% blastos B no apareccn Ias cistcrnas dell rcti :ulrr rnti(rplasm:iti:rl rugosrr. Estas celulas SC CncuCntr .ul situadas cn Iris :Cntrcts gCrn1in.11CS, 1. SC t1cnra11inan :CIUIaS tic Irrs ccntrOS tillicularcs o CCntrricitos jt..fit) . 2.191 . ('uando sc obscrta nlcdiantc microscopia riptica, cl citriplasma do Ias celulas plasnlaticas prcxnta un i%l)ccto bas(ifilo ; Csto sC detx a [as grantlcs cantidadcs do Alt\ gLIC crrllticnc, quC la cclula Csta utili/andrl para la sintesis tic allti :uCri,os en cl reticulo en doplasinatico rugoso i /irt . 2.2(11 . :1 nilrl ultracstructural, cs fiCcucnte que cl reticulo cndrrplasnlaticu prcScnte una disl)Osicirin paralcla (1?rf . 2 ._'1 i . Es rartr cncontrar celulas plasinaticas circa lames, ca clue constitu\Cil nlcn(n dell 0,1"G, tic la poblacion lintir citaria total . Suclen cstar crmfinadas cn los rlrganos Iintilitics x . cundarios 1 en lus tcjidos, aunque tal11bICI1 son abundantcs en la mcdula ()Sea. Los anticucrpos producidois prlr una cclula plas-

matiia crmcrcta sun tic una soda cspc :ilicidad 1 . dc una uni:a clasc tic illllltllloglobill1I1a . I .aS innlunoglobulinas SC l,ucdCn rlbSertar en cl citoplasma do las celulas plasnlaticas mediante tinclorllC% coil anticucrpo% c%pccificos marcado% coil Su%tanclas tluorcsccntes I hrh '-31 . I .a t - ida do las celulas plasnlaticas cs corta, tan s6lo tic unos cuantos dial ; sc dcstrul,cn nlcdiante un procCtirl tic apoptosls (hr/ . 2.23) .

L

Fig. 2.18. Ultraestructura de los blastos de celulas T. Los blastos de celulas T, clue aparecen tras la estirnulacion con un antigeno o un mitogeno, son grandes celulas con un extenso citoplasma, que contiene diversos organulos, entre los que se encuentran mitocondrias IMI y polirribosomas libres . Los blastos pueden ser no granulosos 11) o granulosos 121, segun la presencia o no de granulos electrondensos (G) . Observense tambien las goticulas lipidicas (L) dell blasto granuloso. "3.200 .

110

0

2 Fig. 2.17. Blastogenesis linfocitaria inducida por mitogeno/antigeno. Las celulas T y B humanas que se muestran habian sido estimuladas mediante mitogeno de hierba carmin . 1) Aumento de la basofilia dell citoplasma y aumento dell volumen cellular . 2) Los cromosomas se condensan durante la division cellular y se observan claramente . Tincion de Giemsa, .1 .500 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol. II, segunda edition, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

Fig. 2.19. Una celula pequena de un centro follicular . Estes celulas presentan (it) citoplasma extenso repleto de polirribosomas (P), con escaso reticulo endoplasmatico rugoso (ER) y sin apilamiento de las cisternas (disposition paralela dell reticulo endoplasmatico) . Observese ell gran nucleolo (N) situado en position excentrica sobre la cubierta nuclear . Esta celula, clue puede ser una celula B de memoria, tambien aparece como celula tumoral en determinados linfomas de tipo centrociticocentroblastico . 8.500 .

Celulas que intervienen en la respuesta inmunitaria

Fig. 2.20. Morfologia de las celulas plasmaticas. Las celulas plasmaticas maduras presentan un nucleo excentrico y una gran cantidad de citoplasma basofilo, debido a la abundancia de ARN, necesario para la sintesis proteica . La region clara paranuclear corresponde al Golgi . Tincion de May-Grunwald-Giemsa, :1 .000 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol. II, segunda edicion, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

Fig. 2.22. Tincion inmunofluorescente de la Ig intracitoplasmatica de las celulas plasmaticas. Las celulas plasmaticas humanas, fijadas y tenidas con Ab ftente a IgM humans marcados con fluoresceina (verde) y con Ab frente a IqG humans marcados con rodamina (roja), muestran una intertsa tincion intracitoplasmatica . Estas celulas solo suelen sintetizar una clase o subclase (isotipo) de Ig como demuestra la diferente coloracion adquirida por las dos celulas. .1 .500 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol. II, segunda edicion, Milan : EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

Marcadores de activacion de los linfocitos l), ,,C iniCia 1 .1 C\I)I-C%i(')Il de 1101,I) ( .uami(> sC :lCli\ .ut Lts celulas - 1 \ supCrfi6C, :tuntcntand(, tanahicn la cxdo CiCrtas nu(ICCULas do prcsion Lie otras nutleculas +IC \-a sc cxprcsal,an prccianacntc . Entre cstos naarcadorcs dc acti\aci()n sc encuentran naoIccUlas dc adhcrencia, clue permitcn tnaa intcraccilm rnds cficaz coil otras celulas, N' rccept(rres do tactores de crecimicnto N' ditcrenciaci(in, precisos para la prolitcraciun . dilcrcnciacilm cclular . P(tr cicnaplo, el recept(n- LIC IL-2 (11, 2R), que se express tras la acti\.tci(m de [as celulas 1", esta liarnaado por tres subunidades. I .a s ccell I(tlas l rcposo pcncen la Unidad y (('1)134}, rnaientras que algunas celulas h en rcposo del tipo LGL tanthicn cxprcsan ('D122, la cadena Ii (id receptor-, tras la activaci6n, se induce la sintesis dc la subunidad (z f ( :D25), con to que se tbrma un reccpt(ar lactcrotrinacrico dc 11 . 2 R dc alta atinidad . En las celulas l'

Fig. 2.21 . Ultraestructura de una celula plasmatica . Estas celulas presentan un reticulo endoplasmitico rugoso (E) dispuesto de forma paralela . En las celulas maduras, estas cisternas se encuentran dilatadas debido a su contenido de Ig . Tambien se observan mitocondrias (M) . " 5.000 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol . II, segunda edicion, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

Fig. 2.23. Muerte por apoptosis de una celula plasmatica . La vida de estas celulas es corta, siendo destruiclas mediante apoptosis (suicidio celular) . Veanse las alteraciones de la cromatina nuclear, caracteristicas del proceso. .5 .000

actisadas, se induce transitorianacntc la sintesis do la naolecula gp39 f ('1)401 . ), v sc cxprcsan t:unbicn los rcecptores dc ti-annstcrrina i ( ;D?1, importante para la prolitcraci6n i, ('D38 \ ('D69 . ell las tries iniciales dc la ontogcnia de Estos inarcadorcs aparccen l as celulas T, pcro dcsaparcccn durantc la lase dc dcsarrollo ell el

tinto (v. cap. 12 i . En las celulas T huntanas aparcccn naolcculas (TI I do class 11 durantc las tries tardias del proccso do actixaci(in, pero estas molecular no sc encuentran en las celulas T nau rings. Las c lulas T v ]as Celulas dcn(mainadas -Celulas dc rncnaoria» cxprcsan (-D29 fcadcna (31 dc VI .V como marcador do .tctis :uiGn nanV tardio . Pot tanto, la tunci6n de rncnaoria dc la pohlaci(Sn celular (:1)4'('1)29' podria ser debida al aunacnto dc la cantidad do Cicrtas na0I000las dc adlacrcncia inducido por la actisacitin, que tacilitaria la intcracci(m con otras Celulas Cuando cl animal se \UClsa a encontrar con cl antjgeno .

Fagocitos mononucleares

Lime los marcadorcs dc activacion dc [as cclulas B sc encucntran los rcccptorcs do I1,-2R tic alto afnidad, asi como otros receptores dc lactc~res do crecinticnto v ditcrenciacicm, coma I1 .- .,, IL-4, IL-5 c I1 .-6 i v. cap . 1W . Todos cstos rcccptorcs han sido clonados N secucnciados . Tambien sc dctcctan rcccptorcs dc transferring (( :1)'1'i altos concentraciones de molecular CPfI do membrana tic class II . En las cclulas B actisatias tuun:uuts N marinas se detecta tambicn la prcsencia dc C :I)2 (FcsRl1, un receptor do IgE dc baja afinidad), quc induce la prolifcracicin tic dichas cclulas . CD38 aparece ell Ias cclulas plasmaticas totalmentc diferencigdas s . en los ccntros germjnalcs I'asi coma en Las tries nt3s prccoces Lie] desarrollo dc las cclulas B), aunque no sc cncucnir :t en las cclulas B Iwmanar maduras . A to largo tic todo cl proccso do ditcrenciacion de las cclulas B, las molecular antigc no 1 dc la cclula plasmatica (PCA-11 solo sc encucntran en la Case dc cclula plasmatica . Las cclulas dc mcmoria prcscntcs ell los ccntros gcrminalcs dc los toliculos sccundarios (x . Cap . 121 no cxpresan Igl) dc supcrticic ni Cl)22 . Entre los marcatio rcs do actixgcion dc las cclulas NK sc ell cuentran ]as moleculas ( :PH dc class II .

FAGOCITOS MONONUCLEARES El sistema fagocitico moncntuclcar cumplc dos fimcioncs principales, coda una tic las cuaICS CS Nevada a cabo por oil tipo dc cclulas proccdcntcs dc la mcdula circa : " !si :urcifagos fagociticos , protesionalcs ,~, cuya naision principal cs chmjnar particular antigcnicas .

" Cclulas prcscntacioras dc antigcno (CPA), cuya misicin cs ingrrir, proccsar prrrrntar los antigcnos a las cclulas T . En cl pasado, la red dc macrcilagos fagociticos tlrularCS, junta con las cclulas endotchales, foe denominatia "s quC pro\oocan la dcsgranulaciorn (IC IOS COSInUfi1OS . En CStC prOCCSO, IOS gr.inul0S intracClul .u-CS SC fusionan con la ntcntbrana plasmatica y libcran cl contcnido dc los gninulos Itacia cl Cxtrrior. E%tt CS la unica forma en quC cstas cclulas pueden utilizar cl comtcnido~ de Sus granulos para atacar a dianas grander, como lots esquistosontntlas, imposibles dc tagocitar ifq. 2. .i -I . ()tro mccanismo cmplcado cs la prodUccion de pro duCtos rCacti\oS dcri\ados dCl oxigeno. Se crcc que los co~sino~fi-

Fig. 2.38. Morfologia de un bas6filo . En este frotis sanguineo se observa un basofilo tipico, con sus granulos de color violeta azulado intenso . Tincion de Wright, - 1 .000 .

Polimorfonucleares, mastocitos y plaquetas

los, nictliantc cstc mccanismo, tjcscmpctian tin papcl cspccializaell do la inniunidad trcntc a los Iiclinintos parisitos (~ . cap. lfi) . I .os cosinofilos son atraidos por dctcrininados productos,

como cl factor quimiotactico dc cosinoSfilos dc la anatilaxis E(TA, del inglcs cosiuopbil cbcmotartie,/actor of auaphrlaxis;l, yuc libcran las cclUlas T, los mastocitos y los hascifilos . Sc UnCn

a Lis csquistciscirnulas llarsas de esquistosontaI recubicrtas coil IgG o IgE, v sc desgranulan, lihcrando una toxina dcnciminada p- otcina basica principal- (AMP, del inglcs Major basic protein i . ell Esta tuxina sc localize cl ccntro cristalino del granUlo, a ditcrencia dc otra sustancia t6xica, dcnominada protcina cati6nica del cosindfilo (E(:I', del ingles crrsinopbil cationic pi-otein), title sc localize en la ni :uriz del mismo. Len cosin6filos tamhicn lihcran hist;uuinasa y arilsullatasa, yuc inactisan la Itistunina v la sustancia do reacci6n lenta de la anatilaxis (SRS-A, del inglcs slow reactive suboauce nl'ampl~vlaxis) producidas por Ices mastocitos . ['or tanto, los ctectos tic los factores de los cosinofilos son I :t atcnuaci6n tic las rcspucstas inilamato6as i . la rcduccioSn tic la migraciun do granulocitos liacia cl Itigar dc la im aNi611 .

Bas6filos y mastocitos

1,.1 -uitid :id dc ba-fit- circulantcs cs nmi peyucha, ccmstitut cub, mci , tic] 11,2'', del conjunto total tic lcucocitos _2_3SY . l,cis mastr~citars, yuc no sc cncticntran ell la circulaci61l, suclen

prcscntar una scric tic propicdadcs idcnticas a las tic los basbfilos . Has' dos 6l,os tic mastocitos ; los mastocitos tie la mucosa i \LNt(', del ini;lcs MUcosel rrrnst cell), title se encuentrui en los cpitclios ntucoscn, \ los mastocitos del tcjido conjuntito I ( :Get(:, dcl ingles conncrtivc tlsUnc Mast edit . Parecc quc la proliteracic'm tic Ios !11\1( : CS dcpcndiente tic cclulas 1, micntras quc la dc lo" (1 I'M(' no to cs . Anibos tipon tic nttstocitos sc pucdcn ohscrvar mccliantc micrciscopia ciptica, tras la 6116611 con colorantcs basicos i_ftf. 23y) . 1,0% basrifilos sanguineos maduros prcseman granulos rccuhicrtos por mcmhranas, distribuidos alcatoriamcntc en Cl interior tic la cclUla ;_/iq . 2.-111) . I .os granulos do Ices bas6flos . dc los mastocitos conticncn hcparina, SRS-A, histamine t F(T :1 . 1?I estitlurlo yuc cicscncaticna la tlcsgrallulacicin tic los COSi n6filcis Y los mastocitos suck ser tin alcrgcno {till antigcno quc profit-oca una rcacci611 alcrgica ) . fare yuc esa i oeuvre, cl alcrgcno debe set- capaz tic entrclazar las molcculas tic IqE: unidas a la ,it pcrticic del mastocito o del bas6filo a traces tic sits rcccptorcs del dominioi Fc do las IgE dc alta atinidad { Fci:Rl j . La ticsgranttlacic'm dc los hascifilos y los mastocitos cs sicinpre masis a, libcrandosc simult:incanicutc todos Icn granulos dc la cclula . Para cllo, Ios gri nulos a fusioman en cl interior del citoplasma >, a ccmtinuacioin, sit contcniclo cs cxpulsado rapidamcntc hacia el exterior fjin . 2.41 ; . Algunos t1e los mccliadorcs quc sc libcran ell cl pro ccso tic ticsgranulaci6n, como la histamine, son los causantes tic los sintomas nocims dc la alert ia . Sin embargo, Icn h:uofilos tanlbien cjcrccn fimciones bencficiosas, cntrc las yuc poetic yuc sc encuentre sit participacian en Ices proccsos inimmitarios trente a Ell parasitos. la Pmrrw 2 .42 sc mucstran lo" principalcs marcadorcs tiincionalcs dc los granitlocitos t . Ices mastocitos .

Plaquetas

Fig. 2.39. Aspecto histol6gico de tin mastocito humano de tejido conjuntivo . En esta microfotografia se observa el citoplasma azul oscuro, repleto de granulos de color violeta. Tincion con azul Alcian y safranina, .600 . (Por gentileza del Dr . T. S. Orr.)

Fig. 2.40. Ultraestructura de los bas6filos. Observese el nucleo segmentado ft y los grandes granulos citoplasmaticos (G) . "11 .000 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol . II, segunda edicibn, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

I ..is playuctas sanguincas, adcnias de descmpcf ar till papel en la cc,aguldcir n tic la sangrc, tamhicn intersicnen en Las respuestas inniunitarias, cspccialntcntc en la intlamaci6n . Proccdcn tic los megacariocitos dc la mcdula 6sea, t, tanibien conticncn granulos (Aq. 2.-13) . Un adulto normal produce 10" playuctas diaries, dc las cualcs una media del 30"i, son sccucstradas por cl bazo . Exprcsan nuilcculas (;PH tic class I rcccptorcs dc IgG f Fc°.RI 1), asi como rcccptorcs dc IgE do baja afnidad (Fcr:Rl1 ; ( :1)33) .

Fig. 2.41 . Desgranulaci6n de tin mastocito. Se produce la fusion intracitoplasmatica de los granulos antes de quc se descarguen sits contenidos (flechas! . "5 .000 . Adaptado de D ZuckerFranklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol. II, segunda edition, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

Celulas que intervienen en la respuesta inmunitaria

ldcmas, los mcgacariocitos s las plaquetas posccn receptores para cl lactor VIII \ para otras moleculas rclacionadas ion su tun cion ;uiucnto, como cl complcjo Gpllb,/IIIa I(l)41) t cl comhlcjo Gplb/Gplx (;('1)42 i . EI complcjo Gplih %'IIIa cs una CI_ toadlicsina quc SC unc al tibrin6gcno, a la tibroncctina y a la vitronectina . Ademds, tanto este complcjo como el complej() Gp lactuan comu) rcccpto~rcs dcl lacto~r wm Willcbrand . I .a s plaquetas posccn tamhien otro receptor do s itremcctina,

( :l)S 1 . Para la activaci6n do l :ts plaquetas son imp)rtantes tann~ los reccl7torca como las moleculas do adltercncia . Gras la Icsi(Sn do las celulas cndotchalcs, Las plaquetas sc adhicrcn a la supcrficic cndotclial dcl tcjido vascular danado . A continuaci6n, sc agrc gan y libcran las sustancias contcnidas cn dogs tipr~s do granulos, entre las quc se inclUVcn In scrotonina v cl fibrinugcno. Estos facto>rcs .uimcnt111 la pcrmcabilidad capilar, actiran cl complcmcnto t, cn consccucncia, atracn ICUCOCitOS hacia I1 zona .

Marcadores funcionales de los granulocitos y mastocitos humanos

tipo de celula

marcadores de la superficie celular C5aR

CR1 iCD351

'd'LA-4 CR3 -FA 1 (CDllb) iCD11a) iCD49d)

F~-H-1 ;CD32)

neutr6filos

+

+

+

+

+

+

eosin6filos

+

+

+

+

+

+

basofilos

+

+

+

+

+

mastocitos

+

+

+

+

ND

Fig. 2.42. Los neutr6filos, los eosinofilos, los basofilos y los mastocitos responden quimiotacticamente a C5a, por to que todos ellos deben poseer el receptor correspondiente . Todos poseen receptores de C3 y expresan las moleculas de adherencia LFA1 (CD11a) y VLA-4 (CD49d) . Tambien expresan FcvRll (CD32) y FcyRlll (CD16) . Solamente los basofilos y los mastocitos poseen el receptor de IgE de alta afinidad (Fci:Rl) . En algunas granulocitos se encuentran algunas otras glucoproteinas, entre las que

granulos

F, Pill (C 16)

f c, RI

F'' all (CD23)

peroxidasa

f `Sfatascl

acida

f"sfatasa

alcaiina

se encuentran CD13 y CD14 (que se expresa en poca medida). Ademas, estas celulas tambien expresan moleculas glucolipidicas, como el hapteno Lewis X (CD15) y la lactosil ceramida (CD17) . El contenido enzimatico de los granulos presenta variaciones cualitativas segun el tipo de celula . (ND: no determinado .)

Fig. 2 .43. Ultraestructura de las plaquetas. Secci6n transversal de una plaqueta en la que se reconocen dos tipos de granulos (G) y haces de microtubulos en cada extremo de la celula (MT) . .42.000 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol. II, segunda edici6n, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988 .

~Cu61es son las subpoblaciones funcionales de linfocitos T y como se pueden diferenciar? " ZPor que es necesario que en las respuestas inmunitarias participen tantas celulas diferentes?

" ~Que moleculas utilizan los linfocitos : a) como receptores de antigeno ; b) para interaccionar entre ellos y con otras celulas? ZC6mo se denominan cada una de las diferentes familias de moleculas?

LECTURAS ADICIONALES Levy O. Antibiotic proteins of polymorphonuclear leukocytes . Eur J Haematol 1996,56263-77 . Moller G, led) . Accessory molecules in the immune response . lmmunol Rev 1996,153 Peters JH, Gieseler R, Thiele B, Steinbach F. Dendritic cells: from ontogenetic orphans to myelomonocytic descendants. lmmunol Today 1996,17:273-8 . Playfair JHL. Immunology at a glance, 6th edn . Oxford : Blackwell Scientific Publications, 1996

Razin E, Pecht I, Rivera J. Signal transductior in the activation of mast cells and basophils lmmunol Today 1995 ;16:370-3 Reth M. The B-cell antigen receptor complex and its coreceptors . lmmunol Today 1995,16 310-13 Roitt IM . Essential ln-iunology, 9th edn. Oxford : Blackwell Scientific Publications, 1997 . Romagnani S. Lymphokrne production by human T cells in disease states. Annu Rev Imr,wcol 1991 12 :227-57. Wardlaw AJ, Mogbel F. ' = Fnsinophils: biology and role in disease, Advlmmano+ 60 -1 266.

El sistema linfoide Los organos y tejidos linfoides pueden ser primarios ~centralesl o secundarios (perifericos). Los organos linfoides primarios son el timo y la medula osea . Los linfocitos se diferencian a partir de celulas precursoras en los organos primarios, pero a continuacion migran a los organos y tejidos secundarios, en los que ejercen sus funciones . El sistema linfoide secundario esta formado por el bazo y los ganglios linfaticos . El sistema de mucosas esta formado por el conjunto de tejidos linfoides asociado a mucosas (TLAM) .

Las places de Peyer son uno de los principales organos de contacto inicial de los linfocitos con los antigenos que entran al organismo a traves de las superficies mucosas. Los organos linfoides protegen las distintas zones del organismo : el bazo responde a los antigenos transportados por via sanguinea, los ganglios linfaticos to hacen a los antigenos transportados por la linfa y el sistema TLAM protege a las mucosas. Los linfocitos no son fijos. Se desplazan continuamente por el torrente circulatorio hacia los tejidos linfoides, retornando despues a la sangre a traves del conducto toracico .

Las celulas quo: participan en Its respuestas innaunitnrias se cncucntran organizaofs tOrnaandoa tejidos a- organos, corn Objet() LIc Ile),ar :a cabo sus tirnciones con la rmixinm cficacia . El conjunto, dc estas estructuras se denomina sistcnt.t linl~oi~lc .

cesaria la prcscncia dc ntacrut;agOs fagociticos, celulas presoratado)ras de anti`~oso) s . celulas '1 t. 11 maduras .

LOS TEJIDOS LINFOIDES SE PLIEDEN CLASIFICAR EN PRIMARIOS Y SECLINDARIOS

Principales organos y tejidos linfoides organos linfoides primarios

El sistcntt lintc)idc cst.i formadoa por lintbcitos, celulas acccsorias (naacroitagos \- celulas PrcscnUdOras do nntigcno} ~-, ell algunos tejidos, celuLaS cpiteliales. Pucdc ester organizado en tm. nta de organos cnCAPSULtd0', aislados o consistir en acunatalacioncs .Ic tejido linti)idr datum) . I,Os Principales organos \- tcjidOs lintiaidcs sc clasifican en primarios (centralcs) a . secundarios {pcritericos1 i,y1a . 3.1I. Organos linfoides primarios

clrgdnUS llstOidCS hrint.trion sown Ices lugarcs CFI los yuc sc prodarce naaaoritariantcntc la lmtopoccsis fdesarrollo dc Ices lintocitos ; . Fit cllos, logs linfocitos sc difcrcncian a partir do las celulas nrxlrc linfoides, prOlitcran s . den lug:u -, finalntentc, a celulas maduras tuncionalcs . En los ntantiteros, las celulas '1' maduras en cl timo, micntras yuc las celulas 11 maduras cn cl higado dcl tcto x, cn la medula osea ( \. cap. 12 i . i I .as celulas 13 dc Ias arcs sc dcsarrollan cn tin oirgano cspccializado, dcnominado balsa do Fabricio .j En los organos lintiaidcs primarios los linfocitos adquicrcn sit rcpcrtorio do rcccptoarcs cspccificos dc antigcno, yuc utilizaran postcriormentc pare entrentarse a Ices antigenos con que se cncucntrcn a to largo dc sit existencia . Las celulas son scIcccionadas dc tal forma que prcscntcn tolerancia a los auto:uttjgenos, por lo yuc, cuando son liberadas hacia la periteria, scilo son capaccs de reconocer antigenos extranos . El timo es tambien Cl lager cn el quo: Las celulas T aprcndcn a reco)no)ccr las ntolcculas ('PH propias is- . cap . 12). Tantbien csisten ct idcncias dc yuc alguna parte del desarrollo lintocitario sc produce fires dc los Organos linfoides primarios. Loos

Organos linfoides secundarios

LOS organos lintiaidcs sccunclarios son cl baz(), los ganglios linta-

ticos i-1os tejidos asociadoas a mucosas (TLAM ), etttre los que se cncucntran las amigdalas \ Las places dc Pcacr del ilcon . Los Or ganos linfoides secundarios proporcionan a los linfi)citos tin elltorno en cl yue estos pucdcn intcraccionar cstre si, con las celulas acccsorias y con loos antigenos . Para que se produzca una rcspucsta inntaanitaria cn los organos linti)idcs secundarios es tic

organos y tejidos linfoides secundarios anillo de Waldeyer (adenoides y amigdalas)

timo medula osea

jtejido linfoide asociado 1 los bronquios I gengi,ns linfaticos

medula osea bazo - nodulos linfoides ganglios ., mesentericos

c:s

place de Peyer tejido linfoide urogenital yanylios linfaticos

Fig. 3.1 . Los organos linfoides primarios son el timo y la medula osea . En ellos maduran, respectivamente, las celulas T y B. Las respuestas inmunitarias celulares y humorales se produces en los organos y tejidos linfoides secundarios (perifericos). Los organos linfoides secundarios se pueden clasificar segun la region corporal que protegen . El bazo responde principalmente a antigenos transportados por la sangre . Los ganglios linfaticos ejercen respuestas inmunitarias frente a los antigenos que circulan en la linfa, y que hall sido absorbidos previamente a traves de la piel (ganglios superficiales) o a partir de las superficies mucosas (ganglios profundos). Las amigdalas, las places de Peyer y otros tejidos linfoides asociados a mucosas (recuadros azules) responden frente a antigenos que penetran a traves de dachas mucosas. Observese que la medula osea actua coma organo linfoide primario y secundario .

El sistema linfoide

ORGANOS LINFOIDES PRIMARIOS Las celulas T se desarrollan en el timo El tintor dc Icrs marttitcros Cs un orgatl() bilcrlnrlado, situador en la cat idad tcrracica, pen Cncim;t dcl ccx:lzcSn r Icrs grandes,asps Sanguincos. Cada uncr do Strs dos Icibulos principales csta compucsto a su vez do lobulillos, scparados entrc si por trabeculas dc tcjidcr conjuntico . En each into de estos lobulillos, las celulas linli>ides 1 tintcrcitos i SC enCUentran reparticias entire una zona cortical cxtcrna v una ntcdula intense i;fuf . .i .2) . En la zona cortical se agrupan dcnsarncntc la mavoria dc Icrs tintocitos rclatisantcntt inntadurors en fasc dc prolitcracicin ; las Ccltdas clue SC CnCUCntran en Lt medula son ntas ntaduras, to clue intplica quo Cxiste un gradients dc diterenciacicin desde la corteza hacia la medula . Lots timorcitos mcdularcs maduros cxpresan (;1 44, rnientras quC lors tirnocitos corticales no . Este receptor, clue se Line al hialuro nato \ a otros cornponcntes dc la matriz cstracclular, SC cnCUCn tra cn toclos Icrs lintircitcrs circulantes, pcro no cs c\Prcsctdot por lox lintoCitcrs fijcrs . En Cl SCrt0 do Icrs Icrbulillcrs CsistC una rCd LIC

Cclulas epitcliales, cluC es neces:tria para clue sc produzca cl procCsor dc difcrcnciacicin ctt cl clue Las celulas pretimicas prcrcedcntCS dC la rtt dula (tsca sc transtixntan cn linfircitos'I maduros . Los lobulillos del timo contienen tres tipos de celulas epiteliales En Icrs lobulillos del tinur sc puCdCH distinguir al mcnrts trcs tilers ditercntes dc Ccltrlas epitcliales, dc acuerdo ion su distribuCicin, . cstruCtura, funcioin t fenotipo . Son las celulas epitclialcs nodriza cxtcrna, las celulas cpitcliales corticales, clue tirrdc la corteza man la red epitelial, v las celulas CpitCIia1CS ntcc1ulares, quo se suelen disponcr cn forma de agregados i \-. cap. 12 h. En los lobulillos

tic] tinto tantbicn se cncuentran celulas dendriticas interdigitan. tcs f CI)I ) t ntacr(ifagos (ambos proccdcntcs dc la medula osca), . especialntentc Cn la zona limitrolc entrc la corteza t l :t medula . La produce a tralas celulas hacia N , dcsdc cl tinto se circulaci()n dc ,cs dc I :ts \'dill :% dc cndotclio alto IVEAi rcgionalcs . Lis Celu las cpitclialcs, las < a)I y Icrs macr6lagos cxpresan ntoleculas ( I'H, . quC son csencialcs pare cl dcsarrollo t sclcccicin dc las celulas 1-. En la ntcdula del tinto sc suelcn encontrar corptisctfos do Hassall. No sc conocc su funcicin, pcro parece clue contienen cc lulas epitelialcs ciegcneradas, ricas en CitetqucratinaS do eletado

peso molecular. FA tinno dc Icrs mantderos Cxpcrintcnta tuns imolucibn a to largo del ticrnpo. En logs sores huntanos, la atrotia contienea cn cl ntontento clc la pubertad, y prosiguc a to largos dc toda la vide del individuo. La imolucioin tintica se inicia en la zona cortical, clue pucdc Ilcgar a dcsaparcccr totalrncrttc, auncluc sigan pcrsisticndo restos mcdularcs . I.a atrodia cortical esta rclacionacia coil la scnsibiliclal dc Icrs timorcitos corticalcs a los cstero :»des. Por cllo, todas las Cil-CUnSt.ut0a> ell las clue sc prodUCCn Cl0.tcicrnes agudas dc la concentracicin dc estcrc»dcs, conrto por cjentplo durante cl entbarazo o en situacioncs dc cstres, prontucven la atrofia del limo . Sin embargo, es posiblc clue durante la tide adulta sc sigan produ cicndo linlucitors T en cl tinier, aunquC en peclucfias cantidadcs . Fig. 3.2 . Corte de timo, en el clue se observe la estructura lobulillar. En esta seccion transversal se aprecian las dos zonas principales de un lobulillo timico : una corteza externa de celulas inmaduras IC) y una medula interna de celulas mas maduras (M). En esta tiltima se reconocen cuerpos de Hassall . Tincion con hematoxilinaeosina -25. IPor gentileza del Dr . A. Stevens y del profesor J. Lows .)

Fig. 3.3 . Timo atr6fico de un adulto. La involucion timica se caracteriza por la sustitucion por tejido adiposo (TA) . Se observa una marcada disminucion de la corteza, mientras clue todavia se reconoce una medula menos celular (M). (Por gentileza del Dr . A. Stevens y del profesor J . Lows .)

Lugares de desarrollo de las celulas B

Las celulas B de los mamiferos se desarrollan en el higado del feto y en la medula osea de los adultos I .orti lintircitcrs li sc ticsarrollan dircctamcme cn los islotes do cc lines Ittntatupcttctlcas i_)iH . .;.4Y quo' SC CnCUCntran en cl higado del letet N' en la ntcdula ()sea dcl tcto del adultcr . La medula ()sea

Fig. 3.4. Medulla osea . En esta biopsia se observa la medula osea hematopoyetica (MO) en los espacios clue separan las trabeculas oseas (T). Parte del espacio esta ocupado por adipocitos . (Por gentileza del Dr . A. Stevens y del profesor J. Lows .)

Organos y tejidos linfoides secundarios

do Icrs %crcs humanos adultcrs, edemas dr constituir Cl lugar cn cl yuc Sc dcsarrollan las cclulas 11, conticnc cclulas L maduras y ahundantCS cclulas plasmaticas . Por trnto, la medula ()sea dc los sacs luurtancrs tanlhicn cs un importantc cirgano linlilidc sccund.trio . En las as -cs, Icrs linfircitos B sc dcsarrollan cn la balsa dc Fabricio, un cirgano ccrmPucsto por plicgucs cn Ios yuc Sc IOCa lizan unos f)liculos con cortcza v medula .

/ ORGANOS Y TEJIDOS LINFOIDES SECUNDARIOS Lna s'cz COnClnldo cl dcsarrollo dc Icrs lintocitos cn Icrs organos lintuicics primarios, dichas cclulas migran Iracia Ios tcjido% pcri briars scauui :tricrs . 1-:ntrc cllos Sc cncucntran organos cncapeulados con una organization compleja (cl hazo v Icrs ganglicrs lintaticcrsl s acunudacicnles nor cncaPSUladas dc tcjido linfoidc . La moor parts del tcjido linfoidc no orranizado sc cncucntra aso ciad) .3 IaS mucosas, \ Sc dcnonlina tcjido linfooide asociado a n1u

LIc CCtorma dc foliculo% primarios «no CStinlulados ,, (agrcgados , B sirgencs) o foliculos secundarios "" cstinlulados> , {en los quc aparccc un ccntro germinal corn cclulas dc mcmoria) (:hn.v. 3.6 r 3.,-1 . Los centros gcrminalcs arntiencn tanlhien cclulas dendri. ticas tbliatlurcs t mairut:tgos fagocifcos . En la rcgjcin marginal ila zona yuc rccubrc al manta dc Ic» t(rlicttlos sccundarios'i SC cncucntran macr6tagos csliccializados \ una suhl,ohlacion especial dc cclulas 11, yuc rcspondcn a antiecnos indclrcndicnics del timo dc tipo 11 i polisacaridos) . Los macr6tagos ~ las cclulas dcndriticas tcrlicularcs prcscntan Ios antigcnos a ]as cclulas B cjcl hazo . Las celulas li t . otros lintiocitos cntran v salon lihrcntcntc sic la CI .P a trascs dc los capilarcs proccdcntcs dc las artcriolas ccntralcs yuc irrigan la regi6n marginal . Algunos lintircitos, cspcOalnlcntc Ios plasnloblastos cn tasc dc madurau6n, pucdcn atra\csar la rcgj6n marginal y alcanzar la pulpa roja a trascs dc cicrtOS Pucntcs.

C(" .ls ~ I I_\\11 .

Los 6rganos sistemicos y ell sistema de mucosas desempetian diferentes funciones en los procesos inmunitarios fI Ii .VC) responds ante I))s :mti1en))s transportados por la Sangre, sic lorma yuc Icrs pacicntcs cSPlcncctontizados rcsultan nlucho

ntas scnsibICS a Icrs Patdgcnos yuc circulan por cl torrcntc San guinea, micntrus yuc Ic>s g:ulgliOS llntatiCOS Protcgcn :tl organismo frcntc a Ios antigcnos clue transpcrrta el sistema lintatico, procedctttcs do la picl o dc supcrficics intcrnas . En ambo)s casos, las rCSpue>tas trcntc a Icrs anfgenos consistcn cn la sccrcciiin do anticucrpos hacia la circulation \ cn rcSpuCStas locales mcdiadaS por celulas . Por cl contraho, cl sistema do mucosas cjcrcc una protcccicin ficntc a Ion antigcncrs clue Pcnctran directamcntc cn cl organisnlo a tra\'cs dc Icrs cpitclios nlucosos y cn cl sc produce cl primer encuentro (iniciaci6n) entre el antigcno yuc penctra por las supcrficics n11tcosas \ las cclulas innluncs . Asi, se suclcn cncontrar tcjido" IintiriLICS ascrciados a las supcrficics yuc rctubren cl tracto intestinal {tcjido lint6ide asociado al intestino, o

Fig. 3 .5 . Corte de bazo, an el qua se observe el armaz6n reticular de la pulpa roja . Se ha usado un colorante especifico de la reticulina, y se aprecian las fibres anulares (R) que sujetan las celulas endoteliales de los sinusoides venosos. ~stos poseen una pared discontinue, que permite la libre penetracion del plasma y la penetracion selective de celulas procedentes de los cordones de pulpa roja (C) en so luz. x125 .

TLAI ), el tracto rcspiratorio (tcjido lintbidc asociado a Icrs boon quips, o TIL1B ) o cl tracto gcnitourinario . En cstos casos, cl principal mccanismo ctcctor cs la sccrcci6n dirccta dc IgA I It"As) scrhrc la supcrficic del cpitclio nluCOSO en cucstioin . No o cs sorprcndcnte yuc la mayor parts del tcjido lint50"G) tirrntc parts del sistema do nutccosas, es1,eci.t1

mcntc del TI .A L ra quc csta cs una do las vies mss importantc dc pcnetraci6n de antigcnos externos, ni tampoco yuc la IgA sea la innltmo"Iothulina nlas abundantc.

Los organos fnfoides sistemicos El bazo

FI baz() NC encucntra situadrr ell cl cuadrantc superior izyuicrdo del ahcfnncn, dctris del cstdmago v prcSximo al diafragnla, mjdc 13 x 8 cm c pcsa cntrc 1811 \ 250 , en cl adulto . Esta rodcado cxtcnormcutc poor una ciPSUIa tbrnlada por fibres dc colagcmo, yuc pcnctra en cl parcnquinta del cirgano en forma dc trabcculas cortas . Estas ultinlas, junta con una red reticular, constituscn cl soporte cn cl yuc sc asicntan las dis'crsas cclulas quc conticnc CI cirgano (fij. .i-iy . El bazo conticnc dos tipos principalcs dc tcjido, la pulpa raja ~ la pulpa blanca .

I :1 pulpa blanca csta fornl:ala por tcjido linti)i&, I,t nla\crr parts del curl csta dispucsto alrcdcdr)r dc una artcri))la central, \ yuc sc cicnomina cape linfoicic periarteriolar .,.6i . I a ( TP conticnc zc)nas dc celulas T v zones dc cclulas B ; ],is cclulas '1 sc cncucntran situadas alrcdcdor dc la artcriola central ; las cclulas 11 sc pucdcn encontrar organizadas en La pulpa blanca .

Fig. 3.6 . Corte de bazo, an el qua se observe un agregado linfoide an la pulpa blanca . Se observa on foliculo linfoide secundario, con centro germinal (CG) y manto (M) rodeado por la zona marginal (ZM) y la pulpa roja (PR) . En la zona adyacente al foliculo se observa una arteriola (A), rodeada por el manguito periarteriolar de tejido linfoide (PALS, del ingles periarteriolar lymphoid sheath), constituido de forma predominante por celulas T. Observese que la zona marginal solo aparece por encima del foliculo secundario . (Por gentileza del profesor I . Maclennan.)

El sistema linfoide

Esquema de la organization del tejido linfoide en el bazo

centre germinal

cordones esplenicos (de la pulpa roja)

sinusoides venosos de la pulpa roja

Fig . 3 .7 . La pulpa blanca esta formada por manguitos linfoides periarteriolares (PALS), quo suelen contener foliculos linfoides . Esta rodeada por la region marginal, con abundantes macrofagos, CPA, celulas B de recirculacion lenta y celulas INK. La pulpa roja esta formada por sinusoides venosos separados por cordones esplenicos . La sangre penetra en los tejidos a traves de las arterias trabeculares, que se subdividen en numerosas arterias centrales. Algunas terminan en la pulpa blanca, irrigando los centres germinales y el manto, pero la mayoria se dirigen a [as rcgiones marginales o a sun proximidades . Algunas ramas arteriales penetran directamente en la pulpa roja y vierten su contenido en los cordones esplenicos. Los sinusoides venosos drenan la sangre hacia las venas de la pulpa, que desembocan finalmente en las venas trabeculares y la vena esplenica .

La pulpa roja . Este tejido csta tormado por sinusoides y cor clones celulares, yuc Conticnen macrotag(~s rcsidentes (J q. 3 .8), eritrocitos, plaquctas, granulocitas, llnf()CitOS N' numerosas celulas plasmaticas . ()bscrycsc yuc, aciemas dc las funcioncn inmunitarias yuc cicscmpcna, cl haze canStitttyC tanillicn un rescryorio dc plaquctas, eritrocitos N. granulocjtos . Aciemas, cl bazo CS Cl lugar en clue son destruiclas las plaquctas V los eritrocitos enyejecidos, en un proccso clue sc Ileya a cabo en la pulpa roja y se cienomina «hemocateresis ,, . foclo esto es posihlc gracias a la organization vascular del bazo ( .lFq. ,3. ). Las arterias ccntraIcs se cncuentran rodcaclas por la (:LP y clan lugar a capilarcs arterialcs clue vierten ski contenido en los cordones dc Lt pulpy roja . l)c csta mantra, las celulas circulantcs Ilegan a cstos cordones y qucclan atrapadas cn cllos . Los macrotagos reconocen y tagocitan a las plaquctas y eritrocitos em ejecidos ; las C61LIlas sail guineas quc no son ingericias destruidas pucdcn rctornar a la circulation sanguinca atraycsando los oriticios clue determina cl enclotclio discontinue en las paredes dc los sinusoides ycnosos (f{q . .3 .8), nticntras clue cl plasma tluyc libremente a traves do dichas paredes .

Fig . 3 .8 . Sinusoides venosos y cordones de la pulpa roja . Los macrofagos, tenidos con catepsina D en esta imagen, se asocian con las paredes de los sinusoides (S) y se distribuyen per todos los cordones esplenicos (CE) . (Per gentileza del Dr . A . Stevens y del profesor J . Lowe .)

Ganglios linfaticos y sistema linfatico Lon ganglion linlaticc,s fOrman parts de una red clue filtra los antigcnos conteniclos en cl liquid( interstitial do Ion tcjiclos y en la IinE1 durante cl transports tic cstos Iiyuiclos dcsdc la pcriteria hasta cl conducto toracico Y Ion rcstantcs concIuttOS colcctorcs principales I,fb) . 3 .9l . Los ganghos linfaticos sc SUCICn encontrar situados cn los puntos dc ramification de los yasos linfaticos . Exisrcn dcrcrminadas zonas clue drenan rcgiones supcrficialcs N profunclas del organismo, come cl cucllo, las axilas, las ingles, el ntcciiastino y la cayidad abdominal, en las quc sc obserya una acumulaticin cstratcgica dc ganglios linfaticos . Los ganglion linfaticos que protegen a la pie) son supertiicialcs, y sc denominan ganglion sutkutancos . Los ganglio,, linfaticos protundos, clue protegen a las ntuCOsas rcspiratoria, digestiya y genitourinaria, se denominan ganghos yiscerales o protunclos . Leis ganglion linfaticos humanos prcsentan un ciiamctro dc 2-10 mm, son redondcaclos o con forma dc rincin \ prcsentan una dcprcsion, cicnominacia hilio, cn la zcnla dc cntrada y salida do los Lanes sanguincoL . La linta Ilcga hasty el ganglio linfatico a traycs dc yarias ~:isas linfaticos aferentes, v sale dcl mismo a traves dc tin tinico yaso lintatico cfercntc, situade en cl hilio . Los ganglios linfaticos tipicos cstan rodcados por una cdpsula dc colageno (fiq . 3 .101 . Los diversos contponentes celularcs se cncuentran dispuestos sobre un armaz6n dc trabeculas radiates ) fibras de reticulina . l'n ganglio linfatico conticnc una regicin dc celulas B (c6rtcxl, una regicin do celulas T (parac()rtex') y una mcdula central, en la yuc aparcccn cordones cclularcs quc contienen celulas T, celulas B, celulas plasmaticas y macrofagos (figs . 3 .11 y 3 .12) . La region paracortical conticnc gran canticiad de ( :PA (eclulas interdigitantes), clue expresan actiyamcnte antigcnos do supcrficic (TH cic claw 11 . Estas ( ;PA proccdcn do la picl (celulas do Langerhans ) o dc ]as mucosas (celulas dcndriticas ), transpor tanclo hasty cl ganglio los antigenos proceclentes dc la superficie intcrna o extcrna del organismo (/!q. 3 .1 .3'1 . I a mayor parts del tejido linfoide sc cncucnrra en las rcgiones cortical y paracortical . La mcdula tambicn conticnc at-go dc tejido lintoicle, quc tbrma cordones soparados por scnos lint-kicos (mcdulares) que desembocan en cl scno terminal, a partir del coal surge el yaso linfatico cfcrcntc hl?q . .3.12) . LOS sends linfaticos SC cncucntran rccubicrtos dc celulas fagociticas, espccialmente en la region modular. C;uando la linta tluyc tlcsde Ion vases atcrentes hasty los cterentes, estas celulas tugociticas capturan las particulas antigenicas contcniclas en la misma y ],is transportan hasty el tejido linfoicie del ganglia linfatico .

Organos y tejidos linfoides secundarios

El sistema ganglionar linfatico

conducto toracico

vasos linfaticos

Fig. 3.9 . Los ganglios linfaticos se encuentran en los puntos en que confluyen los vasos linfaticos, y forman una red que drena y filtra el liquido interstitial que penetra en los espacios tisulares procedente de la sangre . Pueden ser subcutaneos o viscerales, drenando estos ultimos los tejidos profundos y los 6rganos corporales internos . La linfa alcanza finalmente el conducto toracico, que desemboca en la vena subclavia izquierda, volviendo de esta forma a la circulaci6n.

Fig. 3.10. Corte de un ganglio linfatico . El ganglio linfatico esta rodeado por una capsula de tejido conjuntivo, y se divide en tres partes principales : C, el cortex (region de celulas B) ; P, el paracortex (region de celulas T), y M, la medula, que contiene cordones de tejido linfoide (region de celulas T y B en la clue abundan las celulas plasmaticas y los macr6fagos) . Tinci6n hematoxilina-eosina, x10 . Adaptado de D Zucker-Franklin, Greaves MF, Grossi CE y cots . Atlas of Blood Cells: Function and Pathology, vol. II, segunda edition, Milan: EE Ermes, Filadelfia : Lea and Febiger, 1988.

Esquema de la estructura de un ganglio linfatico

centro germinal de un foliculo secundario

Fig. 3.11. Estructura histoldgica de un ganglio linfatico. En este torte tenidos para demostrar la localization de las celulas T, se observa el cortex (C) el paracortex (P) y la medula (M). Estas celulas son mar abundantes en el paracortex, aunque unas pocas se localizan en el centro germinal (CG) del foliculo linfoide secundario, en el cortex y en los cordones medulares (CM) (por gnetileza del Dr . A Stevens y el profesor J. Lowe).

Fig. 3.12. Bajo la capsula de colageno se encuentra el seno subcapsular, revestido por celulas endoteliales y fagociticas. Los linfocitos y los Ag procedentes de los espacios tisulares prdximos o de los ganglios linfaticos adyacentes penetran en el seno a traves de los vasos linfaticos aferentes. EI cortex es una zona de linfocitos B, que se organizan en foliculos primarios y, sobre todo, secundarios (con centro germinal). El paracortex contiene principalmente celulas T. Cada ganglio linfatico dispone de sus propios vasos arteriales y venosos. Los linfocitos procedentes de la circulation penetran en el ganglio a traves de venulas especializadas de endotelio alto (VEA) presenter en el paracortex . La medula contiene celulas T y B, asi como la mayoria de las celulas plasmaticas del ganglio linfatico, dispuestas en cordones de tejido linfoide . Los linfocitos solo pueden abandonar el ganglio a traves del vaso linfatico eferente .

El sistema linfoide

El c()rtcx conticnc agrcgacios do: cclulas 11, furntando foliculas primarios o sccandarios, nticntras clue [as cclulas T sc Cn cucntran situadas principalntcntc cn cl paracortex . Por tame, cuando una zona do la picl o Lie un :l ntuco)sa se sc cyucsta a un antigcno dci,cndicntc cic Crlttl :ts 'I I t'. C,tp . 1 l i, Celulas I' del parac(irtcs Lie lo ,, ganglios fntaticos quc drcnan diclta zona pro literan aCtic :uncntc . ()tro Iteclto LIuC Licnutcstra quc Las Celulas 'f Sc cncucntran situadas ell csta region cs quo: los pacientcs con aplasia congcnita del timer (sindronte do: DiGcorgel presentan un nuntrro Lie cclulas paracorticales inlerio)r al normal . Este misnw fencimeno se ohsrn a en raumes o rates cong,cnitantente atinticos i'~LIcsnudos ," ') o sontctidos a timcctornia ell cl ntontcnto do su nacimrenio . 1 .()s ti)IICUlos SCCUndarios de los ganglios linlatic()s estintulados p()r antigcnos posccn ccntros gerntinalcs . Soil parCCidos a los Centros gorminalcs do: las rcgioncs do: cclulas B do: las ( .LP csplctticas del'Fl-1(%l . Las cclulas Lie] ccntro germinal ptrcdcn scr grandcs () poquCnas, SC cicnorninan ccittroblast()s \ crntrocitos, rcspcctis .unentc . Las cclulas 13 en tase do: pr()litCraci()n do: los ccntro» JS

.

t

%r

gerntinalcs prCSCntan una ti)rnta nuclCar bicn (icfinida I hCndida, frcnrc a no hcnLliLla}, (]Lie sirte pare diagnosticar cicrtas crtterntcdaLICS lint6proliteratius malignas, canto los lintcnna> ccntrociticosccntr()bl .istico)s quc sc originan ell cstas Celulas . 1 .()s ccntros gerntinalcs cstin r()dcad()s par un nt :utto do: III) focitos f Vin. 3 .141 . Las CcltrlaS li do csta capa i /iy. 3 .15) conticncn gr:auks CantiLl :ulrs de Ig11 r IL,I) LIc supCrfiCic . En la 111 .1 , 01. p.u--

tc do: Icrs tolicul(r, sccundarios, cste manta o Corona So: Cncucntra cngrosada ell diroccicin a la rilnula ciCl ganglia (,l?e. .1 .15) . Los to liculos sccundarios conticncn (TA (iendriticas tOIiCUI :trcS (/ip. 3 .16), algtrttos iliac rotagos ~`.t)1 . ,i.l - ;~ ~' eecascn litttotcitos'1' ( :1)4' quc intcraccionan coil las Celulas Llcndriticas del ccntro) germinal i;s . cap . 21 . Parccc quc tcxlas estas cclulas, junta Com I()s ntacrolagos Cspecializados do: los scnos ntarginalcs, cicsentpeflail un PapCl ell la% roshucstas dC las cclulas h \, CspCCialmCntC, Cn CI desarrollo Lie las cclulas 11 do mentoria, quc probablontcnte cs Ia hutciorn principal do I()e ccntros gerntinalcs- !En cl cap . 12 so: describe coil ntas detallr la organizacio)n cclular de los ccntros gerntinalcs . )

Fig . 3 .13 . Celulas interdigitantes en el paracortex de un ganglio linfatico . Las cclulas interdigitantes dendriticas (CDO forman contactos entre si y con las cclulas T paracorticales . (Per gentileza del Dr. A . Stevens y del profesor J . Lowe .)

Fig. 3.14 . Estructura del foliculo secundario . Se observa un ccntro germinal de gran tarnano (CG) rodeado de la zona del manta (M).

Fig . 3.15 . Distribution de las cclulas B en el cortex del ganglio linfatico. Tincion inmunohistoquimica para inmunoglobulina de superficie de las Celulas B en la quc se observa coma estas se concentran en el foliculo secundario, el ccntro germinal (CG), la zona del manta (Mi y entre la capsule y el foliculo (zona subcapsular, ZS) . En el paracortex (P) se reconocen escasas Celulas B con predominio de las Celulas T (v. fig. 3.11) .

Fig . 3.16 . Corte en el quc se observe el patron de Celulas foliculares dendriticas de un foliculo linfoide secundario . Este foliculo del ganglia esta tenido con un anticuerpo monoclonal frente a las Celulas foliculares dendriticas marcado con enzimas .

Organos y tejidos linfoides secundarios

El sistema linfoide de mucosas

rrgadon pie tcjido linti,ikic no cncapsulado soil cspccialmcntc abundantcs cn la lamina III-01M .1 V C11 la submucosa tic Ios tractos gastrointestinal, rcspiratorio \ genitourinario Ic . ri~f . 3.1) . Las cclulas linfirides se pucdcn encontrur comp at, rcgldos ditusos o estruCturacias cn forma de ganglios aislados o agrupados, quc conticnen ccntros germinates f toIiCUIOS secundarios I . Las amigdalas tic lo ,, scrcs huntanos Conticnen una cantidad considerable de tcjido lintoidc, quc cn mochas ocasioncs hresentan fOlICUIOS SCCUndar10S con zcmas T intcrpucstas coil \cnUlas tic cndotclios altos . Ha* trcs tipos fundantcntalcs do amigdalas : las palatines, las faringcas (aticnoidcs) y las lingua Ics, quc ConstituNCn cl anillo tic Waldcycr (tiq . 3.1). En la tigura 3 .18sc nntestra un carte histoldgico tic una amigdala lingual . l?n los bronquios V Cn CI traCto 9CnitOUrinario tambicn sc cncucntran acunxIIaCioncs parccicias tic tcjido hnti»cic . Los cpitclios rcspiratorio, gcnitourinario y digcstitos contiencn Cdtr las dendriticas, que ticncn la mjsi6n tic ingerir, transporter y

proccsar Ios antigenos hasty Ios ganglios linfiticos do drcnajc . En la lamina propia tic la pared intestinal SC enCUCntran acU mulaciones tic tcjido linfoide, quc suclcn alcanzar la submttCosa . Estas aCUnurla6onCs i)Uedcn adt~ptar tornta tic nodulos solitarios gFt7 . .3 .19) o nodulos agreg:tllos, ctmx> en rl apcndj cc ~J?q. 3.?0' . I as placas tic PcNcr sc localizan cn cl ilcon distal . EI cpitclio intestinal Icpitclio asociado a Iinun ill punts) tic acticacion . (:onto Lts (:3 C()lnortasa" ,tlclcn 'let' gCncratias Sol)r'C SUI)crticiCS I)CrtCl1CCicntcs a CStl-HCtutaS IjCnas o ell innunlOCoUnPICj()s, Cl dcllc'~Sin) tic ('ill) sc conccntra t.unhien SohrC CS,IS nliSmas ic)n .ts. A c()ntinuaCion, CI ( .;b UtlidO SC Coil\icrte en till 11110() to Co tic lCti)- aCio Il (let Con1I)ICnlcnto) n1C diantr cl circuit() tic amplification tie la via altcrnati) a ; ) . nla% ado I ;ultC ) I_l,rt. 4.li ;~ .

La activation de la via clasica esta bajo el control de tin sistema regulador muy eficaz

La aCti) ;lcio)n dC Lt ct .1 CLANIC,t Csta rogulacla en ta~sc liquid, plc diantc dos mccanism)s . El primcm tic cllos cs cl inhihidow dc ( l , . unit Senn protcasa inhil)iciort scrpina i yuc Sc unc ,t ( It ) Is 1 I()s inaCtiva . ell EI set, ,undo ) mec,lnisnu) co)nsistc cl hloquco tic Lt t(')rnllCio Lie (Ah2a, L1 ('3 C()mcrttsa tic la,ia clasica . La liwnlaciorn tie cSt.l ell cnzinla trio liquid, no Cs tin [)r()CCS() cticiCntC, debido a la prC (let sencia t.teto)r I ) tie la pro)teina fjadcn'a tie ( :4 i ('4-6111, (]Lie :IC tuan cox)rdinadamcnte t . dcgr,tdan ('41) . Adcniis, ( 4-bl) induce

la disociacioin dc ( :2a a partir dc C4t)2a . La activation do la via clasica tamhicn csta rettulada median Sit tC tin n1CC,tnisnl0 title illll)idc la union (let Con1[`o1Cl1lCl11() .1 1 .1 intervienen perfiCie Lie vas cclulas del hucspcd . I-:n csic pn)c"o vas protculas Lie control del complentcnto W('(~, cntrc Lis title Sc cncucntran cl tilCton :uClCradon tic la de graciacicin 1) :111 , C1)SS ), (,RI ~ C1)351 v- cl cofactor protcico do mcnlbratm ~M(P, (11-1()1 .

I?stas nlolcculas actual Lie la siguicntc ti)rma i:/id . 4. -) : " Inhit)cn la union do (:2 a (:41) (I)AF c) CRI ' . " Prcnrtueven la -acelcracion tie la degradacion " , es ciccir, la dis()Ciaci(in tie ( :2a )' (141) 11),11 o (A1' . ell " Aawn como cotactorcs cl proccso dc degradacio)n dc ('4h poi- part(tel tactor I JI(P o) (RI t .

El complemento

La via clasica

C1s

PCls C4

C3

C2

Clr- "Clr

C4b2

Fig. 4.6 . Tras la union de C1q a los inmunocomplejos, C1r cataliza su propia activation y la de CIS. A continuation, C1s escinde C4 para formar C4a y C4b', uniendose inmediatamente este ultimo a proteinas o hidratos de carbono adyacentes. El C4b de superficie se une seguidamente a C2 en presencia de Mg'- . C1s escinde C2b a partir de este complejo, dejando unido al mismo el fragmento C2a. (Observese Clue en el caso de C2 la nomenclatura es inversa a la habitual, siendo C2a el

La via alternativa del complemento se activa espontaneamente

La activation al ralenti genera continuamente pequenas cantidades de C3b* en el suero El cnlacc tio~cst,r inicrnci d, la molccula ( ;3 nati\a SC puCCIC hi(lrcilizar cspontancamcntc cn presencia dc aqua, generando una tiirnia aCtiyada (iC ( ;3 cicntmtina(la (*3i . Esta attiyaCion plasma_ tica cspomtanca dc ('3, dc pcgUCfa magnitud pcro constants, sc (icnomin .t actiyaci(in al ralcnti . A continuaci(in, ('3i actua coma punro C1c union pare sl factor R f x .tir) . 4.81, dando lugar a (;3111 . ,'Estc proccso cs analogo a la union cntre (:2 \ C4b; r. f:q. 4.9.Y EI factor B 1.11100 a ('3i CS cscin(hdo p(1-Cl taCt(li- 1), libcrando lia. El citmplejet (- 3iRb resUltantc, quo: pcrmanece en fast liquicia, es la ( : .; com- crtasa dc la via alicrnati(a (fiq . 4A . Las proteinas dc control dcl complcmcnto impiden que cl ('a'h ligado a las supcrficics dc ]as cclulas aUt61ogas inicic cl circuito do amplifictCitin .

Regulation de las C3 convertasas inhibition de la asociacion (DAF, CR1)

promotion de la disociacion (DAF, CR11

promotion del catabolismo ICR1, MCP)

Fig. 4.7 . El factor acelerador de la degradation (DAF) y CR1 inhiben la asociacion entre CO y C2, y promueven la disociacion del complejo C4b2a. CR1 y el cofactor proteico de membrana (MCP) facilitan la escision de C4b por parte del factor I (FI) . Estas mismas moleculas controlan las interacciones entre C3b y el factor B, mediante mecanismos parecidos.

Mgz

.`

C4b2a

Cab*

C3b

fragmento de mayor tamano . Se ha propuetto modificar la nomenclatura para mayor claridad, pero en este libro utilizaremos las denominaciones originales .) El complejo C4b2a es la C3 convertasa de la via clasica . En este y en los siguientes diagramas de este capitulo sobre el complemento, las reacciones enzimaticas se indicaran con flechas rojas.

('onto csta comrrtasa actua cn tasc liquida, la mayor parts dc ('3b' gcncrado lxor ('3i11h cs hidroliza(1o c inactiyaklo por cl apua .

Sin cnilbargo, en trio do Clue se encucntrc situaCio cn las hrozinljda(jcs ds una supcrficic pertenecicntc a una estruciura ajena, coo la mcnilrana dc una cclula hactcriana, SC tinC coy.t1cntcmcntc a la misnra c jnicia cl circuito dc amplificaci6n dc la via alternatiya. En la . ftuprra 4.9sc mucstra un rcsuincn dc los c )C3b C4b

celulas B, neutrofilos, monocitos, macrofagos, eritrocitos, celulas dendriticas foliculares, celulas epiteliales glomerulares

CR2 (CD21)

)C3b, C3dg, virus de Epstein-Barr, interferon u

celulas B, celulas dendriticas foliculares celulas epiteliales cerv y nasofaringeas

CR3 (CD18/CD11b)

)C3b, zimosan, algunas bacterial . fibrinogeno, factor X, ICAM-1

monocitos, macrofal , neutrofilos, celulas f . celulas dendriticas foliculares

CR4 (p150-95) (CD18+CD11c)

)C3b, fibrinogeno

neutrofilos, monocitos, macrofagos tisulares

Fig. 4.15. Receptores de los fragmentos dell componente C3 dell complemento. CR1 se une con mar fuerza a C3b que a )0b . Estos receptores permiten a las celulas ingerir particular o inmunocomplejos recubiertos con ell fragmento adecuado .

" Es Posihlc yuc CI CRI prcscntc cn los eritrocitos o cn Lr5 l,laquCtas iscgim la cspccic) sirsa para Capturar los innTtmocomplejos o las hnCtc6as p:u- a cl c()artr()I dc la in Iccci( ;n ianticucrIN)s, conaplcntent(), cinin()gen()s, etc . i .

" Aumento de la rnigtaci6n de leucocitos hacia Ion tejidos atcc-

I,

ettcucntran en cl torrcntc circl,dato rio, la migracion dc Ias celulas dc pendo (Ic la czprcsi()n dc rno)Icculas do acilacrcncia cn cl end()tcho) : Cn Ias rcgioncs infamadas of endotelio) osl)rcsa moleculas dc adlacrcncia capaces dc scr reconocidas po)r loll recepto)rcs dc los linfocitos acti)ados o por los ttgocitos, yuc mm capaccs cic atracr otras celulas Ilacia cstas toms . Las rcaccioncs tisularcs (Iuc sc produccn como respucsta a Ias Icsioncs tisularcs o a Ias inteccioncs sc dcnonainan rcacciones inflanaatorias . Sc caractcrizan por:

Fig. 5.1 . Interacciones de los linfocitos con el endotelio. En la microfotografia electronica de barrido (1) se muestra una celula T activada por su antigeno uniendose in vitro al endotelio de la retina . La celula migratoria se tine al endotelio y a continuacion emite seudopodos, para localizar tin punto de migracion adecuado en el mismo. (Por gentileza del Dr . J. Greenwood.) La microfotografia electronica (2) muestra tin linfocito adherido al endotelio cerebral en las proximidades de una union intercelular, perteneciente a tin animal con encefalomielitis alergica experimental . La adherencia precede a la migracion hacia las regiones inflamadas a traves del endotelio . (Por gentileza del Dr . C. Hawkins.)

fJjgracion celular e inflamacion

( uandO SC l)roducui respucsta% innttmitarias en [os tejidos conlo respucsta ,t till cstimulo antigenico~, ]as ditcrcntcs pohlacionc% cc lularcs suclcn it ap :u- ccicntlo en taSC% succsis as . El tipo tic celulas prcsentc, su ahundancia rclatisa \ Cl momenro> en quc acudcn a la zenta dchcndc p6ncihdlmctle de la naturalcza del cstimulo an tigenico y tic la rcgiom atcctacia . E.n gcncral, los ncutroifilos soil las

Recirculacion de los linfocitos y de las CPA medula osea

timo celulas fagocitos dendriticas mononucleares

Figura 5 .2 . Los linfocitos virgenes de los tejidos linfoides

primanos, coma la medula osea, migran hasta los tejidos linfoides secundarios, es decir, el bazo y los ganglios linfaticos . Las celulas presentadoras de antigenos (CPA), entre las quc se encuentran las celulas dendriticas y los fagocitos mononucleares, tambien proceden de las celulas madre de la medula osea . Estas CPA penetran en los tejidos, capturan los Ag y los transportan hasta los tejidos linfoides, en donde se los presentan a las celulas T y B. A continuacioin, los linfocitos activados abandonan los tejidos linfoides y se acumulan preferentemente en regiones infectadas o inflamadas.

primeras celulas que apareccn cn los locos tic inflamacioin aguda dchida a proceso% intccciosos. 1)nrantC %arias dial son Cl ripe tic cclula prcdominante . A partir del primer dia coomicrvan a actidir a la zona intlanrada fagocitos n1OnonLICICaYeti ~. algunos lintucjtos . Por ultimo, Ilcgan las celulas T (:I)8' s. algunas cclula% B. La

c\oltrciom tic una rcaccioin illtl :unatcn-ia agtrda tlepentic tic la Po%ibilidad do climinar cl anti gcno o cl agcntc intccciosoo. (arando csto no es posihlc, la rcacci6n intlanruoria c\oluciolla hacia la cronicidad . En cstos casos cscascan los ncutrhhlos, pcro sc acunurlan grandcs cantid : tics tic celulas'l' ('I)4 t . do tago~citos montmuclc,u- cs . Las rcaccioncs trcntc a ]a% cntcrmeclacics parasitarias (p . cj ., la es(Iuistosomiasis) SLIClcn it acompanadas tic una acunrtrlacicin CIc COSIn0fil0%. I-:stos ultjntos, jullto con lots hastifi Io>s los ntacrotagos, taml,icn ahtrndan cn l :ts parches hromquiales despuis tic tin episoclio tic alma .

I

PATRONES DE MIGRACION CELULAR

El proceso tic migr:uioin Icucoxitaria cetnsta tie dos tales principales. En primer lugar sc produce la union clltrc las CeluLts circa ]antes N. cl cntlotcho tascular, quc sa sci;uitla tie] ticslizamicnto do dichas celulas clltrc Las celulas endo~tcliales o a tra\cs tic las mismas i hq. ti .3). En la sc'untia talc, una \cz atra\ esado cl cndotcho, las celulas migran hacia la region intcctatia or intlamada, guiadas poor cNtimtdo% quimiotacticos . Estos proceso% cst.i n controlados ell parts par las mooleculas tic adhcrcncia tic la supcrficit: tic las

celulas migratorias, clue les permitcn cstahicccr interaccioncs coil cl cndotclio, las celulas tisularcs o Ia matrix cxtracclular, c cn partc poor di\crsas nt0lcculas soluhlcs tin capacidad para transmitir scnales (quimiocinas y otras mo1CCUla% quimioricticas ;~ . Loos patrones tic migracioon cclular son complcjois, \ not solo dependcn tic] tipo do cclula, sine tamhicn tic su grado tic ditcrenciacicin t actit aci6n . Adcmas, Cl cndotclio vascular cs tlitcrcntc ell las distintas rcgiontcs tlcl organisnto, till liccho quc t:unthien atccta a los tcnoimenos tic migracio'm . Eli concrcto~, Lts tenulas tic cndootcho alto i VF 1 quc SC cncucntrall en Its tejidos lintui ties seculldarjos son notahlemente *A ditcrcntcs tie las clue %c en cucntran cot cl resto tic tejidos no lintioides ,;\ . cap. 3 i . El cndotclio tic Ices pcqucnos \asos (]tic irrigan lots tejidos no lintititics tamhicn ptrcdc tariar macho tic till tcjido a ctroo, t . ell totlos los casos cn quc Sc produce una rcspucsta intlamatoria las molcctilas prcscntcs ell cl endortcho~ c%tin scmictidas a nloniulacion a nnel to cal . El tipo tic celulas clue migran a tra\cs tie Ios ciiferentes Ie chos cndotchalcs dcpcndc sic rodos cstoos tactorcs . En general,

3

Fig . 5 .3 . Las tres fases de la migraci6n de los neutr6filos . 1 . Un leucocito polimorfonuclear adherido al endotelio capilar . 2 . El leucocito penetra entre las celulas endoteliales . 3 . Un neutroifilo que

ha atravesado el endotelio. En algunas ocasiones el proceso completo se denomina (diapedesis» . " 4.000 . (Por gentileza del Dr. I . Jovis.)

Moleculas de adherencia intercelular

la nti,, racirrn tic los leucocitos a tratcs ticl endotelio dCPCndC tic la carga superficial tic Ias cclulas yuc interaicionan, tic Ias fuerzas tic cizallamiento hcntodinamictt prcsentcs cn cl Icclto xascular do la cxprcsion tic un conjunto tic cclulas tic adherencia C0111plcntcntarias, tanto cn Is ganglios lintaticos, las placas . Peter y los tcjidtts lintoitics mucosales sc produce a tratcs do Ias VEA It . cap. iS . Ilasta cl 25'%, tic los fntocitrrs que penetran Cn un ga,ho linfatico a tratcs tic los eases s;utguincos pucdcn scr rctic linfocitos tCnIdOS por Ias VEA. Por cl contrario, la proportion tic que circulan a tratcs otn"os tcjidtts \ atraticsan cl Cndt>tclio tic normal tic las rcnulas hrs mismos cs ntininta . Sin embargo, este baja grader tic migration time una Bran intpttrtartcia, t a yuc pcrmitc a Iris linfocitos cigilar todu cl organisnto ~- auntcnta cxtraordinariantcntc Cu ;utdo Sc desarrolla una reaction infanrttoria . for tanto, Ias VEA son rt1M' importantcs a la hora tic contra [.it la rccirculao(m tic Irts lintocitrts . \orntalnuntc solo sc cn

Migration de los leucocitos a traves del endotelio

capilar 4 0--

las fuerzas de cizallamiento y las cargas elevadas dificultan la adherencia

--_!-_ L -777w-71

endotelio

carga baja

vdnula

-

moleculas de adherencia

fuerzas de cizallamiento debiles

migraci6n

Fig. 5.4. Los leucocitos que circulan a traves de un lecho vascular pueden interaccionar con el endotelio de las venulas mediante conjuntos de moleculas de adherencia de superficie . En [as venulas las fuerzas de cizallamiento hemodinamicas no son elevadas, la carga superficial es menor que err otros vasos y se expresan selectivamente moleculas de adherencia . Con estimulos adecuados, despues de la adhesion se puede producer la migraci6n .

Cucntran en Irrs tcjidtts lintoidcs sccunda6os, I,cro tanthicn a tiwnran cn las regiones cronicantentc intlanruias . L;IS iclulas lint6itics do las VEA prcscta;tn tort tornaa peculiar, V exprc,,ut ditcrentcs conjuntos tic ntolcculas tic adltcrencia sultatadas y altantcnte glucosiladas, yuc SC tmCn a ]as cclulas T circulantes v las dirigcn hacia Its tcjidos linfoicics . Estas ntolcculas no son Ias ntisntas yuc irnunrlan la migraci6n hacia los tocts do infantaci6n aguda . Aticntas, I :ts VEA tic los ditcrcrries tcjidtts lintiridcs cxprcsan ditcrcntcs conjuntos tic ntolcculas tic adhcrcncia . En concrcto, las tic Ias cclulas ut0lceulas tic :adltcrencia yuc induCCn la ntigracitin tic ntut >sas s, a Irrs [as fctcr, a los ganglios lintaticos a plains do dena.is ganghos lintaticos son ditcrentcs cntre si . Antiguamente sc ticnontimi a cstas ntolcculas adrcsinas vasculvcs (\ . hag . () .;~, \su Cxprcsidn cn las difcrentes VEA hate posihlc yuc cacia lintitcjto sc desplacc hasty cl tcjido linfoitlc adccuado .

La migraci6n esta controlada por los leucocitos y por el endotelio

I .a migracititt tic IOS ICtrO>:iu~s ista c(Wtn>lada hr~r Id', ntolcculas . ICLICOCitoS, 1)01- Id tic adltcrencia dcl endrrichtr t tic 1()S cstos ICLICOCitOS y por la prcsencia do ctpacidad migratoria tic agcntcs quimiotacticos . Para contprcndcr la complejidad \ la varictiad tic Its patroncs tic migraci6n cs ncccsario conoccr Its nuntcrosos factor- que nxttiulan cste proccso. Entrc cllos sc Cncuintntn : " El estado de activaci6n de tos linfocitos o de los fagocitos: la Cxprcsitin tic itto1000Lu tic adltircrncia su atinidad tuncirtnal varia Begun el tipo tic cclula, % depcndc tic si ha sido actitatia prcxiantentc por un antigcno, por cittrcinas o peer intcraccioncs cclularcs . El tipo de moleculas de adherencia expresadas por cl eu dotelio vascular : ester ticimntic tic la region anatuntnca t tic 1 .1 cstintulacitin prccia por citocinas. Las moleculas quimiotacticas y Ias citocinas presentes en el tejido : los rcccptorcs arnt ditcrentcs Cn Cada Pohlaciitn ICU ioiitaria, tic tal kx- ma que algtmos agentcs yuintiotacticos ac Wall SCICctix:uTtente sabre cictcrtninados tipos cclularcs. AMC', tic cxplicar yuc papcl dcsenapcf an los ditcrentcs tipos tic rta01CCUlas tic adltcrencia en hts naccanisntos tic migration cclular, Cstutii:u-cnurs su natutaliza t. su distribucitin .

MOLECULAS DE ADHERENCIA INTERCELULAR I AS nto1Ciulas tic adhcrcncia intCrcclul .u- son protc nas tic ntcnt brana yuc pcrntitcn ,t Lis cclulas intcraccitntar mutuanainte . Es trecucntc yuc estas moleculas atraxicsen la ntcnabrana v sc entic cucntren unidas al citocstluclcto cclular, tal turner clue al ntotcrsc la cclula Ids puida utilizar para adcluirir intpulso apo~andose ctrbre rnras cclulas o sobrc la ntatriz cxtracclular . En rnuclurs cases una molccula do adltcrencia se pucde unir a ditic tic xersos lig,andos, ntctjiantc la utilization difcrentes PUrttos tic union . Aunquc la afinidad union cntrc una molccula tic adhcrcncia t su fgandcr suclc scr baja, la a\iticz tic la interaction pucdi scr alta, dcbidtr al agrupamicnto tic Ias MOICCULts Cn la SUPCrlICIC cclular . I .as C IULas pueden modular Bus interaccittnes con cclulas tic tic torte tip), Ya sea ntccliantc la modification tie[ nunaertt ntolcculas do adhcrcncia prcscntc cn su superficie o nactliantc la rnodificacitin tic su afinid:ui;a\idcz (fire. i. ;;, h.xisten dos mantras Cn yuc Ias cclulas pucdcn modificar cl grader tic cxprcsion tic Ias ntolcculas tic adltcrencia : n1UCIL7S cclulas alntaccnan (,randcs c;tntid:tties tic cstas ntolcculas cn \rs culas intrrnas, yuc pucdcn scr transportacias hasty la superficie cclular en cucstirm tic minutes cttando la cclula sc actina . Ed otrrt sistcnta consists Cn sintctizar I ;ts ntolcculas t . transptrrtarlas hasta la superficie MULL, un proccso yuc strclc durar \arias horns .

Migration celular e inflamacion

Modulation de la adherencia leucocitaria

Moleculas de adherencia de las celulas endoteliales integrinas que actrian como ligandos LFA-1 y CR3

VLA-4, LPAM-1

LFA-1

LPAM-1

= u,l/3,

v

VCAM-1

ausencia de adhesion

ICAM-1 MAdCAM-1

ICAM-2 Fig. 5.5 . Existen cuatro formas de potenciar la union de los leucocitos al endotelio. 1. Mochas celulas almacenan moleculas de adherencia, que pueden ser transportadas rapidamente a la superficie celular . 2 . Las celulas endoteliales presentes en las regiones inflamadas pueden sintetizar nuevas moleculas de adherencia . 3. La afinidad de algunas moleculas, como LFA-1, puede aumentar tras la activation celular . 4. La reorganization de las moleculas de adherencia de la superficie celular puede dar lugar a la formation de actimulos moleculares de alta avidez . En la practica, cada celula puede utilizar simultaneamente varios de estos mecanismos, y los cambios de afinidad pueden ser posteriores a la interaction initial entre las celulas.

celula endotelial Fig. 5.6 . Moleculas ICAM-1, ICAM-2, VCAM-1 y MAdCAM-1, en las que se observan sus dominios de tipo Ig . En la parte superior se enumeran las integrinas a las que se unen . MAdCAM-1 tambien posee un segmento altamente glucosilado, que se one a la selectina L.

SC 11 .1 identifiC ;uiot unit canticiad sor-prendentcntcruc grandc Cic moleculas dc adherencia yuC intcrsicncn cn Lots proccsos dc nii graciotn dc his Icucocitots . Sin embargo, utdas cllas SC pueden cla sificar cn cuatro familias yuc sc encucntran rrlacionadas cstrUCturalmentc . La migration cs tin proccso complcjo, y a to largo cicl rnisnlo intcrs iCncn Ciis crsos conjuntos tic moleculas LIC 1dhcrcnCi,1.

Varias moleculas de adherencia del endotelio pertenecen a la superfamilia de genes de las Ig 1 .3 nr()ICCUl,1s dC at111CrC 1101 Ci 1111,11 I MM I it AM I i moICCUl.1 tic acilicrcncia intcrcclular, dcl inglcs iurcvccllularadbc~iuu molccrrle'I, ICANI-2, \'( :A,\t-I fi\LA( sasCU1 .u,dCI inglcs r'n;CrrhlrCCllrtlr:radrA\Ci(;\NI-1 i MAC- I aCircsin .t LIC ntLICOtsas, dcl hesion ruoltcuh Y .,glcs ruxcusal rrr!lrcsion rrllrrlararthcsinu urolecrrlo,l prrtrnrcrn a Ia int supcrtamilia dc gents dc las innnuutglohulinas . 12txios los micmbros dc csta tamilia son exprcsados o pueden ser inducidos en cl cndottCliot saSCUlar . ICANIA poscc cinco dominios c\tracclularcs ; los dots dotminios dcl cxtrctno amino prcscntan honlologia cstrUC coral cots his dots donliniots cstracclularcs dc 1(AM 2 . NVA1\1 1 poscc scis dominios cxtracclularcs, sI Cs Una molccula multiI,IC Con dominion tic til,o inmunog,lobulina f.q. ,z bl . Las integrinas de los leucocitos intervienen en la adhesion al endotelio y a la matriz extracelular I ,u intCgrirrts cor1lstitu\Cn un 11111)(a LrntC grulto dr nutlccul,x LiC ,ttillcrcncia yuc sc cncucntran presentes en nlucluts tipos dc CCIU las, cntrc las yuc sc cnctrcntran los leucocitos . Cada micmbro dc csta Bran tamilia dc moleculas csti tornado 1101- Clos pttlil)epti(iots iu V [3 i Unidtts cntrc si dc titrma no Cott alcntc, cad,t Unot dc lots CU,1Ies atrasiesa la menlbrana dc ladot a Ladot. La tamilia se pucdc di idir cn trcs M111611111 6S, scgiin la cadcna 13 ; lii, (t, 1 . 13 3 ) yuc f trtnc parts (IC la molcarla . Rccicntcmcntc sc 11 :111 rcalizado hallazgos yuc indican yuc cl acoplamicnto cntrc Las cadenas rx s, 11 no cs tan prcciso cotnlo sc pcnsit cn un principio. A gratttics rasgos, la, (3,, integrinas inters icncn cn la union dc Lis celulas a la nlatriz cs tratrlular, las (3 . integrinas en la union dc Itts ICUCOC1tO5 al endo-

Integrinas

expresion OP.IIlIi15

I,

hrjro11I :I5ros

celulas T activacias, plaquetas VLA-3 "f .

laminina, colageno, fibronectina

rinon, tiroides

VLA-4 11,13,

VCAM-1, fibronectina

linfocitos, algunos fagocitos

fibronectina

algunos leucocitos, plaquetas ampliamente distribuida

CR3 U1 0 2

C3b, Cob, ICAM-1

CR4 "x(32

Cab, Cob, ICAM-1 ?

macrofagos

Fig. 5.7 . En la parte superior se muestra la estructura general de Una integrina, consistente en don cadenas unidas de forma no covalente. En la tabla se indican las propiedades de algunas de las integrinas que intervienen en la union de los leucocitos al endotelio y a la matriz extracelular .

lVloleculas de adherencia intercelular

Who o a otras Cclulas inntunitarias v Ias (3 ;-intcgrinas i;cito~adlicsinasj en Ias intcracciomes cntrc Ias Plaquetas v los ncutrofilos en ]as zonas intlannadas o en Ias qUC SC lian proxiUCido Icsicmcs sas:ulares . Sin embargo, se Conoccn \ arias exccPciontcs t estc esquenta sintplificado, v sc ltan dcscubicrto cadcnas (3 adicionales (p . ej ., l3_) . (ads cadena (3 SC Pucdc asocial- a cads una tic Ias discrsas cadonas u, dando lugar a difcrcntes MOICCUIas do adltcl-cn Cia. Las integrinas sc linen con sits ligandon gracias a los caiioncs disalcntcs . Asi, I .FA-I f una intcgrina ox, 1'1 ; SC suck cxprcsar ell los leucocitos en cstado de baja afinicl:al, pero cl atnmcnto cn la coil Sit afinidad \ . CI aunncnto ell Centracion tic Alg- has clue auntcntc la conccntracioSn cic ( :a=' dctcrntina una reclistribucioin do la intcgrina cn la SUPCrfiCiC CClular, producicndo Parches dc la nnisma Cuu n1,11\01' afinidad . En la -/iquva .i.-sc nutcstran algunas do Ias intc` rn .;s

yuC

time» liacia Ios ganglion lint :iticos pcrifcricos . Sin embargo, la Sc lectina 1 . tannbicn se PucdC unir a oMAdCAM-1, expresado Porr Ias VEA nttncosas . FstAS molcCUlas glucidicas, que sc han dcnominado dC una forma nun CXPrcsi\ a adrcsinas vasculares (address cn inglcs cs dircccion), abAndan principalnrtcntc en Ias VEA do los tejidos linfoicics, Pero tantbicn Pucdcn set- inducidas en otros lugarcs durantc los procesos inflamatorios cronicos ia?q . 5.9'I . Las selectinas E \ I' que SC cxprosan en el cndorclio actisado SC Linen al sialil-glticido \ do I .ccsis asociado a ( ;1)15, clue CSta prCSCntc en 111nC110S lCUCoriltos . Fstas selectinas tren :ut :t los leuC(iCltOs durantc la Primer, tISC LiC to migraci611 (fa . ti .lfl).

utilitait I . ICti000it(,s } ,ara nIMLTW .

Las selectinas son un grupo de molcculas de adherencia de los leucocitos y del endotelio, que se unen a hidratos de carbono

1 .1 sclcCtina P, Folio, his SCICCtimas sc Cncucntr:ui Lt wlcctina I C\Prcsadas rCSpccti\amcntc Por Ias Cclulas Cndotclialcs y Por Ias platiuotas, "IS] coimo la selectina L, que cxpresan algtuto~s leucocitos ; ;fiq . 5.,4} . Sc trata do molcculas transntcntbrana con una scric do dominios cxtracclulares liomologos a los quc apareccn en [as protcinas do control del complcnrncnto (p . cj ., cl factor H) . La re gion cztracclular conticnc un donninio rclaciomado coil cl factor do crccintiento cpidcrmico ( EGF, del inglcs c~rjderrrral gromtlr torl, \ otro dominio cn cl cxtrcmo amino con propicdadcs Parecidas a Ian quo: Posccn Ias lectinas ( cs dccir, ctpacidad para unirso a hiciratos do carbono) ; csta cs la razoin Por la quc sc cicnominan selectinas . (:onto es Ioigico, ton ligandos t los quc sc Linen Las Sc lCCtlnas Conticnen sustitu\rntcs do naturalcza glucidica .

Los ligandos glucidicos de Ias selectinas pertenecen a diversas glucoproteinas de los linfocitos y del endotelio

dl- Ias selectinas Pucdcn pcrtcncccr a citLos ligando, tersas pnacin :ts . l0a- ejempk~, ti>;p-?U0 quc CxprCsan Ias VF.A contlCne numerosos liidraton oie carbono, unidos nxdiante Cnlaces (), title NC Line[) a la SCICCtina 1 . tic los lintixilOS \ dirigcn a CSIOS til-

Fig . 5 .9 . Adresina mucosa sobre ell endotelio. En esta microfotografia inmunoelectronica se ha Ilevado a cabo una tincion para que MAdCAM-1 quede destacado como una linea oscura (flecha) que bordea la superficie luminal. Se trata de celulas endoteliales cerebrates procedentes de un caso de encefalomielitis alergica experimental cronica y recurrente, inducida mediante la inmunizacion de ratones Biozzi AB(H con proteina basics de la mielina. (Por gentileza de los Drs. J. K. O'Neill y C. Butter, con el permiso de Immunology 1991 ;72: 520-25 .)

Modelo de adhesion leucocitaria en tres fases

Selectinas ligandos glucidicos expresados sobre: plaquetas, endotelio, neutrcif,los

IcuCocitna

VEA, endotelio

dominio de tipo lectina

selectina P plaquetas, endotelio

selectina E endotelio

selectina L leucocitos

Fig. 5.8 . Estructura de tres selectinas . Todas ellas poseen dominios de tipo lectina en sus extremos, que les permiten unirse a los carbohidratos de Ias celulas quc se enumeran en la parte superior . Tambien comparten otras caracteristicas estructurales .

Fig. 5.10. En esta figura se muestran Ias tres fases del proceso de adherencia leucocitaria en el caso de un neutrofilo, aunque si se tratase de otro tipo de leucocito Ias molcculas de adherencia implicadas no serian Ias mismas . 1) Captura: el neutrofilo es frenado cuando se desliza Por el endotelio, mediante la interaccion entre la selectina E y la molecula CD15 del leucocito . 2) Estimulacion: una vez capturada, la celula es estimulada . Esta estimulacion puede sec mediante la interaccion directs con Ias molcculas de la superficie del endotelio o mediante quimiocinas u otros factores quimiotacticos presentes en el mismo. 3) Fijacion : la estimulacion induce la sintesis de integrinas (CR3 y LFA-11, que se unen a Ias molcculas de ICAM-1 inducidas en el endotelio .

Migracion celular e inflamacion

s MECANISMOS DE MIGRACION CELULAR FI protceut de migracion dc loos Icucolcitos a tratcs dcl cncoxclio cotnsta dc \arias tascs succsi,as . En la fttwra 5 .10sc ill ucstran las trcs printcras . " Captura : Icts Icucocitos sots fircnados .1 Su paso potr la \-cnula, y tras cicslizarsc por la supcrficic del emlotclio son rctcnidos S(tI,r'C 1 .1 ntisnta . Fstc prOccs0 tic captura ticl,cnCic dc [as intcracciotncs yuc sc rstahlcccn cntrc IA S sclcctinaS \ nt0lctuhts yuc calnticncn Itidrators cic carbono . Estimulacion : lus ICUCOCitOS capturados ticncn la uportuni clad tic rcsl,()Iuicr a Ias citocinas, t loo agentcs quimiottacticos ,1 Lts moleculas (IC 1 .1 sul)crficie entiotcli .tl \ de la ntarriz cxtr,tcclular. E,tas intcracciones pucticn actilar la celula y pro gr :tmarla para migrar. Fijacibn N' activation : sc produce una regulation positi\ a dc la A1111 I :ui de ]AN ituegrinas Icucocitarias, Clue SC linen a Ins mole culas cncorclialcs dc adherencia celular c inician cl proccs(t tic nti,,racion . Migracion : Ias cclulas cntran cn contacto con la ntcntbrana basal mcdiantc la utilizacion dc otro cotnjuntol de moleculas tic adltcrcncia, v migran hasty la region subcmiotchal . lligesticin : SC lillcran cnAmas yuc cligicrcn cl colagcno t. otron componcntcs tic la ntcnlbrana basal, to clue pcrnlitc a Ias cclu Ias intcrnarsc en cl tcjido subyaccntc . Las moleculas de adherencia controlan la union intercelular y la migracion a traves del endotelio oat ca1il 1111(1 tic lox til,Os tic ItuAimicntol celular intercicnen chtcrcntcs moleculas tic adltcrcncia . Migracion leucocitaria en los procesos inflamatorios. l .o 1s nrutnitilois ',(al ldS I,rintcras cclulas yuc 1tt1(ICn 11,tcia Ias rcgiotncs tat infl :urnaciorn a ;;uda, protccso yuc cst;i controlado cn cicrta me tfcia l,or 1,1 induction potr parts do ] .is citotcinas dc Ia sintcsis dc seIcctina 1 :, cn Ias supcrficics cndotclialcs tic cstas rcgioncs . La cs611111lacion in ritro tie] endotcho con citocinas como cl factor dc necrosis tuntoral (x +'I'VEuj o la intcrlcucina 1 +IL-11 inciucc la cxprcsiotn dc sclcctina F tras un lapso dc tictnpot dc 4 12 horas, I,Cr0 una scz tralISC(lrrlclas 24 horas cl proccso do sintcsis sc illtcrrun1hc ( . /irl . 5 .111 ; csta 111olccula sc dctccta ill rir) duranre [as tries inicialcs dc los proccsos intlalnatorios . Las cclulas transtccLati :ts con CI L~cn do la sclcctina F cxprcsan grulcIcs canticlacics (1c CSta n101eCU11 v sc uncn filcrtcnlcntc a 1os ncutr(ifilos . Estos hccl1(ts sugicrcn clue la captura dc los ncutrotilos circulantcs por mcdio dc la sclcctina F. cs un paso cscncial cn cl proccso cic migracion . ()tros tactorcs importantcs ell la Inigracicin do 1os ncutroifilos, los lintbcitos los mon0citos soil Ias I3, integrinas I,FA-1 \ ('1 3, yuc sots cxpresadas [-,or lots leucocitols s. sc uncn a Ias MAC cnti(tTC11aICS pcrtcnccienrcs a la supcrtamilia genie, dc [as inlnuno g10hulinas . I .FA-1 sc unc a I(AMA c ICAM-2, ambas cyrcsa clas por Ias cclulas del cn(icttclio s,tScular. La cxpresiottt ill ritro dc ICAM 2 por parts dc Ias cclulas cndotchalcs cs constitutiva, v sc ha sugeridot clue csta ntolecula cictcrmina el grado do union tic Ion lintocitots a coda un() do IOS tipos do endotclio ell to)tttil(IUnCS norntalcs . Por ejentplo, cl (nciotcho cerebral c\presa I,ccluctras canticiacics dc 1(ANI-2, por to clue cn conclicioncs nornlalcs la migracion celular a tr:lccs dc dicho cndotcliot cs cscasa . Potr cl cotntrariot, cl cttdottchot normal conticnc pcquchas cantiCialcs dc I(' .\N1-1, hero la c\prcsi(Sn tic csta molccula puctic SCI_ induti(ia por citocinas (1 \Fox, IL-1 c IF\ ;, , scgtin la cspccic) . La cxprc sion do ICAM 1 in vitro cs inducida tras 8 96 horas dc exposiciotn, pcriodot do ticntpot quc coincide con la Ilcgada dc los monotcitos t . do lots lintocitos a Ias tacos infatnatorios (Jtq . 5.11) . Las fiHICIUnCS tic (A ." ell la acunn111d(in LIc fagocitos Sc hail do: ducido mcdiantc cstudios ill giro, cn Icts clue SC ban utilizadot an titucrp0s frrntc a ('R3, Clue inhiben la migracion dc los filgoci-

tots . Es notable cl hech(t tic yuc I(ts I,acientes Clue padeccn CI Sindrontc dc adltcrcncia Icucocitaria dctcctuosa iALl)l, clue eontracn grt,-cs intccciOnes dChl(10 a 1110111,11ias ell la ac(ln1ulaci()tt dc fagocitos, careccn dc toclas Ias (3_ intcgrinas ( ITA-1, ( :R3, CM h . CM, recotnocc una region tic I(ANI- I cliteretttc a l1 yuc rcconocc I RV I . La c\prcsion cic \'( :A\1-1 t:utthicn CS inducida cn [ .is regio lies infanla(ias c ill ritru, aparccicn(io apro\inradantcnte al Inislno ticmpo quc ICAM 1 ifrt . ; .II i . 1 ;'sty nutlccula sc line .11 .1 integrina \'LA 4, prcscntc cn algunas poblaciones linfocirarias, t . tantbien se line (ic forn1, scleCtivl coil IctS basoifil(ts t . cosin()filus, desclnpcitando un papel importantc cn las rcacci(ntcs alcr,icas . Sin embargo, cxistcn sutiles tlitcrcncias en Ias citotcin :ts clue in ciutcn la c\prcsi(m tic sclcctina F, 1(1 :11\1 1 t \'( : \\i- I cn las ciitcrcntes cspccics N cn los distintots Icchos vasculares . Esto pcrntiic clue la migracion celular 1 travcs cicl cntiotcho cn cl turSO . tit' IUS Ii1ti'lit(t s (t cicI Fr(}I( (lid( tclu asi 101110 ntcdi :ultc 1,1 utilizaciotn tic nt0lcculas dc adltcrcncia solublcs, to yuc podria cncontrar aplicacioncs cn cl tratanlicnto do cntcrntcdades cn Ias clue Sc produces acuntccimient(1S inntu nol, .ttol, Adnesion receptors in the immune system . Nature

Lub M, van Kooyk Y, Figoor CG Ins and outs of LFA-1 Immunol Today

SprTr°, Traffic signals for lymphocyte recirculation and leukocyte emigration : the multistep paradigm Cell 1994 ;76:301-14.

Hynes R0 . Integrins. versatility, modulation and signalling in cell adhesion Ceh 1992,69 11-25 1996 16.479-83.

1990,346 -125-34.

s

Anticuerpos y sus receptores Los anticuerpos (Ab) circulantes reconocen los antigenos (Ag) en el suero y en los liquidos tisulares . Hay cinco clases de anticuerpos : IgG, IgA, IgM, IgD e IgE . Las inmunoglobulinas (1g) estan formadas por una unidad basica que contiene dos cadenas ligeras y dos cadenas pesadas . Las cadenas pesadas son diferentes en las distintas clases de inmunoglobulinas . Las IgA y las IgM se presentan como oligomeros de la unidad tetracatenaria . Las cadenas se encuentran plegadas dando lugar a regiones aisladas, denominadas dominios . Las cadenas ligeras tienen dos dominios, mientras que las cadenas pesadas pueden tener cuatro o cinco dominios, segtin la clase a que pertenezcan . Las Ig se pueden reducir a fragmentos mediante escision proteolitica, de utilidad experimental y terapeutica . A partir de una molecula de IgG, la papaina origina dos fragmentos capaces de unirse al antigeno (Fab) y un fragmento Fc, y la pepsina y un fragmento Rab'I 2 de mayor tamano, que contiene los dos puntos de union al antigeno .

El recunotitnicnto tic Icts Ag esrranos Cs Lt picdr.t angular tic las rcspucstas intnunitarias adaptatitas cspccificas . En cstc proccso intcrcicncn tios tipos tic molctulas ditcrcntcs, las I`; s. los recep torts tic Ag tic las celulas T (TCR) I.lir7- 6.1 i . Estas nurlcculas sc caracterizan por su discrsidad y su lutcrogenciciad is-. cap . 8) . Se Ita detnostrado que I a Production tic Ig v LC .R capaces tic reconoccr a muchos A~' ditcrcntcs CS posihlc gratias a un tuntplc jo proceso de rcordcnati tic carbtm1, (n:ila cnirc cl ? , dc la, cl 12 14" tic Lt, IgM, lid) c IgE . 1-.n 1 .1 liolura 0 .4 ,c rcstuucn las propicdadc% ti%icoyuilnicas de las Ig .

IgG. I ., la 1nas abumiamc en cl sucl'or 1lumanor norrlnal, en don

dc o w,tituvc cl 70 75'%G Lie ]as Ig tortalcs . 1 .1% IgG CtrnSl,tC11 en una tin COCfiCICIItC tic scdinlenta11111, .1 cnodccula tctracatcnaria corn :itrn tic 7S y 1-16 .11()(1 daltons dc pe%o molecular. Sin embargo, Ias protein .(% IgG 3 %orn ligeranlclnc may ores yuc las do las otra% sub clascs ; csto es dcbidor a Ia presencia tic la cadena 73, title cs algo nl,is pcsada . Los anticuerpos de Base IgG, yuc sc enCucntran anlplianlcntc distribtlidors en loss conlpartimicnto% intra y ovtravascular, ,on los prcdorminantcs cn Ias re%puc%tas innnlnitarias sccundaria%, v Ios unioo% Line prc%entan actividad frenic a la% tovinas . Las IgG proredcntc% de la madrc comficren innlllnidad al recicn nacido durantc los primcros Inescs de villa . E%to c% dcbido a tlic, en loss scrcs hunlanos, [as nloldcculas dc Ig(i tic toxi .]s las sul):la,cs son capaccs Lie au'a\csar Ll placenta, perr to title cl rccicn nacido adquicrc un alto grado dc innlunidad pasiya . IM algunas c%pccic%, como of ccrdo, Ia% Ig m .]tcrna% %olalncntc son transferida% ,l ,u% crias despuc% dcl parto I1or mcclio de la lecllc, que conticnc una% IgG capaccs tic scr absorbidas sclcctivanlcntc en cl tractor gastrointestinal .

IgM. Supone aproyimadalncntc cl 10% dc Ias innitulorglobuli-

tott .lles . La Inoiccula c% tin pontanlcro de la estructura tctra-itcnaria basica . Call .( una dc la% cadena% pesada% present .] un peso molecular Lie 65 .1)00 daltorns, aproryiln :ulanlclnc, y I :t molccula complcta time tin peso molecular tic 970 .111)(1 daltcnls . La IgM sc cnctientra cornfinada ell cl espacio intrauscular, y cs cl anticucrpo quo: aparece cn mayor cantidad en las ta%c% tetnpranas dc I .l rc%ptic%ta inlnunitaria, sicndor tiCCUCIue %u prcseniia en la ., rcspucstas trecite a nncroxlrganismos intecciosos antigcnicalnetl tc Conllllcjos . 11 .1,

IgA. ( on%tituyc cl 15 20'%. de las II; scricas hunlana, . hat Ions scrcs hi11nano rs, Inas dcl 811% do la IgA %c cncucntra cn forma tic nion6

Fig . 6 .2 . Electroforesis de suero humano en la qua se reconoce la distribucibn de las cuatro clases principales de inmunoglobulina . Las proteinas scricas se separan en un campo electrico en funcion de su carga y se clasifican como (fl, (z 2, R y -f, en funcion de su movilidad . (La IgE muestra una movilidad parecida a IgD, pero no se puede representar cuantitativamente por su bajo nivel serico .) La IgG muestra la mayor heterogeneidad en la carga, mientras que las restantes Ig tienen una movilidad mes restringida, limitada a las regiones li y casi'I .

Resumen: La estructura catenaria btisica de las inmunoglobulinas

,A C 7-1 C cadena pesada

Fig. 6 .3 . La unidad de una inmunoglobulina se compone de dos cadenas polipeptidicas ligeras identicas y otras dos cadenas pesadas identicas unidas mediante enlaces disulfuro (rojo) . Observese la position amino IN-) y carboxi (C-) terminal an las cadenas peptidicas .

Estructura de los anticuerpos

Propiedades fisicoquimicas de las clases de inmunoglobulinas humanas propiedades

tipo de inmunoglobulina IgG1

IgG2

cadena pes da

IgG3

IgG4

IgM

IgAl

IgA2

IgsA

13

.le

N

U.

u2

u.iu

IgD

IgE

z

concentraci6n media en suero (mg1ml)

9

3

1

0,5

1,5

3,0

0,5

0,05

0,03

0,00005

constante de sedimentaci6n

7s

7s

7s

7s

19s

7s

7s

11s

7s

8s

peso molecular (x 10')

146

146

170

146

970

160

160

385

184

188

semivida (dias)

21

20

7

21

10

6

6

il

3

2

% de distribuci6n intravascular

45

45

45

45

80

42

42

trazas

75

50

2-3

2-3

2-3

2-3

12

7-11

7-11

7-11

9-14

12

°o de hidratos de carbono

senipcf1cn algun papal en la ditcrcneiaciiin do: los lintocitos inducida par cl Ag. IgE. AungUC of suero conticnr pc~ca IgE, est,t Ig SC CnCUCntra ell la supcrficic do: los bas6flos v los mastocitos do todos los indivjduos ; tanibicn sensihiliza Las celulas do: algutras nnICOSas, . CUtno la Conjuntiya V las nttICosas nasal s bronquial . Pucdc que ell csta Ig descmpei1c algdn papal la dctcnsa trcntc a Ios liClmlnell los paiscs dcsarroll .idos so: suck asociar mss tos parasites, pcro con las cntcrnicd;uies alergicas, coma el asma o la fchro dcl hcno .

Fig. 6.4 . Cada inmunoglobulina tiene un tipo de cadena pesada caracteristico, de modo que IgG posee cadenas ;, IgM cadenas Fr, IgA cadenas u, IgD cadenas ii e IgE cadenas r: . Las variaciones en la estructura de la cadena pesada de una clase de inmunoglobulinas determina las distintas subclases de las mismas . Por ejemplo, la IgG humans se subdivide en 4 subclases, en funci6n de los tipos de cadena pesada . Las propiedades de cads inmunoglobulina son distintas . Observese que en las secreciones, IgA aparece en forma de dimero (IgAs), asociada con una cadena proteicadenominada , componente secretor. La concentraci6n serica de IgAs es muy baja, mientras que su nivel en las secreciones intestinales puede resultar muy alto .

ell ra (uno la rcgicin variable y otro en la region constante) (fill . 6A . En la cadena pesada (y), quo: midc cl dohlc quo: la cadcna ligera, aparcccn cuatro enlaces do cste tipo . ('ads enlace diSUlturc~ genera un bUCIC peptidica> ric 60-70 aminoacidos. Cuando sc comparan las sccucncias do: aminoaCidos tic diCIl0S bucICS, se obscrra un sorprcndcnte grado do hontologia entrc cllas. En escncia, esto quicre decir quo: cads cadena peptidica do: Ig esta

Resumen : La estructura basics de IgG1

ESTRUCTURA DE LOS ANTICUERPOS El modclo tctr .watcnarir~ IMSICO dC las molcudas dC Ig ' fl) . b. .i i So: bass en la prescncia do: dos tips ditcrentes do cadenas polipcptidicas. la cadena do: mcnor tamauio (ligera) presents un peso moICCUlar do 25 .000 daltons v aparece en todas las clases do: Ig, micntras yuc la cadom do: mayor tantano (pesada) time Un peso n1olccular do: ell cads una do: 50.000-7'.000 daltons v su estruCtttra cs ditcrcntc las dases o subclases de Ig . Las cadenas polipcptidicas se encucntran unidas entrc si mcdiantc enlaces co\alcntcs v no co,llcntCS .

cadena pesada (450 residuos)

Todas las cadenas ligeras contienen una region variable y una region constante

So Ira den1()strado yuc Las cadenas ligcras do la ma\oria de los \ertchrad0zs pcrtcnccctt a uno de dos tipos difcrcntcs, dcnominados kappa ( t: ) y lambda (i.') . Estas dos formas so: dcnotninan isotipos . Cualquicr tipo de cadena ligera se I,ucde contbinar con cualquicr tipo do: cadena pesada, pcro en una moleCUla concreta de ill nnmoglohuhna antbas cadenas ligcras son idolticas entire si, al igual yuc OCUrrc con ambas cadenas pesadas . Hitschntann, Craig \ otros inyestigadores dCSCLII)ricrott en 1965 yuc ell las cadenas ligeras SC puccicn distinguir dos regio ncs ditcrcntcs . La mitad LiC la cadena corrcspondicntc :d cztrento carboxilico (aproximadamcntc Uttos 107 amino:icidos) presenta una composici(in constante, con ligeras excepcienes debidas a difcrencias alotipicas o isotipicas (v . mss adclantc ), s . se dcnomina region CI I constantc:hgcra ), micntras yuC la mitad corrcspondicntc al cxtrcmo amino mucstra una variabilidad do: se cuenci .1 nu(Cho mayor, y se ticnonnina region Vi (variahlcaigera ;i .

Las IgG presentan una estructura de Ab «tipicos» La nuolccula do IL,G SC Inicdc considcrar cl Ab ,tipico ,, (.fill . 0 . .51 .

Prescnta dos enlaces diSUIt6ro intracatenarios en la cadena ligc-

-_-,,

"1

cadena ligera 1212 residuos)

Fig. 6.5 . El extreme N-terminal de IgG1 se caracteriza par la variabiliciad en la secuencia (V) tanto de la cadena pesada coma de la ligera, to que se denomina regiones VH y Vt, respectivamente . Et resto de la mol6cula presenta una estructura relativamente constante (C) . La porci6n constante de la cadena ligera se denomina CL, mientras que la de la cadena pesada se subdivide a su vez en tres regiones distintas a nivel estructural : CH1, CH2 y CH3. Estas regiones globulares, estabilizadas mediante enlaces disulfuro intercatenarios, se denominan «dominios» . El sitio en el que el antigeno se une con el anticuerpo se localiza en los dominios variables. La zona de (,bisagra)) es un segmento de la cadena pesada localizada entre los dominios CH1 y CH2 y es la flexibilidad de esta zona la que permite que dos sitios de union de antigenos operen de forma independiente . Existe una disposici6n pr6xima de los dominios, salvo en el case de CH2 (v . fig. 6.7). En los dominios CH2 se unen moleculas de hidratos de carbono.

Anticuerpos y sus receptores

Plegamiento basico de la cadena ligera extremo N 96r'

compuesta do una serie sic regiones glohulares con cstructuras sect]ndaria s tcrciaria (plegamientoi nann parscidas. I'.StO se na11CS tra en la Agrrrn 6.6, tontando coma cjcntplo una cadena ligera . Los bucks pcptidicos formados por los enlaces disulfuro ConStit11a'Ctt la porcion central de tin dominio dc unos 110 antimricidos . Tanto en Ias cadenas pesadas conau~ cn las ligeras, cl primcro dc cstos dominios corresponds a Ia region \-ariablc, VI I 6. -1 . Las cads nas pesadas dc IgG, IgA ~, \'I , rcspcctivamcntc (:It2 y. CO, gttc e It.,I) Conticncn otrrx trcs dominios, En las CaniCnas tt la region constants dc la cadena . Constituarn V t ; haa- un dominior adicional, situado dcspucs de () I I (~ . /iq. 6.101 . Asi, los cxtrenaos carboxilicos do las cadena, pesadas dc IgiM c IgE (dcnominados Cp-l s' (aAt son honaologos al dominio CH .,

(ail,

r

extremo C

Fig. 6.6 . Los dominios de la inmunoglobulina comparten un patron de plegado similar en la cadena ligera, constituido por varios fragmentos de cadena polipeptidica rectos, paralelos al eje largo del dominio. En la cadena ligera existen dos dominios : uno constante y otro variable . Dentro de cada dominio, la cadena polipeptidica se organiza en dos capas, orientadas en sentidos contrarios, con muchas cadenas laterales de aminoacidos hidrofobos entre las mismas . Una de las capas tiene cuatro segmentos (marcados con flechas blancas), mientras que la otra tiene tres (marcados con flechas negras), y ambos se unen mediante un enlace disulfuro unico (rojo) . El plegamiento de los dominios VL determina que se expongan las regiones hipervariables en tres asas distintas, aunque cercanas . Se identifica con un numero un residuo de cada una de las regiones hipervariables .

dc las 1gG (( ;y~ l . Mcciiantc cstudios cristalograticos con raos \ sc han obtcnicio datos s(Ahrc la cstructura dc la n101eC111a complcta dc las It G, to clue ha laccho p )sihlc construir 1111 csquclcto do .tonaos dc carbono sic la naakcula_ asi conto nurdclos atomicos dc la misma gcncrados por COMI)utadc~ra I;lig. 6.,1') . En silos sc obscrra due presenta forma dc Y \ Lie T, extrcnao confirmado mcdiantc

microscopia clcctrimici . Los dominios honiAilogos dc Isis cadenas ligeras v pesadas sc cncucntran cnaparejados a to largo dc la region Fah 4 conao sc naucstra cn la/q .6.,-1 . l.os dominios Cy ., de las Cadcnas I,ssa das y tambicn sc cncucntran enaparcjados cntrc st, Hero no asi los dominios CY2, quo: sc cncucntran separados POr IOS sustituycntcs glucidicos . Pose al parccido estructural entrc lo, difercmes dominios, las intcracciones entre silos presentan notables ditcrencias. I'or cjent plo, los dominios variables sC aSOCian nrttttramcnts a travcs dc Li-

Estructura de IgG1

antigeno

antigeno

Fab

cadena pesada (450 residuos)

Fig. 6.7 . Un modelo para IgG1 en el que se muestran los dominios globulares de las cadenas pesadas (H) y ligeras (L); se puede apreciar que los dominios CH3 estan juntos, mientras que los CH2 estan separados . Las unidades de hidratos de carbono (azul) se localizan entre los dominios CH2. En esta figura (y posteriormente en la 6.10) no se muestran los enlaces disulfuro entre las cadenas H y L.

Fig. 6.8 . Modelo generado por ordenador de la proteina Dob IgG1 humana privada de la zona bisagra . Dichas proteinas carecen de la flexibilidad que caracteriza a las moleculas de IgG normales . Su rigidez permite realizar determinaciones estructurales con mayor resolucion . Se muestra una cadena pesada en azul y otra en rojo, mientras que ambas cadenas ligeras se representan en verde. En azul claro se observan los hidratos de carbono unidos a la porcion Fc de la molecula . Este modelo sugiere que las interacciones entre los dominios Cy2 son debiles y las presentes entre los dominios Cy3 son fuertes. La estructrura de esta inmunoglobulina fue determinada por David R. Davies y cols . Pros Nall Acad Sci USA 1977 ; 74) . Los graficos de ordenador fueron elaborados mediante el sistema desarrollado por Richard J. Feldmann en el National Institutes of Health .

Estructura de los anticuerpos

minas ti>rnrtdas Iu,r tees segmcntoos cada una, micntras clue los dominios constantes se asocian ntcdiante laminas coml,ucstas de cuatno scgntcntos . i En la /iq. 6.6 sr mucstra la cstructura do: Lts I ;i minas de lox dominios Lie Ias cadenas ligcras. ) EI ntadcloo do IgG I quo se mucstra en la figznvt 0. SC puede aplicar a todas las inmunoglobulinas cn general; sin c nlbargo, cada una do: las clases y subcl;tscs diticre Lie Ias dem,is en I,cyucitas detallcs . IgG. En cl case do 1 .1 IgG 111,1111,11M, las cuatro subclascs dificrcn ligcr,unciue cntre si en cuanto a su secucncia do aminoacidos. I _a nutoor parte de Ias ditcrcncias so: conccntran cn la rcgi()n do: bisagr,l, (undo lugar a distintas disposicioncs do: los enlaces distil tiiro intcrcatcnarios clue SC tin-nran ctarc las cuatroo protcinas . I .a ditcrencia cstruitural iris notable es la gran longitud de la region do: hisagr;t do: la It G3, a h quo SC dehc Sit n1arar I)cso moIccular v, proobablcnlcntc, h,u'rc Lie sus propicdacics biologicas caracteristicas ~_/?tf . 6.9) .

ten cl extrcnlo do: cada uno do: los mononneros . El enlace So: es tal,lccc coil la pcnultinta cisteina de cada uno de csio,s pcptido>s . En ausencia do: cadenas 1, se lta ohsercado quo la t6rma nias cstable do LAS IgM CS la forma hcxamcrica . IgA. Las cadenas u contienen a;-2 antino,icidos, repartidos cn cu ;ttr() dontinio,s : Vi 1, Cal, (u2 v Cu..3 1 ;/iq. 6.12) . AI igual quo Ias IgM, Ias IgA POSCCn tin pcptido adicional de 18 aminoacidos Cut cl cxtrento carboxilico, cu,o pcnultinta antinoricidoo cs una cisteina a la quo se unen cosalcmcmcntc las cadenas J para furmar dintcnx. En Ias microti,rogratins clcctronicas Lie dintcros do IgA Estructura de la IgM humans

IgM. I-ts Ig~i ltuntanas se stiCICn encontrar en fi,rnla Lie pcnt .inter(o do la estructura retracatenaria basics tl?q. (,.1()) . l.as cadenas tt de la IL,,,\l se clitcrcncian Lie las cacicnas "I en so secucncia de anlinoacidos, asi como cn la prcscncia en las prinlcras de tin dontinio adici(nt,tl en la regi(Sn constante. I ..ts suhunidacics del pentinteroo se encucntran unicias entre sj p(,r enlaces cliNult6ro quo: Sc ti,rnun cntrc Ios dominios ( tt3, v posiblcmcntc ntcdiantc cnla ces disulturo cntrc Ias pcptidos de I S aminoricidos clue constituren cl c\trenio carboxilico, Lie la cadena . La molccula co,nlplcta lot1SIStC en una re`;i()n central dcnsa dcuie la clue se prot-cctan una cspccie do brazos, conic, so: ha podico comprohar mcdi ;ultc microh,togratias clcctronicas . En Las nticroti,togratias Lie anticucrpos Ig .\l uniclo,s a Ilagclos hactcri;ulos so: ot,scr, a yuc las mo(Icculas adoptan forma Lie -, cangrcjo^ i/ia . 6.11') . 1?sto sugicre quo la region de union entrc los dontinioos ( :u2 t. ( :N3 cs flexible, aunquc na I)rcscnta 11on1ologi .1 estrucnoral um la rcgi(in do: hisages do Ias It G. Parccc quo Ias modificacioncs estructurales quo se produccn cuando Ias mo,lcCULts adooptan la co,nfurnlacioin de -cangrcjc,- cstan rclacionadas con la actit-acioSn del complcnlcnto par parts do las Ig :M . Las n1(dcculas do: Ig :NI prescntan otras dos caracteristicas cspcciales : la abundancia de nx(Icculas de Oligasac ;irido unicias a la cadcna u t la presencia do una cadcna pcpticiica adicional, la cadcna 1 idel inglcs j)initirt, union), quo so: crcc quo intcnicnc CI el proccso de polinurizacion I,rctio a la sccrcci()n do: la ntolccu la por parts do: la cclula productora de Ab . La cadcna J cs tin dog minio parccido ;t las ill finds coil 13,^ ,tn1inoricidors . CAL ntolccula de IgM conticnc una cadcna /, unida mccii;into tin enlace disulfuro a Ias pcptidos de 18 anlinoacjdos yuc constitu-

Fig. 6.10. Las cadenas pesadas de IgM tienen cinco dominios con entrecruzamiento mediante enlaces disulfuro entre los dominios Cu3 y Cto4 . En la figura tambien se reconocen las cadenas laterales de hidratos de carbono (azul) y la posible localizacion de la cadena J. En la IgM no se observa una region de bisagra extensa, pero se puede producir la flexion a nivel de los dominios CN2.

Estructura de la IgG3 humana IgG3

VH C-61

f

tIIIII111I111111 C"/

Fig. 6.9 . Estructura de la cadena polipeptidica de la IgG3 humana, en la clue destaca la region de bisagra elongada,

Fig. 6.11 . Microfotografias electronicas de Ias moleculas de IgM. 1) En solucion libre, la 19M de reno adopta una morfologia estrellada tipica . 095.000 (por gentileza de los Dres . E. Holm Nielson, P. Storgaard y el profesor S-E . Svehag) . 2) Anticuerpo de tipo IgM de conejo (marcado con flecha) clue muestra una configuracion «en cangrejo,, con una estructura central anillada parcialmente visible unida a tin virion de poliovirus . .190 .000 ipor gentileza del Dr . B. Chesebor y del Prof . S-E . Svehag).

Anticuerpos y sus receptores

sc ohscr a yuc Ias molo:cttlas presentan fin'ma dc doll1c Y, lo clue suo;icrc quc los nton6mcros sc linen por sus cxtrcmoos a ti-,i% es dc [as regiooncs CO de sit cxtrcmo carhoxilicor i:J7rf . 6.1 .,') . La derma prcdotnin :uttc dc la IgA de sccrecio5n IgAs i cs una molccula coil tin CtleliCICntC do ,coiimentacion dc I IS (peso molecular dc 380.1)()() daltoons ) . La molccula contpleta csti fiorma da poor dots unidadcs dc IgA, cl compooncrac secretor (p . In . . '0 .000 daltonsl s una cudcna I i p. m. 15 .000 daltons J ll!~ . 6.14) . No esti clam conic sc Linen entre Ni la ditercnics cadcnas. Fl componcnte secretor nor cs sinteiizadoo poor las cclulas plasmaticas, conto ocitrrc corn las cadcnas J, sino poor las cclulas epitclialcs . Las IgA, en su forma dimcrica estahilizada por la cadcna I, son sccrctadas

Estructura de la IgAl humana

por las cclulas pLISIMiticts suhnrucos:is, s-a IInCIl al coml,ooncntc stcretoor al atraxes,ir las capas dc CCIuLas el,itcli ;tles . IA Union del coonlponcnte secretor facilita cl transporte dc la IgAs haste Lie secreciones, \. cicrce till cfi'ito protector frcnte a los agentcs prootcooliticos. La class dc IgA quc pre(lonnina ell SLICro CS la IgAI :tprorximadamcnte el 90% de IgA), igual yuc succdc ell las sxcreciorncs nasalcs, la saliva, la Icchc s . la,, Ligrimas (?0 195'!,, do la IgA total) . Sin cmhar~-o cn cl colon predormina IgA2 iaprooxinudamcntc 60'''i, del total dc Ig .A ) . Muchos dc los microoorganismos yuc lta hitan rn Ios traetc,s respiratoorio . gastrointestinal hall adapta do al entorno producen prootcasas (Iuc CSCindCIl la IgA) .

IgD. Las lgl) rcl,rcscntan ntcnoos del 1"dc las inrnunogloohtilinas scricas tootalcs . Estas protcinas son m;is scnsihlcs a la prootcblisis quc las IgGI, IgG2, IgA c IgM, presentando ademds una tendencia a cscindirse espontancamcntc . Parsec yuc shire Las cacICnaS of solatrnente cxistc till enlace disullitror .\r clue conticnen

Estructura de la IgA secretora humana (IgAs)

region de bisagra

cola peptidica de 18 residuos

Fig. 6.12 . Este diagrama muestra la estructura de dominios de IgA1 y la posible localizacion de las unidades de hidratos de carbono (azul) . Se puede apreciar la existencia de tin fragmento de 18 residues en el extreme carboxi terminal (caracteristica comtin con IgM) y la region de bisagra.

Fig. 6.13. Microfotografia electrdnica de los dimeros de IgA. Esta morfologia de Y doble indica clue las subunidades monomericas se Linen en sus extremos C-terminales a nivel del dominio Cu3 (por gentileza del Prof . S-E. Svehag) .

Fig. 6.14. El componente secretor de IgAs rodea posiblemente al din,ero y se enlaza mediante dos puentes disulfuro con el dominio Cu2 de tin monomero de IgA. Se necesita la cadena J para unir ambas subunidades.

Funciones efectoras de los anticuerpos

grandcs cantidatics dc hidratos dc carbono en forma do miiltiplcs sustituycntcs oligosatarfdiccs tJic7 . 6.ISY . IgE. Ell la . ~grrra 6.16se muestra la cstructura de las IgE. EI mayor pcmr molecular do las cadcnas r. 172 .500 daltonsh sc dcbc al mawt miinctvt dc :urtinoicidos 1550, apr(rximadamcntc i, yuc sc cncticntt:ui rcpartidos en cincct dttminios (\'t1, (a : l, C12, 0.3, y Ce41 .

LAS DIFERENCIAS DE SECUENCIA ENTRE LAS MOLECULAS DE ANTICUERPOS PUEDEN SER ISOTIPICAS, ALOTIPICAS 0 IDIOTIPICAS Variabilidad isotipica . I .(,~~ , ;cncs tic iaN \ ariantcs isotillicas sc cncucntran hrcsclltcs cn tttdos Itts intiiyiduos sands tic una de tcrminada cspccic. Por cjcmplo, cl gcnoma humallo conticllc los genes dc la, cadcnas yl, y2, y3, y4, la, u1, a2, S. c. h y i., por to yuc son isotipos . Variabilidad alotipica . Fstc tcrmino sc rctierc a la Variabilidad ,,Cnctic :t yuc existe cntrc Ion intliyidutts do ti1llt misma espccie, dcbido a la prcscncia dc ditcrcnics .Helots cn kill mismo lttCtls. Pttr cjcmplo, la Variants dc I~;li3 dcnttmillada G3nu b- ) sc caracteri za por la prcscncia dc una tenilalanina cn la posici6n 436 dc la cddcna pesada y3 . Esta y :u-ialltc not SC cncucntr :t cn tttdtts hts indiciduos, por to ytic COnStitti\'C Lilt ahttilxt . Lots ahttipos suclcn scr debidos a la prcscncia dc varianics dc ]as regimes constantcs dc

suclcn scr cspccificos do cada Lino dc los doncs dc cclulas B iidio tipos priyadtny, pcro cn algunas ocasioncs son contpartidos pttr yaritts dttttcS do las ntismas f idiotiptts ptiblicos, dc reacci61l cruzada tt rccurrcntco) .

/ FUNCIONES EFECTORAS DE LOS ANTICUERPOS Sit

atkitigentt . En La funcion principal de till anticuerpo CS unirse a algunos casos, csta ullitin proyoca tin ctccttt dirccto, pttr cjcmplo ncutralizando toxillas bactcriallas tt impidicndo la pcnctracion tic los virus cn las cclulas . Sin cmb.u -go, la intcraccitin cntrc cl anticucrptt ~ cl antigcntt It() suck toner CUt1SCCtiCltilaS a ntt scr yuc cn trcn cn jucgo funcioncs -ctcctoras» sccundarias (x . Jyjs. 6.1'y 6.18j . I .a actiyacion dcl sistcnta kid complcmcnttt cs Lilltt tic los mccanismtts cfcctorcs ntas imp(wtanics dc las molcctilas tic IgGI c I;-G3 . El sistema del complcmcnto CS tin comhlcjo colljullttt do

Estructura de la IgE humana

las cadcnas pcsatias .

Variabilidad idiotipica . La yariabilidad dcl dominitt yariahlc, cspccialmcntc tic skis rcgioncs alt :uncntc yariahlcs, dcnominadas hipcryariables, da lug.u .t Itts idiotipos . Los idiotipos dctcrmin :ut la cspcciticidad dcl [)unto do union al antigcno . Los idiotipos

Flab'),

Estructura de la IgD humana

- Fc

Fig. 6.16. La IgE se puede escindir de forma enzimatica dando origen a los fragmentos F(ab'):, Fc y Fc'. Destaca la ausencia de region de bisagra.

Resumen: Funciones efectoras seleccionadas de [as clases y subclases de anticuerpos humanos funciun efectora

inmunoglobulina 'gG1 IgG21gG31gG41gM IgA IgD IgE

filaciort del (:omplomento (via clasica)

++

transferencia placentaria

+

+

+

+

union a la proteina A estafiloc6cica union a la proteina G estreptoc6cica Fig. 6.15. Este diagrama muestra la estructura de los dominios de IgD y ski caracteristico gran numero de oligosacaridos . Tambien se aprecia la region de bisagra y las colas octapeptidicas cortas .

Fig. 6.17. Estas funciones efectoras se asocian con diversas partes de la region Fc . La transferencia placentaria de IgG en el hombre y el transporte intestinal en los roedores vienen mediados por tin receptor parecido al CPH de clase I (v . fig. 6.23) .

Anticuerpos y sus receptores

protcinas scricas quc intcr\icncn CI) la's rcaccioncs inflanratoorias i t . cap . ; ) . Una ccz clue sc ban unidoo al antigcno, las I :g,\I, Ig(; I c IgG3 soon capaces do acti)ar la cascade del Coan1)I(2nacnto. Parecr yuc las IgG2 actj)an cl coomplcmcnto coil mcnor cficacia, mien tras clue las IgG4, IgA, Ig1) (' IgE no to acti)an en absoluto . I .us It-, intcraccionan tic ti orinas mua di)ecsas coil ditct-cntcs tipos dc celulas 0. 181. Estas intcraccioncs sc prooducon a traces dc rccc1)torcs dc All yuc sc oitcuciatr:ua on la su1)crficie tic didaas cclul,as.

RECEPTORES DE ANTICUERPOS Existen tres clases de receptores de IgG en la superficie celular

I .tro rcecl)toorc' dc IgG sent los niceliaclorcs dc di\crsas funciooncs olccton-:is . Sus .tcti)'idadcs l)ioloigicas se supcrl)onic I cntrc si c sun dcscncaticnadas poor cl ctatrccruranaicntoo yuc proo)ocan la" inIII uiOglohulinas adccuadas. Las princilmIcs tunciooncs cn la" yuc imcnicncn son la EZgocitocis, la citOtosicidad cclular- dcpcndicnte do :uiticuorl)us, la lil)cracio)n do mcdiadoorcs \ In cstinmlacion tic ha prescntacioon dc antit;onos. F:n la actualidad, sc ctnloccn trcs grupos do receptores do Ig(i IlUmana on la su1)crfcic cclul .u- : FcyRl)(1)64), FcyRII I ('D32 h v 1-c ;RI I I CD 1() I . TOdo os cllos so: caractcrizan 1)or 1)rc scntar dominios cxn-acclularcs yuc nauestran uma ctnasi(Icral)IC hoonaooioogia con las rcgiOnes \ do LIS innautaugloohulinas, cs dccir, pcrtonoccn a la s{r1)orf :unilia de LIS inrnun0gloohulinas, al igual yuc I cuR, ill) receptor cs1)ecificoo LIc Its ni0lcculas de IvA. Propiedades y distribucion de los receptores de IgG El receptor Fc/R1 i CD04 i sc unc con alta afinidad i; 10' 10' M ? .t loos ntontimcros tic Ig(~, %n distribucion no cs tall C()IIIo la dc los otroos rcccl)torcs . 1-.1 rcccl)toor Fc°fRl l i (:1)32) csta amplianiciuc distribtri(1o cntrc los distintoos til)Os CIc cclula y, cn much :% dc cllas, cs cl tinicoo receptor quo: se expresa. Se ono con haja afinidad i < I fl .\t i c\ clu,i) :uncntc a Its IgG quc sc cncuentran forinando complcjus o poolinicrizacias . l . c;RIII iCD16) csta altamcntc glucosilado, ~' so: c.xprcsa en forma dc nioolcculas quc abarcan un amplio rango do pesos nao Iccularcs (50 .01)0 3() .(111(1 daltons) . FcyRlI[a cs cxpresadoo poor Ion nracrcitagos, las celulas \h y aalgunas celulas T, c intcracciona t:uito con la Ig(; mononicrica conio con la yuc SC cncucntra fiormandoo complcjoos iafinidad 3 x Itt M j . LI Fc!RIl11) unicio a NO cs cxprcsado solanicntc Por Ios grantilocitos t. prcscnta una baja afinidad 1)or Las IL G is scgmcnroos l,oolipCl,tidjcaos Lie l,oca Icongiru(i yuc

Escisi6n proteolitica de la IgG1 humana Flab') Z

peptidos de bajo peso molecular

muestrun una extratordinaria , ariahilidad_ Estos segmcntos sc dcnominan rcgiones hipcr\ariablcs ~- sc cncucntran situaclos cn las proximidadcs Lie los aminoacidos 30, 50 \, 95 girt. 6.32) . Conuo estas regimes ltipcrs :u-i ;tblcs soon las clue clan lugar al punto de union al antigcno, cn algunas ocasioncs tambicn sc dcnominan rcgioncs cictcrminantcs do la complcmcntaricdad { RDC; ) . Los scgntcntos pclotidicos intcrcalados entrc colas sc dcnominan rcgiconrs cstructur:tles ( RE I . En [as rcgioncs V dc las cadenas ligcras y pcsadas cxistcn trcs RDC f RDC1-RDC3,1 y cuatro RE i RF. I RF4 j . ( El origcn de csta hipervariabilidad sc estudiara coon dctAIIC ell CI Cap. 8 .1 Las rcgioncs variables Lie las cacicnas ligcr:ts ~- l)csadas SC cnCucntran plcgadas do ttl donna quc ]as rcgioncs hipcr\ ariablcs clue clan situatlas ntut pr6xintas cntrc si, dandoo Iugar a una supcrficic a la quc SC Line cl antigeno . Fstas regioncs estan situadas, aproximacianacntc, cn los dohlcccs tic [as cacicnas pcptjdicas 1. iit. 6.61.

En la actualidad se conocen muchas de las regiones que ejercen las funciones efectoras de los anticuerpos

AI contr.u- io yuc CH CI t;tuo LIC Icos lnutttos dC uni(M al :uttil"C1W Lie Icos anticutrptos, quC lucnm dCscubiernos r,tpid .uncntC, la ItocaliiaCicin exacta tic la nla\Y)rl :l cic las fiincioncs etcctoras dcntro tie la Cstructura tic los antiCLicrpos ha rcsultado muclao mas ccnrtl,licatia . lrliCialmentC, SC obtusicrcn clatcos l,rcocisicnI'll CS mcdiantc Cstudicos 11c, ados a :aho coil ti-agntcntos proccdcntcs tic la digcsti(Sn cnzi ntatica * mcdiantc cxpcrimenuos de inlubici6n coon peptidos, pcro los as - :vices fucrton mtn Icnttos It,ta la intl-o iuttion Lie las CccnitaS de nuuagcncsis dirigida . Fsta tccnica perntiti6 a los imestigaticn -es modificar sciccti amcntc los aminoacidos Lie cicrtas posicioncs tic

Variabilidad de aminoacidos en la region variable de las cadenas ligeras de inmunoglobulina

variabilidad 150--

pFc'

OOOO OOOO

100

PEPSINA 50

puntos de escisi6n secundarios por papaina

0

75 FR1

CDR1 FR2 CDR2

100 posici6n

FR3 CDR3 FR4

43 70 J

Fc

Fig. 6.21 . La pepsina escinde la cadena pesada de IgG1 humana en las posiciones 234 y 333, liberando dos fragmentos Flab') y pFc' . La acci6n progresiva de esta enzima reduce el fragmento central a peptidos de bajo peso molecular . La papaina rompe la molecula a nivel de la zona de bisagra (residuo 224), liberando dos fragmentos Fab y tin fragmento Fc . La acci6n secundaria sobre el fragmento Fc a nivel de los residuos 341 y 433 libera Fc' .

Fig. 6.22. La variabilidad se calcula comparando las secuencias de muchas cadenas individuales y, para cada posici6n, equivale al cociente entre el nbmero de aminoacidos distintos en esta posici6n y la frecuencia del mas frecuente de los mismos . Las areas de mayor variabilidad, de las que se encuentran tres en el dominio VL, se denominan regiones hipervariables . En algunas secuencias estudiadas se hall encontrado aminoacidos adicionales, pero en este ejemplo se hall eliminado para facilitar la comparaci6n y su posici6n se indica mediante flechas. Las zonas sombreadas en amarillo corresponden a regiones de hipervariabilidad (RDC) y las mas hipervariables se serialan en rojo . Las cuatro regiones estructurales (RE) se marcan en amarillo (por gentileza del profesor E. A. Kabat) .

Estructura y funcion de los anticuerpos

la caticna polipcptidica, comprobando tic csa ti,rnla la inlportat cia do aminoacidos concrctos con rcspccto a tuncioncs sonorous . L'na do las prinlcras imrstigaciones en la clue sc utilizo esta tccnica ttno [)Or- objcto cstudiar la actitacioin CICI coml,lcnlcnto por parts dc las IgG . En los printcros CsttldiOS t- a sc labia intuido quo: cl subcoonlponacnte C ICI do ( :1 intcraccic,naba coil cl dominio ('y2 do la, Ig('1. Sr utiliz(') la nttltagcncsis diri ,.,ida para localizar cl punto do union de ( ; I q, quo resultoi cstar comPucsto por trcs tic las cadcnas latcralcs do C-,t2, Glu 318, 1,\- s 320 Lys 322 . Parece clue esta Cstructura clc anlinoacidos inter\ ions cn todas las interaccioncs cntrc Lts n1olcculas do ( : l q v tic IgG . En cl caso do la IgM, parccc quo: cl complcmento so: actit a mcdiante un nlccanisnlo ditcrcntc . La IgNt circulantr libre, quc prcsenta una conti,rlnaci6n cn ti,rma tic cstrclla, cs totalntcntc incapaz tic acti, ar el contPlcnlento, mientras quc Cn cl nlonlcnto ell quo: sc unc a un 111tigcno SC Con,lCrtC en un l,ouCntc actin odor. FCinSteln cols . stlgiriercm yuc ell Cl l,roscso do unicin de la It \I a un antigeno lx,limcrico o reticular, l ;ts unidatlcs ha,' yuotl :111 ticsplaza tias do su plano original, dando lugar a la coiltornlaci6n denonli nada do cangrcjor , clue sc obscr,a Cn la microscopic clcctro>nic .1 C t'. hq (z ll ; . Estos cambios contorlnacionales podrian poner al dcscubierto un anillo de p111ttOS do union a ( : I q clue, cn la cont'0n- n1aCioin tic cstrclla de la Ig11, se cncontranto cscondidos, dcbido a la cstrcclta t ustaposiCiCnl entre las uniclaclcs . Sc crcc quo los aminotitle ocuacidos implication soil His 430, Asp/Gh -132 \ . Pro 436, del dominio 0113 analoga a la propucsta en pan una posici6n dentro CI Caso CICI punto do unicin a ('IC] tic] dominio ('Y2 tic les IgG . Las n1olcsulas do IgG intcraccio,n:u1 tom 1111 :1 :unplia ganta de rcocptorcs cclularcs do Fc . 1 .01, CSCtltl1U5 Ilct ado,s ;t cabo con nnctagcncsis dirigida sugicrcn clue cl receptor Fcyl(I tic alto afini lad do los nlonocitos intcracciona con una cstructura situacia alrcdcdor tic una lcucina quo ocupa la posicioin 235 tic la cadcna pcsa da do la 1 ,,(i, cntro of dominio ( :y2 t . la rcgion do bisagra . En CI monalento actual so: haul analizado con grin rcsoluci6n [as interacciones cntrc la IgG matcrna v la Fcl(n parccida al CpH de class 1 csl,resad ;t cn cl cpitelio intestinal tic la rata rccicn na silo (, . jiif. 6.23j, title sr croon similarcs a I :ts clue sc producer entre cl analogo en la placenta hun1 :uta hFCRn \ la Ig( ; materna . Fc cntra cn contacto con FCRn sobrc todo cn la tuna tic union entro los dominios CI 12 y ( H3, hacicndo quo: SC supcrponga cl punto do union dc In protcina A . Es probable yuc trcs o cuatro,

Fig . 6.23 . Las principales interacciones entre la FcRn del intestino de la rata recien nacida y la Fc de la IgG materna (derivada de la leche) se muestran mediante diagramas FcRn (los dominios 111, 112, 113 y l12m se muestran en rojo, verde claro, morado y gris, respectivamente) y Fc (los dominios CH2 y CH3 se muestran en azut y amarillo) . Los principales residuos en los clue se produce el contacto de FeRn (dominio Loll, 90 ; 112, 113-119 y 131135; 11 Z m, 1-4 y 86) se representan como estructuras ocupantes de espacio (reproducido con autorizacion de Ravetch y Margulies, New tricks for old molecules . Nature 1994 ; 372 :323-324) .

residuos tie histiclina rcsultcn tundanlcntales en este prolccso, do forma cluc la cargo tic las histidinas podria czplicar quo: IgG so: ]Iguc coil FLAIL con un [III do 6,5 (el l,rcscntc en la Icclte ingerida l se sucltc coil pH 7,5 (CI Salli I'ara Cl esttuiio tic Ion puntos tic interaccion entre las moleculas tic IgE t. los rcocptorcs FcrRI do lots nlastocitos, o los reccl,torcs Fct.RlI de ] .is cclulas 11, so ha trtilizacio otra tcuuca tic illgcnicria genctica . SC han sintctizado pcl,tit]os rccontbinantes clue contiencn secuencias iticnticas a I :ts do las cadenas t: %, despucs SC ha cictcrnlinado su capacidad part inhibir ],is intcraccioncs coil lo,s rcocptorcs do IgE . En cl caso dc las intcraccioncs con FcrAl, sc ha k,calizado un pcptido tie 76 aminoacitios clue se ezticnde a to largo, do la union cntrc ('a;2 v ( ;r;3 iJia. 6.24i clue parccc scr escn vial . I'or cl contrario, Fct;Rll parccc quc rcconocc una Cstructura fbrmada por aminoacidos pcrtcnccientcs a los dominion ( :1 ; ; tic ambas cacicnas f 1?r1 . 6 .25) . 1 .a intcracci6n cntrc la proteina A tic Smpln,loroccusaurcrrst - la regiom Fc do las IgG tanil,icn 11a sido cstucliada coil cicrto dculle . I .os baton obtcnidos su"icrcn quc Cl punto tie Union SC CnCLIClltra situado Cn cl tiagtncnto Fc, en la region do union cntrc Cy2 v ( .,f3 .

Fig . 6 .24 . Presunta localizaci6n del punto de uniin del receptor de los mastocitos (Fc; RI) en la IgE humana . Los dominios Fc clue se muestran en la imagen son, de arriba a abajo, Ct:2, Cc:3 y CiA La supuesta localizaci6n del pcptido implicado en la union se muestra en forma de un segmento blanco, clue se extiende desde el residuo Gln 301 a Arg 376 (reproducido con autorizacion de Helm y cols ., 1988).

Fig . 6 .25 . Presunta localizaci6n del punto de uniin de las celulas B (FC~ :Rll) en la IgE humana . En este modelo del Fc de IgE se muestra Cs2 en la parte superior, Cr:3 en el centro y Co:4 en la parte inferior . Se cree clue los residuos Lys 367 y Val 370 de ambas cadenas s (indicados con flechas blancas) contribuyen a la estructura critica del punto de union (reproducido con autorizacion de Vercelli y cols ., 1989).

Anticuerpos y sus receptores

Las moleculas de anticuerpo presentan diversidad estructural en las regiones denominadas constantes . ~Como se manifiesta esta diversidad y club ventajas proporciona al huesped? Se tree clue las inmunoglobulinas han evolucionado a partir de una proteina initial clue equivalia a un unico dominio . ~Que papel puede haber desempenado la duplication genica a to largo de la evolution para dar lugar a una moll capaz de

Ilevar a cabo funciones de alta complejidad y compuesta de varios dominios? Se han descubierto muchos miembros de la familia de receptores Fc7 . Basandose en su estructura combn, explique comp se puede conseguir clue sus interacciones con las inmunoglobulinas sean mas eficaces . ~De clue forma esta ayudando la biologia molecular a la localization de las regiones de las inmunoglobulinas de las clue dependen las funciones efectoras? ZEn clue sentido superan estas tecnicas a las clue se utilizaban previamente?

LECTURAS ADICIONALES Burmeister WP, Huber AH, Biorkman PJ, Crys'al structure of the complex of rat neonatal Fc receptor with Fc. Nature 1994, 372 :379 . Burton DR . Antibody : the flexible adaptor molecule . Trends Biochem Sci 1990 :15 :64-9. Con ,ao DH The low affinity receptor for IgE . Anna Rev Immunol 1990 :8623-45 Davies AC, Schulman MJ IgM - molecu ar requirements for its assemoly and function . Immunol Today 1989 ;10 :118-22, 127-8 . Davies DR, Metzger H . Structural bass of antibody function . Annu Rev Immunol 1984,187-117, Duncan AR, Winter G The binding site for Clq on IgG . Nature 1988,332 :738-40. Duncan AR %'oof JM, Partridge LJ, et al Localization of the i site for the human high-affinity Fc receptor on IgG Nature 1988,332 563-4 Feinstein A, Richardson N, Taussig MJ- Immunoglobulin f exihi itv i- coin plement activation- Immunol Today 1986 ;7 :169-73. Hahn GS Antibody structure, function and active sites In : Ritzmann SE led) Physiology of lr?ununog~obulins Drognostic and Clinical Aspects New York : Alan Less Inc, 1982 .193-304 Helm B, Marsh P, Vercelli D, et ai The mast cell binding site on human immuroglobulin E . Nature 1988,331 :180-3 . Kerr MA The Structure and function of Human IgA Biochem J 1990 ; 271 :285-96Ki ia , Pv1, Russell MW Function of mucosal immuroglobulins In Ogra P, Pv^estecs yuC Scrap tanlbicn toortlmcntC distintoos . Es intcrcsantC Cl I1CCIlO (IC yUC CI Surco It() CS una CSCrUCtU(-d lira, sing yuC prcsenta un;t scric dc protubcranci as \' bolsillos coon Ion clue puCdcn interaccio~nar Ids cadcnas Ltteralcs dc Ios aminooariCIOS I,flrf. ,:1i . Por cjcntplo, Ids cacicnas latcralcs o los c\trcm(os dc loos

Dominios extracelulares de una molecula CPH de clase I

La superficie superior de HLA-A2

Fig . 7.6 . Surco de union con el peptido antigenico de HLA-A2, desde el angulo en clue to , ve) el TCR. Los dominios u, y u, It estan formados por cuatro tramos antiparalelos, seguidos de una larga region helicoidal . Los dominios se emparejan y dap lugar a una unica lamina 11 de ocho tramos, sobre la clue se situan las helices u . Se destacan los aminoacidos en los clue existe un mayor grado de polimorfismo . Cinco aminoacidos de los tramos It centrales de la lamina Ii u,-u, quedan expuestos entre las dos regiones helicoidales, y es posible clue establezcan contactos con los peptidos antigenicos . Otros seis estan expuestos en las paredes laterales de las helices (rosa) . Hay tres situados en la cars superior de las helices (amarillo), clue puede clue entren en contacto directo con el TCR. Los coloreados de verde no se encuentran situados de forma clue puedan afectar a la union de los peptidos antigenicos . (Modificado de Bjorkman y cols ., 1987 .)

HLA-A2 y HLA-Aw68

Fig. 7.5 . Esqueleto peptidico de la molecula HLA-A2 . La lt lm establece interacciones con los tees dominios de la cadena pesada . Se observa claramente el surco clue forman los dominios ox, y (xz.

Fig. 7.7 . HLA-A2 y HLA-Aw68 se diferencian en 13 aminoacidos . Doce de ellos se encuentran situados en los dominios u, y u . Los diez aminoacidos diferentes ubicados en el surco de union ai peptido se muestran en color amarillo . (Modificado de Parham, 1989 .)

Receptores de las celulas T y moleculas del CPH

Diagramas de cintas de dominios extracelulares de las moleculas de clase I HLA-Aw68 y de clase II HLA-DR1

HLA-Aw68 y HLA-A2

bolsillo 45 Met

holsillo 74 Asp

5 156, 159,

160 ' -133, 1,17

HLA-Aw68

HLA-Aw68 (clase I)

bolsillo 45 Met

-156, 159,

60, --- -- , 133, 147

HLA-A2

Fig. 7 .8 . Diagrams esquenlatico que represents los surcos de union con el peptido de HLA-Aw68 y HLA A2 . En la figura se muestran tambien los bolsillos en los que se cree que se acoplan los aminoacidos de los peptidos antigenicos.

pcptid(tS Sc IIUCCen aCOlll :lt Cn don h(tlsill(ts que sc cncucntran situad(tS Ibaju la IICIICC CICI tl(nninitt u, 1,;1s lariaCI(tncs dc :uni n(QCid(ls en cl intcri(n LIcl SLIT- Cot puCCCn m()difiCar las posiCi(> ncs tir ktss lxtbl(s i;~ . /ir1 . -.1Y, Sicnd(t cst:l la h,ISC CslrtiCtUl"l1 de ] .is ditcrcnccls dc ,llinidad (Ic Illllt)I1 C(nl I()S l)chtid((s, t)c la, que dcpcnde, tl sit \cz, la Callacidad () la incipacidad para dcsarrollar una resllucsta innnnlit ll- ia .

HLA-DR1 (clase II)

Estructura de las moleculas CPH de clase II Las moleculas de clase 11 presentan una estructura global parecida a la de las moleculas de clase I

h(s produLt',s dc 1(), ;;CitC, (it Au( II A %% I- cn CI rattm; 1)R, 111' l lX) cn l()s SCI -CS Ilunt,lnt>sY ,()n hctcnxiimcr((s Ctnttpucsttls tie Ca LICItaS glue( )11r()tCiC as I1CS,ldas ( tr 1 I. l1,10-as i 111. Las CJdenas u I1rcscntan tin I1estl nullccular tic ;() 34 kdal . l:.l do la, cadcnas li ()scila cilia 36-3() kdal, scLwn cl ktcus c(,nCret(l . I Ial- tlna srric dc dattx yuc indican yuc Ias Catlenas u . \ 1i prcwntan una cstructura gl()hal 11al-CCida . DiClla cstructura csta tcn nl1da p(Ir una party r\tracclular, C(m d(IS d(mlini(ls Cu p c (c  a 1i . l. (i_? . unitl,l nlcdiantc una CtrrtJ sCCUenCia I1el"titiiCa a LAW IC11t~t1 transnlrnil,rana tic ululs .;t) anlin(laCidos, cn CIIM csucnl() Sc cncucntra, tillalnlentc,

d(mlinio Citoplasntatio) d( till(), 10-IS anlin((lCid()s, hts dOnlinitls u, l, 1i, son parccidos A d()nlini(( cc . dc LIS nlt>ICCLILIS d( C1aSe I t . a la ji,nl, presentand(, LIS CaraCtcristic;ts cstructtlral" dc I(ts donlini(» ConStanles de la innuln0L;l(lbulillA . El donlinio 13 C(mtienc till cnlacc diullfur() quo: t1a Itigar a till l1LICIC dc 6-t amin,icid(,s . La ditcrcncia Cn I(), I,cs()S nl(tlccularcs dc Ias ctdcnas (I \' li do Class II w dcl)c ,()hrc tttdtl ;t ,it ditcrcntc grad() de glacosllaciun. Los t1()Illilli(tS u i , cr., l It, cst:in 11uc(Isil,ldt), .l ni\cl tic sun at(mlos tic \, Inicntras chic cl d(mlini(11i, not till

I() csta . I aS Ill(t1000LIS tic class I I se enCtlcntran unid,ts a LlIIJ III(IlcCLII,l CoIrCC(httll"t, tlen()Illinad.l ('l)4 . LOS (studios de Illutagcnesis can HI .;1 DR1 sulirrcn clue la uni(in Sc Ilr()dLICC a tlatcs dcl donlinitt 1i . . Sc CI -CC yuc la asoCiaci(Iu cntrr ( D4 \ cl ct)mplcjo lY R cs ncccsaria para captor I,l nutlccula p56'', yuc sc till( :I la parts Cit(tplaslnaticl dc ( D-1 e iniCia 1 .1 aCticACicin tie Ids CCI111aN l'.

En el surco de union de las moleculas CPH de close 11 se pueden acoplar peptidos de mayor tamario

Ell la aCtu :llidad, Sc C()In,C( Ll cstrtktlira t6dilllensitntal lic la III() ICCLII :I HIA DR I, quo: Il .l rcsultadt> scr parccida a la dc LIS nl()lcCLILIS (TI I tie clan( I f P(7 . .(~' . l'na dc Ias djlcrencias ennc anlbas CS (uc cn LAS fornlas Cristalin :ts dc I I I A DR I Sc Its dctCCtad()

2 Fig. 7.9 . Diagramas de cintas de los dominion extracelulares de los antigenos de histocompatibilidad HLA-Aw68 de clase I (1) y HLA DR1 de clase II (2). En los surcos de union se ha dibujado tin peptido acoplado . En estos diagramas se observa el parecido de Ias estructuras tridimensionales de los antigenos de clase I y It . Reproducido con autorizacion de Stern LJ . Structure, 2:245-51 .

till dinler() drl Iletcr(ttlinlert, 115 . Al 1111,11 yuc OCLII IC (:[I CI Cas() tic It)s antilCIwN tic Close 1, I(), pCptldtls SC Illicit a I :l I1,(tlettlh adopLantlt> una amlin macion c\tcndida. Sin Cmb;ugo, CI sul-Co dc Ias nl(tlcculas dc class II cs ntas abirrt(t yuc (I tic LAS ti( Class I, 1)()]N) quc pucdc ac(Inxtdar pq,tidt,s dc ma,\ or tantano +_lias. .lfl

Organizacion genica del CPH

Union al peptido de las moleculas de clase I (H-21K b) y de clase II (HLA-DR1)

Enlaces de hidrogeno con la cadena principal del peptido acoplado HLA-827 (clase 1)

HLA-DR1 (clase II)

~ .51b Q ,~53 _ - _

~H 2K° (clase 1)

GIn1L9,,0 0"~

Asrn,62

Asnu69

Arg(,76

- ---- HLA-DR1 (clase III

Fig. 7.10. Vista superior de los surcos de union con el peptido de antigenos de clase I (H-2K'') y de clase II (HLA-DR1), en la que se muestra la disposicion de los atomos de carbono (z . Se aprecia claramente el parecido entre ambos, aunque tambien se perciben algunas diferencias. Algunas de estas diferencias son el motive per el que las moleculas de clase I acomodan peptides mas cortos (8-10 aminoacidos) que las moleculas de clase II (>212 aminoacidos) . Imagen reproducida con autorizacion de L. J. Stern, Structure, 2:245-51 .

v ,".I1 i . L:ts caractcristicas estructurales del punto cic union de los antigcnos tic class I I sc 11an (icsciti-ado mcdiantc la dctcrnli Lie n:tciirn do la estructura cristalina un complejo entrc I II .ADRI v un pclltido Licrivado del s irus de la gripe (v. 1.111 . Sc hall ohscrvado claranlcinc Ios b()lsill()s Lie] punto cic union cn los yur sc acoplan cinco cadcnas lateralcs tic] pel)tido, to clue Ira he oho posible explicar la cspccificiciad pcptidica de HLA DR1 .

ORGANIZACION GENICA DEL CPH Loci murinos de clase I

I I ( 1 , 11 dci rato~n sc dcm),itima locus 11 2 . Las regioncs que codific.ln I(~s gcncs .ic class I \ tic clasc II se dcsignan coil Ictras . Por cjctnplo, las moleculas CPI 1 Lie claw I cst.i n codificadas cn la rcgion H-2K . Los genes (.PI I v los loci i;cnicos SOIL r11uv polimorficos, \,triando entire Ins ditercmcs ccpas tanto cn cl n61llcro do ,cncs c(nn(r cn sit cstructura . Para distinguir los Iraplotipos, sc asigna al ( :PI 1 Lie coda cepa 1111 supcrindicc. Por cjcmplo, la ccpa BALB/"c poses un llaplotipo H-2" .

El CPH del raton (H-2) contiene tres loci de clase l, pero

el ntimero de genes de clase I depende del haplotipo 111 1111 t;enOl111 .1 nlurino Imploide existcn unos 30 ,,cncs dc ciase I .

Lsrc numero varia se gun el Iraplwipo do las ditcrcntcs ccllas cn-

Fig. 7.11 . En esta figura se muestran los enlaces de hidrogeno que se establecen entre la cadena principal de un peptido y las moleculas de clase I (HLA-B27) y clase II (HLA-DR1) . La diferencia principal entre las dos distribuciones de enlaces de hidrogeno es que en las moleculas de clase I los enlaces se concentran en los extremos del peptido, mientras que en las de clase II se encuentran distribuidos a to largo de todo el peptido. Reproducido con autoriracion de L. J. Stern, Structure, 2:245-51 .

dogamicas. Los genes de class I codifican los loci H-2 cl sicos, Hen (ictiniclos scrologicanlcntc, dcnonlinados H-2K, H-2D v H-21 . . Sc it nora la iniportancia yur tlenCn la ntivoria do los rcs tames genes, clue se cncucntrarl situad(rs en las rcgioncs ()a, Tla v :s'1 (fitj . 7.121, si bicn es posible clue dcsencadencn el proccso Lie actin-aci J no sc tlchc confundir con la cadcna J clue aparccc cn Ias IgM \ Cn ]ON ditncrOs tic IgA . ;~

variablei- 150 dad de las cadenas pesadas 100

Estructura del sistema de cadenas ligeras . El scgntcnto gc

50

20

40

60

80

niCo \'K Cotdific :t la rrgiottt \' Lie I .ts ctt]Cn .x ligCr;ts Lie ;uttiCUcrp0S, h.tsta CI :urtimriciCIO 95 inclusitc, Cl scgtncntot gcniCO Ir< codifica CI rCStt) de la region \' ~flt . 8A, Solo C\Istc lull gctt para la region constants, pero en los hombre-, dc ION '6 gCncs de \'t;, 35 salt

100 120 position

potcncialntcnte filnciomalcs, 10 muestran cictcctos Ides t 25 sotn Scud0gcncs . I)urantc cl proceso dc dilercnciacioin tie las cc IUlas linl6idcs sc produce tin rcorcicnamiento del AI)N dc mode yuc unot do lo', genCS \' se title coil unit dc ION cincot genes 1, dc manes que se puccictt ol,tcner unas I50 reggiones cariablcs dc Ias cadenas r: 130 > ;,) . Cacia scgmcnto \' \a prcccdido pots Urta SCCUCnCia SCna1 o hdcr, que COtlSIStC en ttna Corta SCCUCnCia hidrottitb.t cncargada tic dirigir la cadcna hacia cl retiCUlo Cnttoltl:tsnt.iticot . 1 . :t %CCUCnCia IIIICr CS C%Cindid:t ell diCho rCtiCUIO cndOplasm tit:O V, a Coil till UaCioin, la ntotlccula cs proccsad :t a trascs dc ht via do %CcrCCio'nt intracclular . El lOCUs del gin }. ItLiIMttttt ContiCnc tin grupo tic gcnCs \', perct each UIIO Lie JO-, ? genes C: sc acompann de Lilt tinicot gen J. Sin embargo, cl ltrOCCSO do rccotntbinaciom \'-J cs parccido al clue sc ha descrito part Ias CadCnas rc ff11 . 5' .91. Tras la rcotrdcnacio'tn, siguc c\isticndo tin intr6n (sccucncia intCl-C:tl :tti :t no codifcadorai cntre lots genes I s. cl gen yuc co difica la region (:. A COntinuaci6n, todo cete scgntcnto c1c AI)N !oicsdc cl lidcr hasta cl c\trcntot del ;gcn incluidots lots introncs i cs transcritoo t . da IUgar a ARti nuclear hcterotgcnco iAR\ltn), cs dccir, AR\m no procesadot . N'US tardC, SC IICta a Cabot cl proccso do Chntinaci6n tie introncs lsplici ;Jgl, ObtcniendotSC tin AR\nt clue pucdc scr traducido para dar 1Ugar a protcinas.

Fig. 8.6 . En este grafico de Kabat y Wu se observa que la variabilidad se concentra en tres regiones del dominio variable de las cadenas pesadas.

RECOMBINACION DE LOS GENES DE INMUNOGLOBULINAS Los segmentos genicos V y J de las cadenas ligeras se recombinan para dar lugar a tin gen que codifica el dominio V

(-On la iia ~xi.iccio~~t : c la , tccnicas ~irl - \I)\ rcomthin .tntc, sc pudoi Cntln-cndcr cl anahsis Lie lots genes clue CodifiCan loss anti cucrpos. ,A rain de CStttN Cstudios, se descubrioi que Ias rcgioncs constantcs v sariablcs dc Ias cadenas lit rras est n cotdifiCad;ts pOr dots scgntcntos indcpcndicntcs do :'\l)\ . En Ias cclulas que not produccn .tnti000rho%, CNIOS SCgmcntos QCt11COS SC Cncucntran ell l)Ouici0 IICS nIUV distantcs dcntro del cronutsontt, nticntras yuc ell Ias ccluhs (]Lie Si clue Ion produccn los scgntcntOS Sc cncucntran m.is pro'tsimos . Sin embargo, los dos scgmcntots gcnicots not sc llcgan a unir dircctantcntc, ni sigUicra cn Una Cclula 11

El grupo VHIII de cadenas pesadas humanas estructura position 1

L TEI

1 ^~ i

RDCI 20 I

30 1

estructura 35 36 il_i

EV0LVES000LV0PGGSLRLSCAASGFT F S T S A V' Y BRO YYNIMN

RDC2

40 I

50 -

52 53 I ! I

65 I

wLvR QI AI PI GI K G L E W! V G W R Y E G S S L T H Y A, V S V Q G SIA I G-TIIAIGjDj~Y,

TUR IR V L S S

Sjik

POM L

GI

1"" SL

TIL V

_S

I , Z G LL

TRGGLE

~,LVFS , VT

Mu WAS DI

Fig. 8.7 . Esquema en que se comparan los 65 aminoacidos del extremo amino de seis mielomas humanos del grupo VHIII con la secuencia prototipica TEL Los aminoacidos identicos a los clue aparecen en TEI se muestran en color amarillo ; los aminoacidos clue difieren de los que aparecen en la misma position en TEI se

IM!

AI

K - IQ

NI Di

K,

~! DI

-! V_ S Z SI

E'A

! IN SI

FYTE

L

F,

muestran en rosa oscuro . Dentro de tin mismo grupo, la mayoria de las diferencias se concentran en las regiones determinantes de complementariedad RDC1 y RDC2 . La tercera region hipervariable no se muestra en la figura .

Recombinacion de los genes de inmunoglobulinas

Los segmentos genicos V, D y J de las cadenas pesadas se recombinan para dar lugar a un gen que codifica el dominio VH r~ ir,>> I-rri .thlc do Ltti ' .xlci .u pcsldas tambicn csti codificada pr~r ~cgntcnurs'i, nii, dando lug:u - a la Clintinaci6n do Ios introncs la rCtntiom tic Ios cxtrentors hbres rcsttltantcs, con to quc se oil ticnc cl Alt\m . Por supHCstor, Cstc }1r(KCSO LICbC SCI- I1CVA(r a call() con la precision suticicnte para que I :t pauta tic Icctura del ARNnt nor Se s- ca atcctada . El AR\ ntcnsajcro do las itutiuno1-lohttlinas cs truiucido s Ios pciltidos nacicntcs son transporrtntlos hasty CI reticulo endoplasmatico, asocibndosc ntls tardc ] .is cadenas pesadas coil las ligeras ,1.?4i . Las torntas tic ntcmbrana \ do secrecion tic las innutnoglobulinaS son proccsadas tic ditcrcntc torma, do tnancrt quC a1C.utccn sus ctttplazanticntos correctos, aunque Ios mccanisntos implications cn cstc proccso, no sc conoccn coil (ictalic .

GENES DEL RECEPTOR DE ANTIGENO DE LAS CELULAS T La regi611 dcl T( :R yuc se uno al complcjo antigeno-( :I'li cs ge ncrada p(rr cuatro gnu})ors de genes ditcrentcs . Lots grupos do gates of \ ji son cxprcsati0s por la matona do las celulas T pcritcricas, micntras quc I(ts genes y y S son cxprcsadors por tma Subltoblaci6n tic Cclulas f dcl tintor v por unit poblaci6n minoritaria tic Cclulas T peritcricas . Estas cadenas sc asocian corn las cadenas y, 6, e V ' do la molccula ('l)3 para dar lugar al TCR connpicto f v. ca}, . 7 ).

primer antigeno 9. IgM de secrecion

J

10 . conmutaci6n a IgG, IgA o IgE Fig. 8.23. Sintesis de inmunoglobulinas . Las celulas pre-B intentan recombinar los segmentos D y J de las cadenas pesadas, que despues se recombinan con un segmento V para originar un gen funcional de cadenas pesadas V-D-J, que es transcrito junto con los genes Ft y ti y traducido, con to que se obtienen [as cadenas de membrana ft yo . La cadena m induce recombinaciones en los loci de cadenas ligeras . En cada caso, la celula intenta construir cadenas funcionales utilizando el cromosoma materno o paterno, hasta que to consigue o hasta que se agotan los genes no reordenados. Cuando no se consigue sintetizar una Ig funcional, el clon es eliminado. Las celulas B virgenes expresan IgM e IgD de membrana . Tras la primera estimulacion antigenica, la celula puede sintetizar IgM de secrecion; tras la estimulacion por un antigeno dependiente de celulas T, y con la colaboracion de estas ultimas, la celula puede conmutar la clase de Ig producida, dando lugar a IgG, IgA o IgE. Este paso suele it acompanado de mutaciones somaticas en los dominios V.

Genes del receptor de antigeno'de las celulas T

La dispusicic'm g,cncral do los genes dcl 1( :R Cs nttn' parccida a la dc I :ts cadenas pesadas dc ill n1tuluglulndina . 1)cstaca Cl hcchu dc clue los genes S del f(R cstan Sit uado)s u1 cl ccntru dc los gcncs a t. POSCCn Sus prupios Conjuntos dt SCgnlcntc» gcnicos 1) . 1 \ C + lit. 8.23S1 La diversificacion de los genes de los TCR se produce por recombinacion de los segmentos genicos V, D y J, con pequenas variaciones en cada locus concreto La cadets (t cs aparcntcmcntc scnolla, cxccptu por el hecho dc Se encucntra intercalada la Cadcna d. Al slue Cntrc Sue I ci V set nlcnto Vu. igual clue en cl Ic)cus n, sl dcsplazamicnto ds tin Sintesis de inmunoglobulina de secrecion

liasta till scgnlento Jti. da lugar a una rcgi6n variable completa . 1.a dis- crsidad se % c aunlentada considcrablementc debiclo al gran nunlcro de scgnlentos / . Fn el locus li se Cncucntran doe conjuntos dc genes 1), 1 v ( : . la mamria dc los gcncs V(3 cstan agrupados conjuntanlcntc, pcro uno dc cllos A'P 14) SC cnCUCntra situadu ell el cxtrcmu 3' del to cue . I a duplicacic)n conjunta do Dl3, Ili v (3 sc dcbi6 producir en alguna dc las prinlcras tascs dc la cvolttci6n dc lus mamitcrus, t a clue CSta presents tallto en Icx ratc)nCS coil)() ell Icrs SCI-CS huntanc)s . F.n cl pruccso dc (IlliCm SC genera una Bran discrsidad, w clue adcnlas dc las rc))rdcnaciuncs V 1)-/ tambicn son pc)siblcs ]as unioncs V I v V-1)-1)-I . his scgnlentus 1) sc pucdcn utilizar cn cualcltiiera dc sus tl-CS IMutas dc lCCtttra posiblcs, lo yue Ccn1fcrC aiut una macor di\ crsidad a Ias cadenas li . La disposicic'm dc los loci dc cadenas i en el rat6n y cn Ios se rcs liumanos cs cunsidcrablcnlcntc ditcrcnte . El IOCUS nwrino nnicstra till sorprendcnte parecido coil cl locus dc cadenas ligeras (uno dC CIIOS tin scudogcn 1, do anticucrpo, coil cuatru gcncs cada uno dc cllos asuciado a tin gcn / v cntrc uno v cuatro genes Vy . No cxistcn genes 1) . 1=.n Icts scrcs hum:utos cxistcll ucho genes Vy, -currictue arriba ,~ (i'1 dc Ios ctiales se encucntran trcs genes J-1 Y cl printer gcn (;y ; a suntinuacicin aparcccn otras do,, genes I,,, y, fnalmcntc, cl gcn (_%2 . I .as imprccisiuncs en la unilm dare V t. /, junto con las inscrcioncs cn 1aS jullturas, coil trihtocn

a la gcncracicin dc discrsidad . Fl lows ii file dcscubicrto cuandu Sc cstt)diaba cl Ic)CUS a . Auncluc cs rclatisantcntc scncillu, sa clue solanlcntc cunticnc cillco genes V6, due 1)0 V %Cis Iii, Se calcula c1ttC l,uedc dar lugar a 1 .(114 cadenas o difcrcntcs, dcbido a la inlprccisi6n dc las unioFig. 8.24. El ARN mensajero de una cadena pesada de secrecion abandona el nucleo y penetra en el citoplasma, en donde se tine a tin ribosoma (1) . La secuencia lider IL) es traducida y se tine a la proteina reconocedora del lider (SRP, del ingles signal recognition protein), con to clue el proceso de traduccion queda interrumpido (2). El complejo SRP-ribosoma se desplaza hasta el reticulo endoplasmatico (RE), en donde la SRP se tine a una proteina receptors clue se encuentre libre en la superficie del RE (3). Entonces se reanuda la traduccion, y la cadena naciente atraviesa la membrana y penetra en el reticulo endoplasmatico (4). La secuencia lider es eliminada y la cadena se combina con otras cadenas H y L para dar lugar a una subunidad de Ig (5). Entretanto, el reticulo endoplasmatico da lugar a una evaginacion y, finalmente, a una vesicula de transporte, mientras clue determinadas enzimas (E1) anaden hidratos de carbono (azul) (6). En el aparato de Golgi, otras enzimas lE2) modifican los hidratos de carbono y, finalmente, la molecula completa es secretada al exterior mediante pinocitosis inversa (7).

Genes de los receptores de las celulas T V,11-5)

V (-100)

D121

J,(6)

J(-100)

locus de cadenas : 1 Va t u y i1

J 1171

D 1

I-201

D2

locus de cadenas (9 locus de cadenas 'l

D

- V4 -

-

Jr1

--

/- V 3

!= -- C,3 -/ /- C,2

Fig. 8 .25. El mecanismo de recombinacion de los genes de los TCR es parecido al de las cadenas pesadas de las inmunoglobulinas . En la figura se muestran los genes de los polipeptidos cull y yo de los receptores de las celulas T marinas. Los loci de la cadena 6 estan

J 2(7) JI J

J.2 '- V,2

,1

Cat

-

V,,14

-J4 -/ /- V11 _

incrustados en el locus u, y el locus de cadenas 11 aparece por duplicado. Los tiltimos genes de cada grupo Jji y V-,/3 son seudogenes . '

La generacion de la diversidad

nes, la inscrci(in do arninoacidos adicionalcs y la utilizaCi6n LL 1(rs gene+ 1) en Lts tics I)aut :u tie lCCttrr,t I)osit)Ics . Parccc clue loll ruccanism(rs dc rcconthinacion do los genes tic Ios 1 - ( It son parccid(rs a Ios tic las cclulas B, ya Clue los genes sc cncuentran Hantlucados por sctucncias hCptamcro-( 1 2 o 23 ba ,cs)-nonamcro similarcs . I,as cnzinnas Clue catalizan la% rcordc nacioncs cn las cclulas B \ . 1' son igualcs o mm parccitlas, Sc ha dcIIIUStr-aCio c\perimcntalmentc quc Ios gCIWS 1)j3 V 1-,' tic 10" 1'C :It transtcctados a cclulas B se pucticn rcordcnar corrcctamcntc . I .a rcgi(in \ rsti cspccialmrntc ticsarr(rllada y ctrl :ilun-;t cn gran meclida ell 1 .1 gcncraCiorll Clc diycrsiCiad . Aunquc cn cl cant tic las ill nttrnogl(rhulinas las nttttacioties sontaticas gcncran una c(rnsidcrahlc diycreidad, csto no ocurrc cn cl caso dc Ios genes tic los 1('R Esto pucde sc- r dchido al int pcratiyo dc Clue I :ts cclulas 'I' mantcngan la tolerancia hacia Ios ail tigcn(is 1)1-01)i( Is y rCC()11(rzcan ]as nt( )ICC111as (PfI .

MAGNITUD DE LA DIVERSIDAD La diycrsidad dcl)ende dc las corttbinaciones tic ]as regiones %', 1)

y I, la c iycrsiticaciorn cn las rcgiones N, [as yariacioncs cn los pun

tos dc union y la niultiplicidad dc las rcgioncs 1) . La distanci3 r\acta cntrc Ios c\trcmos tic \' y J ell las lincas gcrminalcs CS \-ariable ; ell cl caso dc \'(3 cs tic unos 6 15 aminoacidos, nticntras Clue cn cl caso tic \'u cs dc 3- ;' arnin(ricid(rs . Hunkal)illcr \ Hood hall ettimado quc CS I)(isihle sintctizar unas 4,4 x 10 , ' formas di fcrcntes do \'ji y units 8, ; x 1(1 . - f6rntas do \*-i . Estos im -cstiga dorcs indican quc, 31111 ell cl : .is() dc quc solantcntc Cl 1"o do las sccucncias codifiqucn protcinas yiablcs, scria posihlc la c\istencia tic 2,9 x 10=' rccept(rrcs difcrcntcs . Sup(rnicntlo Clue cl 99'%, dc estos tiltintos tircscn rcchazados por rcconoccr autoantigcnos (r por otros (ictcctos, scguiria sicndo posiblc la c\istcncia tic 2,9 x 10"' - 1-( :R n)1rrin(r" Chtcrentcs . ('onto a ht largo do la yida tic tin rat6n abandonan cl tirno nicnos do 10" tintocitos difcrcmcs, SC plantca I ;t duda tic hasta Clue punto cs alcatoria ht generacion de rcccl)torcs . Este rnisrno problenm sc prcscnta en cl caso tic las

Inlilt] noglohulinas, ell dcrndc cl rcl)crtoritr posiNc CS yari(rs or de magnituCJ mayor clue el mrntcro tic celulas 11 Clue I)ucdcn Ilcgar a scr producidas . (JCIICS

" ~C6mo se puede enfrentar un genoma finito a ulna cantidad practicamente infinita de antigenos? 4-Que es una mutaci6n somatica y como puede afectar positiva o negativamente a las respuestas inmunitarias? Compare el polimorfismo de los anticuerpos y el de las moleculas CPH dentro de un mismo individuo y en el conjunto de la poblaci6n . 4C6mo pueden haber influido los microbios en la evoluci6n del sistema inmunitario? 0 Si un animal carece de los genes activadores de la recombinaci6n (RAG-1 y RAG-2), Zque efectos cabe esperar en cuanto a la generacion de la diversidad y en cuanto al sistema inmunitario en conjunto? Tras la estimulaci6n antigenica, iclue modificaciones de los genes clue codifican los anticuerpos dan lugar a la maduracion de la afinidad de los anticuerpos clue se observa en las respuestas inmunitarias? ~Como se pueden seleccionar los genes de los anticuerpos en los clue se hall producido mutaciones ventajosas? ~Que ocurre con los clones en los clue se producers mutaciones perjudiciales?

LECTURAS ADICIONALES Apoasamy PM, Kenniston TW Jr, Wenq '', et al Interleukin 7-induced expression of specific T cell receptor gamma variable regions in murine fetal liver culture . J Exp Med 1993 ;178 .2201-6 Austen BM, Westwood OMR Protein Targeting & Secretion Oxford IRL Press, 1991 Berens SJ, Wylie DE, Lopez OJ Use of a single V . i family and long CDR3s in the variable region of cattle Ig heavy chains Internal lmmunol 1997;9 :189-199 . Blackv,ell `K, Alt FW, Mechanism and developmental program of immuncgioLUin gene rearrangement in mammals . Annu Rev Genet 1989;23,605-36 . Black C, Hiranta M, Lenhard-Schuller R, et al A complete immunoglobulin gene is created by somatic recombination Cell 1978 ;15 :1-14 Chang B, Casali P The CDR-1 sequences of a major proportion of huroan germline Ig Vn genes are inherently susceptible to amino acid replacement- lmmunol Today 1994 ;15-367-73 . Davis MM, Bjorkman P,1 - -cell antigen receptor genes and T-cell recognition . Nature 1988 :334 395-402, Difilppantonio MJ, McMahan CJ, Eastman QM, et al. Schatz DG RAG-1 mediates signal sequence recognition and recruitment of RAG2 in V(DiJ recombination . Cell 1996,87 :253-62 . Haas W, Pereira P, Tonegawa S . Gamma/Delta cells . Annu Rev lmmunol 1993 ;11 :637-85 . Harriman W, Volk H, Defanoux N, et al Immunoglobulin class switch recombinations . Annu Rev If rimunol 1993 .11 361-84 .

Hiom K, Gellert M . A stable HAG 1-RAG2-DNA complex that is active in V(D)J cleavage Cell 1997,88 65-72 . Honjo T, Alt FW Immwroglobufn Genes. London Academic Press, 1995 Hunkapiller T, Hood L . of the immunoglobulin gene superfamily . Adv lmmunol 1990,44 1-63 Leiden JM . Transcriptional regulation of T cell receptor genes . Annu Rev lmmunol 1993,11539-70Levv s S%1 The mecnanisnn of V(D)J joining : lessons from molecular, immunclogical and comparative analyses . Adv lmmunol 1994 ;56 27-150 . Owen M,J, Lamb JR, Immune Recognition . Oxford : IRL Press, 1988 . Pascual V, Capra aD HLrilan immunoglobulin heavy-chain variable region gene ; ;t : r~~ation, polymorphism and expression . Adv lmmunol 199 - :49 ' 74 . Rast JP, Andersor, , .'K, St , ong SJ, et al. u, li, y, and 6 T cell antigen receptor genes arose early in vertebrate phylogeny . Immunity 1997 ;6-I1 . Spanopoulou E, Zartseva F, 11'ang F, et al . The homeodomain region of Rag-1 reveals the paral el mechanisms of bacterial and VIDIJ recombination Cell 1996 ;87 263-76 Wu TT, Kabat EA An analysis of the sequences of the variable regions of Bence Jones proteins and myelome light chains and their imphcat ons for antibody complementarily . J Exp Med 1970 ; 132211-50 .

Reco nocimiento de antigenos " Los anticuerpos son altamente especificos con respecto a la conformacion tridimensional del epitopo . " La afinidad de un anticuerpo es un magnitud que indica la fuerza del enlace que se establece entre el punto de union del anticuerpo y un epitopo determinado . La afinidad funcional o avidez de dicha interaccion depende tambien del nbmero de puntos de union que existan en el anticuerpo, asi como igualmente de la capacidad de este ultimo para reaccionar con multiples epitopos del antigeno . " Las celulas T reconocen antigenos asociados con moleculas CPH de clase I o 11 y expuestos an las superficies celulares . Los fragmentos peptidicos que se producen en el procesamiento del antigeno se Linen a los surcos de las moleculas del CPH . " Las moleculas CPH de clases I y 11 presentan peptidos procedentes de antigenos endogenos y exogenos, respect ivamente . Una vez que ha sido procesado, cads tipo de antigeno se encuentra con las moleculas CPH y se Line a ellas en diferentes regiones intracelulares .

" Los peptidos qua se unen a [as moleculas CPH de clase I se producen an el citoplasma, debido probablemente a la actividad de un organulo intracelular, el proteosoma . Los peptidos son transportados a traves del reticulo endoplasmatico por un transportador de la familia ((ABC)) . Entonces, el complejo ternario formado por la cadena pesada de clase I, la l12-microglobulina y el peptido se desplaza hasta la superficie celular. " Los peptidos qua se unen a las moleculas CPH de clase II proceden de antigenos exogenos que, tras el proceso de endocitosis, son procesados an un compartimiento endosomico/lisosomico . Las moleculas de clase II forman un complejo con la cadena invariable Ill) y son transportadas a traves del aparato de Golgi hasta un compartimiento endosomico de naturaleza acida, en donde se disocian de li y se Linen al peptido . " Los complejos peptido/molecula CPH presentes en la superficie celular pueden ser reconocidos por los reccptorcs especificos de las celulas T. Sin embargo, para que las celulas T se activen son necesarias otras interacciones, en las que intervienen diversas moleculas accesorias .

antictlcrpos y los reccptorcs dc antigeno dc las celulas T JCR, del ingles I'-cell receptor) l,rcscntan mUCIMS caractcristicas commies . Ambos posccn rcgioncs variables (V) y constantcs i;C), y los prtnccsos dc rccomhinaci6u gcnica que dun lugar a los dominion cariahlcs f a l,artir dc Ions srgmcntos gcnicos V, I) t j 'l son similarcs (s . rap . 8) . Sin embargo, cl sistcma clue utilizan las celulas B p.tr :t rrconxrcrr a lo>s antig,cnos CS nrtls ditcrrntr dcl yuc utilizan las celulas 1'. Los anticuerpos reconocen a Ions antigenos en su forms srn1trh1c o cuando SC cncuentran cxpucstols sohrc les supcrficics cclularcs, pcro sicmprc en su confonrmaci6n nativa, micntras que Ion reccptorcs dc la% celulas T solantente reconocen antigenos asociados a moleculas ( :PH s, cxpucstos sohre las su Ivrficics cclularcs . Los antil;cnos yuc reconocen IaS celulas T sucIcn habcr silo dcgradadon o procesado» prcviamcntc, dc tal t6rnu que cl cictcrminante que reconocc cl I( - R solamentc reprcscnta un pcyuciul Iragmento dcl anti gcno om- iginal . Otra difcrcncia ca,trc Ion anticuerpos s' lox 7( :R cs yuc los an tietlerpos pueden adoptar don forntas (reccptorcs dc antigeno dc [as celulas B c anticuerpos cic secrecion l, micntras que los '1'( : R sicmprc soil moleculas intcgralcs dc mcmhrana . Los anticucr1,cn sccrctados soil cscncialmcntc moleculas hifuncionalcs, la funci6n principal dc Ions dominion V cs unirsc con cl aruigcno, micntras que los dontinios ( : intcraccionan coil reccptorcs dc los tejidos tic] hucspcd o con cl complcntcntol . En cstc cdpitulo SC explica C6111o SC forman los puntos dc union coil cl antigeno en los dominions corrcspondicntcs dc los ail fcucrpos ~ Ion T(ai, asi como la fin- ma cn que estas estructuras interaccionan con antigenos csl)eciticos o coil complejos antigcno(',f11 . Fstas intcraccioncs scan cl tilndamcnto dc la cspccificidad cic las rcspucstts innuuutarias adaptatisas .

rcgloncs lnteracclonan dc tlnrma especifica coin cl antlgcno i.prf . 9.l). Ions aminoacidos pcrtcnccicntcs a las rcgioncs cstructuralcs no suclcn formal- cnlaccs con cl annimx, . Sin clnhargo, soil cscncialcs para yuc los dominios V SC phcgucn corrcctamcntc, asi como para ntantcncr l :t intcgridad catructural dcl punto dl- union . La union cntrc cl antigeno v cl anticuerpo sc dchc a la formacioin do nuiltiplcs cnlaccs no cocalcntcs cntrc cl antigeno s- los aminoacidos Lid ptuttcn do union . Si sc considcran aisladamcntc, cstas fucrzas atractisas (cltlaccs do hicir6geno y tLicrz ;u clcctros taticas, dc Van dcr 1Vaals c hidr6fohas) son dchilcs cn conm1,aracion coil Icx cnlaccs cosalcntcs . Sin embargo, conic sc cstat)Icccn multiples intcracciomcs, la cncrgia total dc union cs clcsada .

1 .0%

UNION ANTIGENO-ANTICUERPO Los anticuerpos establecen multiples enlaces no covalentes con el antigeno

LOS CStudlor5 cic Ion do~minio~s \' do hos .tn6cLirr11oos mcdi .uuC Iris talogratia dc rasons X 11 .111 dcnuostradoo yuc Ids rcgiomcs hipcrsariablcs Is . ca11 . h) SC cncuclurAn :U;rupaclas cn cl c\'trcmo cic Ices lira/o% Fah I s -. cap . 6), cicrtos aminoacidos yuc aparcccn cn cstas

El punto de union de los anticuerpos

cadena pesada

1135:

' H1

H3 903

-

_

- 1111% 1 1 05 / --' 2

30

Fig . 9 .1 . La molecula de antigeno se aloja en un surco formado por las cadenas ligeras y pesadas, denominado punto de union al antigeno . El ejemplo que se muestra esta basado en estudios cristalograficos con rayos X de una IgG humana (la proteina del mieloma NEW) unida a %-hidroxil-vitamina K . El antigeno establece contacto con 10-12 aminoacidos de las regiones hipervariables de las cadenas pesadas y ligeras . Los numeros indican los aminoacidos que establecen contacto con el antigeno .

Reconocimiento de antigenos

Las conformaciones del antigeno diana y del punto de union son complementarias

I .a tucrza tic tm cnl,lcc n(~ c(rt alcrltc dcpcndc cn gran mcdida de la distancia f d i yuc scpara a IOS grupos inlplicados ell la interaccion, Fri cl caso dc las fuerzas clcctrostaticas, In tircrza cs proporcional a I /d=, nlicntras gttc ell Cl caso do ]as hrcrzas dc Van der Waal .s didla hrcrza es proporcional a I/d . P(rr tanto, para

yuc ostdS titcrzas Ilcgucn a rcscstir una cicrta inlportancia, los grulxrs cntrc Ices guc sc cstablccc la interaccion sc deben cncontrar situados mill prosirnos cl unit del otro (a cscala nrolccular)

i ;/ia . 9.?) .

Para quo: cl tictcrminantc antigcnico f cpitopo) 1. cl punto de union del anticucrht> IaratOPOi se combinen 9. .i) cs ncccsaria la prcscncia do agrupacioncs at(imicas adccuadas ell [as rcuioncs tic] antigeno v del anticuerpo guc cstablcccn la intcrac cion, \ cl punto de union debo teller una tornla cn la title cl epitorp(r cncajc corrcctamcntc, de tal nlancra guc SC pucdan t01-n1,11-

simultincantcrac \arias enlaces no covalentcs . Si cl antigeno \ cl punto tie union soil complcrncntarios cn cstc sentido, la energia de union sera stificicnte desde tin punto dc vista tcrmodillinlico coma para contrarrcstar la tendencia :1 rompcrsc tic] enlace . Por cl contrario, Si Ids nttbCS clcctronicas del antigeno del anticuerpo sc solapan, aparcccn hrcrzas tic repulsion do naturaleza cstcrica, quc son imcrsanrcntc proporcionalcs a la duodccima po tencia tie la distancia guc separa a anlbas nubes clectronicas : F u I /d'= . La cspccificidad tic una nlolccula dc antiCLICI-PO Coil respccto a tin antigeno conlcrcto \° su capacidad para distinguir diIcrentcs anti,;cnos (Acpcnticn cn gran mcdida de estas titcrzas, la quc la mas minima (Ice\-iacion tic la forma ctomplcnlcntaria idtinca tcndra coma consccucncia una rCCIuccion do la cncrt;ja total tic union, dchid(r al Attncnto tic las hrcrzas tic repulsion \1 a la disnlinuciol tic las fuerzas do atrlcci()ii f jtr). 9.3). :11 estudiar las intcracciones entre la lisoAnla v cl fragmcnto Fall do till anticucrI,o tirntc a la misma, sc ha obscnadoo quc las supcrficics del epitorpo del anti,cno tie] punto do union stn

Fuerzas de atraccion intermoleculares anticuerpo

antigeno

conlplcnlcntarias. I .sta c((mplctncnttricclad sc csticndc alas ally do las regiones IliIlenarial)lcs . Has 1 aminoacid(rs del anticuerpo quc cstablcccn intcraccioncs coil 16 anlinoacidos de 1 .1 lllctlc cula tic lisozima f iuf. 9.4) . Todas ] .is rcgioncs hipcnaria tiles tornlan parts del punto tic union, aunque parccc yuc 1 .1 mas inlportantc cs la tcrccra region hipcrlariabic, coditicada por cl tranlo V 1) 1 del gon tie cadenas pesadas. Ester pucdc set debido a la major lariabilidad guc genera la rccornbinacion de los segnlcntos \', 1) N J .

La afinidad de tin anticuerpo indica la fuerza de tin solo enlace antigeno-anticuerpo

l.a tircrza del cnlacc guc sc cstab1CCC Cn11C tin ,tntlgi~U~ c tin allticuerpo, sc tlenonlina afinidad del anticucrp() . Es el resultado de sumar t(~das las titcrzas dc atraccion v tic repulsion guc sc hall mcncionado anteriornlcntc (~fr1 . 9.5} . La interaccion cntrc cl punto tie uniein tie] all tictrerp0 V Cl antigeno SC pucde CSCtrdlar ticsde till punto tic sista tcrmodinamico. Para nadir la alinidad dc till unico puma de union cs ncccs;u- io utilizar tin antigeno nlenolaIcntc, o incluso tin unico cictcrnrinantc antigcnico aislado fun hapteno) . ( :ono each unor do los enlaces no Cot -alentes guc sc hn - nlan cntrc Cl anticucrlut y cl epitopo( is reversible, la combimlcitin global cntre cl anticuerpo ~ cl antigeno tanlbicn debe scrlo ; par tanto, SC Iurcdc aplicar a dicha rcaccitin I :1 Icy do accion tie maws V detcrnlinar su constants do equilibrio h. F.sta constants tambicn se dcnomina constants do afinidad f.hq. 9.61.

La avidez de tin anticuerpo indica la fuerza total de la interaccion entre el anticuerpo y el antigeno

unidad tic ulticucrpo tic cuatr(( cadenas pcptidit,n conticnc doe puntos de union con Cl antigeno, los anticucrpos pucdcn rcaccionar corn Itts antigenos dc forma polilalcntc . Adenris, los antigcnts tarnhicn pticden set monmalcrucs i haptenos ;i o polisalcntcs ip . cj ., los microorganismosl . La fucrza stn la yuc tin :urticucrho pofsalcnte SC LtnC a till antigen() Pollulcnte sc den(ltnina a\idez, para ditcrcnciarla tic la afinidad, guc sc rcficrc a la union cntrc till solo dctcrnrinantc antigcnico V tin .I .a axidcz tic tin anticuerpo stn Union iuliCO I)unto tic rcspecto a tin antigeno dcpende tic la afiniciad do each una do IOS PHIL toe tie union par Its dcterminantes del antigeno, t::uando ambos punt(>s de union del anticuerpo sc pLICCIcn unir al antigeno, la C(nr(I :.t1Lt

Buen ajuste buen ajuste

y mal ajuste mall ajuste

paratopo del anticuerpo

i ~exclusioo, del agua/ Fig. 9.2 . La naturaleza de las fuerzas que Linen el Ag al Ab hace preciso que los grupos que interaccionan esten may proximos . Los enlaces de hidrogeno son puentes de hidrogeno que se establecen entre atomos adecuados. Las fuerzas electrostaticas se deben a la atraccion entre grupos con cargas opuestas situados en las cadenas laterales de doe proteinas diferentes . Las fuerzas de Van der Waals se deben a interacciones entre nubes electronicas (representadas coma dipolos oscilantes) . Los enlaces hidrofobos (que pueden aportar hasta la mitad de la fuerza total del enlace antigeno-anticuerpo) se deben a la asociacion entre grupos no polares de naturaleza hidrofoba para evitar el contacto con el agua . La distancia entre los grupos implicados en la interaccion quc da lugar a una union optima depende del tipo de enlace .

alta repulsion-baja atraccion Fig. 9.3 . Un buen ajuste entre el determinante antigcnico y el punto de union del anticuerpo hace posible el establecimiento de mochas fuerzas de atraccion intermoleculares, mientras que la posibilidad de quc aparezcan fuerzas de repulsion es pequena . En cambia, cuando el ajuste no es buueo sucede to contrario . Cuando las nubes electronicas se superponen se generan intensas fuerzas de repulsion que son capaces de contrarrestar cualquier fuerza de atraccion de pequena magnitud.

Union antigeno-anticuerpo

atidcz es ntator yuc la soma do las afinidadcs . Esto cs dchido a yuc CS ncccsaria la ruptura sinutlt.inea de todt~s los enlaces antigenoanticuerpo para yuc sc produzca la disociaci6n I fin. tl.'1. En las situacioncs fisiologicas normalcs, la acidcz suck tencr main importancia clue la .tfinidad, ca yuc los antigeno,, yuc se encucntran cn la naturalcza son polisalemes. Sin embargo, la me dicta precisa dc la afinidad Ittptencr :ut6cucrpc~ es nuis titil para comprcndcr la naturalcza inntunctyuintica dc las reacciones an6geno-anticuerpo . Cinetica de las reacciones antigeno-anticuerpo l.a mcdicla dc la .tfinidad do I()s anti :ucrpos sc Ilct .t t caber en ccntdi :i(ntcs dc cyuilibrirr . I a ,tfinidad rcprcscnta la tcndcncia kit los anticucrpos a ktrmar cotmpicios cstablcs con CI .111tigc1lo. Sill

embargo, en una grut cantidad dc actinidadcs hiol6gicas dc los anticuerpo,, la cinctica cic la rcaccimpucsto i_fi(f . 9.M . Esto cs debido a que I(rs antigenos no son prcsentados por las molcculas (:PH de la supcrficic cclular coma protcinas intactas, sine coin(, pcptidos pr000Sad0s . Las Cclulas clue proccsan cl antigcno dc esta forma pucdcn scr Cclulas espccializadas prescntadoras do antigenos [as Cclulas T, o celulas i CPA,', capaces dc estimular la tliVisi()Il do del organismo infectdddS 1101- 1111 Virus, en CUVO case se comierten en lianas para [as celulas 'f( . El procesalnicnto del antigcno consiste en su reducci(in a tragmcntos PCIltidicos . Asi, la `;ran nunoria dc cpitopos yuc rcconoccn I :IS celulas 1 - soil fragmctnos proccdcntcs tic una cadcna pcptidica, clue 1labitualmcnte no son rcconocidos por cl sistcma ininunitario cuando torman parts do la protcina intacta .

Los epitopos de las celulas T y B son diferentes ausenCia de

reconocimiento reconocimiento

L11

destruction

Fig. 9.17. Destruction de celulas diana infectadas por un virus y restriction segun el haplotipo. Se infecta a un raton del haplotipo H-2' con un virus y se aislan las celulas Tc producidas . Se determina la capacidad de estas celulas T para dcstruir celulas H-2° y H-2" infectadas con el mismo virus . Las celulas Tc destruyen las celulas H-2',, pcro no las H-2` . La celula T reconoce una cstructura especifica formada por la asociacion del producto H-2K (o H-2D) de clase I y el Ag virico (es decir, un complcjo virus/H-2K) . Como control, se somete a ambos grupos a un tratamiento con Ab antivirus, que no estan sometidos a restriction por el haplotipo, sino que reconocen a los virus en proceso de gemacion : las celulas infectadas de ambos haplotipos son destruidas en presencia de Ab anti-virus y complemento .

.1

, (;

,[ ,

17 18

rd',1

respuesta de anticuerpos

+++

+

+

+++

estimulacion de linfocitos respuesta (ie HTR

Fig. 9.18. En esta figura se muestran las respuestas inmunitarias frente a dos peptides del Ag glucagon . Los Ab (respuesta de celulas BI se dirigen fundamentalmente a epitopos situados en el extreme amino, mientras que el peptide 18-29 del extreme carboxilico estimula las respuestas de celulas T, entre las que se encuentran la estimulacion in vitro de linfocitos y la respuesta de hipersensibilidad de tipo retardado (HTR) in vivo .

Procesamiento y presentaci6n del antigeno

posibilidad do utilizar peptidos do secuencia conocida «listos para cl uso- ha pcrntitido a Ios imcstigadorcs idcntificar Ios cpitopos clue reconoccn celulas f con ditcrcntcs espcciticidatics IAq. 9.211 . Tambicn cs posihlc im- cstigar la inlportancia rclatisa dc Ios ditcrcntcs anlinoacidos de un cpitopo concreto, sustituycndo Ios aminoacidos de ]as difcrcntcs posicioncs . Mcdi,tntc estos tccnicas sc ha conscguido dcrnostrar quc Ios peptidos 1, Ios antigenos (PH dc class I s II a Linen directamcntc . La conlparacion cntrc Ios ctectors do la sustitucicin sic anlinoacidos sohrc la unicin a las moleculas CPH y la reactisidad do Las celulas t 11a pcrtnitidor dckiucir quc aminoacidors cstablccen contact) con la nlolcctda CPH \ cu :ilcs 10 llaccn con cl rcccptor dc ]as celulas T. Por cicnlplo . un peptido formado por Ios anlinoacidos 52 61 do lisozinla dc clam dc lluc\o dc galling cs rcconocid0 por celulas T restringidas poor H-2-IAA . Este pcpti do se Line a ] .is moleculas IA", v Ios datos ohtcnidos indican quc cxisten trcs aminoacidos de este peptido quc interaccionan con la n101ccula CPH dc class Il 1 . otros trcs quc CstaI1ICCCn contact) con cl WIt .

Solanlentc una peclucila parts dC Ios fi-agnrcnios pcptidicos pro ccdenres de un antigenr> protcico sc pucden unir a una mo1ectrIa CPH dctcrruinada . Adcmas, las diferemes molcctdas CPIs sc Linen t difcrcntcs grupos dc peptidos . Por cicnlplo, cn cstudios cn quc sc ha utilizado un antigeno, 1 - irico quc cs rcconocido por cepas dc ratones dc ditcrcntcs haplotipos (es decir, quc poseen di tcrcntcs n101CCU1as C :PH I, sc Ita obscr\'ado quc [as celulas TH do each uno de Ios haplotipos reccrnlcen difcrcntcs peptidols proccdcrltes del antigeno (fib. 9 .191 . Esto dcpcndc en gran nlcdida de la capacidad dc coda peptido Para unirsc a una n101ecula CPH de class l l concreta . Antes de unirse a las moleculas CPH, los antigenos son degradados parcialmente y dan lugar a peptidos EI proccsamicnto dc Iris anrigcno>s para dar lugar a peptidos ca paces do unirsc a las moleculas CPI I se produce en cleterminados organulos intracclularcs (_i q . ) .20i . Para Iles ar a cab) cstudios dc luboratorio n0 cs nccesario yuc las CPA dcgracicn los anti genos, sine quc se pucden utilizar peptidos sintcticos . Esta

Peptidos antigenicos frente a las celulas T en la proteina represora i. N 1

10

20

30

40

50

60

70

i

80

-iH 90

102 Fig. 9.19. Diversidad de peptidos

810

s

SMiJ

v va = % d e hibridomas clue reconocieron tanto la proteina corn) el peptido

o

Procesamiento de antigenos

antigenicos con respect) al CPH de clase II . Los ratones fueron inmunizados con la proteina represora i. . Se estudi6 la reactividad de los hibridomas de celulas T generados a partir de celulas de estos ratones frente a un panel de peptidos clue abarcaban la proteina completa y se solapaban unos con otros . Las posicioncs de los peptidos antigenicos se muestran en azul oscuro . En todos los casos existia un peptido inmunodominante, aunque en algunas cepas de ratones se detectb mar de un peptido antigenic) . Adaptado segun los datos de Roy y cots . (1989) .

Peptidos proteicos clue estimulan las celulas T peptido

secuencia de aminoAcidos 102-118 132-145

expresi6n del antigeno en la superficie celular

hemaglutinina del virus de la gripe

109-119 130-140 302-313

Ag de superficie del virus de la hepatitis B

38-52 95-109 140-154

pre-S del virus de la hepatitis B

120-132

FMDV VPI

141-160

precursor de la espicula del virus de la rabia Fig. 9.20. Los antigenos ex6genos son ingeridos por las celulas

presentadoras de antigeno, siendo degradados despues en compartimientos intracelulares especializados por un conjunto de enzimas proteoliticas . Los peptidos antigenicos se asocian con moleculas CPH de clase II en vesicular clue se Linen al sistema endocitico en su camino hacia la superficie celular.

32-44

Fig. 9.21 . Serie de peptidos clue se sabe clue estimulan a

las celulas T, procedentes de diversas proteinas . Para estimular celulas T especificas se pueden utilizar peptidos sinteticos clue correspondan a una parte de la secuencia completa de aminoacidos de un Ag proteico . Generalmente, solo uno o unos pocos peptidos de una proteina poseen propiedades estimulantes .

Reconocimiento de antigenos

ESTRUCTURA Y ENSAMBLAJE DE LOS COMPLEJOS MOLECULA CPH/PEPTIDO F; I punto de union coil Cl pcptido de 1111 .1 molccula (I'H presents dixcrsos bolsillos, lacmiiduras, crestas, protuberancias c dcprcsioncs . Su tctpctlogia concreta dcpcndc ell parts tic la n :uuraIcza do ION aminoscidos prcscntcs en cl interior tie] surco, pear to yuc It() Cs la nlisma en ION dltCretttCS hnplctril1cts . La union del pcptido ticpendc dc I .1 naturtleza dc las cadcnas latcralcs del mismct x do su cotnplcntcntaricciad Coil Cl surco tic union dc la nlctIccula ( :1'H . Algunas dc las cadcnas latcralcs do ION atninoacidos del pcptido cluccian oricntacias hacia cl exterior Lie] surco, tic tal turns, yuc puedcn cntrar en contacto con el T( :R i ~ . cap . .' l . l,a a-Ciacioin pcptidct0'(TH sc Ilex :, a caho cn organulos intracclulares espccificos, \ la interaccicin dc Icts peptidos Coil ION antigenos tic claw 1 s' 11 sc produce en ditcrcntcs zonas dc la celula .

Los peptidos se fijan al surco de union de las moleculas CPH mediante aminoscidos de amarre caracteristicos

sccucnci .11 Icts pCptidon 1-.11 i .t attualid,td, cs posihlc Itttriticar yuc Iran sidct gcncrados pear un .1 celula, a hall unioo a molccu I :ts ('I'1 I V 11 .111 ducdado cxpucstos en la supcrficic cclular . F.ntrc cstos peptidos no solantcntc sc cncucntran peptidos cxcigcnos procccicntcs tic antigcnos ingcricios o dc particulas x iricas, sino tatnbicn mctlcculas propias producidas en cl interior dc la celula et ingcridas mediante endocitosis a partir dc ION liquidos extract lularcs . Sc hall purificado y sccucnciado pcptidcts propios Cluidcts a partir tic tnolcculaas Cl'l I do class 1 . Medi.utte este sistema, cc ha cicmostrado yuc cstos peptidos csran lormados pctr nUCt'C

Peptidos quc se unen a las moleculas de close I

surco de union en clue se alojan los peptidos antigenicos

Fig . 9 .22 . Estructuras especificas de alelo en peptidos eluidos a partir de moleculas CPH . Se inmunoprecipitaron moleculas de close I de los haplotipos H-2K1 y H-2K'. Los peptidos unidos a estas moleculas fueron purificados y secuenciados . Los aminoscidos habituales de una position determinada se hall denominado aminoscidos de amarre dominantes. Los clue aparecen con una cierta frecuencia en una position se hall denominado afuertes» . Las posiciones en las clue no se muestra ningun aminoscido son las clue ocupan diversos aminoscidos con frecuencias parecidas entre si . Se ha utilizado la nomenclatura de aminoscidos de una sola letra . En el diagrams se representa una vista superior del surco de union CPH de close I, y se indican las posiciones de amarre de cads haplotipo .

aminoscidos . Estos pclpticios "naturales» sc lian podido dcfinir con mayor precision dc la clue se espcraba . Se 11an secucnciado una scric dc pcptidcts yuc SC Linen :a dctcrminacfas moleculas (TH, Y tic ha detectado cn cllos la prcsencia dc aminctacidos caractcristiccts f unct cn cl cxtrcnto carboxilico del pcptido s- caret cn las proximidades del cxtrcmo amino) . Estos atninoacidots per mitcn clasificar a ION pcptidcts scgtin las ntctlcculas ( :1'H dc claw 1 coil las yuc NC pueden unir (Jiq. 9. 2r~ . El analisis dc la Cstructura tridintensictnal tic x arias nutlcculas tic close I ha pcrmiticio ticternlinar la signification de estos rcsiduos cctnser, -adots ohtenCr una images nitida dc la situacicin del pcptido ell CI surco dc union . Los cxu-cnuts del surco do union del pcptido cstan ccrrados . hiclao pcptido SC Cncucntra en titrma tic tadena extentiida dc nuexe amintico ;l da lugar a la apaticion dc cclulas fc Lie 0x-cquc I-CCOIIOCC11 la oxoalbuntina, micntras quc la adici(Sn rcspucsta do cx(Sgcna d :t lugar cxclusixanuntc a una albuntina cclulas'III .

Estructura y ensamblaje de los complejos molecula CPH peptido

Estructuras especificas de alelo en peptidos eluidos a partir de moleculas CPH de class II

DR81'1101

DRB'0401

-1 vV

2 3 4 _5 M

6) T8 9

T L

posieidn i1

2 3 4

aminolcido de amerre dominants

M

5 6 7 R

8 91

L V

aminoacldo de amerre fuerte

K

Fig. 9.23. Se purificaron e incubaron moleculas HLA-DR de dos haploopos (DRB1'0401 y DRB1'1101) con una biblioteca de peptidos (generados en el fago M13) . Tras varias fases de selecci6n se identificaron y secuenciaron los peptidos que se unian eficazmente a las moleculas de class II . Los aminoacidos que aparecian con una frecuencia superior al 20% se muestran como aminoacidos de amarre dominantes . Otros aminoacidos que aparecieron con bastante frecuencia se muestran como ~ , fuertes~, . Los datos hall silo extraidos de Hammer y coos . (1993) . En el punto de uni6n de las mol6culas de class II se pueden acoplar peptidos de mayor tamano qua en el de las moleculas de class I .

Los proteosomas son organulos citoplasmaticos que degradan las proteinas citoplasmaticas Auilyuc CI Cns:unhIajC tic loos tlltigCIIOS tic class 1 se hroodtlCt to cl rcutuloo cndooplasntatico rugoso i RERI tie la CCIUIA, los Pcl,tic I .ls prootcinas citosolicas. tit]oos tic class I sc gcncran ,l partir Fl prootcosonla cs tin organul0, que partitipa cn cl peso initial

tic cstc proccso. Esta cstructura cs tin complcjo constituidoo poor 12-11 al1bt1lllclatICs dlstlntas \' en cl sc produce la acti\clod protcolitic .l nlas impoortante a nivcl citoscilicoo . Los prooteosomas pressman di%crsas acti\idedcs tic tipo Cndoopcptidase y dcgra dan prootcinas dcSllallll- aIIZadas 0 ligadas a ubiquitinas haste Iihcrar l,cl,tidos tic S IS anlinoacidos ila ubiquitina Cs una proltcina title sir\ -c para marcar a ootras protcinas (]Lie ticncn que ser degr,aiadas i . Los coomponentes tie] pro>tcoostrn,l SC c0difican cn dos genes, IAII'2 \ IAll'7, loocalizados en cl (TH \ cu\a c\ prcsicon sc VC eunlemade poor 11'\y . Los prooductos protcicoos dcsl\Llzan %ubunid,ldcs estructurales dal prootcos .onl,l . Vila scrlC tie datos ohicnldo% a partir tie Cattldlo~s toil dlanas gcnlcas \ coil inllibidoorCs tic loos protcoosoril,ls h,ln cstablccidoo tluc IAil'2 \ IAlP7 inter\iCnen en Cl prootesanliclltoo tie loos peptidos para 1 .1 \ia tic class 1 . :( - oonioo atra\icsan los peptidos producidoos poi loos protcoosc_ ntas~cl REIQ Los prooductos tic dogs genes, TAM \ TAP2, ad\e ccntcs a Lo\II'I \ IAII'2 (/ir7. 9 .24), ftinci0nall conloo till hctcroo dinlcro tic transports, gtlc trasloca los pcl\tidos llacia la luz dal RER. TAI'I \ TAN pertcncccn a la tamilia tic transpoortadorcs AB(' % K locahzan cil CI REAR . Sc Ila demostrado que microsonlas eislados pueden transporter pchtidos IlaCia la luz dal RE R, pcro csta capacidad tic transports noo se oobscr\a en \esiculas prcp,lradas a partir tic Cclulas dcficitarias pare TAN o hAI'2 . 1 .:1 transportc alas cficaz sc rcaliza ion peptidos tic ti -l ; aminoacidos \-, aunque estc tanrailo sc partir al ideal pera loos sitios tic union de CIeSC I, indica que SC nCCcsitan retoortes adicioonales . 1lato % recientcs indican title Ills distintos conlponcntcs de Csta \ i,l tic proccsamicnto cstan asociadoos canto tisica conloo filntion,llntcntc . 1'or cjrmplo, los coanplrjon 43,-mitroglobulina-cla se 1 reticn sintetizados se esocien coil TAI' cn cl RER \ la disc_ ciaci6n sc produce cuando se transpoorta el ris-Goolgi . Cabs suponcr que esta coompartintcntalizacioin tic los clcnlentoos dal proccsamlcnlo aunlcnlc la eflcacia tic la cargo dal l.cpllcloo sobrc tic la Cclula prcsent:uloora antigeno . I)espltcs tic set- transpoort,uloos al RER, Ion peptidos sc aso cian coon inoolcculas tic class I i. /ut, 9.25! . Fsta tllll()ll cs corllpllca da \ cn cola cstan iniplicado s th,tl"cromcs, tocllioo la calncsina. Loos cllallcro ones tacilitan \ dirigen la li orniacion tic tin contplejo caticna pesada tic class 1 (1, nlicrogloohulin;l-llcptitloo estahle, title se [)Lie tic trenspoortar Ilacia le superfiCie Cclular . Los complejoos tic class 1 sin pchtidoo sort incstahlcs, loo title permits asegurar yue solo loos Cttmplcios ionic, .I ni\C1 tilluiorl,tl huCd .ln intCl'Attuar coon los T(R .

Genes CPH relacionados con el procesarniento y presentation de antigenos

Ob Ab Aa'Eb!

H-2

Eb2

Ea

ILMP2 'TAP1 I LMP7 TAP2 --~ LMP2 JAP1 LMP7 TAP2

HLA

82'A2 B1 A1,

DP

ADN

DOB

DM

D~

B2 A2' 8,3

DO

B1 A1

-

B1

82

DR

83

A -

Fig. 9.24. Los genes qtie codifican el peptido transportador (TAP) y los componentes dal proteosoma (LMP), tin organulo compuesto de multiples subunidades, se encuentran situados en las regiones de class II, tanto en los _atones como en los sere, humanos.

Reconocimiento de antigenos

Ensamblaje de los peptidos enddgenos y los antigenos CPH de class I

Fig. 9.25. Via propuesta para el ensamblaje del complejo antigeno-CPH . Los antigenos citoplasmaticos son procesados por los proteosomas, dos de cuyas subunidades estan codificadas en los genes LMP-2 y LMP-7 del CPH. Los peptidos son transportados por dos miembros de la superfamilia de transportadores ABC, codificados tambien en el CPH (TAP-1 y TAP-2) . En el RER, los peptidos antigenicos se asocian con las cadenas pesadas de class I y con la 02 m. Los chaperones moleculares, como la calnexina, se asocian con complejos de class I ensamblados parcialmente . A continuation, las moleculas de class I estabilizadas son transportadas hasta la superficie celular (fig . 9.26) .

proteosoma proteina

reticulo endoplasmatico rugoso

Las moleculas de class II se unen a peptidos exogenos en tin compartimiento endosomico

-

r micro- I globulina l;

-

Its taticnas u \- 11 tic lost 11 sc cncticittran cn cl Rh.R unidas a till polipcptidc( tlcnontillado caticna inc,triahlc i Ii i, Esta protcina csta codifictdd Iu0r tin g,cn ajcno al (TI I . 1 :.1 c()nnl)lcjo (fl5-li Cs tr;utsportad(r a trascs dcl aparato tic Golgi hasta tin compartimicnto cndosomic(( o lisosumico dc naturaleza acida, c- n dcntdc sc dis(uia Ii . El contplcjo ull pcrmanccc cn cstc compartinticnto durdntc 1 3 horas, antes de alcanzar la superficie celular. Hat- dat(~s czpcrintcntalcs yuc stigicrcn yuc la disoci :xi6n dc Ii ticl complcjo u(i cn cl cntorno acido dcl compartimiento cndo,untico/li>0s(intico tatilita la union tic] peptido. A-(mto cncucnn-all I(rs peptidos antigcnicos proccdcntcs dc hcI)tId(is cxlrgcnos a las moleculas (TH do class II cn cl tom partinticnto ,tdecuado- I'ara contcstar a csta prcgunta CS ncccsaricr considcrar cl itincrario intracclular quo: sigticn la, moleculas (I'll . L'na tcz sintctizadas cn cl RER, tanto las nurlcculas tic class I c(nno las do class II son tramp(n'tatias a traces del aparato tic G(>Igi, las primcras tmidas a till peptido antigenico y las sc gundas a la cadena invariable . Las moleculas dc class II sc Wild tan tic has tic class I cn cl reticulo de la card mans dcl aparato dc Go~lgi . A cuntinuaci(m SC uncn al c(>ntpartin)icnto cnd(rmSntico/lisos(mtico, nticntras cstc Sc ticsplazd hacia la mentbrauta I,I;ts ntatica . Fstas \csicuhts son difercntcs tic los end(>s(rmas ~' lisosomas convcncionalcs, pal- ccc que cstin cspccializadas cn cl transpot-tc c incorpo raci6n tic Ids moleculas tic class I I ~,,/p . 9.?61 . I'll impcn- tantc atancc ha side la rccicntc idcntificaci(in tic] c(rmpartimicnto srsicular cn cl yuc SC pr()Litiic la carga tic pep tidos cn los antigcnos tic class II . Las tcsiculas dcscritas, dcnominacias \III( ., comp :u-tcn caracteristicas tic cnd(rs(nrt :u \ lisosontas . I)rcscntan tin tsI)ccto cn cdpd tic ccholla c(m Cl nticroscopio clcctrlmico, Ixn- la prcsencia dc multiples cstructuras tic ntentbrana . Sc ha dcntcrstratio yuc la molecula Hl ..\ l)\I dcscnlpcna till papel fundamental en la carga tic pchtitlcrs sabre [,is nu(ICculas tic class II . La rnetlecula H1 .A-l)\l es parecida a las tie class 11 s . csta urnstituitId I,or HIM cacicna u otra 11, c(rdificadas por I(rs gcncs l)\1 :\ t, 1)\iB tic la region ('1'H tic tlasc 11 . En las lincas cclularcs carciucs dc Ios gents DMA (( 1)\IB, ION anti`;cnos tic class II Son inestablcs t las cclulas no I)ucdcn prcwntar lit proccsar prcrtcinas . (lrando Sc purifican I(rs antigenos dc claw II tic cstas celUlas nurtantcs \- se cxtrdcn Ios pcptid(n ligatl(rs, Sc (rb scrca yuc cstan c(mstituitios pot tin I)cptido do la pr((I,ia cadcrta imariabic, dcnontinado (TIP ( :peptido im -ariablc as((clatio a Ids

Itinerarios intracelulares propuestos para las moleculas CPH relacionadas con la presentation de antigenos expresion on la superficie

antigeno

superficie eel(: ar

endocitosis ' !,r --endosoma primario vesicula dg transports 14 ,

Clase 1

`, procesamiento del antigeno

` !FVesicula MIIC "

endosomailiposoma tardios

~M

vesicula de almacenamiento de la' molecula de class Il -, s

el antigeno ~ desplaza /,i .. a li de la molecula urn

Clase If

reticulo de la card trans del aparato de Golgi !

Fig. 9.26. Las moleculas de class I recien sintetizadas se unen al peptido 111. Las moleculas de class II se asocian con Ii en el RER (2) . Ii impide la union al peptido y contiene secuencias que permiten a la molecula de class II abandonar el RER. Las moleculas de class I y II se separan despues de atravesar el aparato de Golgi (3) . Las moleculas de class I se dirigen directamente a la superficie celular (4). Las moleculas de class II penetran en tin compartimiento de naturaleza acida, denominado MIIC, en donde se unen al peptido procedente del antigeno exogeno y el peptido CLIP, que ocupa el surco de union, se disocia (5).

Estructura y ensamblaje de los complejos molecula CPH peptido

MOlcctrlos do class 11, dcl inglcs class 1 rrrcnciatcd iurariani pcptidc'I . In ritru sc ha dcnu~strado quc H1 .A-I)M catalila la diso. ciaeirSn do ('I .IP dc las n1olcculas dc class 11 con pH :icido t taunion cilita la dc Iris pcptidos antigcniccrs . Fs prohablr yuc kts antigenos csrrgcnos pcnctrcn a Las cclulas prewntatioras dc anti receptor o cn tasc liquida 1 . I a dcgradacicin enzim.itica dc las pro-

tcinas endocitadas sc producc cn los compartinlicntos cndostra conlplicaciein dcrisa tic clue Cst :U strstancias nor tic suclcn prOducir ill actual' cn s0litariO, silo yuc for llatcrl cn Cl Ccrtttcsto tic una rcd conlplcja en la coal

10

Reacciones inmunitarias mediadas por celulas

la prodUCCihn de 1111 .1 CitoCina ntordilica la prMItiCCI6n () 1 .1 rcs title otras . In viru una cclula no suclc c xponerse a una cit(rcina tinica, do forma yue s< pucde comparar cl sistcnta tic citocinas con tin altabct(r en cl clue cl comportamiento final do cada cclula ticnc tietcrminado por [as , palabra%- , yue sic exprcsett on Sit supcrficic . \Lis adclante se co~rncntan las titnciones principales do las citocinas t sits receptores cn la respuesta inntttnc, pcro ahora sc tan a intr(ducir los aspcctos basics do la biodogia do estas sttstancias . p11CSU

Algunos citocinas frecuentes nombre

abreviatura

ejemplos

interleucinas

IL

IL-1, IL-2, etc.

interferones

IFN

IFNu, IFN(i, IFNy

actores e necrosis tumoral factores de crecimiento factores estimuladores de colonias quimiocinas

TNF

TNFu, TNFII

GF

NGF, EGF

CSF

M-CSF, G-CSF, GM-CSF

-

RANTES, MCP-1, MIP-111 I

Fig . 10 .1 . La nomenclatura de las citocinas refleja en parte la primera funcion descrita de las mismas y tambidn el orden de su descubrimiento .

Las citocinas y sus receptores pertenecen a diversas familias Anni1tiC ell ~4Cncral la sccucntia 1, \I)N () .1c .(mino~acid(~~ do la, tfstirntas Cit(kinas () grup(rs do las nu,nrts nurcstra cscau) parcCid(), czistcn algunas lurcas familias importantcs do citocinas relacionadas, destacando Its intertcr(mes alta, IFNu, a la title pcrtcnccen al mcnos 15 micntbros tiutcionantcs ; las yuimiocinas, con mas do 5(1 ntcdiadorcs dcscrjtos por analisis gcn(imico, t . las citocinas yue so: ligan con la stipcrtarnilia ticl receptor eel T\F . Sin cntbargor, Si se tiCnC en CtiCt1Lt la cstructura tridimensional do la% molcculas, rcsulta ma ,, sciuill() diCidir a Ias citocinas ell ~!rupos, yue presentan tun intportanic c(orrclaci(m en la cstructura t, en l,ts sccucncias tic sus receptores tic sup(rficie- La tamilia tic citocinas mas grandc so: ticnomina supcrtamilia do rccept()rcs do citocinas, se caractcriza potr una regi()n c\tracclular Con hn intracclul ;u- inlplicada . Potr cjcrnplo, en las celulas - h, ll .-2, IIA c II, 9 cntplcan la cadcna II .-2% L. actian JAI L . Jak , I1 .-10 actual Jakl L, 1Lk2 r II_- 12 actu a JaIL2 c '1'L-k2 . I .a garna Lie rcspucstas do las Stat cs today it ntas amplia, Lie n1 :u1cra yuc cada citocina actua un grup0 distillto Lie las mismas, \ parcccn inlplicadas en ] .is respucstas tirncionalcs a las citocinas. Las citocinas tarnbicn cstinlulan Ia prolitcra6611 cclular a trat - cs de otras vias, sobrc todo la cinasa Rats/MAP. Algunas citocinas pucdcn actiar Lias yuc culminan en la nlucr-

tc cclular por apoptosis. Par-CCC que no s6lo Jak acti\a I ;ts Stat, sing yuc cstas sc pucden actuar por otras citocinas difcrcntcs . AII'Llnas citocinas, corno I NFcc c II, 1(3 no utilizan la L -ia JakStat, sino yuc actuan a micmbros Lie la tamilia Lie las cinasas MAP, aunlcntando~ Ia uni6n do tactorcs do transcripcioSn, canto APA, NFx13 c NFII .-6 con el AI)N . I-:I cnsamblajc Lie los receptorcs cspeciticos o corrpartidos de Ins quimiocinas produce en Liltimo tcrmino Cl ntotimicnto do la cclula, pero la, senates intcrnlc(iias inlplican a los rcccptorcs Lie Las prL>teinas Ci, la nto\iliz.tcion Lie scgundos nlcnsaicrors intratcclularcs, la rcolrganiraciun del citocsyuclcto, la t6rntacion de adltc rcncias tocalcs, la unionl L LICSLI1110 rt L . la cxtcnsion L, rctraccicirt de scud6podos yuc consigtren una migration directional. Algunas quimiocinas, corno RAN IT,S t N lll' la, ;utitan tam bicn a las Stat, to yuc inlplica una cornunicaciLm cruzada cntrc las Bias mcdiadas por la prortcina C; y por Star . I.a im-cstigaci6n So brc las yuimiocinas csGi amsiguiendo yuc la confusa red de actuidaLics plciotrcipicas sc concicrta en Lilt sistcnta ntcjor cornprendido Lie regulado res, receptores vias intracelularcs do conllxmentes nnoleculares basadas en protcinas, yuc caracterizan las rcdcs Lie conlunicacio n intracclular .

Vias de comunicacion intracelular

Diferenciacitin de celulas TH CD4"

IL-12 IFNy TGF(3, ,

TO

ti

N

Stat2

THP

THO

TH1

IL 2

11-2

: L-12

IFNy

IFNy

TNFli

TFNR

IL-3

IL-3

TH2

celula de memoria

THM IL 2

Stat1 "p48

!SRE

I

Fig. 10 .5 . Se muestra en un diagrama las Was de cornunicacion intracelulares activadas per IFNu . Las dos subunidades del receptor se activan cuando se Line IFNot, to que determina la activation y fosforilacion de dos cinasas Jak, Jakl y Tyk2, que a su vez fosforilan a Statl y Stat2. Estos dos factores de transcription forman un complejo con una proteina que se Line al ADN (p48), complejo que pasa al nucleo e induce la transcription de genes que codifican un elemento de respuesta al interferon IISRE, del ingles interferon response element) .

IL-13

IL-13

GM-CSF

GM-CSF

Grv1-CSF

TNFu

TNF,f

TNFu

Fig. 10 .6 . Este diagrama ilustra la diferenciacion de ]as celulas TH murinas en diversos subtipos con un patron de production de citocinas particular . IL-12, IFNy y TGFj3 favorecen la diferenciacion de las celulas TO e IL-4 la de celulas TH2. El patron de citocinas determina clue funciones efectoras se activan .

Mecanismos de defensa no dependientes de celulas T

La diferenciacion en subgrupos de TH es un paso fundamental en la selection de las funciones efectoras

En ci rnnr1cnto actual cst .i tlarr> yuc Ias celulas III (=D-I pre scntan curs pcrfilcs distiruos tic producci611 dc citocina + FliI v CH21 y yuc estos pcrtilcs dcternainan cl tipo tic respuesta baSlta naediatia por cstc tipo cclular d_/iq. 10A . Entrc Ias citocinas tipicas do 'I'll I dcstacan IF\-;, I \F(3 e 11 .-2 ' cstc tipo cclular csta iniplicado en las roaccioones inflaniatorias rnctliatias por celulas . 'arias citocinas dc I'll I actisan rcaccioncs cit(x()xicas, intlanaatorias y dc hipcrscnsibilitiad rctardada . Por cl coontrario, las celulas Tt12 produccn IIA o IL- ; do karma caractcristica, prods ciendo acicmas con t'rCcuerlCla IL-6, II--9, 11 .-10 o IL-13 y estiraulan la produccioon de anticuerpos, solve todo IgE . Las citcxinas 11c hI 12 se ,radar con la Let ulaci T lrccc,.u'i,t l l : t l () f! 12 i .

Las citocinas resultan esenciales para el reclutamiento de los leucocitos

En la ~i~ZUrrt 10 .10 sc nTtlcstra cn dCtallc la SCCUCncia do accnttccimienters quc culmina con cl reclutamiento de leucocitos . En printer lugar, las citocinas haccn quC se exprescn las ntolcculas dc aditesitin sobrc las celulas endoteliales, responsablcs dc tiuc . se adhicran los ICUCC-rcitos dC una tOrnra laxa t cmpiccen a radar scgunda tasc las quimiocinas lito largo del endotelio . En una a beradas por las celulas tisulares V unidas a la supcrfiCie endotclial ticterminan la actit°aci6n dc los 1C000CitOS, con la COnsiguientc actitacion tic [as intcgrinas, quc haccn clue ccsc cl numimicnttt , la adhcrcncia Icucocitaria . Posteric~rmcntc, los leucocitos ntigran hacia cl tcjido atratcsando cl endotelio . Las trcs fuss descritas antes sc ilustran en tios sindrontcs humanos . Los pacicntcs con dcficicncia dc adhcrcncia ICnCO Citarla dc tiptt I I ( LAD-I I, dcl in glcs h-ucacrre adhesion dc/icicucr) carccen del antigenrt sialil I .cstis S, ligando tic la E selectina, to yuc se traduce cn quc los ICUCtxiuts no pucdcn rtaiar. En otro pro ccso, cl LAD-I, falta la subunidad (3 (CD 181 dc las intcgrinas leucocitarias, to quC permite a los nCutrdfilos radar, pero no adherirse ni ntigrar . Ambos sindrontes se caractcrizan p(W tI-CCuCn tes inteccimncs .

RESPUESTAS MEDIADAS POR CELULAS Y DEPENDIENTES DE CELULAS T Las citocinas yuc sc libcran en las primcras tares dc la intccci6n dctcrutinan en parts la naturalcza do la rcspucsta inntunitaria subsiguientc . Este Cs un camptr tic cstudio muy intportantc, en cl quc se trabaja intensatnentc en Lt aCtualidad . Antes dc abtn-dario . cerrt\icnc Cluuncrar 10s ditcrcntcs tipos dc rcspucsta mcdiada ptrr celulas yuc sc pucdcn producir, t, la forma ell quc W SCICCCicma 11110 u otro . En la ./ ill/11-11 10 .11 sc inciican las Illncirmcs mar intporttntcs dc ]as celulas inmunitarias actin as (cada cdula pucdc Iles ar a Cabo nt is tic una tuncicin i, y sc res.ilta el papcl organizatior central do las celulas 1' ( :D4' colaboradt~ras Ch i ) . Los discrsos tipos tic cttlaboraci6n cclular cst.i n mcdiados por ditcrcntcs subpoblacioncs do celulas Tii, yuc produccn ditcrcntcs ntezclas dc citocinas . Entrc Icrs efcctos secundarios dc la actisacitin do [as cclular F se cncucntra la hipcrsensibilid :ai retardacia con formaci6n dc granulomas (quC sc cxplica mar adclantc y cut cl cap . 17 i, asi corno los fen6menos inntunopatologicos ell clue resultan dariados los tejidOS ,i v . cap . 26 } . E\istcn cdul as T inhibidOras dc [as rcspucs tar, quC sc dcnominan celulas -E suprcsoras i celulas Ts, /ig. 10.I I l . Algunas de: estas celulas supresoras liberan la citocina moduladora TCiFji, V pucdc quc sc tratc dc s'crdadcrus cclular T ~, supresoras-, ; otras pucdcn scr sintplententc celulas rcgulddoras quc, en un tictcrtninado cxpcrimcntc~, inducen la Cr cl trofoblasto placcntario, CS un inhibidor dominants dc las celulas NK clue dc tvrmina rcsistcncia fi- entc a tod(rs I()s tipos do cclula \K . I .as tclulas trotohlasricas son de origen feral c in, aden la circulaci6n matcrna cuando SC tornta to placenta, sicnclo consicicradas alogcnicas por la ntadrc al c()ntener genes (,PH patcrnos . En cstc ripo cclular la cxprcsibn dc k)s genes CPH csta rcgulada a la baja \ la c\l)rcsi()ia dc H I .A-( ; parsec lundamcmal part protcgcr a l a placenta del ;uaAluc dc las celulas NK . Ell cl rcconocimictao del ( .PH dc class I poor las celulas NK intcr\icncn dos tip(rs de moleculas f_/itf . 1(1.141 . Unoa cs una Icctina dc tipo C dcscrita por primcra )rz cn ratoncs 11x49} \ ratas . yuc parsec tenor su cqui\alcntc launaau1o cn la n1olccula CI)94 . El scgundo pcrtcnccc a la superfamilia tic [as inumcaglobulinas c inclu\c (1)158a \ CI) 1581), yuc SC unen con di\crsas moleculas HI .A-C; \ nutcsrran each ono dos dominios IgSF, \ la molccula })i0, con tees ti dCNdo a yuc son rcsistcntcs a la dcgradacioln u proncelen do colmponcntcs propios. En csos case , las celulas T- se sigucn acuntulandol v liherando citocinas, dando lugar a la tilrmaciun tic granulomtas . Los granulomas son tipicos tic las inicicioncs coil organjsntos cuyo ciclo Vital SC dc%arrolla, :tl mends en parte, intracclularrncruc i p . cj ., .11*wobactet-ium tttlrtrctrlosis, If hprac, Lt-ishmauia spp . c hstrrra Jnonoe_vtggencsl, asi coma tic la% provocadas poor organisnto% persistentcs \ do grail tantano fp. ej ., Ion 11uCVOS d(: Ion esyuistonomlasl . En Ion granulomta% es tillira la prcuntia tic iclulas dcriVadas tic Ion ntacrotagon, cutas tirniirmcs no soon hicn conocidas t cn trc IAN yuc sc encucntran iclulas cpitcliolicics V celulas gigantes tnultinucicadas hhq. 1f1,?ti) . Su tnolrftlogia sugicrc tluc el papcl yuc dc%cntpchan dchc scr sccrctor V no tagolcitico, t %c crec yuc proceden tic la cstinnilaci6n cronica tic loos rnacrrifagos por par tc tic las citocinas.

Regulation negativa de los macrofagos

IFN;,

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII11110-

h

:

MDF, CGRP, TGF10-3, IL-4

capacidad tie liberation de oompuestos reactivos del oxigeno (CRO) y oxido nitrico

Fig. 10 .24. La exposition de los macrofagos al IFN-t aumenta su capacidad de liberation de compuestos reactivos del oxigeno y de oxido nitrico. Existen otros factores que contrarrestan esta activation .

v o

G

1 Y y

t Ate. T

1 y

s .

~

i

.o .

4p

Fig. 10 .25. Reaction granulomatosa en la tuberculosis pulmonar . La region central de necrosis caseosa (en la que Bran parte de las estructuras celulares se encuentran destruidas) es caracteristica de la tuberculosis pulmonar (v . cap. 26). Aparte de ella, la histologia es la tipica de los granulomas atuberculoideso cronicos dependientes de celulas T. La lesion esta rodeada por un anillo de celulas epitelioides y celulas mononucleares. Tambien hay celulas gigantes multinucleadas, que se tree proceden de la fusion de celulas epitelioides (izquierda, " 170) . En la derecha se muestran las celulas gigantes (G) a mayor aumento ( "270) . Tincion hematoxilina/eosina. (Por gentileza del Dr . G. Boyd .)

La red de citocinas

El amilisis do: I :ts cclulas 7' do los focos gr :anul()mau)sos indi ca quo: cl ccntro do: la ICSIoll Conticnc cclulas (.1)4', nlicntras quo: la pcriteria sc cncucntra ocupada por CelUIas CI)8', to quo: sugicrc yuc las cclulas ('1)4' I'tt') tiencn un ;a importuacia (lccisj)a 11 11,1 indUCCi(in do: la aCUnutlacj(in c acti\-acj6n do ()tr()s Ijnf()Citos t de nt :ur(itagos . (;uando cstos granulonlas SC Cultivan in vitro, se (hsersa quo: pr()ducen di)crsas citocinas. parsec yuc I) :u- a yuc sit cl granul(xrla alcancc na :isinao dcsarroil() .()ii ncccsarias Ias linlbcinas Tl l I * cl I'NF(z ; ell cl moddo nlurino do intcccio ll por cs quiswsonaa tunNcn soil prCCisas algunas CitOCinas '1'112 .

INMUNOPATOLOGIA Ezistcn detcrntinadas ocasioncs ell las yuc un :i respuesta nacdiada por cdulas cs la causantc do: parts o do tOd1S IaS ICSI()nCs tisularcs quc aparcccn cn cl curs() de una cnfcrnacdad intCCCiosa . Tanahicn pucdc dar lugar a reaCCi(mCS autc)innuinitarLts iAq. 10 .26Y . Estos mecanismos scrin dcsa-itos con dctallc en los capitulos 26 y 28 . Citotoxieidad. Las cclulas Citot(isiCas pueden dCstruir CdUlas ~iiama esen :i .tles l) ;u- ;I la Sul)eni)enCia del IlUCyed intccladas Coil )irus, :()11x), p()r cjcntplo, las cclulas del sistcma ncr\i()so central . Cuando sc pr(Oucc cste ten(')ntcno conto resl)ucsta a Un Virus yuc por si solo no prosoca un funcionamicnto anornlal ni la destrucci(in do: I :u cclulas inteCtadas, sc dice yuc las ICSiOlICS tisul.trcs son do: origcn inmunopat()Iogico .

Inflantacion

cronica. Las rcsl)ucst.IS mcdiad lS por cclulas puc(icn it dirigidas contra autoantigenos f () Contra intcccioncs crip.icas n() identificadas u organismos conacnsalcs), pro)ocando una inflatna(ion cronica quo : dana I()s tCjjdos (c01110 ()currc cn I :t ;Ir tritis rcuntatoidc, la cntcrnxdad (Ic ('rohn, la SMC()id(xis, la p,()

riasis V Id CSCICro515 Multiple). MUCIMS \ CCCS no Se conocc cl gra do rclatiso do inaplicaci(in do los posibles agcntcs jntccciosos N do la autoinmunidad Suhsiguicntc, coma oatrrc cn cl caso do: la dcstrucci(~n do: los islotcs do: Langerlaans del pancreas quc conduce a la diabetes insulinodcpcndiente . Lesiones ocupantes de espacio . F.I mcr() tantaf o do: un granul(naa pucdc scr n():i- para cl tuncionamiento do: I()s tejidos del IIUCSI)cd . ASI, I()s gr ;uaul(nn .n quc pro) oca .11. !elms pucdcn dafiar los nerv ios sobrc los quo: se forman, \ los grantdonlas en Ia retina () en el cerebro I)ucden Causar aua(nrlalias finteion .Iles . Secrecion excesiva de citocinas . La scct -cci(')ji csccsis a do ci u)Cin;u CSl,CCialnlcntr (IL' FN hi ! puCCIC pro)ocar el sindr(i n)c dcl shock t(icji(), necrosis licnac)rra`;icas s. hI rcaccion do Sla)cat-tznt :ut, ;Isi :()1110 Contrfluir a la necrosis presents ell las /onas en yuc se prodUCC la rcacci(in mcdiada por Milks i lenunacno do: Koch I . Estos nIccanisnt(n SC cstUdian ell Cl Capitol() 17 .

LA RED DE CITOCINAS Las citocinas establecen una compleja red de comunicaciones entre las cclulas ,( ()n)() .i pucdc dcscittt;mar la compleja red do intcracci(mcs cntrc las cjtoCinas \ entcnder su I)alicl in rive? 1 I genctic,t moIccular so: laa Comcrtid() en el arnta nias util para conscguir cste ot)jctiso, .\a yuc pucdc clintinar cl gcn do: una citocina o ;it re ccptor cn stones . Esta tccnica ha pcrmitido UnifiCar las imcstigacioncs sobrc citocinas. En la flyura 10 .2,"sc mucstr;ua algunas do las obsersaci(ntcs nlds iniportantes con csta tccnica, s()t)rc todo las relacionadas coil la inntunid.Id ) la intlanlaCiOll . AIL' I IS sit() cinas, con- to I1 .-7, IFNu v 1 NF(3 idcnominado tanibicn lint'() toaina h, rCSUltan tltndanacntales en el desarrollo dcl sistcma in-

Mecanismos inmunopatologicos mediados por cclulas 1 citotoxicidad

2 inflamacion cronica de las articulaciones

muerte celular y deficit funcional

pannus cclulas T mediadoras de la respuesta cronica de la articulation macrofago

inliluno complejos PMN

celula plasmatica

erosion del cartilago

3 lesion ocupante de espacio

nervio

membrana sinovial inflamada

4 secretion excesiva de citocinas

anomalias de la funcion del nervio

Fig. 10 .26. Mecanismos inmunopatologicos mediados por cclulas . 1 . Las cclulas citotoxicas pueden destruir cclulas esenciales para la supervivencia del huesped infectadas por virus (p . ej ., neuronas cerebrales) . 2. La respuesta puede it dirigida frente a autoantigenos (o quiza frente a infecciones cripticas no identificadas u organismos comensales), to quc provoca una inflamacion cronica, como ocurre en el caso de la artritis reumatoide .

citocinas

=E

shock colapso circulatorio necrosis hemorragica

3. Un granuloma puede dar lugar a una lesion voluminosa quc ocupe mucho espacio, provocando anomalias en el funcionamicnto de tejidos sensibles proximos, como el cerebro, la retina o los nervios. 4. La production excesiva de citocinas puede dar lugar a diversos sindromes de lesion tisular, especialmente sindromes de shock toxico provocados por TNFu .

Reacciones inmunitarias mediadas per celulas

nulniiario anus dcl nacimicnto . I . .t auscncia do otras citocinas, emir 11 . 2, IIA, 11 . 12 c IF\p, sc ixonc do manificsto cuando Iris anlnlalc% strn surnctidos al , cstrc% ., do una intccci(n . En ratrones con cicticit do II .- 12 sc ha dcnioostrado la importancia do csta utstancia para la producci6n do IF\y ~ cn la% rcspucstas do hipcrscrtsihilidad tic tiixo rctarciado nornialcs { 1)1'H, del inglcs dr " httrd tire 1npcrirusitiritl, ) . La altcracir'on tic sarios genes do las citocinas cictermina Icsirmcs intcstinalcs parccidas a la cntcrmcclad inflamatoria intestinal, lo yuc confirm, yuc la region corporal nix, cspucsta .t I .t prcsiron antigcnica cs la mucosa intestinal . La importancia antiinflaniatoria do RlFIi sc cicinucstra cn ratones

Ratones con deficit de citocinas o receptores de las mismas citocina/receptor eliminado

fenotipo del oaten

celulas B prrrnarias ' Alteraciones en los foliculos con anticuerpos y las zones marginales Muy susceptibles a patogenos intracelulares Resistentes al shock endot6xico TNFR-1 (p55)

Sucumben rApidamente a las infecciones Resistentes al shock endot6xico

TNFli (linfotoxina)

Ausencia de ganglios linfaticos y de places de Peyer Alteraciones en la segregaci6n de celulas B y T en el bazo

IL-2

Aumento de IgG serica Aumento de la actividad de las celulas T y B 50% fallecen en 4-9 semanas 100% presentan enfermedad inflamatoria intestinal

IL-2R ;

Inmunodeficiencia combinada grave

IL-4

Baia IgE, IgG1 Deficiencies en la producci6n de TH2

IL7AL-7R

Intensa disminuci6n de las celulas linfoides timicas y perif6ricas Ausencia de celulas T r8

IL-10

Retraso del crecimiento, anemia Enterocolitis cr6nica

IFN-J/IFNIR

Especialmente susceptibles a los patogenos intracelulares Defectos en la funci6n macrofAgica Menor actividad NK esplenica y menor expresi6n de CPH

TGFI1

Enfermedad inflamatoria multifocal Infiltrados mononucleares masivos en 6rganos como el coraz6n, los pulmones, el pancreas y el higado

IL-12

Alteraciones en la producci6n de IFN7 y alteraciones en la respuesta TH1. Respuestas de tipo DTH reducidas, con generaci6n normal de CTL y producci6n habitual de IL-12

Fig. 10 .27. Los ratones -deficitariosu (knockout) ban aclarado las funciones normales de las citocinas . LTC: linfocito T citot6xico ; DTH: hipersensibilidad de tipo retardado. Esta respuesta inflamatoria se produce frente a la inyecci6n cutanea de un antigeno y esta mediada per TH-1 .

corn dclicit para ht misma, yuc dcs,u" rrollan infamaciun multifocal . En Icon ratoncs yuc carcccn do la cacicna I1 .-2Ry sc ha dcmostrado la importancia do cstc receptor como moiccula publica do transniisi6n do %males, cmpleacia poor discrsas citocut.ts . Dodos los rcsultados obtcniclos ctt cstc tctna clchcn scr in tcrprctados con cuidado. Por cicmplo, no sc puccic dcfinir con prccisicon la importancia do una citocina cn un animal adulto, Si su carcncia durantc cl desarrollo liacc yuc cl sistctna intnunitario SC .t cicticitario . Sin cnthargor, parccc probahlc LIrtC una citocina dcsarrollc, cntrc sus titncioncs rctlundantes, una ro clo% mas cspccificas, yuc justititlucn su matitcnimicnto durantc la esolucion. En ratoncs coon dclccioncs para Ices genes Jak % Stat sc ha podidco ticmostrar la intpcn-t :utcia do cstAS n1olcculas (% . antes) . Por cicmplo, los ratoncs corn dcticicncia tic St :tt- 1 mucstran dctcctos . onus csixcificos cn I .ts rcspucstas a Itos IF\ct s y, soon nius %cnsia %us 111cs la% intcccioncs siralcs, macrotagos ptoduccn 6cido nitrico de forma ticticicnte % mucstran una respucsta do tipo I'112 ante las intcccioncs . Pcrr cl centraricr, la dclecicin Ittomocigota tic lak I resulta Ictal en cl montcnto del nacimicnto, ya yuc

Regulacion de la red de citocinas 1

antagomstas ctrl receptor

d

citocina .

receptor sNi.ir .,

2 citocina

~~

3

segundacitocina con efecto contrano

; ;~'--

4

Fig. 10.28. Regulacion de la red de citocinas . 1) Las molecules hom6logas a las citocinas, que se pueden ligar al receptor sin determiner la transduccion de senales, se comportan como inhibidores por competici6n . Se ha conseguido clonar el gen de un inhibidor de este tipo frente a IL-1 . Tambien se produce la glucosilaci6n inhibitoria de algunas variances de estos mediadores. 2) Los dominios extracelulares de los receptores de TNF e IL-1 se pueden soltar de la membrana y se ligan con su citocina en fase liquida, to que impide que esta alcance los receptores de la membrane celular . 3) Otros mediadores, que act6an sobre receptores muy distintos, pueden determiner efectos contraries sobre la celula (v . tambien fig. 10.7) . 4) Algunas celulas expresan molecules que ligan citocinas (deceptores), que no activan la celula .

La red de citocinas

Ios ratentes no pucdcn ntantar V muestran altcracioncs en las seftalcs tic IL-7, con incapacidad para gcncrar linfitcito)s . Otros as pcctos lcnotipicos tic cstc proccso sc pareccn al sindromc tic innttutodcficicncia combinada grasc iS('ll)j, en ratones N huntanos . l a red do citocinas es controlada in rim por rata scric tic sis. 10.28i : tcntas i,4 tic " t.a producci61l una citocina concreta es transitoria r esta rcgulada tic forma estrccha . " Las citocinas pucdcn actuar tic forma sincrgista o antagonista . " Las citocinas induccn o inhihcn la producciitn de otros. tic su propio receptor " Las citocinas regulan la csprcsiom canto como de los tic otros citocinas . " Los antagonistas tic Ios receptores sc uncn a un receptor cspccifico, pcro no transmtcn schalcs. " Los -decepu)res,, se tmen con un ligando tic forma especifica, pcro no trutsmitcn scnalcs. " Los do)minios cztracelulares do los receptores tic citocinas sc tic citocinas solubles . En cl chntinan \ SC uncn a Las molcculas sucro y la orina so: pucdcn dctcctar rcccptorcs sctluhlcs para muchas citocinas, title SC proxIuccn mctliantc la ro)tura cnzimatica del dominio cstracclular tlel receptor ifrj. 10_0)) . El nitel tic prexiuccic n tic citocinas t. Ia magnitud tic la resPucst,t tamhicn so: pucdcn controlar a niscl gcnctico . Por clan plo, cicrtos alclos de los genes para TNE(t c It,- I ji se asocian con cicrtos proccsos inflamatorios, laccho Clue pucdc guardar rclacio'ttt ant dif~rencias en 1 .1 pn)duccio')n tic citocinas.

6rganos suck cstar mcdiada por citocinas, aunyuc cabs dcstacar tic yuc cl control suck scr local t . no sistcmico. Atlcntas estos cfcctos directors, cl sistcma innutnitario cst;i coordinado coil to,,, sistcrnas ners ioso y cndocrino ( \-. Cal) . 131. Por cjcntplo, compartc con cl sistcma nen-ipso la capacidad para transmitir whales a trascs del cjc hipot.ilanto hipoitisis suprarrcnalcs, ~a yuc discrsas citocinas como) 11, 1, II .-6 s . T\Lot cjcrcen cfcctos dircctos so-

brc cl hipotalamo o la hip6fisis . MUtltas cclulas del sisterna in munitario tamhicn cxprcsan receptores tic ncurotransnaisorcs, opjaccos y ncuropcptidos. En Cl apcndice I I I se enunteran las funcioncs coilocidas dc ]as. citocinas dCSCUbiCrtaS laasta cstc naomento I, apcndiccj . Los co rncntarios anteriore.s dchen lial,cr dcjado claro al lector yuc di

chots datos dcbcn scr intcrprctatios coil prccauci6n . Els probable tic mtport :utria quo: alguna tic las funcioncs ciuuncradas carczca fisiologica, va clue nttrchas do cllas sc Iran deducido a partir tic cxpcrimcntos in rill .o.

Receptores de citocinas solubles citocina

receptor eliminado

La red de citocinas desempena multiples funciones biologicas

. Cl firnciona scnalati() coon frCCuCncl,t yuc la Co,-olucitin t micntot dcl sistcma inmunitario sc parcccn en machos scntidos a Ios tlcl sisterna nen Torso. Por cjenlPlo, antbos sistentas poSCCn Catic aprendizajc v tic mentoria hasadas en la comunicapacidades . ci6n intercclular, t comparten nrtrchos nacdiadores, recclitorcs antigcnos . Amhos sistcmas prccisan una red interim do ccanunicacioncs capaz tic controlar cl sistcma c intcraccionar coil otros tic oirganos . Id sistcma ncni()so disportc un ~IcahlcaCIW, I:Ios ncrtiosl para comunicarsc coil Ic)s dcmas oirganos, pcro tamhicn utt liza cl cje Ilipotalanto) hipotfisis-suprarrrnalcs para transmitir sc nalcs a la lteriteria . Po)r cl ct)tvtrario, Cl sistcnt;t innttutitario esta contl)ucsto nras0ritariantcntc hor cclulas lihrcs, coil capaciCjad fir ticspl :tramicnto : Lts intcraccicntcs cclula MULL ,()It internli!cntcs, \ soii Ion Cstar rclacio)nadas corn Proccsots tic coattunicacicnt intcrn .1 tic] sistcma Pow cl commitio), la comunicacion coil otros tic

ltd

~C6mo influye el reconocimiento inicial de un patugeno en el tipo de respuesta inmunitaria que se ejercera posteriormente contra el mismo? Por que la mayoria de las cclulas T citotoxicas reconocen epitopos presentados por molcculas CPH de close I, los cuales son expresadas practicamente por todas aquellas cclulas con n6cleo? ~Como se complementan entre si las cclulas T citotoxicas CD8 - y NO ~Producen los desequilibrios TH1lTH2 procesos inmunopatologicos cr6nicos mediados por cclulas que danen los tejidos?

enzima de superficie

receptor de citocina

Fig. 10 .29. La separacion enzimatica del dominio extracelular de un receptor Ip . ej ., los receptores de TNF, IFNI, IL-6 o IL-2 (p55)I libera un fragmento de union . En el caso de TNF ly posiblemente en otros tambien) el receptor soluble conserva una gran capacidad de union y es capaz de neutralizar el ligando impidiendo que acceda a los receptores de membrana intactos. Cuando otros receptores solubles (como IL-6R) se Linen al ligando, el complejo resultante se puede unir a otra molecula receptora de membrana para producir senales.

Los ratones deficitarios para citocinas sirven para entender la red de citocinas y las molcculas de comunicacion intracelular. ~Que desventajas tiene este enfoque? Parece que las cascadas de transduccion de senales induccn tanto especificidad como plasticidad en las respuestas de las citocinas. ~Se puede explicar por este mecanismo la funcidn propia de cads citocina, o tambien tiene importancia la expresion de receptores? Existen al menos tres grandes familias de citocinas: las que se ligan con miembros de la superfamilia del receptor TNF, los interferones alfa, y las quimiocinas . ~Representan estas familias una «evolucion sin control) o realmente tiene importancia funcional su numero?

137

Colaboracion celular en la res uesta de anticueraos / Para qua el sistema inmunitario se active y sintetice anticuerpos es necesaria, en primer lugar, una interaccion entre las celulas T y las CPA y, a continuacion, una nueva interaccion entre estas celulas T activadas y las celulas B . / Para quo se activen las celulas T es necesaria una interaccion especifica con el Ag, asi como la intervencion de molecules de adherencia celular y citocinas . La molecule estimulante accesoria mas potente es B7 (CD80 o CD86) . Si no hay estimulacion accesoria de las celulas T inexpertas tras la estimulacion antigenica, se puede producir tin fenorneno de anergia clonal . / La proliferacioon de los linfocitos es indirecta, y es debida a la induccion de la sintesis de receptores de factores de crecirniento tras la activacion celular. Los factores de crecimiento de los linfocitos (p . ej ., IL-2) son producidos principalmente por las celulas T.

/ Hay dos tipos de antigenos qua induces respuestas de anticuerpos : los antigenos dependientes de celulas T y los antigenos independientes de celulas T. Las respuestas inntunitarias secundarias inducidas por los primeros se caracterizan por la produccion de IgG y la maduracion de la afinidad . / Las respuestas inmunitarias primaries a antigenos dependientes de celulas T se caracterizan por la produccion de anticuerpos de tipo IgM de baja afinidad . En la respuesta secundaria se producen mas anticuerpos, de otra clase OgA, IgG o IgE 1 y que presentan mayor afinidad . / La seleccion de la clase de anticuerpo y la maduracion de la afinidad se producen ell los centros germinales de los tejidos linfoides secundarios .

La rcspucsta dc anticuerpos constitl yc la culminacioin do una scric ordcnada dc intcracciones molectilarcs y celularcs . " Las celulas T se actiyan al reconoccr cl antigeno que Ies pre senta una cclula prescntadora dc antigenos (('1'A) . " Las celulas 'I - H intcraccionan corn [as celulas B yuc Ies presentan tragmentos antigcnicos . " Las celulas B activadas prolitcran t. sc ditercncian, dando lugar a celulas productooras tic anticucrlul . " Sc pronluccn anticuerpos v, a continuacicin, se desencadenan diycrsas resputatas innttlnitanas, cn filncicin del tipo do anticucrpta producdo . En cstc capitu1o SC cxplican loss principios do la prcsent ; citn dc antigenos % la ctxtpcraci6n cntrc las celulas B y T, jUnto t colt algianas tic las mo1ectllas implicadas y sus consccucncias, entrc las yuc so: encuentran ht scleccicin dc claw, maduracion de la afinidad N , la memoria inllutnitaria .

pendc la secucncia do acontecinucntos Clue x produce a continuaci6n : si sc active tut nulncro suficicnte de celulas l' ('l)4 - colabtaradoras (Tic 1, cs practicantentc scgilro yuc so: acllyaran las celulas li o u prcxiucira tin tenoSrncno do hipcrscnsibilidad retardada . Por cl contrario, si la activacicin dc las celulas Tit no sc Ilea a dcscncadcnar st: dcs trrolla till tcnurncno dc tolcrutcia innttlnitaria (y. cap . 14 (, no sc prcxluciran nucvos acctntccinticlltos innumintrios .

PRESENTACI6N DEL ANTIGENO A LAS CELULAS T Procesamiento del antigeno 1 ,,,cstodl- Inmalc~ tlc Via \ N, rss,ll ticlttcKtr.trtllt que solo lllta pcyucna l ill .uttigciioo inyccta(io iiitcr%icnc cn las rcspucstas innttinitarias, sicndoa cl rcsto dcgradado y cxcrctado rapidatncntc . Esto sugicrc gLlC la prcscrttaciun dc Ies antigenos cs cl Paso lirnitantc do la vclocidad tic las rcaccio>ncs inmunitarias . Sr rnticntlc por prox'csamiento dcl antigeno la degradacilln del ntisnio para dar lugar a fragnicntos pepntticos, yuc yucclan unidos a molcculas ('PI I de class I of If Ix . cap . 91 . Esto% tragmentos son cscncialcs pare ticscncadcnar la acti%acioin dc las celulas T, ethos receptores rcconoccn l ;ts sccucllcias tic antinsis nia\ores del misnlo, lo quc indica yuc ( :D28 no cs obligatorio, ill sjdujcra para [as celulas l' cirgrncs . Parccc quc en ratoncs clcficitarion

T activation division

inactivation

Fig. 11 .5 . Antes de ser activadas, las celulas T expresan CD28, clue se Line con B7-1 y B7-2 sobre las celulas presentadoras de antigeno (como las celulas B) . Una vez activadas, las celulas expresan CTLA-4, un ligando de alta afinidad para B7, clue una vez unido a este impide clue las celulas T reciban mas senales activadoras .

Colaboraci6n celular en la respuesta de anticuerpos

dc t6rmacion de rosctas (rosctas F ;E, quc cunstitucoi cl principal Sistenla dC purificacion do CCIulas T :Mfrs dC la Ipatici(in de los allticucrpos nun(:)CIon1 :11CS . l_ts moIcCUlas dcl tipo, 13,7, Clue rcllicrzun las scfalcs proccdcntcs dc los'I CR c inducctt la actn- acioin dc las CcILIIaS T, SC hall clcnominado ~.sctraIcs sccundarias .. . Las celulas T cn rcposo llo pucdcn responder en Su uusencia, yucdando inactiudas cuando reconocen a sus antigenos sin gttc se pucda produCir cl proccso dc actisacion, lot quc conduce a 1111 .1 situaciorn dc tolerancia innlunitaria . Esta tolcrancia cs cspecifica, alectando sol amcntc a las cc lulas 'I'll yuc rcsp(mCien a till antigcllo deternlinado, s . se dcno, mina ancrgia Clollal . Ademas do las intcraccioncs (]Lie Sc Pr()(ItiCCtl ell 1 :1 supcrfiCic celular, las citocinas, yuc aCtu,u1 ;1 nisei local, tambicn intcrcicnen ell la acticaCion do las celulas T . Los principalcs cstudios Sc hall ccntrado ell la I I .-1 \ la II .-6, nlolcculas produridas por dc tcrnlinadas ( : PA, cntrc las yuc SC CnCUCntran los macroitagos . Las Crlulas F no, sicnlprc prccis:ul scr Cs6r1tttlaclas por cstas nlolcculas I no Son ncccsarias cuando laS celulas sc CnCUcntran 1 a cn fast cic division i . Sin embargo, la 11 . 1 c. la 11 . 6 induces en las rclulas T cn rcposo la cxprcsio>n dc rccuptorcs dc IL-2, cl lactor dc crccinlicnto do Ias celulas 1'. IL-2 tambicn intercicnc en cl proccso dc acticacicin dc las celulas T, ra yuc colabora cn la induccion dc la simesis dc IF\ y y cictertnina yuc las rclulas T c irgencs sc ditcrcncicn en celulas TI I I . 11, 15, producida por laS celulas prcscntadoras dc antigeno, tanlbirn pucdc inducir la proliteraiion tic [as celulas '1' Y result ., fundamental antes dc quc SC produz ca IL-2 . \licutras yuc la intcraccion cntrc las Crlulas T ('l)4" N , [as ('PA Ira sido, Cstudiada con dctallc, la intcraccion cntrc las Crlulas T (IDS" \ . las ('PA no sc cono,cc tan been . C .on110 una iinica Cclula cicndritica intcrdigitante ~'(]DIl sc pucde unit- a nlnrh8s celulas ,F, sc ha sugcrido yuc la acticacioin sc podria Ilcrar a cabo ell los agrcg .ldos dc Cclul .ls 1 ('I)4' 1 CD8~ yuc SC uncn a la supcrficic de una o \arias CD1 .

La presentation de antigeno afecta al curso de la respuesta inmunitaria

Las cilulas prcscntadoras dc antigen(, ,C l)cICdCn articar con ral,idcz cn Ia rcspuesta innlunituria, por cjrml)lo por la propia cnticiad inllntnogcnica i colt)() las bacterias y alglmos \-irus) o por los Con1p(mcntcs adlus- antes dc una \aCUna . La prescmaci6n dc antigenos no cs unidil-CCCiornal . Las Ccl111as 1' aCtisadas liberal Cito~cinas, Como IF\ ;i adctnas (IC SCI) .,ICs Lie Sttperficic COtllo Cl ligando, CI)40, clue facilita la present.,cioin dc antigenos . I .as ( :PA acticadas cxprcsan m :is motlcculas ('PI I dc clascs I \ II, m ;is rc ccpto,rcs Fc \ m ;is n1olcculas dc adhesion Coctillmuladotras, in cluiclas 137-1, 117-2, CD I la/b/C, WA\I-I c R :A\i-3 . Fambicn pronluCCn nuntcrosas citocinas (II .-1, IL-6, T\Pui, cnzimas 1, o[r'o,s Mcdiado>rcs . La actisaciom dc los fntilcitos genera dos proccsos : la proli1rraClo)n CClul,u" V la dlfCrenclAClo"rn a Crlulas Ctectotras . h: n cstadio,s cic ditcrenciacio'n1 tardi0s, las Crlulas Ip . cj ., las Crlulas plaSmatiCas pucdcn Ilcgar :1 tai cspccializaci(n clue pierd .,n molecules cic superliric, conic, las dc Clasc II, sicndo incepaces dc responder a scftalcs rcgulad(,ras [it dc prolitcrar. FI cicstino dc Ion linli,citos yuc rcsp()ildcn trcntc a tin :u1tigcno cs c -ariablc . Algun0s PCrsistcn ntLICll0 tienlp0 comp rclulas dc mcmoria ; los cstudios do altcracioncs cromos6nlicas Icnlaces rruzados Lie AD\ yuc csitan las mitosisi cn celulas sanguincas dc lossupcrc'ic ientes dc Hiroshima Iran dcnlostraclo quc las rclulas dC mcmo6a puCdCn sobrc\is it mas dc 40 afios . ()tros hnt6citos nntcstran una s ida corta, hccho yuc justifica quc una estinrtt lacion antigcnica m(xicrada 11(1 determine aunxnto do tamano ganglionar, aunyuc gCncrC una rCSI,ucsta mcdiadI por Crlulas c anticuerpos eficez . Cede Fez se aCUnutl :u1 mas cletos sol,re la importancia dc la apolpto,sis en la clinlinacion dc celulas no cicscadas tras una rcspuCSta ill Ill kill it .lf-ia .

INTERACCIONES ENTRE CELULAS B Y T Las celulas T y B reconocen regiones diferentes de los antigenos A hnalcs do la decade dc lyoll \ prnmpi  ~ dc la dc 1970, los cs

tudio>s Ile\ados a Cabo po,r \litchison t' otros imcstigado>rcs Con1 protcinas m(xiificadas yuimicamcntc dicron conlo fruto importantcs avanccs ell cl conocimicnto Lie las dicrrsas furICiones Lie l as celulas T v B . Para inclucir una optima rcSPucsta SCCUndaria do anticuerpos trcntc ., till haptcno { tin grupo yuinliCO pcyuCfio yuc Solo actitu wino innrttnogeno cuando se encuentru unido a una protein, portuciora,~, tin animal de cxprrimcntaCion dcbc ser innrtulizado Con una Connbillacioin hapten0 po~rtador %, posterior tncnte, set- cxpuesto de noel o a csa misnla Connbinacion haptcnoportador, no solo al nlismo hapteno . Este tenomeno sc dcnomina -clecto portador ,, . cuando sc nlanipularon las distintas poblacioncs cclulares en cstos expcrinlentos, sc demostro yuc las celu llS TH son responsables Lie reconocer el portador, micntras yuc ]as celulas B reconocen cl hapteno 11 .0! . Fstos resultados rccibieron confirnlaci6n posterior cuando sc ciCSrttbri6 yuc las celulas 13 cnlplean los anticuerpos par, rcconoccr cpitopos, tnicntras Clue [as celulas T reconocen anti genos proresados . 1'na dc las Consccueucias dc cstc fenomeno cs clue una celttla B yuc rCCOnOZCd tin cpitopo dcterminado pucdc rccibir aVuda dc celulas T cspccificis dc di\-crsos pcpticios portadorcs ditcrcntcs proccdentcs do tin mismo antigeno, sicnlprc yuc Ids Crlulas B pucdan prcscntar dichos pcptidos a cad, una dc las Crlulas T . Sc cree Clue en las rCSpucstas innlunitarias in riro, las Celu las T yuc intcraccionall Con las celulas B c induien la di\- isi()n v prolifcraci('n Lie cstas ultimas hall Sido Cstinutladas prcliamcntc por cl contacto con cl antigeno I)rcscntc cn otras CPA f p . cj ., las Crl11las dcndriticas ;~ . De acucrdo coil estas obscrcaciones, se 11a propticsto till csqucma basico dc intcraccioncs cclularcs en [as rcspucstas dc anticuerpos, yuc SC nlUCStra ell la /iqura 11.,,. SCgull cstc csyucnla, cl antigeno clue pcnctra cn cl organismo cs proccsado por cictcrtninacias Ccluhls \, a Con6nu ;1cion, prcscntado cn una lornla altaincntc innrttnogenica a las celulas TlI v B . Las ce lulas T no reconocen lox mismos detcrnlinantes antigcnicos clue las celulas B . Las celulas '1' proporcionan ayucla a ]as celulas B adeCuadas, cstirrtulanciolas par, yuc se ditcrcncicn y dkidan, clando lugar a Cclttlas productoras dc anticticrpo . Por rant(,, los dos proccsos nccesarios par, quc sc acticc una Cclula B soil : " La interaccio n del antigeno natico coil los reccptorcs Ig dc la Cclula B . " Scnalcs cstintttlalltCS PLOCedcntcs cic las celulas '1 'H yuc rcsponclcn al antigeno proccsado uniclo al CPH .

En las interacciones entre las celulas B y T tambicn intervienen moleculas coestimuladoras

\ICdiantC Cl Cultic'(, ~ 1,1 clonaCioll cic Crlulas l Cn prcscnCia dC 1ntigcnos, ('PA c I1 .-2, sc pucdcn obtcncr p,blaciorncN dc celulas 1 especifiras de tin antigeno concreto . 1)c cstt torn), cs poosible ob scrsar directanlcntc in vitro las intcraccioncs cntrc las Conjuntos Lie Crlulas F V 13 . Las celulas 1 se polarizan,l sus rcceptores sc coilcentral , en 1 .1 Car., clue sc enticnta a las celulas B . I as celulas 13 tambicn sc polarizes, v expresan I ., mavona do antigenoS Lie clasc 11 en ]as proxinlid,uics dc las celulas T. Las intcraccioncs cntrc cstos ,,ruI,os dc Crlulas sut;icrcn yuc cxistc till intcrcanlbio mask o dc informaci6n, clue Conduce a cios acomccimicntos impo,rtantcs dentro dcl Cirlo Vital de IaS Crlulas B : la indIICCi(in Lie la prolifcracion V la difcrenrieci(in, Clue da lugar a celulas ProduCtoras cic antiCUet1ao . La intcracci6n cntrc ]as Crlulas T y B CS tin IVOCCSC, bidircccional, cn cl yuc las celulas 13 presctuan cl antigeno a las Cilulas T \, a sit cez, reciben scnalcs pro,ccdentcs dc estas ultimas clue incIUCCtI sit dis- isio n \, ditcrcncie.cioin . La intcraccion principal, altamcntc Cspccifica, CS la yuc Sc produce cntrc Cl ComPlcjo naolcCtlla CPH cic clasc 11-antigen() v cl TCR ; csta intcraccion sc \c potcnciada por las intcraccioncs cntrc I .F:\-3 c . CD2 c IC : :141-1 o

Colaboracion celular en la respuesta de anticuerpos

1(' AM 3 t ITA 1 i~~rt . 11 .8y . En cl procccor intercicncn tanthicn on,te nxrlcCUlas dc la supcrficic celular. Isis antigcnos dc supcrficic B--1 B?-2 tic las Cclulas B intcraccionan coil (:1)221, coil to . clue cl ARNnr tic las cclulas -F yuc codifiCa 1 .1 II, -2 s otras citorci nas Sc rstabiliza, \- cl emior dc scnalcs actitad(n- as sc prolonga. En la actualidad sc sabc ciuc la molccula ('1)40 transmits a las cclulas li la serial acticalora ntas potcntc, sicndo csta serial ;tint ntas intcnsa yuc la yuc sc transntitc a traces tic la ill nttutoglobulina tie superficic . I.a s Cclulas'' actitatf ;ts cxprcsan tr;utsitoriamrntc un ligando yuc intcracriona coil (:1)40, dcnomin:uio ('I)40L. 01)4(1 pcrtcnccc a la lamilia dc receptor" de TNF, micntras yuc ('1)4111 . c% un paricntc lejanot dc la Iamilia dc TNF. La inicraccion hacc yuc I :ts Ccluhts li inicicn CI COO cclulas, sicndo 1111, schAl fiutdalticntal par, CI Liesu-rctllct dc Iox Ccntr(ts gcrntinalcs t dc las rcspucstas tic anticucrpos frcntc a antigcnos ticpcndicntcs dc las cclulas T. El Silldl-0111C tic Infer IgM, ill) Cuadror dc irununoaleficicncia, sc dcbc a una mtrtacio'm do (')401 . t ell cl las cclulas l' not ccntsigucn atud,u . a las cclulas B, Con la cortsiguientc proxiuccion dc anticuerpos Ig\i tic baja afiniciad, sin poxicr pasar a producir anticuerpos tic nt .n(rr afinidad dc tipo IgG or IgA. 1)urantc las intcracciornes erase his cclulas 11 \ T, la IihcracioSn dc citocinas dcritadas do las cclulas I cosmos 11 .-4 Sc polariza hacia las cclulas 11 . 1 .a I I .-1 N la 11 .-6 yuc lihcran algunas Cclul.ts B A111101tan la cq,rcsilnt dc los rcccptorcs tic IL-2 tic I ;ts cclulas 'I . Sin cntbargo, conies solamcntc ah~tmas cclulas B I,rcnlUCen Cstas citocinas, cs probable clue la matoria dc las cclulas B s6lo paccian actitar cli Caancnte cclulaN T Cstinxrladas prc\ iantcntc or dc mcnutria . h,n imcstigaCiomcs Ilct,ttias a Tabor rccicntcmcntc sc ha obscrtado yuc las cclulas T ( :114' f marinas humanas i sc puccicn clasificar en tarias subpoblacioncs, scgun ]as citocinas yuc produccn it . cap . 10 " Las cclulas'- ('1)4' yuc produccn 11 . 2 c IFN-(, pcro clue nor produccn 11 .-4, sc dcnominan FH I, c son Isis principalcs causantes dc las rcspucstas tic hipcrscnsihilidad tic tipo rctardado. En cl rat(in, tanthicn pucdcn colaborar roil las Mulas 11 ell I'll prorducciun dc IgG2u, peso no en la dc: IdCd ni Iv . : " l,as cclulas 'I - (;1)4' yuc produccn 11 .-4 c 11 .-5, pcro ciuc no proniucen IL-2 ni 11 : Ny, sc denominan '1'112 . En ratoncs son arias cclulas yuc colaboran milt cficamtcntc ell la producciun dc anticuerpos, cspccialntcntc It GI c IgE. " r\tUCIMS cclulas T, cspccialntcntc cn loss sores humanos, prcscnt:ut un pcrfil dc prordLICCio'm dc citocinas intermedior, \ sc dcnorminaut cclulas'1t(l . Sin embargo, cn loss scrcs humanos sc halt dcscrito cclulas l H 1 t TH2 clasicas, sobrc todo cn tcjidos cnfcrmos .

contcntador LIUC 1 .1 intcraCCioin rntrc ] .IS ( :1'.\ t. I ;ts Cclulas T puctlr loin d(rs r(rnSCCUCrtrlas diamctralmcntc opacctts : la ,KtitaCio ll or la dcsactitaci6n i ancr`aia clonal i dc las cclulas I -. 1)c la misma for 111J, hat rnacha, (xasiones ell title las cclulas B SC tornan ancrgicas. Este Itccho cs intportantc, tai yuc la ntaduraciom tlc la afinid :td de las cclulas B ell cl cursor dc un ;t rrspircsta inntunitaria, dcbida ;t la rapid,t nrutaCi6n de los genes yuc CordifiCan Lts regiorncs tariablcs (IC los antiCUCII)oa, pordria dar lunar tacilntcntc ;t autotantiiucrlxx Lie alta aiinidad . La ancrgia clonal t otras fitrntas dc tolcrancia pcriterica corn (1n ntccanisnto intportantc para critar CI Licsarrollo tic cstos cktncs poxcnrialmentc noritcx. Sin embargo, no sc conoccn loss Cictalles nt0ICCUI .u'es sic cstc proceso.'I ampoco se sabc yue 41116611 dcsentpenan la Ig :\1 s lu Igl) i los receptor" dc antigeno dc 1 .1" cclulas Bl ctt estc proceso, sat yuc parece yuc antbots receptorcs son capaccs dc tr;uismitir antbos tipos dc seftal .

Los antigenos independientes de celulas T no precisan la colaboraci6n de las celulas T para estimular a las celulas B

I as rc~l , m,t .m inmnni ; .wi .ts trcntc .t l .t m.tcorri,t (!r lon anti~enm depcndcn dcl Iccommmicnn, dc dich() antigen() tanto por parts dc las cclulas F conto por parts tic las cclulas B . Esters antigcnos sc tlcnomin;ut antigcnos dcpcndicntes de cclulas -f (T,f,., ) . Sin cnt-

Fases de la activacion y desarrollo de las celulas B

activacion

division celular

La secreci6n de citocinas por parte de las celulas T y sus efectos son importantes para la activacion de las celulas B llurant~ lay iirlCl-.lCCi(rncs CIttrC lts tc1ul;s'1 t B, I .s [ ,sinless pile dell sccrctar ditcrsas citocinas, clue cjcrccn potcntes acciones sr brr Ias cclulas B . Algunas dc cstas citocinas sons la It, 2, un in ductorr do la prorlileraciorn dc Ias cclulas B t 'F ; la 11 . 4, yuc actua en las primcras Eases dc la activaci6n dc la proliferaci6n sic las cclulas B; la II .- ;, yue cn cl rat(in (peso no en los sores humanosl . CS tut potente aCtitador Lie ],IS Cclulas B, t la 11,-6, yuc transmits intrns;ts Whales yuc promuctrn la cfitcrcnciacion dc las cclulas 11 i.l q . 11 .9, . I .as cclulas T tantbien produccn TNFu t TNF(i. EXisten dators yue indican yuc rstas nto1eCUI :s tanthicn soil im portantcs par, cl crecimientor dc las celulas 11 . ()tras citocinas chic actitan a las Cclulas B inClutrn l l .-1 I e 11 .-13, Cut, arri('m Sc parccc a la tic II .-4 . r\1a s adclantc sc C(mtcnta cn dctallc la impor tancia dc has citocinas en la actitaci6n dc las cclulas li y T.

Las interacciones B-T pueden sec activadoras o desactivadoras (anergizantes)

I, ;t dcscripcioin 1-rah/add Irastd rstr momcnt(r de Ias intcraccio, nrs B T strgicrc yue la unica ccrnsCCUencia posible dc las misnms es la actitacio'm dc las cclulas B . Sin embargo, csto no cs asi. list Itcnto%

diferenciaci6n

IL-4 IL-5 (rat6n) IL-6 IL-10 IFN,

Las celulas B pueden sec activadas por el Ag o por celulas presentadoras de Ag (CPA), como los macr6fagos, en presencia de IL-4 e IL-1 . Esto provoca la expresi6n de receptores de IL-2 y de otras citocinas . La division celular es un proceso dependiente de IL-2, IL-4 e IL-5 (en los ratones) . En la figura se muestra solamente un ciclo de division, aunque en realidad se suelen producir machos de estos ciclos . La diferenciaci6n para dar lugar a celulas productoras de Ab (AFC) depende de la presencia de IL-4, IL-5 (en los ratones), IL-6, IL 10 e IFN, . Fig. 11 .9.

Fase de la comunicacidn intracelular durante la activacion de los linfocitos

bargo, exists una pcyuciia cantidad Lic antigenos quc PUCdell aCti\ar lax iclulas 13 Sin yuc sea prCCisa la colaboracioin Lie lax cclulas T, a lox quc Se denon11in;t antigenos indCpenLiicntes de MULLS T IT,~,,1 . Los anrigcnos T, -, p,rscntan una scric sic propicdadcs conttnlCS i_h_4. 11 .101 . En concrcto, todos cllos soil grandcs polinlcros coil dctcrntinantcs antigcnicos rcl)ctido), . A altar conccntraciones, muchos dc Cllos son capaccs do actiur Clones tic iclulas B cspccitico)s do otros antigenos, Icnontcno yuc sc (Icnottuna acti)' :tiioin poliClontal Ll0 lax cclulas B; sin embargo, a baj;te conCCntracioncs Soil() -,oil CapaCCS tic actual- I :ts iclulas 11 especificas tic cllos misnx)s. Jluchts Lie Ios anti h- , ,()it cNpccialntcntc rcsistcutcs frcntc a la dcgradacidn `y la ntavorta son do origcii till crobiano) . Como hidratos do carbono bactcrianos fticstrano, Ictanol t . protcinas bactcrianas {flagelina o cndotoxinal . Las respuestas primarias de :utti000rpos lu Vitro frcntc a Its anrigcnos T , suclcn set- algo mar dchilcs quc lax yuc sc obscrcall frcntc a lox :uttiucnos T, , alcanzan sit inicnsidad maxima algo mas rapidanlcntc t. son fundantcntalntCntc dc ripo It !si. Sill Cill bargo, lax difercncias cntrc lax respuestas secundarias frcntc a :illtill Cnos 1,;,~' '1 son ntas aCUSndas . I .a s respuestas secundarias frcntc a lox antfgcnos 1 ,, son 111u\' pal -CCidas a lax respuestas primarias frcntc a Its mismos ; por cl contrario), lax respuestas scout darias frcntc a Its antigcnos T 1_ son mucho alas intcnsas quc lax primarias, t. suclcn scr do naturalCZa IgG iJirt . 11 .11) . Por tanto, parecc quc lox antigenos T ,, no induicn la rcslntesta do maduraii6n Clue sc obscr a en cl Caso dc It)s antigenos -I` ., . .,, r Clue ConLIttCC a la Commutaci(in a la ilasc IgC; y al auntento) dc fa afinieiad dc Ios alltiCUcrpos poryuC not Sc actita (:D40 . La indUCCiun Lie ntentoria por parts dc lox antigenos 1 , tantbicn CS rclatit animas hntitada . No sc comprcndc clarantcntc cual cs cl mccanisnto ntccliantc cl yuc lox antigenos T c1CsctlCALiCnan la rcsl)uCStt L1c celiflas 11 Sill nccesidad dc colaboracibn por parts Lic lax cclulas TH . Es proba hlc yuc la rstructura l)olimcriia do lox antigenos 'l , Its l)crmitt entrecruzar lox rcicptorcs dc lax cclulas B; cste pro ccso sc t cria lacilitado pin' sit rcsistcniia a la d0gradaci6n . La posibilidad do iniciar una rcspucsta innttinitaria sin neccsidad de yuc SC estaNCZc :ut Contplcjas intcraccioncs cclularcs ), por tanto, alas rapidantcntc, confrere una serif dc tcntajas para la supcrci)cncia dC tin organisnio . Muchos antigenos bactcrianos sc contportan dc Csta ti)rnta poryue son capaces do induCir la l)r0LIuCCimt do lax citocinas I IA, IL-6 TNFu pot- parts dc lox ntacroilagoN . La corta Liuracioin Lic la respucsta y la auscncia do pro)dLICCioin do Ig(, pucdc

tier dCbida a la .tuscniia tic u)cstimulacilm por ( :1)401, c dc IL-2, 11 . 4 c l1 .- ;, citocinas yuc produccn nornlalnlcnte lax cclulas T coma rcspucsta a lox antigcnt)S 1 . ,;:. Los Ag T,,,, suclcn actit- ar una subpoblacio)n dc cclulas B Clue cxpresan CD5 (B1 ), nlas pre) alcntc en cl pcritonco.

Antigenos independientes de cclulas T

C mparacion entre las respuestas inmunitarias se undarias in vitro frente a antigenos Tdep y T nd

antigeno lipopolisacarido (LPS) Ficoll dextrano levano poll-D-aminoacidos

polimerico

activacion policlonal

resistencia a la degradation

+

+++

+

+++

-

+++

++

+

++

++

+

++

+++

-

+++

FASE DE LA COMUNICAC16N INTRACELULAR DURANTE LA ACTIVACION DE LOS LINFOCITOS 1?I Con1l)Icjo 1 C;R pucdc transmitir ntcnsajcs al interior dC la CCs, lax lula . l as molcculas inlplicadus en cstc proccso suit C;D3y . CdLlenaS ;; V tl ~ la cnrinta l) ;6i', LIHC sc cncucntra unida a lox dontinios intracelularcs L1c C:D4 c C'D8 ip56" significa cinasa lintbcitaria espcCifica dc 56 kdal, del inglcs 56 iv1al h , mphot_rte-Spccitic kirzase) . Ell la aCtualidad se sabc Clue lax iclulas B tantbicn cxprcsan una tantilia dc molcculas Clue SC 111101 a lax I`;M e IF;D do supcrficic, intcr\inicndo 011 cl proccso dc trutsdLICCio)n do scnalcs () cap. 6) .

La activacion es iniciada por action de lax tirosina cinasas

El rccontocinticnto) dc tin a)tttl)lijo) anti~'cnt) ( PI I l)  r cl 'lY'R la union Lic nto1CCUlas COCStintuladoras dCSCnCaLiCn ;t till Sistcnta dc transmision dc scti ;tlcs dentro dC la CClttla '1 . Ut10 Lie 105 printcros acontccimicntos cs la fosti)rilacioin dc la tirosina, ntc diantc ti rosina cinasas dc la familla src, sohrc tOLIO Ick ligada a (D4 y tvn yuc tusfi)rila sccuencias diana I)rcscntcs en la Cadena (tambicn prcscntcs ell IG(x, Igfi y FgiR), tantbicn dentminadas sccuencias do actitaci()n do inntunorrcccptor basadas ell tirosina i, 1 I AM, del inglcs immuuorcccptor ttrosiuc-based aitiratiort urotilc' . La tirosina cinasa ZAP-70 s0 liga a I1'A41 t, sc Sit actica, acti)ando a tCZ a la ti)sfolipasa ( ; Clue descncadcna una tr,tnSttliSioSn Lte SCnalcs en la Cclula . Las scitales provia Chisica dc . ccdcntcs dC 1'( :R c (:1)28 cst;in intcgradas IJ~tj . 11 .121 t acti)an transcripci6n latcntcs (conlo NF-AT ) NFKBI, a lox ttctorcs dc prescntes en cl citoplasnta, clue nligran hacia el nuclco), LitinLlc actlian sobre lox genes necesarios para la actiNacioin do lax Celulas T, incluidos lox genes de IL .-2 e 11, 2R . DCSpttes do producirsc IL-2 sc inicia la dicisi()n cclular, tras su uni611 coil cl re V

ccptor .

exposi ion secundaria al antigeno cclulas formadoras de placasi 10' cclulas

flagelina bacteriana polimerica Fig. 11 .10. Principales propiedades quc presentan en comun algunos de lox Ag independientes de cclulas T (T, ) mas importantes . Los Ag T,,,, inducen la producci6n degas citocinas 10, TNF e IL-6 por parte de lox macr6fagos . (Nota: tanto lox poll-L-aminoacidos como los mondmeros de flagelina bacteriana son Ag T,,,,, to quc demuestra la importancia de la estructura del Ag con respecto a la dependencia o independencia de lax cclulas T .)

Fig. 11 .11 . Las respuestas secundarias a los Ag T,, son mas intensas y generan mayor cantidad de cclulas productoras de IgG, de acuerdo con el n6mero de cclulas formadoras de placas (v . cap. 291 .

Colaboracion celular en la resptiesta de anticuerpos

La activacion de las celulas B y T sigue unos patrones similares

l .n 1aNCClul .(~ B, l .t funci()n tic ( 1)3 CS rrtlizada IN(( I (~ C l`li, clue tanabicn PrCsentan secuCncias ITAM en sus colas Citoplasnaaticas . l .os enlaces ca-uzados tic las lg tic supcrficie actinan las cinasas tic la ell familia scr, sobrc todo h n cl case tic las celulas li, aunquc tana. hien h n s hlk. Ss k cs analoga a ZAP- ;'0 ell la CClula'I' \ se liga cola Lts I1 1M t6stitriladas do low c lgfi, activando una cascala tic Cinasas y provocando ht translocaci6n tic tactorrs do transcripciuaa nucleares analogos a logs dcscritos para Isis Cclulas T (Arf. 11 .13'h . La aCtn-dCioin tic la celula 13 tanabicn se \e aunacntada por cl Cona l)Icjo "~corrcceptor», compucsto por trcs proteinas : cl receptor 2 del conaplcnacnto (( :R2, ( :l)21 ), (J)19 y la diana tic anticucrpo

Senales intracelulares en la activacion de las celulas T

CD45

CD4 complejo TCR

antiproaliteratko i1'Al'A 1, (,1)81 i (tJq . 11 .1-1). Se sabe quo: Las celulas folicularcs dcndriricas rcticnen cl antigeno ell su supcrficic tic tic dtn-antc pcriodos prolongados ticnapo en forma inmunoconapleios ~ icosomas'I * clue Cl antigeno tic dichos contplejos se pucdc unir tanto a la innaunoglobulina tic superficic de las celu-

las B come al conalplcmcnto (:3d a ( :R2, liroduciendo la tosforilacion tic la cola citoplasnaatica do (a19, quo tunhicn se une a las cinasas. Parccc hrobablc quo la hrcscncia do cstas cinasas ccrca del receptor tic las Cclulas B taciftc la activacion do las Cclulas B, so~bre todo en prescncia do una concentration baja tic antigeno .

La sepal de activacion se integra tanto a partir del receptor antigenico come de las moleculas estimuladoras

T(ulacm n() CNta Clar(, yuC ~C C(n~idCra HIM >CH.tl alttIgCniCd CtlC .u . Ell CI Caso do 1 .1 MULL 1 n(o ba>ta Con un IV R unicoo, hero cl nu mere exacto tic intcracciones pucdc depcndcr de Lis seiaales cstinauladoras do otros fnhtcitos v del tipo \ cstado do actinacion do las Cclulas T quo: Sc descc cstinuilar . Las celulas T nutrinas hibritic das +resultantcs tic la fusion una celula T normal V una Celu la T tumo ral i sc actinan Con tacilidad s' para quo esto succda sc nccesita quo una (TA cticaz fun macrotagoi Ilcs-c naffs tic 60 conaplejos fi-agnacntos antigcnicos-('I'H do class l l, naicntras quo una CPA dcbil, C(nao un fibroblasto tic class II transfcctado, ncccsita 5 .000 complcjos tic cstc tipo . ESlndlos recicntes han sugerido que se neccsitan unas 8 .000 naotlccnlas tic T(At para intcraccionar con los complcjos (;fHl,eptido y actisar los clones tic celulas 1, segun se dcnaucstra por su perdida ell la supcrficic do las celulas T. (;onao las intcracciones T('R-(PH Son do baja afinidad, un conahlcio pcptido-('I'H

Ick dominii=

Sefiales intracelulares en la activacion de las celulas B

ZAP-70 l

activacion de los factores de transcription

i genes precoces intermedios -------------

gel de IL-2] -

Fig. 11 .12. La activacion de las celulas T conlleva la transduccion de senales desde el receptor de las celulas T y CD28 . CD4, asociado con el complejo TCR, se une a la cinasa Ick. Las cinasas se activan mediante defosforilacion, posiblemente a traves de los dominios fosfatasa de CD45 (antigeno leucocitario comun) . Entonces Ick puede fosforilar los dominios ITAM de las cadenas X. de CD3, to que les permite unirse a otras cinasas, incluidas fyn y ZAP-70 . Fyn activa la fosfolipasa C (PLC), que determina de forma indirecta la liberation del calcio intracelular que se Line a la calcineurina y activa los factores de transcription . Mientras tanto, ZAP-70, fyn y la cinasa PI-3 (PI-3K) (asociada con CD28) integran las senales a traves de la cascada de las cinasas citoplasmaticas, que tambien activan factores de transcription especificos. Estos factores se translocan al nucleo, donde activan los genes, incluidas los «genes precoces intermedios)" de la division celular y el gel para IL-2 .

integration de las cascadas de las cinasas Fig. 11 .13. La activacion de las celulas B es parecida a la de las celulas T. Si se produce entrecruzamiento de la Ig de membrana (por un antigeno independiente de T), se activan las tirosina cinasas, incluidas Ick, lyn, fyn y blk, que fosforilan los dominios ITAM de las cadenas Iga e Igl3 del complejo receptor . Posteriormente estos pueden unirse con otra cinasa, Syk, que activa la fosfolipasa C, que actva sobre la PIP2 de la membrana generando IP3 y diacil glicerol (DAG), que activa la proteina cinasa C. Las senales de otras cinasas se transducen activando los factores de transcription nucleares.

Acciones de las citocinas sobre las celulas B y T

Complejo celula B-correceptor

complejo celula Bcorreceptor

Syk

.'avJPI-3K

Fig. 11 .14 . El complejo celula B-correceptor estc constituido por CD21 (el receptor del complement, de tipo 2), CD19 y CD81, una molecula con 4 segmentos transmembrana. El antigeno que Ileva unido de forma covalente Cab o C3d puede determinar enlaces cruzados de la Ig de membrana con el CD21 del correceptor, reduciendo en gran medida la necesidad de antigeno para que se active la celula . CD19 se puede asociar con tirosina cinasas, incluidas lyn, fyn, Vav y la cinasa PI-3 (PI-3K, cf CD28 de las celulas T) y la formaci6n de enlaces cruzados en el receptor determinar fosforilaci6n de las cadenas Igu e Igli del complejo antigeno-receptor, con reclutamiento y activation de Syk.

Diferencias entre antigenos y superantigenos antigeno

superantigeno TCR

podria actkar nairltiples TCR. Es posiblu que ]as cclulas T trarastorrn ;ad:as, cotnao ell Ion hibridoamas, neccsitcn mcnos actuation TCR. En prcscncia tic una serial COCStira1tilad0ra, corn, Id union tic Cl)28/B', basta con la actisaci6n c intcrnalizaci6n tic 1 .500 l ( :R para quo: sc actiarn los cl()iacs tic celulas T. Este tip() tic inlorniaci6n no csti disponiblc pare Ios antigcnos dcpcndicntcs tic las celulas T tluc actuan sobrc las celulas B, la unit>n tic tin antigeno indepcndicnte tic las celulas T coil tin solo rcCcptor no cs suficicrac, pcro no se dislxanc tic datos comparaI*Ics coil los descrit(ts antes para I ;as celulas T. Las intcracciomes con cl lit R o la inrnunoglobtrlina tic mcnabrana no pucdcn mcdiar tic forma aislada una sciral tic actin aci6n Positisa para las celulas T o B, c inCluso cs dudoso que results sufiCicntc Como) scnal ncgatita o tolcrogcnica . En cl naonacnto( actual se tree que la actitaci6n lintoidc exige una serie tic in tcraccioncs, cada una con .,it propia funci6n tic connrnicaci6n, tic niodo que las molcculas cocstimuladoras, conio ( :l)2, C1)I la/CI)18 no solo son rcsponsablcs tic la uniirra, sino que tambien participan cn la transnaisi6n tic sciaalcs a tra\cs tic Soils donainios citoplasmaticos . Sc sabc que la dclcci6n cxpcrinicntal del doniinio intracitoplasniatico tic (.I)2 intcrficrc con la actitaci6n, sin naodificar la funci6n tic adhcrcncia .

Los mit6genos y los superantigenos tambien pueden activar a los linfocitos

La actnaciorra do Las celulas I \ li se lia cst(rdiado mcdiauatc La urilizacio~n de nait()gcnos, unas naolcaIlas capaccs tic cstinurl .u - a lots linti)cito(s cn ausencia tic ;us correspondicntcs antigenos . La matic las Celulas '1' son cstinaxrladas por la ftolacnaaglutinina tic ( PHA, del inglcs pln-tobnctruiijgliitini;t), cstr.iida la alubia raja, tic tic la concana\ alina A i Con A), que procedc la semilla riciSit no . niccanisrno tic actuaci6n SC laa cstudiado a tondo, a . sc sabc que estos comptacstos se Linen a molcculas tic la supcrficic tic las celulas T Clue cstan rclaCionadas con cl proccso tic actisaci()n (p . cj ., TC,R v (:1)2 ) . tic Los superantigenos soil (Lima grup(t molcculas capaCC% tie actisar incspccificanacntc a las celulas 1 . I.a naacoria son tic origcn bacteriano, a . Cntrc Cllos SC cnCUCntran las cntcrotoxinas cstafilotic aititas f tausantcs tic alguno, tip(» toxointccci6n alinicntaria ), la toxina tic] sindronic del shock t(ixico (causvatc del shock septicoL inducido p(ar tamp(>ncs ), la toaxina tic la dermatitis cxtoliatita \ algunas protcinas \iricas . Ions superantigenos sc until a las rnotlcculas (PI 1 tic class I I tic las ('PA a. son rcconocidos por Ions IVR, pero tic una forma ditercntc a condo soil reconociclos

los conaplcjos C:PH tic class II-antigeno . Los superantigenos so lanacnte interaccionan con la cadcna VIII del IVR, pero esto es sufcicnte para Clue Ins cclulas T sc acticcn (_fiti . ll .L5i . Scgun las condicioncs experimental", los etectos soil los naisnaos que provoca cl antigeno : o SC CICSCncadcna una rcslrtrcst.i innaunitaria o So: produce till tcnonicno tic anergia clonal .

reconocimiento del peptido antigcnico en el surco CPH: son necesarias Va, J(x, Vli, Dli y Jfi baja frecuencia de celulas especificas del antigeno (lileraciom lint6citica Cs till pn(ccs(r c(miplicad(t C indirccto> . 1'()r CjcnII)k(, la cstinutllCi(in tic una CClula 1' por Lrtia ( :P.\ :ua hate title autoniaticanicntc los linti)citos prolitcren . Ulm intcraccioin cficaz coil TC :R hate que se I,roduZCl una cadcna p55(1 del rCCcptor LICI factor tic crecinaicnto tic la celula T IL 2, que, jun for con las caticnas p-/5I3 v Y, tornian till receptor tic alta afinidad ;lip I1 .16) . En todas las celulas l', la actuation dc'l'( :R ( para 11 . 2 . tambien indUCC la producci(in tic citocinas . En la maaoria tic la . Cclulas T CI)4' a- algtmas C1)8' se sintctiza tic forma transitorria 11, 2 durantc 1 2 dins . b,n estc pcriodo, la intcraccioin tic II .-2 tom Sit receptor tic alta afinitlad detcrmina crccinaicnto \ actisacio'~n tic las celulas T. La cxprcsi(')il temporal del receptor tic alta

Colaboracion celular en la respuesta de anticuerpos

Estructura del receptor de alta afinidad IL-2

Proliferation de las celulas T

' IL-2 --

55 kdal

li 75 kdal

afinidad a 10 1 M IL-2R

afinidad o -13 10 '° M afinidad 11 13 -10" M

afinidad fi muy baja de forma aislada numeros aproximados por celula

cadena a

cadena lt

en reposo

0

500

5.000

activacion maxima

50 .000

5.000

5.000

cadena

f

Fig. 11 .16. El receptor de alta afinidad de IL-2 esta constituido por tres cadenas, cada una de las cuales puede unirse de forma debil por separado con IL-2 . Las celulas T en reposo no expresan la cadena u, pero una vez activadas Ilegan a expresar hasta 50 .000/celula (maximo), algunas de las cuales se unen con la cadena l3 para formar el receptor de alta afinidad de IL-2 .

Acciones de IL-2

activacion de las OlUlas NK

activacion de los monocitos

desaparicion tie los receptores

LI

Fig. 11 .17. Las celulas en reposo no sintetizan citocinas inductoras del crecimiento de las celulas T (IL-2, IL-4 e IL-7), y expresan pequenas cantidades de receptores de estas moleculas. Se detectan algunos receptores de IL-4 e IL-7, pero no de IL-2 . Solo esta presente la cadena p75 del receptor de IL-2, que presenta baja afinidad . La activacion induce la sintesis de la cadena p55, que se une a p75 y da lugar al receptor de IL-2 de alta afinidad . La activacion induce la production y traduccion del ARNm de IL-2 e IL-4 . La secretion de estas interleucinas y su interaction con sus correspondientes receptores favorece el crecimiento. Esta estimulacion puede ser de naturaleza autocrina (sobre la propia celula secretora) o paracrina (sobre las celulas vecinas) . En ausencia de estimulacion antigenica, la poblacion de receptores de IL-2 se reduce, to que conduce a la finalizacion de la fase proliferativa de la respuesta.

NK

activacior,

y,,

promociorcl r la divisior

I

promotion de la division y ' , de la ! liberation de mediadores (p . ej ., IFNy)

Fig. 11 .18. IL-2 es producida por las celulas TH . Ademas de su papel esencial en la promotion de la division de las celulas T y en la liberation de mediadores como el IFN7, IL-2 tambien potencia el crecimiento de las celulas B. La activacion de los monocitos y de las celulas asesinas naturales (NK) son procesos importantes en la amplification de la respuesta inmunitaria . En los pacientes con carcinoma de celulas renales, los precursores autologos de las celulas NK pueden ser activadas in vitro con altas dosis de IL-2 (1 .000 Uliml), dando lugar a lineas celulares denominadas celulas asesinas activadas por linfocinas (LAK), que se utilizan en el tratamiento experimental del cancer .

atinidad para 11, 2 durante s6lo I seniana LIeshucs do la cstimulaciiin dCl 'IVR pcrmitc limitar cl crecimiento de Lis celulas T, to mismo yuc la ausencia de sen;tles pc>siti%as induce la ape~ptcrsis do ]as celulas sobrantcs . En la Jrgrrra 11 .1-sc resume CI I,r000SO do aciisaci(in de Ias celulas T. 11 .-2 es producida pnjuntol do rcccptorcs lcntrc los clue sc incluycn Ias nlol&ulas dc adhcrcncia) nctira coil nlalor clicacia . En Lt actUalidad sc sabc yuc la nlcmoria innluni-

in vivo

taria no sic kict)c cxclusil anlcntc al aumcnto dcl nurncro dc celulas cspccificas . 1'an16icn sc produccn canlbios cn las propicdaoics do diCIMS cclOLls, i()n1U dcnnicstra CI 1lechol dc que sc dctcctin nlo~dilicaciomcs cn la c\prcsion do n10lccul,1s LIC la supcrficic cclular 1 dc citocinas . I .a s cclulas'I' ('I)4 - dc nlcnlon-ia sintctizan cito~ci nas m .is prcccru y nipidanlcntc .

~Que diferencias existen entre las interacciones de las celulas T con los macrofagos, con las celulas dendriticas y con las celulas B?

~Como se induce y como se regula la proliferacion de los linfocitos?

~Por cue son importantes la maduracion de la afinidad y la regulacion de las clases de inmunoglobulina con respecto al tipo y eficacia de una respuesta inmunitaria? ~Como controlan las celulas T estos procesos?

La mutaci6n gld afecta a CD90L, una molecula necesaria para la apoptosis de los linfocitos perifericos . ZQue efectos podria tener esta mutacion sobre el desarrollo de las celulas B en los ganglios linfaticos?

ZPueden ser nocivas las citocinas?

LECTURAS ADICIONALES Brodsky FM, Guagliardi L The cell biology of antigen processing and prese^tation . Anrw Rev lmmunol 1991 ;9:707-44, Cantrell D- T cell antigen receptor signal transduction pathways- Ann,) Rev Inun~.no+' 996,14259-74 . Clark EA, Ledoetter JA . How B and T cells talk to each other. Nature 1994367 425-26 . Fearon DT Carter RH . The CD19, CR2/TAPA-1 complex of B lymphocytes linking natural to acquired immunity . Annu Rev lmmunol 1995 ;13127-49, Feldmann M, Brennan FM, Maini RN . Role of cytokmes in rheumatoid arthritis . Aonu Rev lmmunol 1996 :14397-40,

Foy TM, Aruffo A, Balorath J, et al Immune regulation by CD40 and its ligand CD39 . Annu Rev lmmunol 1996 ;14 :591-617 . Lane P Development of B cell memory and effector function Corr Opin Immunol 1996 ;8,331-36 . Lenschow DJ, Walunas TL, Bluestone JA CD28/B7 system of T cell costimulation . Annu Rev Immunol 1996,14 233-58, Parker DC- T cell-dependent B cell activation, Annu Rev Immunol 1993,11,331-60 . Romagnani S . Cytokine prodiction by human T cells in disease states Ann,) Rev lmmunol 1994 :12,227-57 .

Desarrollo del sistema inmunitario La mayoria de las celulas del sistema inmunitario proceden de las celulas madre hematopoyeticas El desarrollo de los diferentes tipos de celulas (estirpes celulares) depende de las interacciones entre las celulas y las citocinas . Las celulas madre linfoides se desarrollan y maduran en los organos linfoides primarios, mediante un proceso denominado linfopoyesis. Los linfocitos T que se desarrollan en el timo son sometidos a procesos de selecci6n positivos y negativos .

l .a eficacia dcl sistema inmunitario depende de las interacciones cntrc ntnCl10S componcntcs celulares \ humoralcs quc sc desarrollan cn ditcrcntcs ntontentos a to lark, do la sida fetal y poco tientpo dcspues dcl nacimiento . Mochas de Ias celulas que participan cn las respuestas inmunitarias proceden do las celu-

/ Las celulas B de los mamiferos se desarrollan principalmente en el higado fetal y, a partir del momento del nacimiento, en la medula 6sea . Este proceso continua durante toda la vida del individuo. Las celulas B tambien son sometidas a un proceso de seleccion en los organos en que son producidas . / La diversidad del repertorio de antigenos de los animales maduros se genera durante la linfopoyesis, mediante la recombinacion de segmentos genicos de los TCR y las Ig . / En los centros germinales se producen: prolderaci6n oligoclonal de celulas B, conmutaci6n entre clases de Ab, maduraci6n de la afinidad y desarrollo de la memoria inmunitaria .

las madre hematopoyeticas no difcrenciadas ii (\\H ) . AI scr sometidas a ftctores microambicntales, coma interacciones iclu1a-celula %, la presencia do citocinas soIUbles o unidas a ntembrana, estas celulas dan lugar a xanas estirpes cclulares 'j~,f . 12 .1) .

Origen de las celulas del sistema inmunitario timo

tejidos

tejidos

linfocitos recirculantes

celula interdigitante dendritica celulas presentadoras de antigenos Fig . 12 .1 . Todas las celulas que ven en esta figura proceden de las celulas madre hematopoyeticas . Las plaquetas procedentes de los megacariocitos se liberan a la circulacien . Los granulocitos y los monocitos migran hasta los tejidos desde la sangre . Los mastocitos se pueden encontrar en todos los tejidos . Las celulas B maduran en el higado fetal y en la medula osea de los mamiferos,

linfocitos

y las celulas T maduran en el timo . El origen de los linfocitos granulosos grandes con actividad NK no se conoce con certeza, pero quiza proceden de la medula osea . Los linfocitos pueden recircular por los tejidos linfoides secundarios . Las celulas de Langerhans y las celulas dendriticas actuan como CPA en los tejidos linfoides secundarios .

12

Desarrollo del sistema inmunitario

En Ions tctos Lie Ios nlamitcros las ( :rMH SC cncucntran en cl sawn \ itclino, en CI higado, en cl bazo \ ell la nicdula osea ; en condiciones nornulcs, dcspucs del nacimicnttr s- a lo largo dc la cida adulta su prcscncia yucda limitada a la mcciula osca . Estas (MH son capaccs dc renmarso a si mismas t, hajo la inllucncis Lie Llitrrsos tactores dc crocinliento ciitcrcnciacion prosentos en I :ts rcgiorncs 11cniatopmcticas, clan lugar a la nrayoria do las celu-

[as del sistema in n1unitario . A partir de las Cr\iH so: originan cuatro cstirpes cclularcs principalos: " I~;ritroicic icritrocitos) . " ,\lcgacariocitica I playuctas) . " \liclo idc ~ `~ranuiocitoS 1. tagocitos moncn1uclcarcs) . " I-intoitlc ihnlircitos) . La mayor parts, aunquc no toclas, I:ts cclulas prosontadords tic anti geno se onginan en pret ursores micloides. I .as cstirpcs naicloidc y lintoicic son escnciales para cl funcionanlicnto del sistema inmunitario.

CELULAS MIELOIDES

cat'Cccn Cast tot.tln1cntr de CCltrlas innrtulitu -i :rs nladuras . t-Aistcn algtmos dators quc indican quo: la dctitidad de Ion ncutrcifilos, talorrada mcdiantc la Lictcrnlinaci6n do la capacidad tagocitica o gtrimiotaitica, CS n1cnor .t hr largo do la cicla total yuc ell la cid:a adulta . Sin embargo, csto puede scr dcbido, en parts, a la inenor conccntraci6n de opsoninas del sucro total, \ no a una c:tractcristica dc ],is prrpias cclulas . Para :LCtilarsc cn prcscncia dc opso nines, los nctrtr6filos tlcbcn intcraccionar dircctanlcntc con mi croorganisnlos y/o con I :ts citocinas producidas conic rcspucsta a los cstimulos antigenicos. Fstc Itocho podria set- la c.ursa de la mcnor antisidad Lie Ions neutrofilos cn las prinacras trios dc la cida . I'ara migrar a Ices trjidos Ios ncutr6filos tambien tlcbcn scr actit tdos pretianlcntc por citocinas v quinaiocinas .

Desarrollo de los granulocitos y los monocitos celula madre hematopoyetica pluripotencial

celula madre linfoide

I-a miclopoycsis so: inicia ell el higado ticl tcto 111.1111,1116 aprtrxinlacian1CntC a las ,cis scn1 .u1as tic gcstacion. En Cstudios en yuc SC 11,111 cultitado in vitro colonias proccdcntcs tie cclulas madre inditiduales, se 11a demrrstrado yuc la primera celula progenitor a yuc dan lugar las (AI H cs la unidad tirrnradrrra do colonias f L FC i, qur a su 1 -cz peals dar lugar a granulocitos, eritrocitos, nxux>ci toss 1 . megacariocitos (L'FC GFAI!sl1- I-a nladuraciom Lie Estas cclulas sc produce bajo Inn ctccnrs do los tactorcs cstirnulantes do ]as colonias (CSF, del inglcs iolonr ctiruttlatiuq fhctat :o v do ditcrsas illtcrlcucinas, cntrc las yuc SC CncuCntran 11,-I, 11 .- ;;, 11 .-4, 11 .-5 C 11 .-6 i fit7. 1? .?) . Estas tactorres, quc son importantcs cn la rogulacion positisa do la llcnlatopowsis, proceden principalnlento de [as Milks del cstronla dc la mcclula ()sea, pcro tambicn soil proxiucidas pcrr las tirrnlas maduras do las cclulas nlicloidcs y linfoidcs ditcrcnciacias . Esistcn otras citcrcinas (p . cj ., I'GFJiI yuc pucticn (:jet scr una rc-ulacion ncgatica sorbro la 1lcrnatopowsis .

Los neutr6filos y los monocitos proceden de una celula madre comun

Desarrollo de los neutrofilos Lcra prcctu- sorcs tie Ions ncutrci1ilo, \' de los fagocitos ntononu dearCs son las cclulas L'FC G.1. . AI it difcrcnciantiosc cstas cc IUIas a Icr larger Lie la \i :a quc da lugar a los ncutroiilon, atrasics :ul \arias trios nlortirlogicas hicn cictinidas . I-ors mieloblastos sc ditcrcncian en promiclocitos \ miclocitos, yuc nladuran \- soil libcrados a la circulation cn firrnia do: ncartr6filos . La ditcrcnciacicin unidirettionlal Lie las Celulas dcscic L!FC-GM pasta ncutrotfos maduros sc dcbc probablcnlcntc a la adquisicioin do rcccptorres de tactorcs do crccimionto y ditercnciaci6n espccifcos a Io largo dc las distintas lasts do dcsarrollo . lluranto Cl I,rotcso yuc Lid lugar a Ion ncutrcifiltrs nldduros, Cn Ids cclulas tan aparecicnclo \ dcsaparcciendo nlarcactorcs super ficialcs tic ditcrCnciaciirn C-hs . 12 .3j . I'or cjcnlplo, UFC-Gt\i cspresa nlOICCLlIaS (:PH de class 1I \ ( :D38, marcddorcs Lie Ios quo: carcccn los ncutroitilos maduros . ()tras n1olcculas de supcrficie adyuiridas duranic cl prorccso tic ditcrcnciaciirn corn ( :1)13, pcquCnas CantidadCS do ( :1)14, CD 1- Col haptcno l .clcis X l, la integrina 11 1 CD29, VIA-4 (cadena a Lie (1)49(ij, las imcgrinas . Icutotitarias ( :l)I la, b, c 1 ul) asocidtias a cadcnds 0, dc CD 18, . hrs receptores del complemcnto 1 los rcccptorres do Fcy CD16 ;, . .17 7, i t. .

Aa

Es diticil dcternlinar la icti\i(,iad timciornal Lie los granul0C) tons cn sus ditcrcntcs cstadios do dcsarrollo, pcro parccc probable yuc la funcionalidad total solos SC adyuicra cuando la celula ha madurado conlpICtanlcntc . Esta conclusion SC basa en Cstutlios sobre Ices sistenlas inmunitarios total y neonatal, clue sc crcc quo:

Fig. 12 .2 . Las cclulas madre hematopoyeticas pluripotenciales dan lugar a unidades formadoras de colonias (UFC). UFC-GEMM da lugar a todas las celUlas sanguineas con la excepci6n de los linfocitos . Para que estas celulas opten por una de las cinco vias posibles de diferenciaci6n (es decir, para que den lugar a megacariocitos, eritrocitos [via BFU-El, bas6filos, neutrofilos o eosin6filos) es necesaria la intervention de IL-3 y GM-CSF (factor estimulante de colonias de granulocitos y macr6fagos), citocinas que tambien son necesarias en la diferenciacion subsiguiente entre granulocitos y monocitos. La diferenciacion de los eosin6filos a partir de las UFC-Eo es promovida por IL-5 . Los neutrofilos y los monocitos proceden de la action de G-CSF o MCSF, respectivamente, sobre las UFC-GM . Tanto GM-CSF como M-CSF y otras citocinas (como IL-1, IL-4 e IL-6) promueven la diferenciacion de los monocitos en macr6fagos . La trombopoyetina JP) estimula el crecimiento de los megacariocitos . (B = bas6filo, G = granulocito, M = monocito, Epo = eritropoyetina, BFU-E = unidades formadoras de estallido eritrocitario .)

C61ulas linfoides

Morfologia y marcadores de los granulocitos y monocitos en desarrollo UFC-GEMM

y

marcadores

monocito

promonocito

UIU-ViV1

promielocito

mielocito

neutrofilo

CPH de clase II CD13 CD14 C015 CD33 CD34

Fig. 12 .3 . Las c6lulas de las estirpes de monocitos y neutr6filos se desarrollan a partir del precursor comun UFC-GM . La diferenciaci6n a to largo de cualquiera de las dos via% tiene como consecuencia la p6rdida de CD34 . Los monocitos conservan CD33

Desarrollo de los monocitos

Las LT( GM quC tic MtCgran en la s'ia do los monocitos sc trans101-111,111 en printer lugar en n1onoblastos proliterantcs. F.%tos se ditercitcian cn promonocito% s-, finaltncntc, cn monocitos circulantes maduros. Se crcc que Icts monocitos circulames Ccnlstittttcn urta rcscna quo: sine para rccntplazar a los macr6tagos rcsidentes Cn los tcjidos, por cicntplo los ntacr(itagos altectlares. El C0ttjuntot dc totdots I(ts macroitago  sc dcnotmina sistcma ntotnotnuclcar fagocitico {\ . cap. 2 ) . Al igual yuc Icx ncutrofilos maduros, los monocitos t . Icx n1acr(itagos nlaclurcts Picrticn CI marcadotr (:1)34. Sin embargo, al contrario que Icts ncutritfilos, sigucn cxprcsando cantidadcs int portantes do ntolcculas CPI 1 tic class 11 ffia. 12 .31. EStAS m(tlccu las son importantes :a la horn do prcscntar los antigcnos a ]as celulas T. En Icts n1ctnOCitcts tanlbicn Puedcn aparcccr n1tICl1os dc Icx marcadores dc supcrficic do Icts ncutr(ifilos maduros I v f{q . 2.201') . Comp ocurrc coil los ncutrotilos, es diticil deterntinar la ca pacidad tUncional de lots monocitos en sus ditcrentes Cases de desarrolao . Sin embargo, Cstudios Ilcvados a cabo in vitro cctn detcrminadas lincas cclularcs dc mnutrcs micloides I yuc SC Crcc quc rcprcscntan Ciistintcts Cstadi(ts tic la ClitcrcnCidCion tlc Ios n1onocitos) indican yuc la cficacia tagocitica v la citotoxicidad ntcdiada por rcccptorcs dc Fc s6lo son optima% cn los tnacr6tagos maduros. Los monocitos dc Ics adultos \ lots rccicn nacidos pros dUCetl la CitOCIna II .-1 con la ntisma cficacia, pcro la potcnciacion dc tuncioncs inducicia pctr cl I I \y cs tncnor en los nlonocitots nconatalcs yuC en los dc Ics adultos.

Las celulas dendriticas probablemente se desarrollan tambien a partir de las celulas madre de la medula 6sea

Adcmas do lu> macrotagos, la maVctria (IC Ids celulas prcscntador vas dc antigcnos ; (:P._\ l clasiCas, Cntrc las yuc se CnCUCntran las Celulas dendriticas titliCUlarcs_ las celulas de Langerhans x las celulas interdi`;itantcs, SC Cncucntran presentcs Cn cl nlontcnto del nacintiCnto . Su origcn sigue sin cstar clam, ttutque es probable que la nla'oria de ellas protscnga dc las celulas madrc dc la tic dula 6sca . Una posibilidad cs yuc procedan dc la ntisma cclula precursor, ( :1)34' f (.'F( :-GEMMj. En esc caso, las diferencias mortitl(igicas, citoquimicas y fiutcionalcs sc dcbcrian a intlucncias microambicntalc,, locales, comot la prcscncia dc citotcimas . aun asi, tambicn cs posiblo quc Ins CPA proccdan dc otras celulas madre t . C(nlstitu\an una cstirpe ditcrente . Una excepci(')n dcstacada cs la Celulas titlicular ticndritica `(DFl, Iocalizada cn lots

y las molecular CPH de clase II, quc desaparecen en los neutr6filos maduros. Los monocitos expresan CD14, que solo es expresado d6bilmente por algunos granulocitos, probablemente activados.

contras gernlinalcs dc los titliCUlos lintitides SCCUnclarios, Clue SC puodo ctriginar en clententos ntesenquintales . En cl nx ntcntot del nacinlicnto las (.DF ca CStan prescntcs en los t6hculos primarios tlc Ios cirgamts htltoitiCS Pcr66COS c, a ciifcrcncia dc otras APC yuc son moi(ilcs, ],is CDF son scsilcs. Las CPA aparcccn en cl tinto en trues ntus tentpranas dcl desarrollo, v su papcl cn la rcstriccio n CPH v cn la sclccci6n timica implica quc al menots una parts dc cllas dcbc Iraber alcanzadot la madurez en csc montcnto . Sin cnthargo, exta clam quc 1 .1 actis-idad CPA cn cstas tares tcmpranas toxlaria not cs optima . Petr cjemplo, las rata% rccicn nacidas no son capaccs dc iniciar una rcspucsta dc anticucrpcn frcntc a critrocitots dc carncro, a no scr quc se ICS intcctcn CPA proccdctttcs do indisiducts adultos (fin . 12 .4) .

EL SISTEMA DEL COMPLEMENTO En las primeras fases de la vida la concentraci6n de componentes del complemento es baja

FI sistcma del Conlplcrncnto Cs otra picza importantc del sistcma innlunitario innatot, dcscnlpcna tin papcl dc Bran importancia en la proteccio'tn trcntc a lots microorganismos. SC 11an tiesCUbicrto unas 30 protcinas plasntaticas pcrtcnccicntcs a cstc sist(:nta f \. cap. 4) . Estas proteinas aparcccn durante cl dcsarrollo del fctot, s . sc dctcctan antes quc Las IgM circulantcs ftia. 12_Sj . Su conccntraci(in en CI SUCI- 0 dC Icx rccicn naCidots %UPctnC CI St160°%i, dC la sic un indis iduo ldUltO . EI Itechot do quc Ion comtpomctncs del complcntcnto aparczcan cn cl sucro antes yuc las Ig,\l indica yuc este sistcma, junto Cctn las celulas fagociticas, constituv() cl primer mecanismo dc protcccioin innlunitaria dc lots anintalcs, anterior al Ccsarrollo tic los antiCUCrpcts en Cl proccso ctolutisot . P(n- tantot, ell Cicrto scntitlo, la ontogcnia rctlcja la filogcnia.

CELULAS LINFOIDES Estudios rccicntcs en ratoncs ban dcntostradot yuc cl precursor lintitidc comun sc origin, cn la nlitad caudal dc la csplactt(tpleura . Estas celulas posiblctncntc migran pctr t is circulatoria 1lasta cl saco sitclino v cicspucs lrasta los organos lintitides primarios, el limo c higado fetales, donde se com-icrten en celulas 11 s. Y. Los IItlfOCitOS nladuros migran hacia Icts tejidors linfoides secundarios, dondc pucden responder trcntc al antigCno .

Desarrollo del sistema inmunitario

Desarrollo del funcionamiento de las CPA extraction de F esplenocitos de una rata adulta

inyeccion de esplenocitos de rata adulta y SRBC a una recien nacida

determination de la respuesta de `ant icuerpos ' mediante el titulo de hemolisinas

Desarrollo del sistema del complemento Clq componentes del complemento (50-60% de las concentraciones del adulto)

C2 C3 C4 C5

1 . SRBC solamente

J

IgM SRBC

2 . esplenocitos ~adu'tos !+ CPA)

SRBC

3 . esplenocitos adultos (- CPA)

SRBC

4. timocitos adultos

SRBC

0

1

2

3

4

IgM (1-2% de las concentraciones del adulto)

7 8 9 nacimiento 5 6 gestation (meses)

Fig . 12 .5 . Momento de aparicidn de los componentes del complemento en los tejidos fetales humanos . En el nacimiento, las concentraciones de la mayoria de los componentes del complemento alcanzan mas del 50% del valor normal de los adultos . Por el contrario, las Ig no se producen hasta mucho mas tarde . 0

1

2 3 4 5 6 7 8 9 titulo de hemolisinas SRBC (109 2 )

Fig . 12 .4 . Desarrollo del funcionamiento de las CPA : procesamiento y presentacien de Ag . Se inyectaron a varios grupos de ratas recien nacidas eritrocitos de carnero (SRBC, del ingles sheep red blood cells) solamente (1), una mezcla de SRBC y celulas de bazo (con CPA) de ratas adultas (2), una mezcla de SRBC y celulas de bazo (sin CPA) de ratas adultas (3) o SRBC y timocitos de rata adulta (4) . La rata adulta era de la misma cepa quc la recien nacida . Se midis la respuesta de Ab en cada una de los grupos . Las ratas recien nacidas a las que se inyectaron solamente SRBC no produjeron Ab frente a este Ag . Sin embargo, cuando se les inyectaron conjuntamente celulas de bazo con CPA, si que se produjo la respuesta . Las celulas de bazo (sin CPA) y los timocitos tampoco fueron capaces de inducir la production de Ab . Esto demuestra que las CPA de las ratas recien nacidas no son capaces de procesar y presentar los Ag con eficacia .

Las celulas T se desarrollan en el timo El desarrollo se inicia con la inmigracion de las celulas madre

El tinu~ ,c dcs,trnrlh a partir tic la terccra (\ en :tlgunas espCcics tambicn la ctiarta i I)olsa tahngca, cn forma de tin rtidinaento cpitelial do origen ecto v endodcrinico que cs colonizado per cclulas rnadrc trail sportadas por la Sangre . Parece yuc soil ncccsarias rclatit-amcllte pocas Cclulas nradre para gencrar till cnorme rc perterio dc ccltilas T ntaduras con receptores dc antigens dc cs pcciticidad naut tariada . Hat do% capas tic tcjido cinbrionario clue intervicncn en la tornaacicm del entranaado timica, al incnos en el rat6n : el cctodermo del tercer stirco braquial, yuc forma cl cpitelio del cortex del tinio, t el cndcrdermo do la terccra holsa taringca, clue sc ditcrencia t da lugar al cpitclio tic la inedula del timo . Los estudios cxpcrinacntalcs indican clue la migration dc las celulas rnadrc hasta ell tints no cs tin process alcaterio, sing yuc cs dcbido a ,cflales gtriinicxacticas emitidas intcrmitcntcmcntc por el rudiments timica . Una tic dichas posiblcs scriales cs la (3? naicroglobtilina, tin csnaponcnte tlel (,PH de claw 1 . I'.n Iss p,ijaros las cclulas madrc cntran al timo cn dos o posiblcinentc trcs oleadas, pcro no sc sabe si dichas oleadas se producen cn los

naamiteros . Una tcz en el tinao y bajo la influcncia del inicrocntorno cpitclial, las celulas madre se cnapiczan a diterenciar para dar lugar a linfocitos timicos I'cicnoniinados tinaocitos) . Existe una cierta polenaica accrca dc si las celulas madre clue Ilegan al tinao son cclulas pre-T s no, es decir, si cstan prograntadas para comcrtirse en cclulas T antes dc Ilegar al timo . Aunque las celulas ntadre cxpresara ('1)i, cxisten bastantes datos clue indican clue soil Pluripotcnciales . Ell cstudios in vitro se ha conseguido generar grantilocitos, ( .PA, cclulas \K, ciaulas B v cclulas naieloides a partir dc los prcCUrssres licniatalxncticos prcscntes en el tinao, to que csnfirnaa clue la celula prctinaica originada en la medula 6sea t clue Ilega al tinao es mtiltipotencial . v El desarrollo de celulas T se produce a medida que se van desplazando los timocitos desde el cortex hasta la medula

EI tim9TI,i que se encnentran en los tcjidos linfoicics sccundarios s en la circulaci6n (c. caps . 2 ) 3' . Los analisis tcnotipicc>s hall dCm0Strado una scric Lie cambios sttcesisos a to largo del [VOCCSCi de maduraci6n Lie has celulas T Lic los antit;cnos do supcrlicic de la nicnibrana (kq. 12.'1. De fbrnaa simpflicada, cstas sariacioncs trnotipicas SC ajustall al siguiente naodelo trifasico .

Timocitos de fase I (tempranos). Esta talc SC Isucdc dis idir ell dos estadios . En IIrillcihio I .as celulas expresan CD44, CD25 . Son ('1)4 , ( D8 tCIuLas dohlcs nc`;.ttirasl s 1(>S genes para 1'C:IZ 1 nwestran ccnafiguraciom do linca germinal . Fil cstc estadio las celulas pueden originar otras lincas Is'. .anrcs~. En CI scgundo cstadio ]as Celulas picrden ('D44, pcro %igucn sicndo dcabIC ncgatis as para (-D4 s- (:D8, con rccirdcllamiCllto Lie la cadcna (i del C(K Exprcsan ( :D3 dSOtladu do T('R citoplasmatico, pcro no do supcrficic v ya cst:in compromctidas para SCI - celulas T. Estas Celu Las cxprcsan CD ;', (.D2 s ('D;. Los marcadc>rcs do proliteraciein, como cl receptor Lie transferrina (CD7I I s ( .1)3 .S (un ell marcador prcscntc todos Ices prccursorcs Lie celulas Itcniatoposcticas ell has tries illiciales do diterenciacicm'i, tambien Sc cxprcsan ell esta Ease . ()hserscsc yuc ningumi do Ices marcadores

osea, tanto celulas interdigitantes como macrofagos . Los linfocitos en fase de desarrollo estan estrechamente asociados con las celulas epiteliales y las celulas interdigitantes, que son especialmente numerosas en la region limitrofe entre el cortex y la medula . El timo contiene unas estructuras epiteliales de aspecto espiral denominadas corpbsculos de Hassall, cuya funcion no se conoce .

Lie hrcilitcraciern CS cspccifico de la cstirpc de celulas T. Sill cmhargo, la predisposicic'm tic cstos timocitos tcmpranos a conscrtirsc en celulas T yucda dcniostrada por la cxistcncia Lie rcordcnacicmcs de los genes do las cadenas (3 do los TC R, asi ccnnc~ pcir la c\prcsi6n del iomplcjo asociado al IY'R I( D3'1 en cl citci plasma, :uimluc no en la mcmbr:uia .

Timocitos de fase 11(intermedios o comunes) . Lstc,s tinioOtcrs 0)itstituscn .tlrCkit'dol' dcl do la, celulas linf6idcs que ccmticnc CI Limo en ull mWu»entc~ dAdc~- tic caractcriian por la al,aricicin Lie marcaLiorcs do supcrficic adicicmalcs, como ( :DI, asi como por la cxprcsion simultanca Lie (:D4 s ( .Dl; ell la misnaa celula (por to yuc se dcncnninan celulas -dcablcmcntr positisas" , 1, sicndo ncgatisos CD44 s (:I)25 . Ell cstos timocitos intermedicas sc rcordenan Icas genes yuc codifican la cadcna a do los C('R ; en la supcrficie cclular sc cxprcsan pcclucnas Calltidadcs de las Li()s cadcnas del receptor up, asociadas a polipeptidos Lie] complejo receptor antigenico ( ;D3 . Timocitos de fase 111 (maduros) . F'stos time>citos prcscntall imporramcs camhios fcnotipicos, cim-c los Lilac Licstacan la dcsaparicicin tic ('I)1, la prcsencia ell la ntcinbrana iclular Lie ( .`1) ; asociado con ulla Bran cantidad do TCR uji la diferenciacicill ell den stibpohlaciones celulares, una de las ctmlcs cxpresa C,D4 Y la otra C.DS i;positivos scncillos) . En csta fast, la masoria do Ices ti ntocitos carccell tic ('1) .;S v del receptor Lie transtcrrina,' son practicamcntc indistillguiblcs tic las celulas C maduras circul .utell tcs. Codas las celulas prcscntcs la medula cxprcsan cl receptor (11144, yuc sc crcc yuc csta rclacionado con la migration \- cl ascntatnicnto ell los tcjidos lintiiidcs pcritcricos. La sclcctina L tanabien sc cxprcsa en csta Case . La diversidad de los receptores de las celulas T es generada en el limo

I,as celulas T ticncn que rronukCr una amplia saricdad do anti v,cncn difercntes . Icas genes do Icn IY :R cut s vi rxhcrimrnrua fcnomcnos Lie rcccmibinacic'm sennatica durantc su desarrollo ell

Desarrollo del sistema inmunitario

Maduracion de las celulas T humanas marcadores

fase pretimica

reordenamiento del gen TCR

c6-ex del timo

fase I II

fase II

medula del timo fase III

-~ u

moleculas expresadas Tdt CD44 CD25

`

CD3 yciTCR ul3TCR CD4 CD8 CD1 CD7 CD5 CD2 CD38

rl unlit, yuc clan hitgar a los genes tirncionales dc los ditcrcntcs reccptorcs cic las cclulas'1 f\ . cap . 8) . Las cadcnas 13 y 6 cst5n coditicadas por segmcntos genicos V, 1 v J . Las cadcnas a v Y solo utiliz :ui segmcntos V ~ . J. Lots genes I'( R yuc sc reordcn,ut pri ntcro durante cl desarrollo dc las celulas T soil lets yue CodifiCan . las cadcnas t mas tardc to haccn los genes dc ],is cadcnas (3 v u. Mcdiantc la combinacioSn alcatoria dc Icts ditcrcntcs scgmcntos genicots sc cotnsiguc tin gran numcro dc reordcnacioncs produc pep_ tiUS . F.staS dan lugar a la cxprcsi6n dc ditcrcntcs sccucncias tidicas cn [as rcgioncs xariables dc amhas cadcnas dc lots T( R. Los timocitos cn Icts yuc SC pradUCen rcordcnaciotncs not productixas son cicstruidots . (;onto SUCCdc ell cl caso~ del receptor dc ],Is Celulas R, dos genes i genes dc actixaci2tn do la rccomhinacioin R.~(i-l ~. RAG-?? ticncn nlUClta importancia cn cl proceso dc rcorrdcnanticrao, que culmina en la producci6n de di\rcrsos reccptorcs antigenicos dc las celulas T (\ . cap. ' ) . Al principiot, las celulas solamcutc cxprcsan una PCCluCna cantidad dc 'IY :R ell su superficie . Esto ocurre en la zona situacia cntrc la region subcapsular y cl cortex czterno del timo, en dolldc las celulas prolitcran actixamcntc.

Formas «alternativas» de TCR durante el desarrollo Estudiots coat ratonus transgcniots hall dclnomradot yuc ell las tascs iniciaies do la ontogcnia Ias celulas I pucdcn cxprcsar torntas altcrnatixas Lid complcjo TCR, yue Pueden CStar impliCadas cn la transduccioin dc scnalcs yuC controlan cl dcsarrollo . Los dimcrcts TCR(3 sc asocian con (a)3 cn auscncia de TCRu, las cadcnas - l (Rli pttcdcn aparccer en la SupCrficie celular conto prettcititle net nas ligadas a P1 i P1 = tostatidil inotaitotl Y, sc asociali coil ('1.;. Las cadcnas - IY .RP dc superficie sc puccicn asocial- Corn tin coxnplcjo CD3 incctmpICtot yuc s6lo tienen Y, d s, s, pcrot sin ; y rl \ carcntc de cadcna 1(-Rot . Pctr ultimo, una gluCoprotcina de ,' kdal rccicntcmcntc descubicrta s, ligada a las cadcnas TCR(i cn las celulas pre-T pucdc scr la candidata cotnut -cacicna a suhro gadal, (cacicna u pre-T ; I . Esters reccptorcs podrian estar implica-

celulas T circulantes

Fig. 12 .7 . Expresion de marcadores en las celulas T humanas a to largo de su proceso de desarrollo . TdT (desoxinucleotidil transferasa terminal) es una enzima que se encuentra en las celulas madre del timo, es menos abundante en las celulas en fase II y desaparece totalmente en las celulas medulares. A to largo del proceso de diferenciacion aparecen varias glucoproteinas de superficie . CD1 ester presente en los timocitos corticales en fase II, y desaparece cuando las celulas alcanzan la medula . CD2 y CD7 (el marcador universal de celulas T) aparecen en fases muy tempranas del proceso de diferenciacion y se mantienen incluso cuando las celulas maduran totalmente . CD5 tambien aparece en fases tempranas y persiste en las celulas maduras. CD3 es expresado en primer lugar en el citoplasma de [as celulas en fase I (cito), y mas tarde en la superficie celular, al mismo tiempo que los TCR . Las cantidades de CD3 de superficie y de TCR u(i expresadas en la mayoria de celulas en fase II tienen pequena dimension, pero dicha densidad aumenta en la fase III . CD4 y CD8 se expresan de forma simultanea en fase II (doble positivo), pero durante la diferenciacion a celulas de fase III se pierde ono de ellos (positivo sencillo).

dus, junto con las recclttores subntgados dc 1 .11, Celulas Pre-R i o,. mas adclante ;i . ell la protliteracioin, maduraCion s sC1000ictn cn las prinicras Loses dcl dcsarrollo lint6citariot . En el timo se produce la seleccion positiva y negativa de las celulas T en desarrollo $eleccidn positiva . Las celulas l solo rconurccn lots pcptidoos ,tntigcnicots Cu .utdot soil prcsentados por CPA v sc cncucntran aso~ciadots a nxtlcculas dcl propao (.PH IN . caps . 7 \ 9 i . En rcalidad, las CCIt111S 1' rCCOnetCen do forma -dual- a los pcptidoS .ui tit cnicos )' a la region polintorfica dc las moleculas C.PH f CD4, yue apvccC ell algunas subPoblaciomes cic CdulaS T, tambien se litre a las moleculas dc claw 11, pero net a traxes dc su region polimetrtica > . La seleccion positica ~ dcnominada tambien educaCi6n timical garantiza yuc s6la SC sigan desarrollando los TCR que presentcn una afinidad ntodcrada Potr laS moleculas (;PI I propias . I lay datos yuc indictn quo: en la seleccion positixa intcrxiCnen [as celulas cpitehalcs dCl limo, yuc cn cstc caso se compotrtan como CPA 13 .8). l as celulas T quo: prcsentan afinidades mug alters o mug hajas pctr las ntalcculaS ( PH propias expert ntcntan un proceso dc apoptctsis'' urn destruidas ell cl cortex . I .t apoptosis cs un , stticiciio» pro`;ramado, hasado cn la actixaci6n dc nuclCasas Cndoigcnas yuc provocan la tragmcntaci6n del .A1\ i ;firi. 1?. 91 . Las celulas T Ccm rcccptorcs dc afinidad intcrmeciia no fi-m apoptctsis, Sino yue sothrcxisrn V Siguen madurando.

Su-

Seleccidn negativa . :\Igunas dC las celulas 1' yuC superan cl l,r()CCSCt dC SCICCLIoin PotSiti\-.t Pucdcn power rcccptorcs que rcconozcan compotncntcs propias net rclacionados con cl CPH . Estas celulas son climinadas mcchantc tin proceso dc ., sclcccicin ncgatiw-, yuC SC prodUCC ell la region m ;is profunda dcl Cortex, Cn la zona limitrote cntrc cl cortex y la medula, \ cn la propia medula . Los timocitos intcracciotnan con anti gcnos propias prcscntados Por [as Celulas intcrdigitantcs . S6lo SC PCrntliC Continual- CI proceso

Celulas linfoides

La restriction CPH de las celulas T se produce en el timo

timectomia de un raton b - k

trasplante de " timo fetal de haplotipo'--, conocido `

respuesta proliferativa de celulas T tras reconstitution I exposition, exposition a HL irradia- -con a HL en superficie de cion medula CPA para amhos osea b , k haplotipos prow+~rutoores

tipo de timo tipo de fetal raton trasplantado bxk _ bxk bxk bxk bx k

Fig. 12 .8. Los ratones receptores (F,[H-2b x H-21 1) fueron timectomizados, y despues se les trasplantaron timos fetales de 14 dias de diversos genotipos. A continuation fueron irradiados para eliminar sus poblaciones residentes de celulas T, y despues fueron reconstituidos con medula osea F,, para proporcionarles celulas madre. Tras la estimulacion antigenica (hemocianina de lapa, HL) se determinaron para cada cepa progenitora las respuestas proliferativas de las celulas T de los ganglios linfaticos frente a HL presentada en la superficie de CPA. En algunos experimentos los

do tnaduracion a I((s tinlocitos yuc no rcc(,n((ccn anttucncn pro pios . H rcsto cxpcrinlcntan apoptosis \ son dcstruidos . Fst(u, asi conlo cl rcsto do IaN Cclulas apoptuticas gcncru{as Cn CI tinl((, Sot1 hlgocitlCios cn las pr(1tiuldidadcs dcl cilrtcx por ntaCr()tag((s con Cucrpos tcnihlcs . Rccicntctnctuc, se ha cicnlostrado cspcrinlcnt:tlnlctuc la esistencia de sclecci(in negatisa (cicnonlinada tanlhicn tolcranCia central ) n1e(ii :ultC CStlttiiOS Cn stones, cn los yuc a to largo cicl cicsarrolk( timico se han chnlinado cicrtas tittllfias Vji mcciiantc dctcrnlinados supcrantigcnos CnCV)gcnos 1'( . Ca[) . 13'I . T(-R . ') [as cclulas En esta fase do: nladuracic,n iCD4' ('1)8" T comictuan a cxl)rcs.tr gt;u1dcs CantiC{aCIcs tic l`( at, N pict-LICn unodc los ntarcad(trcs ( :D4 (1 ('1)8, C(n1 I() yuc SC Comicrtcn cn tinlocitos ntaduros < " posititos para un S((I() nlal.C.u1or~~. Estas Sulh. pohl:lcioncs inticpcndicntcs do: cclulas ( :1)4- 1 ( :1)8' posccn rcccptorcs (ic ascnt:unicnto cspccializados i conic) (D44 I r se diri gcn a las rcgjotlcs t1C MILLIS 1' do: I(1s tcjidos litltoidcs pcritcricos, Ill dondc actuan principalnlcntc C(nr1(( cclulas I' nladUras -colaboradoras» t, -citotoxicas>-, rcsl)ccti\ anlcnte. (\kilos dcl 5'%, do los rinlocitos Ilegan a ahancionar cl tinlo . F:I rcsto soil destriliCIOS cotno consccucncia do: los pr(tccsos do: sclcccicin (lint. 11 .1(I) o ante la inlp(xihiliclacl do cxprcsar rCCCI)an-rs t1r antigen().

respuesta proliferativa a las CPA de cada ceps progenitora II-2''

H-2r

-

++

bxk

k k (tratado con dG)

++

lobulos de timo fueron incubados antes del injerto con desoxiguanosina (dG), que destruye las celulas intratimicas de la estirpe macrofagoldendritica . Las conclusiones mas imporlantes fueron : 1) el entorno del timo es necesario para que las celulas T aprendan a reconocer al CPH y 2) las celulas dendriticas y los macrofagos de la medula osea (eliminados por tratamiento con dG) no son necesarios para este proceso. (Adaptado de Lo D y Sprent J, Nature 1986 ;319:672 .)

algunas Celulas 1' aut(u- rCaCthas puCdcn sohreti\ir, cs ncccsaricl un mccanisnlo adici(mal para csitar yuc pucdan atacar al propi(( (x ganisnlo . Los datos ohtcnicios recicntcnlcntc cn cxl)crinlcnt((, con stones transgenicos sugicren que la inaCticaci(in peritcriCa tic So, pucde IICSar las Celulas 1' aut(trrcacti\as (t()ICr,1tjCl, pCritcriCaI a call() mcc{iantc dos mccanismos ditcrcntcs : " Rcgtfaciiin ncgatisa do IOS IY .R \ LIC ('DS (Cn las cclulas cit(1toxicasl, do: tal tilrnla qUC las cclulas n(1 s()n capaccs tic in tcraCci(mar con los autoantigcnos diana. " Anervia, (ichido a la auscncia de scnalcs actinadoras SCCUndarias cscncialcs l)r(nedcntcs tic las cclulas Chum, por cjcntplo a tralcs do CD28 . La tolcrancia pcritcrica sc cstudiara con nias cictallc cn cl Capitt1lo 14 .

Funciones de las moleculas de adherencia y de las citocinas en el desarrollo timico Sc ha dcnl((strac{o yuc la ad11CS1('(n CIc los tinl()Ciun en I)r(K CS(( tic n1aduracion :t I:ts Celulas cpitchalcs y acccs((rias cS C,Cncitl para cl desarrollo de ],is cclulas')' . Esta adllcsilm csta mediada por intcracciones cntrc n10IcCUlas de adhcrcncia c(mtplcnlcntarias, Como CD2 t. I.FA-3 iCD581 o I .FA-1 (( :DI la, CD 18} o: RAM- I

CD54 ~ . Fstas intcraccioncs indUCCn 1 .1 produccil)n tic Ian Citocinas . 11 .-1, 11--3, 11 .-b t (1`I-('SF, quo s()n ncccsarias para la nraduraci(in do: ] .is celulas 1 Cn cl timer. Los tinlocitos prcc((ces tanlhicn czprcsan rcecptorcs para 11 . 2. FSta CitoCina, junto C(1n otras n1olecttlas, pr(ltttLIOC la proffcracion cclular que se produce principaltncntc cn la rcgi(in SUbCapSUlar v cn cl c()rtcx Cztcrno . Algunas celulas T se desarrollan fuera del timo La selection negativa se puede producir en la periferia No todas IaS Celulas h Att(,rreaCth as son Clinlinadae Ciurantc CI . Prohahlctncntc csul cs tichido a yuC n(( (icsarrollo cn cl fins( todos los autoantigcnos son capaccs do: dcsplazaru a trascs do los tcjidos tinlicos . 1'ucdc yuc la harrcra cpitchal dcl tinlo tanlhicn inlpida cl .uccso a :tlgunos anrigcnos Circuluntcs. I'or canto, conto

2 Fig. 12 .9. Apoptosis de celulas tfmicas. 1) Se trataron cultivos de lobulos de timo fetal con anticuerpos anti-CD3 . De esta forma se simula la activation a traves de los TCR, por to que se desencadena el proceso de muerte celUlar programada (apoptosis). En esta microfotografia electronica se muestra la intensa concentration de cromatina nuclear en los n6cleos apoptoticos (A), que contrasta con la cromatina dispersa de los nucleon normales (N). (Por gentileza del Dr . C. Smith.) 2) El analisis del ADN procedente de celulas apoptoticas mediante electroforesis en gel de agarosa muestra el patron tipico, ordenado y en forma de escalera, a que dan lugar las bandas de fragmentos digeridos.

Desarrollo del sistema inmunitario

Diferenciaci6n de las celulas T y selecci6n positiva y negativa en el timo

e

nlr?SPngUir'a

vas o

4-8-_

4 8'°

celula nodriza del- timo

4,08' - -

reordenacion productiva del TCR

region subcapsular

cortex

reordenacion no productiva

-I

nn . 0 - PH .i, l,i

1

Las celulas T de los recien nacidos son inmaduras

I a ma,r>rra tic Ids celulas I prcscntc, cn sangrc ncc,itat ;t( slln ('l)4 ;RA', una obscr,-aci6n quc crmfirma clue aim rnr Iran csta blccido contacto con ningtin antigcno . Adcnlas, la production do IFNy ('v probablcnlcntc tambiul dc o tras citocinas) tras la c\poIds siCitSn do Ota1 MIA f ;1 cli,ccsos dntigenos CS nlcnor qur I ;t dr Ids cclulas T dc Ices adultos.

+4 - 8'CD3TCRR nn

Desarrollo de las celulas T fuera del timo >unciur Id t;rut nra,orri .t dr Ids iclulas * 1'11(),C harden ditcreni tdr Cn auecnCid do un 61111) tunCional, SC ha ciCtCCtado un pcquciio ntintcro dc celulas mochas,eccs de origcn oljgoclonal ) ion Io15 tnarcadorcs caractrristicos do ],is celulas - I - cn r ;uoncs atimicos ( ciltilas 11 int :is &I mctiula (isca no alcanzan nunea la circulation, sing que i,como los timocitos,i Sufi-en till proccso dc mucrte celular programada o apoptosis, y tcrminan sicndo fagocitadas por los macrhtagos dc la medula (isca . Sc ha sugerido que las intcr ciiuncs cntrc las celulas B y el cstrotna pucdcn cjcrccr tin tip( dc ,clccci6n positisa, que sirva para rcscatar dc la rnucrte eclular programada a till sector minoritario dc celulas B con rcordcnaciones pr(tductivas dc Ins genes dc innutnoglohulina . l .a selection neg,iti\ a dc las celu las B aut(trreactivas sc puede Ilc\'ar a cabo en la mctiula ()sea () cn d bozo, organo al clue sc dirigcn la mayoria tic [as celulas 11 rccicn -oducidas clurante la vitla total . Mcdiantc datos cincticos sc ha cstimado clue till raton pro diariamcntc unas j x 10 celulas B . Cwiio cl halo del rat(Sn

maduran y dan lugar a celulas pre-B, la mayoria de las cuales mueren y son fagocitadas por los macrofagos de la medula osea, que contienen cuerpos tenibles (con hematoxilina) . Las celulas que sobreviven siguen madurando y alcanzan el seno venoso central . La asociacion con las celulas reticulares y la presencia de citocinas como IL-7 son esenciales en todas las fases de maduracion de las celulas B . (Adaptado de D . Osmond y R . Gallagher, Immunol Today 1991 ;12 :1-3 .)

conticnc aproximadarricntc 7,5 x 10 celulas 11, una Bran proporci6n de [as celulas pr(tducidas debt morir, probablcnicntc en la Iase pre-B N' dcbido a rcordcnaciones no productiv-as dc los genes do los reccptores o a la presencia dc reccptores autorrcactitos para innwn()gl(thulinas . Las inmunoglobulinas son los marcadores caracteristicos de la estirpe de celulas 8 I .as celulas native linti)idcs, yuc c\presan - 1'd'1', pr()lit~ran, se difercncian ~, reordenan dc sus genes dc inrnunoglohuline i \ . cap . ti i, para d :tr Itrgar a celulas pre 11 yuc CXpr'CS :ui cadcnas pesadas )t en su cit(tplasma . Ah-utms dc estas celulas pre 11 tambien expresan pcclucnas canticiatics dc cadcnas u cn stt supcrficic, asociadas a cadcnas li , eras 'IStthroL,adas», V I f.. ~' i .5 (~ . nris adclantc, Ail . 1?.13 cn la yuc SC mucstra till modclo de la estructura del receptor dc la MULL pre 11 ) . En csta Ease del proccso va se ha pr(tducido la exclusion aMica tic Itts genes tie inmunoglobulina paternos o matcrnos . Sc tree clue las celulas pre-B cn fire dc diferenciacion dan lugar a otras celulas pre-11, nris pequenas . l'na X'ez yuc la celula R ha sintetiz :ulo sus cadcnas ligeras, yuc puctfen scr dc tipo is o i., qucda dctinida ya su cspccilicidad, yuc cs la dc su receptor tic antigeno IgN'IS . Por tanto, una MULL 11 S610 pLlc de Sintetizar tin anticucrpo espccitico, till dogma central dc la teoria dc selection clonal sobrc la production dc anticuerpOs . En la fast dc desarrollo pre-B tambien SC encucntran prescntes [as molcculas Iga c Igl3 I; ('DI 9a y b), asociadas a las inm inoglohulinas dc supcrficic . En la fgnra 12 .1-1 se mucstra till csyucnta dc la ditercneiacion de las celulas B, en el clue SC indurc int'trmaci(in acerca de la expresi(Sn dc las inmunoglobulinas y de algunas cttras molccul :ts importantcs .

Desarrollo del sistema inmunitario

Modelo de la estructura del receptor de la celula pre-B

~6~Vprei

VH

Cadena pesada i~

'Cp2 Fig. 12 .13. El receptor subrogado de las celulas B esta compuesto por una cadena pesada u y proteinas i.5 y V ,r (cadenas ligeras subrogadas) unidas entre si de forma no coXente. El 1.5 se une mediante enlaces covalentes con el dominio Cpl . Se ignora la funcion del receptor de la celula pre-B, pero (igual que el posible receptor pre-T) puede intervenir en fases iniciales de la diferenciacion, seleccidn y proliferation. Los puntos azules corresponden a sitios de glucosilacidn .

Diferenciaci6n de las celulas B celula madre linfoide

celula pro-B (progenitora)

ISacontec.1mientos geneticos

moleculas expresadas Tdt

celula pre-B

celula B madura

celula B activadai blastica

I

IgM', IgDde superficie

I

celula B de memOfla

I

eel. plasmatica (eel . productora d e anticuerpo)

)

reordenamientos de [as cadenas u < -~ reordenamientos de las cadenas h/i-

IgG', IgA' de superfici e

1

Ig' citol)lasrnatica

conmutacion e hipermutacion de Ig production de V p,P-af}.5

CPH II CD10 CD19 CD20 CD21 CD22 CD23 CD25 CD38 CD40 CD72 PCA-1 Fig. 12 .14. Las celulas B se diferencian a partir de las celulas madre linfoides, dando lugar a celulas B virgenes, que en presencia de Ag se pueden convertir en celulas de memoria o en celulas plasmaticas. La localization celular de las Ig se muestra en amarillo . Los genes que codifican los Ab se reordenan durante el proceso de desarrollo de las celulas progenitoras . Las celulas pre-B solo expresan cadenas tr citoplasmaticas . Algunas pueden expresar dichas cadenas pesadas asociadas con cadenas ligeras subrogadas (fig. 12.13) . Las celulas B inmaduras poseen IgM de superficie, mientras que las celulas B maduras presentan otros isotipos de Ig . Ante la estimulacidn antigenica, las celulas B proliferan y, tras una

fase de proliferation, activation y transformation blastica, dan lugar a celulas plasmaticas o de memoria . Las de memoria y las plasmaticas se encuentran en tejidos linfoides diversos . La desoxinucleotidil transferasa terminal ITdt) es expresada en fases MY tempranas de la ontogenia. Tambien se muestra la secuencia de aparicion de otros marcadores importantes de la superficie de las celulas B. PCA-1 (el antigeno-1 de las celulas plasmaticas) solo se encuentra en las celulas plasmaticas. CD38 es un ejemplo de molecula que aparece en los progenitoras mas primitivos, desaparece y, finalmente, es expresada de nuevo en las celulas plasmaticas totalmente diferenciadas.

Celulas linfoides

Expresion de los receptores de citocinas a to largo del proceso de desarrollo de las celulas B marcadores

celula madre linfoide

--B-GFR

celula pro-B Iprogenitora)

celula pre-B

celula B inmadura

celula B madura

celula B activadai blastica

celula B de memoria

celula plasmatica

__

H-BCGFR IL-1R IL-2R IL- 3R IL-4R IL-5R IL-6R IL-7R Fig. 12 .15. Toda la vida de una celula B, desde la fase de celula madre hasta la de celula plasmatica madura, esta gobernada por las citocinas de su entorno. Sus citocinas son expresaclas por las celulas B en diferentes fases de su proceso de desarrollo . IL-7

En las celulas B en desarrollo aparecen marcadores de superficie caracteristicos

A iu large tic la ontrr~cnia tic Lu Celulas B sc proclucC ulna Nrcnrrntic Cane cia tic rcoorticnacioncs tic loos genes tic innttntoglobulurts s bios tcnotipiccn parccida t Lt ticscrita cn rl caso de Ias celulas 1 . I- :is reordrnaeiunes tic Ills genes tic Ias c:uirnas pcsadas sc 1)roxit.CC I Sign en 10s pnogenitores de ]as celulas 11, \ ConstituNrn CI printer tic prrtrnrncii a la cstirpr B . A contI'll uaci0n SC I)roduCrn las rcordrnaciooncs tic los grncs dc ]as cadcnas ligcras cn Ias celulas pre B its tardias . Antes tic qtr sea I)oxibIC tirtect:tr innunnogler bulinas, ell la Supcrfcir tic Ias CClulas B SC CxprCSan dCtCI- ntlrtados ntarcadorcs, concretamcntc m010001as ('PI I tic daSC 11, (:1)19, CI)20, ('1)21, (:1)40 s- cl antigrnoo (' l) l tl i (A11A } . Este ultimo) ntarc,tdoor cs una rndopepticiasa nrurra nuns NCn CoIISCf_\ .Idl, title se exprcsa transitoriantcntc cn los progcnitorcs ntrnos ditcrcnciados tic Ias CClulas 11, antes tic quo: ap:u -ezcan Cn el citoplasnta Las cadc nas pcsadas u . ( Al .I A xuClxe :t scr Cxprcsatio) ell t1SCS nr.is asanz,t(fas tic Lt sida tic la celula B, en rl ntomento ell qtr Csta Cs ,tctis -a. 12.1-11 . ()tros ntarcatiorrs, coontoo (.l)23 s da poor el anti,,cno jut receptor tic I1 . 2 u h, soon propicn tic Ias CClulas B actis :ulds .

Para cl (Ics ;trr011oo initial tic Ias CCI111as 1; soil IICCCS.1riOS 1111a SC tic crccimicnto s ditcrcnciacion . I .os receptores tic tic t:nctorcs tic estos factoorrs soil cxl)rcsadcn -en ditcrcntcs Eases tic[ proCc%o tic dcsarrollo tic Ias celulas 13 . Para (]tic diCho I)rOCCSo SC iniCIC son necesarias 11--i, 11, 3 x cl factor do Crrcimicntoo dc CClulas B tic weight bajO peso nIOICCUIar I .I .-B( :GN, ticl ingles low molecular B-till gromtl> riuturl, nticntras quC Cn fases mAs a\jn/adas soil prccisoos otroos factorcs

desempena un papel importante en la iniciacion del proceso de diferenciacion de las celulas B. Actualmente, algunos de estos receptores se incluyen en la clasificacion CD (v . apendice) .

tic ntancras tlitcrentcs. En antbos casos, cl tratannicntoo Coon ,ttttiCucrl)os anti IgM oo can antigcno Prowca la pcrdida tic Las Ig :\IN, qtr t1uedan recul,icrtas t- SUti -Cn tin proceso tic cii(iocitosis . Sill rntl)M-goo, tl CultiUrLIS, S 61o las CCIUIas 11 nt .uluras s- uClsrn a silltrtirar It Ms Ifiy . 12 .16''x . La poosibilitiad tic inducir 1 .1 pcrdida (ICI receptor tic antigcno dc ] .is CClulas h inm.tdurd stdurds Sugici-C qUC CStC tic indLICCitin tic toolerancia Cupodria SCI_ 11110 tic ION mecantam0s pcrioodoo tic dcsarrollo tic las CClulas 13 autoorrClCt1\as . rantc rl

Nueva sintesis de IgMs en celulas B maduras e inmaduras

cultivar durante 30-60 minutos y lavar

celulas maduras o inmaduras

recubrimiento y enclocitosis

IgMs

12.15 h .

celulas B

maduras

Las celulas B migran a los tejidos linfoides secundarios, en donde ejercen sus funciones

l.:u prinuras Celulas l ; yuc migr ;ut haCia los ganglioo,, lintatiCos s CI b:tz0 (a las 1' SCHIMMS, Cn loos scrCS Itunt,ut0S I soon IgMS' V pusccn un ntal-Cador dc CClulas f (( :1) ., } . En CI omICnto tct:tl Sr Estas celulas Iran drtrctitlo prcCUrsoores tic Ias CCIUlas B tantbicn cstan prescntcs cn el ntantO tuliCUlar tic los ganghos lin tdtico» tic los adtnltos . Tras la cstinunlacion antigCniCa, Ias CClulas B nttdUras pucticn tic antidar lu`.,,ar a celulas B tic ntcnnoria 0 a CClulas I)rOCIUCtooras tic antiCUCrcucrpo . I .as CClulas 1)IaSnt:itiCas C CClulas I)roductooras p) totalntcntr dilcrenciatias ; Sudrn carecrr tic in mtut0g10bUlina tic Supcrfcic ( Igs',, cusa ntision rccrptoora Ja no cs nccesaria. AI it ual yuC en CI Case) tic Cualquicr otra CCIuIA hcm.ttopoxCtiCa to)taltnente ditcrenciada, la sida tic Ias Milks plasnriticas cs corta, expcnintcntando linalntcntc un proceso tic apoptosis i s- . 114. 2 .23) . I-as CClulas 11 inmaduras s- maduras rCSpondcn a ION tntIUenos

celuflas B inmaduras

0

6

12

18

24

horas

Fig. 12 .16. Se incuban a 37 °C y durante 30-60 minutos celulas B maduras (adultas) e inmaduras (neonatales) con anticuerpos frente a sus IgMs (anti-IgM) ; esto provoca el recubrimiento de la IgMs y su ingestion mediante enclocitosis . A continuation, se lavan las celulas para eliminar el exceso de antiinmunoglobulina. Como se muestra en el grafico, las celulas B maduras vuelven a sintetizar IgMs en el plazo de 24 horas, mientras que las celulas B inmaduras no son capaces de hacerlo.

Desarrollo del sistema inmunitario

Las celulas B de las aves se desarrollan en la bolsa de Fabricio

Fn Lis a\cs la Iiirti(p(rrsis dc las CC lulas I ; 1'ri(rr .uias sC pr(KiuCr Cn kill organo Iinti)Cl)itclial Cicfinido, la holsa Lie 1-ahrici(r . 1-:I rudimCnt(r tic la h01sa SC Licsarr0lla como una C\aginaci()n ell CI ell_ docicrmo Lie] intestino posterior, quc CS col0nizaCia pot- celulas ntadl-CS transportadas 1101- \ia Nanguinea . Los C>tudios dc quimc ras cn p((Ilos haul indicad(r quo c\istc kin period( dc LCntana para la inmigracion dc las cclula% madre 1lacia la holsa, entrc low Liias l U 1-1 Lic la \-ida cmhrionaria i(: cap. 15 i. SC Ohscrran celulas pir0njnofilas, las posil)ICS celulas madre, en c(nttatct0 con las celulas Cpitchales . I .at ln-oliteracion Lie las celulas Lie la holsa Clan ori,en a la cortcia \ a la mcciula ell each IoIitki]o do la b(rlsa, quc pucdcn Scr c(f(ntiiadas s(fo p((1- una (r nt(n CSCasas CCIkiLrS madre .

DIVERSIDAD DE LA ESPECIFICIDAD DE LOS ANTICUERPOS La diversidad de los anticuerpos se genera mediante recombinacion genica Loos genes do la rcgi(m \ .triahlk, C()Irrpucsto ,, dC ,Cgnlcnt(~s V, 1) Cst.i n presCntes en t(das las MULts SonlatiCas Lie Cada linea germinal concreta i;\ . Cal, . I ;1 . DUrantC las Cases in1CiaICS Lie] desarroll0 Lie las celulas 11, ]as SCCLICncias intcrcaIaulaS cntI-C 10S SCLuIICIlt0S Soil Clintinadas, I(1- CuC aproxintt cntrc si .t cstos does ;"cnos . Jlas tardc, d(rraittC la to%C JVC B, se producer ]as skibsiguientes re(ordenaci(oncs tic Io,, wgrnont(n V, 1) (' I dc la region tamable dc los genes dc CadCnas pcsadas IVII} ihn. 12 .14) . Fl gcn rccombinado dc cadcnas pcsadas cs c\prcsado junto ton CI gcn Cic cakicnas l,csaclas ft ell cl cit0plasma tic I .ts CCIuldS pre-B granLics . Estas celulas ln(ditcran acti \amtente \ reordenan skis genes V1-;, \ mar tardc, si Lis rcorcicnaci(oncs 1-i 110 hall tcniL]() cxito, skis genes V1 . . ('uand(r SC c(msiguc reOrClcnar CIC manCra pr0C1ucti\ -a kin "Cn Lie cadcnas ligcras, la cclu-

Desarrollo de la capacidad de respuesta inmunitaria edad (dias)

Brucella

EC

EB

HL

SSS~((

0

4,7

0

0

0

0

1

5,3

0

0

0

0

0

0

2,9

0

0

0

5,4

0

2 3 4

7,3

7

0,6

0

0

10-11

3,0

7,7

0

14-15

4,3

10,4

16%

20-22

70%

28

88%

Fig. 12 .17. Se inyectaron a ratas recien nacidas de diferentes edades cinco Ag diferentes (Brucella abortus, eritrocitos de carnero IECI, eritrocitos de burro [EB], hemocianina de lapa [HLI y polisacarido neumococico de tipo III [SSS  ,I) . A continuation se midieron las respuestas de Ab . Las respuestas frente a los cuatro primeros Ag estan expresadas como log, de los titulos de anticuerpos. Las respuestas frente a SSSi I estan expresadas como porcentaje de animales quc respondieron . Las cajas vacias representan experimentos no realizados . Observese como la capacidad de respuesta frente a diferentes antigenos aparece en distintos mementos, to que indica quc la aparicion de anticuerpos de una especificidad determinada esta programada previamente.

la B inmadura rzhrcsa en ski supCrficic cacicnas l1- asociadas a la cadcna ligcra disponihlc I h o ~. ). Las celulas Clue n0 c(msiguen rear denar skis genes do derma producti,a ezperimentan apoptosis. E.sta CS una do las razoncs 1101- ]as yuc soil dcstruidas tantas celulas prcli durantc cl proccso Lie dcsarrollo (\ . mar arriba i . Las celulas B in ntaduras quc prcscntan rc((rdcnamicntos dc las cadcnas ligcras que c(~difican receptorcs tic autocs1.ccificidad pucLicn scguir pr(ducicndo rc(rrLicnamicntos cn skis cadcnas ligcras icdicion clo rcccptorcs) . 1 a CXpresion CIC ]as CaLicnas l1- con cadcnas ligcris Suhrogadas antes Lie ]as c.uicnas pcsadas r< v i. ~ cn estacho pre-B 1 podria resultar tundamcntal en la SCICCC1Urt do las celulas B prccoces f \ . antes) . La generation de la diversidad de anticuerpos no es totalmente aleatoria l na lei ~]uc ski -tall pr(duocnd(( cadcnas ligcras r: la Ig11 dc supCrficic LIC la CCluIat B innlAdura l)LICdc aCtuar corm(( receptor fut.Se p(rdria pensar quc la rcordCnaCi(in Lie 10s seg ci(m .tl tic antigen( mcnt(1s \', 1) I ion las cadcnas pcsaciasj v V v I icn las caclcnas ligcrats i ell cl scno dc las cclu]as B cs kin Icn()ntcno aleatorio. Sin embargo, csistcn datos quc indican quc en los rat(mes, ratas' poIIos Csiste una wcucncia programada de desarrollo de anticttcrpos con cictcrntinadas cspccificidaLics 12.1 .7 . La producci('m C1c anticucr1,os, aunque cs kin tcnomcno difcrcntc ail rcconocinticnto del antigcno por partc dc ]a,, celulas B, dcpcndc tanto de las celulas T como dc las ('.l':1 . \o sc conocc cl mccanismo molecular Clue permite cstc dcsarr(rllo programad(o de la" ospccifi(:i(i .ILICS, pCr0 p1ICCic scr dchido a la utilirati(in initial do l0s SCgmCntOS gcnian V mar prosirttos a los scgntcntos l) 0 /, clcsplai nciosc clcspucs las rcc(mthinasas implicadas ell la dircccion .;' . Tamhicn es po',ible que SC pro du/ca algan ten(intcno dc sclecci()n negam a do determinados clones {prohablomentc dchido a la aparici(m Lie Clones autorrcacti\-osI .

Los linfocitos B CD5' constituyen una poblacion celular especial MLIClrts dC las celulas B quc aparccen en Ii,, primcras tascs Lie la (mt(ogenia C\pT-CSan (a)5 . I JS in In un0glOl,ulinas quc cxprcsan cstas tclulas B cstan codificadas por genes do las lincas twrntinalcs yuc no hall sutriCio aponas nuttad(ntes . Las tclulas B (.1)jpr()tiuccn tundamemalntontc Ig(M, per(( tarnhicn algo tie Ig(i c IgA. 1~:stos anticaierpos se dcn0minan anticuCrp(x naturalcs L_ Soil Lie hajaaViLiCZ, per( prcscntan la particularidad de set- polirrcactiLos . EI sucro Lie indis iduos adultos conticnc altar conccntracioncs Lic lo" mismos . I as celulas ('l)5' pucdcn responder crtcrgicamente frolic a Ion an tigcnos Y, r 1 -:tunhicn pucdcn inter cnir cn cl pre ocesarnicnto 1, presentarci(in tic antigenos t Ias celulas I*, \ prohahlejell [C Licscmpcnan algtm papCl en la t(olerancia V ell las rCSpLICStas CIC anticucrp0s. Entrc ]as tirncioncs quc so: hall propucsto para 1os antiCUcrpos naturalcs SC cncucntr:rn : printcra linca dc dctensa Ircntc a lo" micro0rganisntos, climinaci6n dc c(mlponcntcs propios cianad(n, c intcracciones en forma de -reel idiotipica ", con cl sistema inmunitario .

" DIVERSIDAD DE LAS CLASES DE ANTICUERPOS Las celulas 11 pr"ducen anticuerpos dc cinco CLINCS principales: IgrM, IgD, IgG, Ig.A C IgF. Tamhicn csiStcn uratro subclascs do (los Lie I-A iv cap. 6) . Cad:r MULL plasmatica t0ta1r1tenIC ditcrcnciada pr(rccdc de una Celula B c(mcreta, y s6lo produce anticuerpos dc una claw 0 sul,clase .

Las celulas B conmutan entre clases de anticuerpos mediante la recombinacion de los genes de cadcnas pesadas l,()S IvCcpuncs d1- antigeno Lic las primcras tclulas li

quc 11larCCCII CIurantc cl proccs(o tic cICSarroIIo son Ig .l CIC sul)CHiciC l (. mar arri ha ) . Mar tardc, so: cxprcsan otras clases dc inntunoglobulina . (MCLhantC CXperintent0s con j)(ollos () ratones tratados coon anti-

Diversidad de las clases de anticuerpos

cucrpos :trtil -It, se ha ConSCL;nido ticmostrar que Ias celulas que ex prcstn inmunoglobidinas distintas a Las Igt\t proccdcn de Mulls Iosecdoras dc IgNI, t°a que Ios animates tratadtrs stn incapaccs tic producir anticuerpos tic ninguna dc Lis clases conocidas. Las clases t-subclascs dc anticuerpos \icncn tictcrminatias por Ices genes tic las rtgiones constantes, clue codifican las ditcrcntcs cadenas pesatias +;CII'I . h.stos genes cstin agrupatitu CI cl cxtrcino 3' ticI locus do cadenas pcsatlas tic innnnu,glohulina f lgii ;l, y aparcccn cn cl cromo soma 14 sigtticndo una sct ucncia tictinida. Las celulas li contnutan dexle It,,M a otras clases o subclases tic inn1unoglobulilM median to un proceso do rccotribinacion cntre unas regiones conmutadorts altamentc repetitisas situadas cn cl lado 3' dc each gen ( :ii, con la subsiguiciae dclccitin dc Ios genes (ai intercalatios cntre cllas. Los dctallcs dc cStc proccso, que sc dcnonaina conmutacion dc iso tipos, se han cxphtado cn cl capitulo 8 . Algurras MULLS I; exprcs ii Ios isotipos IgM c lgl) cn su superficie . Esto es debidcr a un Sistcma difercncial tic chminaciin dc introncs dc Ios grandes AI(N nuclcares trlnscritos a partir dc los gCnCS ( .H .

La conmutacion entre isotipos se produce durante la maduracion y durante la proliferacion

frobablcincntc, la crmnnitaci(~n more isotipos CS cspcCi :tlmcIuc intensa durantc la t .I,SC do prolitcracion. Sin embargo, tantbicn Sc puedc producir antes dc la exPosicitin a un antigeno cxtiucno, durante las prinicras tries tic exp:uasion clonal t. maduratiln tic Ias MULas B {- lirf. 12 .18;1 . Estt~ sc ha sabido dchido a gtic parts dc lors ciescendientes de Ias celulas I ; inmaduras sintctiz,ut anticuerpos do otras clases de inmunoglobulina, comb IgG c IgA. AL progre sar I :t difcrenciacioin tic Ias celulas B, SC CortliCnZ :l a sintetizar L,;l) de superficie, una Claw tic anticuerpos que se cntucntra casi cxclusitamcntc cn la nicnibran.t dc Ias celulas 11 . [AS ditcrcntcs claSCs do Igs tic una misma celula B pressman la misma cspccificidad antigenica, cs dccir, cxprcsan Ios mismos grncs dc rrgioncs V, aunque mas tardc sc puedc ;~cricrar diversidad adicional dcntro do un mismo doll mctfiantc tcnontcn()s do rnutacion somatica posteriorcs a la conmutacion entrc clases . Existcn pruchas dc que se puedc producir tonnttttaci(in cntrc CLISCS cn ausencia dc antigeno, ca que [as tclulas B tic Ios vertebrados criados en condicioncs gnotobioticas i practicamente ascpticas ), que apcnas cstan cxpuestos a antigenos exogcnos, can cxprcsando scrucnrialntentc Ios ditcrcntcs isotipos dc inmunoglobulina dc forma parrtida a la que se obsen a en Ios aninialcs dc control.

Diferenciacion de las celulas B : diversidad de clases

tA celula B inmadura

celula B madura

celula plasmatica

N

independiente del antigeno

dependiente del antigeno

Fig. 12 .18. Las celulas B inmaduras solo producen IgM, rrticntras que Ias celulas maduras pueden expresar mas de un Ab sobre so superficie, ya que tras la conmutacion entre clases persisten el ARNm y Ias Ig unidas previamente a la superficie celular . Durante la maduracion clonal tambien se expresa IgD. La maduracion se puede producir en ausencia de Ag, pero para que se produzca la diferenciacion en celulas plasmaticas (con poca Ig de superficie, pero grandes cantidades de Ig citoplasmatica), si que son necesarios el Ag y la colaboracion de las celulas T. Las imagenes muestran celulas B con IgM de superficie lverde, 1) y celulas plasmaticas con IgM e IgG citoplasmaticas (verde y rojo, 2) . Las IgM se tineron con Ab fluorescentes anti-ti y las IgG con Ab anti-9 conjugados con rodamina .

La expresion de un isotipo puede estar condicionada por el tipo de antigeno

Sc ha comprobado que tictcrminatios anti~gcnos indutcn rrs puestos tie anticuerpos cn Ias que prcdonnina un sierra isotipo tic innttmoglobuhna . Por cjcmp1o, los Ilidratos dc carbono tic Ias paredes bactcrianas dan lugar en Ios ratones a respucstas innaunitarias independicntes dc celulas T cn Ias que predominan logs anti cuerpos IgG.;, mientras que en Ias respucstas a Ias infcccioncs ciricas abundan rinds Ios anticuerpos IgG2a. Fn Ias respucstas dc Ios scrcs 111,1111.1110', frcntc a Ios polisacaridos, la subclase dc anti cucrpos predorninantc es la IgG2 . Estt sclecci()n de isotipos Sc puedc dcber a tins mccanismos ditcrcntcs : " Los clones dc celulas B seletcionadors pueden hahcr coil rntrtado pro iarncntc cntrc clases i_fra dtrmina sohrc I :t rcspucsta protcctt~ra dc tipo 1 . Sc ha demostrado tine Its antigenos polisacaridos indehcndicntcs tic celulas T administrades :t grantics dosis gencran tolcrancia dc l :tp Moths 11 . La tolerancia \ Itts rnecanisrnos suhtaccntes a la misma sc cstudiaran en cl capitulo 14 .

La aparicion o la no aparicion de una respuesta inmunitaria puede depender de la via de administration del antigeno

Se Ila demtstradtt que la tia dc administracitSn dc nn antigeno in date sabre la rcspucsta innurnitaria t onsiguientc . Los antigenos administrados pttr sia subcutanea tt intradermica cicscncaticnan tma reslrucsta innrtmitaria, micraras quo: hts :ufministrados por ti .t intratcntsa, oral tt cn forma dc ACT- OSttICS hucdcn pro\ocar tolcrancia e una cttnnltrtaciint cntrc kin tipo dc rcspucsta dc Cc lulls t (' l)4- t. otro . POr ejentplo, los rOCClores clue Iran sitltt alimcntatltts con otttalbimuna tt protcina hasica LIc la miclina i PBNl i no responden eticazrnentc :t una e.spctsiciitn posterior al antigeno corrcspondicnte . Adeinas, en cl casts dc la hlIM, los animates LlttCClan prtxcgidos tirentc a la cnccfllttmiclitis alcrgica experimental IEAE), una cntcrmcti:ui autttinmunitaria . Este tcrt6merte ptredc teller interes part cl trat :unicnto dc las entcrmc dudes alcrgicas ; sc Ira dernttstradtt rccicntcntentc que la admi nistracitin pttr via oral do kill cpitopo tic] alcrgcno I)er hl proccdcntc do los acaros donrcsticos, due rcconoccn ]as celulas h, puctic inducir tolcrancia al antigeno contplcto . (;omo mccanisntos CIc csta induccitin dc tolcrtncia sc hall propucsto 1 .1 ancrgia la dc,tiacitin innurnitaria .

La administration de antigeno en forma de aerosol modifica la respuesta inmunitaria

(:uando cl antigeno sc administra cn forma do aerosol sc obticncn rcsultados parccidos. Los cstuciios Ilct :tdos a caho ell ratones hall dentostrade yue la administraci(n1 cn forma dc aerosol de kin pcptido cnccl litttgcnico inhihc Cl dcsarrttllo tic la LAE yuc suclr inducir la administracion conccncional ipor t is suht tttanca) del pchtido (,fir) . 13Z. Estc tcncimcno puctic teller impli cacioncs tcral)cuticas, ~a que la inhihicitin dc la rcspucsta not se It mica al antigeno adntinistradtt en aerosol, sing que aharca a otros antigcnes capaccs dc pro ducir FAE. Un claro ejcinplo dc la influcncia tic las t- ias tic administracitin sabre cl rcsultado tic la rcspucsta innrtrnitaria cs la intcccicin con cl virus tic I1 atritancningitis lint2tcitaria f NVML ) . Los ratones a hts yuc sc adrninistra por tia subcutanea Cl pcptido junco loll adtvt ante incomplete dc Freund cicsarrollan inntunidad trcntc al 1'(' 11 .. Sin embargo, la imcccitSn rcpctida dcl mismo peptitio 1101' Via intrtperitoncal induce tolcrancia cn hts animates, yuc a partir do cntonccs no son c:tlwccs do chminar Cl t irus i` fill . 13 .31 .

0 CELULAS PRESENTADORAS DE ANTIGENOS I .a naturaleza tic las ('I'A quo: prcsentan inicialmcntc cl antigeno tarnhicn puctic dctcrminar si sc dcsarrolla una rcspucsta innumitaria tt kin tcncimcno tic tolcrancia . part Clue la actixaciiat dc la% celulas T sea cficaz, cs prccisa la cxprcsion dc rnttICCuLts cttcsti mulantcs sabre la superlicic de la (TA Is'. cap. 11 i . Asi, la pro: scnt citin por partc dc Las celulas dentiriticas o tic Its macr6tagtts-

Inactivation de las celulas T especificas del VCML inducida per peptides tratamiento previo

peptitio en

gravedad de la EAE

peptitio en adyuvante

exposition al virus

determination

determination de gravedad de' la enfermedad

5 4

control

3 2

peptitio intranasal 2

0 dias despues de la induction de la enfermedad Fig. 13 .2 . Los ratones fueron tratados con ulna dosis unica en aerosol de 100 mg del peptitio (aminoacidos 1-11 de la proteina basica de la mielina), o solamente con el excipiente . Siete dias mas tarde se administro el mismo peptitio per via subcutanea, esta vez asociado con kin adyuvante. Las caracteristicas de la EAE Clue desarrollaron los animates sometidos a tratamiento previo fueron diferentes Clue las de los de control .

dia 4

4 6 8 logo del titulo de virus

0 dia 10

20 40 60 80

de citotoxicidad especifica del VCML I'll

Fig. 13.3 . Los ratones fueron expuestos a VCML o inyectados con 100 mg de peptitio del VCML . El peptitio se administro junto con adyuvante incomplete de Freund per via subcutanea (s .c .) o en forma de tres dosis intraperitoneales (i .p .) . Los animales fueron infectados con el VCML (dia 0) . El cuarto dia se determine el titulo de virus en el bazo . Los animales Clue habian sido tratados previamente con el peptitio subcutaneo o con VCML habian producido Ab neutralizantes y, per consiguiente, eran inmunes frente al virus; per el contrario, los animates tratados con el peptitio per via i .p. no desarrollaron inmunidad . El decimo dia se determine la actividad citotoxica de las celulas T de los ratones . Se observe la presencia de celulas Tc especificas del peptitio del VCML en los ratones Clue no habian recibido tratamiento previo . Por el contrario, esta actividad estaba ausente en los ratones tratados previamente con el peptitio i .p .

Regulacion pot el anticuerpolu

quc c\presan grancics cantidacics dc ntolcculas ('I'1 1 do Chase 11 \ do ntolcculas tocstinullanres, pro\-oca una intensa activacion de Ias cclulas T (\ . /irr. 11 .-1) . Aclcnt:is, la interaccio'm Clare 0)4(11 . do ias cclulas 'f aCti\ddas \ ('11140 tic las tclulas dcndriticas rcsulta cscncial para la pr()duccioin de una Bran cantidad do I1 .-12, ncccsaria para ubtcncr una rcspuesta TI i I efcaz. Sin embargo, Si of antigcno Cs prculltado a Ias tclulas l- por (.1' .-1 -no prolcsi(I nalcs "~, incapaccs tic transmitir scnalcs cocstinnllantes, no sc produce una rcspuesta . I'()r ejentplo, CUMICIO las CCIUIaS T \irgcncs sun c\puostas :t tin ,antigcno prcscntado pttr cclulas 11 en rcposo, .;una, Ninot clue Ias cclulas sc \ uel\ en to I no se produce rcspuesta dl, Icralncs . l .os ad\u\antcs I,uCCIcn facilitar ]as rcspucstas inntunitarias, al indtlCir on Ias cclulas (PA la c\prcsi(in do altar calltidaSC ha ties do nto1CCUlas CTH \' cocstimulantcs . Esta obscr\jCj(in dcntostrado en recicntcs Cstuciios c\pcrintentalcs, title hall comprobado quc es ntis taCil indLICir tolcrancia ell los anintalcs rc cicn nacid(IS . I .os anintalcs son r"isicntcs a la indLICcion do EAI': tras la administracion tic I'BNI en ati\'11\- antc do Freund incompleto durantc cl pehodo neonatal, heclto atribuible al dontinio tic la rcspuesta T112 . Corno la EAF esta mecii:uia por una rcspuesta Tlil, la rcspuesta l'tt2 Itro\ia frcntc a MINI intpidc yuc sc dcsarrolic una rcspuesta patologica . F\pcrintclaos rcalizados coil ratoncs ltcntbra rcucn nacidos a los yuc se in\cctahan cclulas tie bazo do machos sits quo: dc sarrollaran una rcspuesta tic cclulas T citotoi\icas !: (:'T(' I frcntc al antigcno masculine H-1" hall dcmostrado la importancia dc Ias cclulas dcndriticas cn la iniciacion sic cste tips, do rcspuesta . Sin tic 1111 embargo, Cuando se ill\CCtan tanthicn cclulas cicildriticas rcspuesta citomacho a Ias laclnbras, se dcsarrolla una ACCUada toi\ica cspccitica para H -T .

REGULACION POR EL ANTICUERPO Sc Its dentostrado yuc los anticucrptts cicrcen Lilt Centred roar rctroalintenracion solve Ias rcspucstas inntunitarias. I,a adntillistrati(in pasi\ a dC anticuerpos Ii,4M \ tin antigcno cstimula sclccti\antentc I :t rcspuesta innnrnitaria Ircntc a esc anti gcno, nticntras yuc Ni rl anricucrpct es tic la Clare IgG se produce la suprCSitm tic la rcspuesta . Este ten(inteno sc dentostr(S originalntente corn anticuerpos policlunales, pcro ha side confirttradol llIcdiantc la utilizacion tic anticuerpos ntonoclonalcs tf(7 . 13.-11 .

Control pot retroalimentacitin ejercido por anticuerpos cclulas 10 5 formadoras de placa pot bazo

104

103 -tiempo transcurrido desde la inmunizaci6n (dias) Fig. 13 .4 . Se administraron a los ratones IgM monoclonal anti-EC leritrocitos de carnero), IgG anti-EC o excipiente puro (control). Dos horas mar tarde, todos los grupos fueron inmunizados con EC. Las respuestas de anticuerpos quc se observaron a to largo de los cuatro dias siguientes fueron potenciadas pot la IgM e inhibidas pot la IgG.

La capacidad dc Icts anticuerpos administrados tic forma pa Si\a para CstintLIlar (I suprimir las respuestas innurnitarias ticnc Cicrtas COIISCt11CllClas \ apl1Cacionos Clinicas : " Algtutas vacunas (1). cj ., las dc la par(Itiditis y cl sarantpion i no Sc SUClcn administrar a niiaos ntcnotrcs tic till alio . Esto cs do hidol a Ias CIC\,ILI .I, c(Incentracioncs dc IgG I,r()cedente, dc la madre durantc al mcnos scis ntescs ticspucs tic] parto ; la prcscncia dc csta Ig( ; adtluirida tic tilrnaa p,tsi\a en Cl nt()Iccnttl'IC

la \acunacio'm pro\()caria cl des;u - rollo tic una rcspuesta innaal nitaria inadCCUada en cl nifu(. " En casos do incompatibilidad Rhesus (Rh), la administracion dc anticuerpos anti-Rhl) a nradrcs Rh intpidc la scnsihiliz,aci(m printaria dchida a Itrs critr()citots MI . I,r(>CCdcntcs tic] Blew, pr()hahlcntcntc mediantc la clintinacioin del anti~'ClIO C\ trano Ilos Crltrocitos tetalcs) del torrcntc tlrCtllatcll'IC) Ittater-

no (\". tap. 24',) . I,os ntcc .uaisnuls mcdiante los yuc los anticucrptts modulan Ias rcspucstas inntunitarias no sc cotnprenticn ell sit totalidad . Sc crec quc la cstinuIlaci()n dc la 6lrntaciCtrt tic placas pear parts de Ias Igr\1 I,uCLIC set- dchida a dos t»ccanisntos : set- capttl" I.os ittmuIIOContplcjc,s yuc to11tiClICIa Ig\i PUCCIctt radols por Ios r'cccl,torcs tic Fc o de C3 tic [,is (,ILK \' proccsa dots con ntavor cficacia quo: cl antigcno aisladu. " I .os innuuttrCctMPICjos (]tic C(tIltiClICII 1111\1 pueden cstimular una rcspuesta anti-idi(ttipiCa fi- cntc .a la 1g11, yuc antplificaria la rcspuesta inntunitaria . (' Los anti idiotipos SC Cstudiarnn ntis adclantc, cn csrc misnrt) Cal,itultl . 1

Los anticuerpos IgG pueden suprimir la sintesis de IgG especifica SC C((M)CCII \,nibs sistCntas nICdlantc I()s

prilltir Lt sintcsis dc anticucri,(I,

yuC

Las IgG hUCdClI

NLi-

Bloqueo por anticuerpos. El antiCUCr1,0 administrad() p:tsi\antcntC sc unC al antigcno, ell C(I11a1,otcnCla Coil Ias cclulas 13 1-;11 esto Case, Ias consecucncias tic la prcscncia del an tiCUerp(t tirltrntlCn en ,,ran nICdida tic sat COIICCntraci()tt \ tie su afinidad por cl antigcno cat rclaci()n a la alinidad do los rcCcptoLes dc ]as cclulas 11 . S(Sht la', cclulas 11 dc alta afinidad c(nnl)itcn CUn c\ito pot' Cl antigcno . Este naccutisnto Cs inCICI,Cndicntc do la rCgi('tll FC Licl anticucrl,(I . Entrecruzamiento de receptores. SC SAbC t,unbicn yuc Ios :uttiCUCrI)()s IgG piCScntan tin ctcCto, yuC Cs dcpcndiCntc tic Las rcgi(Incs Fc . Sc pan Ilccad() .a c.th() c\pcrintcntos yuc dCHILICS tran quc Ias inntuno(Iohtllinas pucdcn inhihir la ditcrcnciaciotn dc las CCILIIas B mctliantc cl Cnrl'cCruzantiCnto dc has receptores tic antigcno COIL los receptores do Fc ( Fc/RII ;~ dc I .t propia cclula i\-. iia . 13 .5} . Fn estc casts, Its ;tnticucrpos pueden rcconoccr epitolpols diferentcs yuc los receptores tic la Cclula 13 . Cuando Ias dosis de IgG not son SufiCicntcs para inhihir Cony plctantcntc la produccion dc antiCUCI-I,os, induccn 1111 aunicnto Lic ht alinidad nICCiia tic Ios attti000rp()S; esut CS tiCHdo a yuC ScIIA mcntc Ias tclulas B coil receptores tic alta afiniclad pucdcn cotm pctir Con csitct COIL of antiCUcrpo adquiridol tic forma pasi\a para unirsc al antigcno . Por cllo, sc crec yuc la rctroalintcntacion cicrcida por Ios :uatiCtlcrpos es tin importantc factor inductor LICI . 13.61. proccso dc ntaduraci(in tic la afinidad (/u1

Los inmunocomplejos pueden potenciar o suprimir las respuestas inmunitarias

d, 1'. Una tic Ias fornras en yue I(ts ;uttiCUCri,os C Igr\1 ntotItrl,tr Las respuestas inntunitarias cs tin mecanism() dcpcndicntc do Fc, yuc requicrC la fitrnticicin dc inntunocontplcjos con cl antigcno . Estos inntunocontp[Cjos pucdcn initibir () accntuar [as rcspucstas inntunitarias (-/uj. 13.,-i . :\l acti\ar cl contplcmcnto, I()s inntunocontplcjos sc pucdcn localizar mctiiantc la interaccioln ton ( :1(2 en Ias cclulas kllicularcs dcndriticas. Am sc

Regulation de las respuestas inmunitarias

Supresion de las celulas B dependientes de anticuerpos bloqueo por anticuerpos

entrecruzamiento de receptores

Retroalimentacion de la maduracion de la afinidad por Ab dia 1 anticuerpo pasivo

coneiri

titit,trlr;

dia 2 l

.

antigeno

concentracion 2 de anticuerpos (mg/ml)

Fig. 13 .5 . Bloqueo por Ab . Las dosis altas de Ig soluble bloquean las interacciones entre el determinante antigenico (epitopo) y las inmunoglobulinas de membrana de las celulas B. Asi, las celulas B no son capaces de reconocer con eficacia al Ag . Este mecanismo de bloqueo de receptores tambien impide la activation de las celulas B. Las celulas B con receptores para otros epitopos no resultan afectadas. Entrecruzamiento de receptores . Los Ab a bajas dosis inducen el entrecruzamiento de los receptores Fc de una celula B y sus receptores de Ag, actuando como puente el propio Ag . El receptor FC-yRllb se asocia con una tirosina fosfatasa (SHP-1), que interfiere con la activation celular por las tirosina cinasas asociadas con el receptor antigenico . Las celulas B pueden ser activaclas, pero no son capaces de sintetizar Ab . Todos los anticuerpos frente a distintos epitopos del antigeno actban mediante este mecanismo.

podria tacilitar la respuesta inmunc mantcnicndo la titcntc Lje antigcnO . CR2 tambicn SC csl-csa cn las cclulas B V, CUmo SC lia dcntostrado que la union dc (:IL1 ion IgMni ictica las cclulas B, ]as intcraccioncs do los innitinocomplcjos coil CIi2 cn cl complcjc~ celula B-corrcccptor c con Igm podria amplificar la rcspuesta in1111111C cspecifica . Las rospucstas inmunitarias dc I()s pacicntcs Coil tumcn-cs rtra lignos SUCICn ser dcbilcs, \' sc Ira pro~pucsto que cstoi pucde ser debido a la prcsencia dc inmrtno complejoos circulantcs tormados por anticuerpos ~ antigenos proccdcntcs dc Ids cclulas tumorales .

REGULACION POR LINFOCITOS La regulation cn scnticlo positis- o dc las rcspucstas inmunitarias por parse dc las cclulas T, mcdiantc su actin idad colaboradora, cs un hecho indiscutible . Por otra parts, cl tipo dc ayuda que aportan TH I o - FH2 ;~ intluye en la naturaleza dc la respuesta innru nitaria, tar orccicndo [as rcspucstas humorales o [as mcdiadas por cdulas . Adcinas, csistcn prucbas conduscntcs do yuc las cclulas f tambicn son capaces dc regular negatisamente la', rC5pue5 US inmunitarias (fig. 1.3 .8).

Las celulas T CD4' pueden impedir la induction de la autoinmunidad

Ell nnrchos nrutoielo>s cspcrinrrnt.ll0 dc- cnti-rmcd,td auto~inmu nitaria sc ha obscrsado yuc las cclulas - f ( :l)4 - generadas tras la

h

Mr

, conejo control

I

contro~

dia n determinac . afinidad .' y concentr. anticuerpos

r

afinidad 10'emedia (LM) log

Fig. 13 .6 . Efecto de los anticuerpos adquiridos de forma pasiva sobre la afinidad y la concentracion de los anticuerpos secretados . El dia 1 se inyectaron anticuerpos (anticuerpo pasivo) a uno de los dos conejos. Ambos conejos fueron inmunizados con antigeno el dia 2 y, mas tarde, se cleterminaron la afinidad y la concentracion de los anticuerpos producidos frente a dicho antigeno (dia n) . Estas determinaciones demuestran que la adquisicion pasiva de anticuerpos reduce la concentracion de los anticuerpos producidos, pero aumenta su afinidad .

administraci6n dc altar dosis de un autoantigcno ~ grncralmcnte cn torma soluble o no agr"adal impide que Cl proceso autoinmunitaric~ siga adelante . Por cjeniplo, se ha dcmostrado yuc l as cclulas T ('D4' impidcn cl dcsarrollo dc autoanticucrpos f- cntc a tiroglobulina (liq. I.i .yy. AcIcmas, la administration de anticuerpos anti -CD4 I'que bloqucut la presentation dc antigenos mCLfada por MOIcculas CPH de claw I I ) al mismo ticmpo que la dosis dcl inmuncigcno i tiroglobulina , no silo impide cl dcsarrollo dcl proceso autoinmunitario, silo que tambicn induce la prolilcracion de una poblacion do cclulas T (:l)4' que Puede translcrir tolcrancia especifica a receptorcs virgenes I:firz. 13 . /0). Los mecanismos exactos mcdiantc los que la% cclulas T cjcrccn estos cfcctos ncgatisos no cstan aclarados totalmcntc . Sin embargo, rccicntcmcntc sc hail Ilc%ado a cabo cycrimcntos yuc sugicren que la production dc citocinas como TGFR, IL-4 r IL-10 por parts dc las celulas TH pucde suprimir partial o totalmentc una respucsta inmunitaria .

Las subpoblaciones de celulas TH intervienen en la regulation de la production de inmunoglobulinas

I .,t produccio>n oic discrs :rs citocinas 1)(,r l"trtc dc l .a ditcrcittcs subpoblaciones do lintocitos Ttt f ('D4 - i proporciona una c .spli cation para cictcrntinadas obsenaciones relacionadas con la rcgulacicin dc la sintesis dc IgF: . Se ha demostrado que esiste una regulacioin cruzada entre las subpoblaciones 'fit, dc tal forma que la scci-ecirin do IF\y por parts tic las cclulas Till inhibe la ca-

Regulacibn por linfocitos

pacidad tic respucsta do las cclulas T112, mientras quC la IL 10 producida por las cclulas -1112 reduce la expresiim de 11, c II . 12 por partc do las (TA, to quc a su %,cz inhibc la actk-acion tic las cclulas 'l'ti l . Adcmas, la cxprcsiiin dcl rcccl,tor do alta afinidad IL- 12 R, ncccsaria para cl tlcsarrollo do las Cclulas Till, sc sr atcct:ttia por el tipo do citocinas dominantcs . Id II .- I2R do alta Anidad csta compucsto do dos cadcnas j3l c (12, quc scilo SC cxprcsan juntas cn las Cclul:u'1111 . La caticna (il Sc cxl)rcsa tanto cn las cclulas 1- I I1 conto Tt 12 s' la cxpresir'm do j32 sc attn a por (FN-,,, c inhibc pin- 11 4 . Sc ha dcmostrado quc cl tipoi tic I - ti quc prc-

Efectos reguladores de los inmunocomplejos

Celulas supresoras en la tolerancia inmunitaria dia 0

Transferencia de tolerancia mediante celulas T CD4' exposition , determinaanticuerpos . induction de transferenci8II anti-CD4 r de los - cion de la tolerancia de celulas ~ (eliminacion ' receptores con Tg de bazo a Tg+ LPS - de anti-Tg de celulas T)

ELISA 0,8 especifico DO,,_ 0,6 -

50

esplenocitos

medula " I osea

Tx

Fig. 13 .7 . Los inmunocomplejos pueden inhibir o acentuar una respuesta inmunitaria . Inhibition : Cuando un receptor de Fc de una celula B se entrecruza con un receptor de Ag mediante un complejo Ag-Ab, se transmite una senal a la celula B que impide que se inicie la fase de sintesis de Ab . Puede que las IgG adquiridas de forma pasiva actuen tambien de esta manera . Acentuacidn: Los Ab unidos a los receptores de Fc de una celula presentadora de Ag facilitan la presentation del Ag a las celulas B; en este caso el mismo efecto realizan los receptores del complemento (CF12) de la celula folicular dendritica (CDF) . Puede que las IgM adquiridas de forma pasiva actuen de esta manera .

dia 30 -*

procedencia de los esplenocitos

-W __ - -

-

__-7-777-

LCT .

__ _-

EC normales ninguno EC tolerantes respuesta de anticuerpos frente a EC el dia 44 Fig. 13 .8. Se reconstituyeron con celulas de metiula osea ratones timectomizados e irradiados previamente. A los 30 dias fueron colonizados de nuevo con timocitos y esplenocitos, y expuestos a eritrocitos de carnero (EC) . El dia 44, los ratones receptores a los que se habian transferido esplenocitos activados con una dosis inmunogena de EC presentaban una intensa respuesta. Los que no habian recibido celulas de bazo presentaban una respuesta moderada . Finalmente, los que habian recibido celulas procedentes de ratones en los que se habia inducido tolerancia a los EC (mediante la administration de grandes dosis de Ag) no respondieron, to que demuestra que las celulas procedentes de los animales tolerantes habian suprimido activamente la respuesta del receptor.

tolerantes, sin celulas CD4

100

200

400

800

1 .600

reciproco de la dilution del suero

Fig. 13 .9 . Se inyectaron a los ratones 200 mg de tiroglobulina murina (Tg) para inducir tolerancia . (Tambien se incluyo en el experimento un grupo de control en el que no se indujo tolerancia .) Parte del grupo tolerante fue tratado in vivo con Ab anti-CD4, para eliminar las celulas CD4' . Se transfirieron celulas de bazo de cads uno de estos tres grupos (no tolerantes ; tolerantes ; tolerantes y carentes de celulas CD4') a receptores singenicos irradiados . A continuation, se expuso a los receptores a tiroglobulina murina y LPS y se midio la respuesta de Ab anti-Tg mediante una prueba de ELISA (v . cap. 29). El tratamiento con anti-CD4' elimino la capacidad para transferir la tolerancia .

Reyulacion de las respuestas inmunitarias

Supresion inducida por CD4 de la tiroiditis alergica experimental (TAE) tratamiento

Prevention por parte de las citocinas de la colitis inducida en ratones scid celulas

tratamiento

% de incidencia de colitis

tiroiditis celulas T CD4' CD4', 45RB"'

Tg y adyuvante

Ab anti-CD4 no destruc. de lascelulas (2 mg)

CD4', 45RB"'

anti-IFN7

CD4', 45RB"'

anti-TNFa

CD4', 45RB"'

IL10

CD4', 45RB"'

IL4 0

Fig. 13 .10. Los ratones inmunizados con 50 mg de tiroglobulina murina (Tg) desarrollan tiroiditis y Ab anti-Tg . Cuando se les inyecta durante 11 dias tin Ab monoclonal anti-CD4 incapaz de destruir las celulas CD4', pero capaz de bloquear las interacciones entre CD4 y las moleculas de clase II, los animales no desarrollan tiroiditis . Los esplenocitos transferidos desde estos animales tratados impiden que los ratones receptores irradiados desarrollan tiroiditis tras la inmunizacidn con Tg . (Los ratones inmunizados que reciben celulas T control si que desarrollan la tiroiditis .)

ciontina dcpcndc cicl IF\ox clue tasorccc cl dcstrrollo dc 1-111, induso en prcscncia Lie II,-4 y la ncutralizacio>n de 11 .-12 . for ttnto, ht acticacitin sclcctis a delas celulas Ti i l o l*112 pucric conducir .t dilcrcntcs respuestas c tectoras . La manipulacion sclccti\ -a dc estos respuestas pucric resultar irtil para cl tratamiento Lie 1 .1 alcr ,ia .

Las celulas T CD8' pueden transferir resistencia y tolerancia

Sc Ila demosn'ado ciuc las CClul1S T CD8' tambien intcnicncn en la regulacion dc [as respuestas inmunitarias . Sc hall encontrado celulas T C ;D8' ell Ios bazos dc animales en los clue se: habia illducido tolerancia fccntc a la I'BM mcdiantc la administration kid antigcno~ poor via oral I, mas arriba). Fstas celulas pueden transfcrir resistencia fi-cntc a la FAF. in vine. Fstas celulas T no solo su primer las respuestas Lie celulas F ti- cnte a la PBM in vitro, sino~ ]as yuc tambien suprimcn pasisantctuc respuestas frcntc a otros antigcnos no rclacionados . Sc crcc yuc cstc cfecto csta mcdiado por TGF[i .

La regulation de las respuestas inmunitarias por parte de las celulas TH2 CD4' es tin proceso fisiologico normal

Sc ha 1)ue~tuo en ducia cl papcl fisio~logico dc cstos mccanismos regulado>res nuciiados por celulas f C'D4- o (;F)8' . Sin embargo, cl hallazgo tic yuc [as celulas T C ;D4' capaces dc lrenar los procesos autoinnutnitarios se encucntrtn presentes en animales normales no nranipulados Ita dada motivos para pcnsar Liuc si yuc inter icncn en los procesos hontcostaticos normalcs . Ademns, se Ita obscrca do clue cuando sc climinan las celulas TI12 C . .D4' dc ratas y rato ncs, yuc normalmcntc sintctizan IL-4 c IL 10, sc produccn rcs-

25

50

75

100

Fig. 13.11. En esta tabla se muestra la incidencia de colitis en ratones tratados mediante transferencia de diferentes poblaciones celulares . Los ratones a los que se administran celulas T CD4' no fraccionadas quedan protegidos frente a la colitis. Cuando se les administra una fraccibn de celulas CD4 que expresan grandes cantidades de CD45RB (CD45RB'*,), si que desarrollan la colitis. Sin embargo, cuando se administra a la vez a los animales anti-IFNy o anti-TBFoz, la incidencia de la enfermedad se reduce . IL-10 (pero no IL-4) tambien es capaz de modular la enfermedad en estos animales . Esto sugiere que el IFN y el TNFu intervienen en el desarrollo de la colitis, y que IL-10 puede inactivar las celulas efectoras,

pucstas inmunitatias no 1-cgguladas, Io yuc sttgicre que la regulation de las respuestas inniunitarias por parte dc las celulas TH2 C.D4i pero no por ]as celulas TI 11 C:D4 1 cs till proceso fisiologico normal, \ . no tin artcfacto 1. ;.11) . Fsietcn datos yuc indican yuc cl TGF(3 pucric intcrsenir ell la rcgulacion (IC la colitis, scgun SC nulestra en la frlura 133. 11, hccho compatible con la obsersacicin dc colitis cn Ion stones cicficitarios pdra csta sustancia.

0 MODULACION IDIOTIPICA DE LAS RESPUESTAS La tolerancia a los ;uttoantigeno~s sc adquicre durante la ontogcnia (\ . cap. 12 }. Sin embargo, durante cl pcriodo neonatal las conccntraciones tie las rcgiones tie union dc los receptores dc antigeno Lie [as celulas B y T son dcnrasiado pcgLICnas comp para gcncrar tolerancia . Dc la misma lorma, :ulnquc cn CI sucro sc dctcctan anticucriuos, silo Sc ciesarrolla tolerancia a [as rcgiones Fc, ]as unicas yuc prcscntan una conccntracicin suficicntcyuc son mentc clctacia ; no sc desarrolla tolerancia ti-cntc a los detcrtni nantes do Ix, cadenas pesaclas y ligeras yuc confiercn al anticuerpo la cspccificidad dc union Aantigeno . Por tanto, each receptor dc celulas F each illntunoglobulina son inmunogcnos cn virtUd do sus sccuencias cwlusicas, yuc sc Licnominan idiotipos. Los anticucrpos yuc sc forman f-cntc a cstos punto~s de union al llltigcno SC CIcnoaninan anticucrpos anti idiotipo, .- soil capaces dc modificar cl cttrso do I :ts reacciomes inmunitarias. Los cieterminantes idiotipitos pueden estar codifcados en los genes do Ias regioncs \' dc la linca germinal, o pueden ser ge. nerados mcdiantc los procesos dc recombination s mutation que cian lugar a los clcmcntc» tuncionalcs dc las rcgioncs V (c. cap. 8 i .

Modulacion idiotipica cle las respuestas

Idiotipos asociados al punto de union con ell antigeno

Modulacion de los idiotipos per los anti-idiotipos semana 0

anticuerpo frente a un idiotipo ajeno al punto de union

anti-Id 146

semana 6

semana 8

antigeno NP-GP

deterrninacion de anticuerpos sericos

anticuerpo frente a un idiotipo del punto de union control

inhibition de la union

Fig. 13 .12. Un suero anti-idiotipico puede contener Ab dirigidos contra diversas regiones de la molecula de Ig . Las regiones pertenecientes al punto de union son idiotipos asociados a este . La union de los anti-idiotipos a estos tiltimos puede ser inhibida por el hapteno. Los Ab frente a los idiotipos no asociados al punto de union no son inhibidos por el hapteno.

Los cpitopos inmuncigcnos situados cn cl punto do uniint o en sus alrcdcdorcs sc dcnontittan idio~to~pots (hr1 . 13 .121 . lei-tic propuso la cxistcncia en cl organisnto dc una red inmunitaria clue intcracciona ntediantc cl reconotcimiento de los idiotipos . Scgun .Sit teoria, cuando un antigeno induce una rcspucsta do anticuer pos, cl anticuctpo producido inducira a su xez una rcspucsta antiidiotipica contra si mismo. Esta hipotesjs CS n1usr atractisa descic un Punto dc sista conceptual, pcroo todasia sc dchatc acaloradantentc cl papcl clue pucdc cicsempcriar una red idiotipica de estc tipo en cl control dc las rcshucstts innrttnitarias no,rnrales .

Las interacciones idiotipicas pueden estimular o suprimir las respuestas de anticuerpos

l .dhten hastantcs dates yuc indican yuc Ion anti-idiotipos pucden afcctar a la cantidad do cada uno dc lo ,, idiotipos prcscntcs cn una rcspucsta inmunitaria . Porr cjcntplo, cuandot se expose a ratones de la cepa ('57131 /6 al hapteno nitrofenilo i,\I'}, los anintalcs produccn anticuerpos pertcnccicntcs a unos pocos idiotipos concretos, conto, por cjcntplo, cl idiotipo 146. Los anti-idiotipos frente a cstc anticuerpo (idiotipo 1461 pucden estinudar o suprimir la produccion dc idiotipo 146 cuando los ratones s'uchen a ser cxpucstos a N11 conjugado con una protcina portaciora . El efecto clue sc ohscrca depende dc la cantidad dc :/it) 13.13'1 Cs cspecifico dc csc idio1 anti-idiotipo administrado . tipo cn concrete, va clue la concentration total tie anticuerpos anti-\P apcnas sc modifica . Hat clue cicstacar cl hccho dc yuc las cantidadcs dc anti-idiotipo utilizadas cn cstos cxpcritncntcn Sc cncucniran en cl range fisiologico normal dc dctcrtninado~s anti cucrpos idiotipicots, to yuc sugicre que la regulation idiotipica pucdc dcscrnpcfar algtin papcl in riro . Fstots fenontcnos tantbien sc has obscrsado en otros sistcmas idiotipicos . Los clectos que SC produccn cuando sc administra un antiidiotipo durante el periodo neonatal son espcctacularcs, y pucden pcrsistir durante toda la x ida del indis iduo . 1'or cjcntplo, la capacidad dc los ratones recien nacidos part iniciar una rcspucsta anti-fostorilcolina sc reduce extraotrdinariantcntc tras la inycccion dc anti-idiotipo frente a I'15 f 115 es cl principal idiotipo prcsentc cn las rcspucstas frente a t'(tstorilcolina h. Esta situacicin se prolonga durante s arios nteses . tMas tarde, en las rcspucstas dc estos ratones frente a litsfitrilcolina predominan las inmunoglohulinas distintas dc I'15 I:/iq. 1.1 .1-1) .

tratamiento previo con 10 pg de anti-Id tratamiento previo con 0,1 pg cle anti-Id idiotipo 1461ugr'ml) Fig. 13 .13. En el memento 0 se inyectaron a los ratones 10 mg o 0,1 mg tie anti-idiotipo (anti-Id) frente al Ab 146, especifico del grupo nitrofenilo (NP) . A las 6 semanas se expuso a los animales a NP unido a un portador, globulina de pollo (GP) . Dos semanas mas tarde se determinaron los titulos sericos de idiotipo 146 (diagrama de barras) y de anti-NP total (no mostrado). Los ratones tratados previamente con 10 mg de anti-Id mostraron una supresion del idiotipo 146, mientras que los ratones tratados con 0,1 mg mostraron un aumento de la produccion del mismo, aunque las concentraciones totales de anti-NP fueron parecidas en ambos.

Supresion de las celulas B inducida por anti-idiotipos anti-Id (anti-T15)

1

> PC en un portador 'L

determination de anticuerpos

tratamiento anti-Id 1. ac! . . t-i , sin wit -I,I 2. adulto, dir: ', alta dosi, ir : a'rt' III 3. recien sac- d-, dia 42, baja d ,, -! cle avil I :I

:jresion temporal supresion largo plazo

Fig. 13 .14. Ratones tratados previamente con anti-idiotipo frente a T15, durante el periodo neonatal o bien cuando ya eras adultos. A continuation, fueron inmunizados con el hapteno fosforilcolina (PC) unido a un portador. Se determine la concentration total de Ab frente a PC, asi come el componente T15 de la respuesta (color mas oscuro). Los ratones adultos normales presentaron una buena respuesta frente a PC, en la que predomino T15 (1). Los ratones adultos tratados previamente con anti-idiotipo presentaron una supresion temporal con perdida del componente T15, que explica la reduction de la respuesta anti-PC total (2). Los ratones tratados con anti-idiotipo durante el periodo neonatal experimentaron una supresion a largo plazo de sus celulas B T15-, pero compensaron esta supresion con la produccion de celulas especificas T15- (3).

Regulacion de las respuestas inmunitarias

MODULACION NEUROENDOCRINA DE LAS RESPUESTAS INMUNITARIAS Sc sabc dcsoic hacc tierrtpor Clue las situacitnes generacioras dc cstrcs pucden conducir a la strpresilm do las funciones inmunitarias, por cjemplo reduciendo la capacidad para recuperarsc cic una intccci6n . Sc trata de una prucba indisctrtiNC do la interconcxioin cxistente cntrc los sistcmas ncrvioso, cndocrino c inmunitario . A grandc% rasgos, los dos mccanismos principalcs mediantc Ios Wales Ios acontecimientos gtre 0Qrrren en cl SNC . pucden modular Us respuestas inmunitarias son (,hq . l .il :rl : " I,a mayoria dc Ios tejidos lintirides cstan incrs°ados directamente por cl sistema simpatico, ctnas prolongacioncs alcanzan Canto a Ios s-asos sanguincos clue los atrasicsan comer a los propios litttocitos . " El sistcntt ncnioso controla dirccta or indircctamcntc la procluccion dc \arias hormonas, sobrc todo dc corticostcroidcs, ltormona del crccimicnto, tiroxina \ adrenalina .

Interacciones neuroendocrinas con el sistema inmunitario

I,os linfocitos cxpresan receptorcs dc nurcltas horntonas, ncurotransmisorcs \ ncuropcptidos, entre Itrs clue se enarentran los do cstcroidcs, catccolaminas iadrcnalina \ noradrcnalina), encc falinas, cndorfinas, sustancia P V peptic! o intestinal \asoacti\o f VIP, dcl inglcs rasnactire ittteatirttrl peptiticl . La cxprcsion dc los mismos y la capacidad do respucsta es distinta ell las diferentes subporblaciones dc lintircitos N, monocitos, dc Cal forma clue el efecto dc Ios discrsos transinisorcs dcpcndc tic ],is circunstancias concrctas en clue actuan . Sin embargo, ttno CIc Ios mccanismos dc control mas importantc cs cl mcciiado por Ios corticostcroiCics, las enclorfinas _\ las encetalinas, compucstos clue son libcracios ante cl cstrcs t quo posccn propicdadcs innuuursuprcsoras In riro . PI clecto concrcto dc las cndorfinas itt vitro s aria nrtrclur scgtin Cl sistcma c\pcrimcntal y ]as dosis utilizalas ; a algimas conccntraciones actuan como inrnunorsuprcsorcs, micntras quo a otras cs6rnulan Las funcioncs inmunitarias . Sin embargo, Sc sabc quo Ios corticostcroicics actuan como un sistcma dc control pox retroali mcntacioin dc Las respuestas inmunitarias . Sc Ila obscr ado clue Ions propiors linfbcitos pucden responder aI factor liberador dc la corticotropina secrctando M : - FH, clue .a su scz induce la libcracion dc corrticostcroidcs . Sc Ila dcmostrador clue Ios corticostcroidcs inhibcn la proxluccioin ofc citocinas por las TI 11, micntras quo rcspctan la respucsta TH3 . 'fambicn sc ha obscrvado Clue aumentan la production dc 'IGFIi, Clue inhibc la respucsta inm initaria . Se crcc clue loss ba jos nis'cles dc corticorsteroides presuntas cn las ratas dc I,ess'is corn tribuwn a la suscclxibilidad do csta ccpa a un anrplio numcro do cntcrmcoiades autorinIVtuncs inducidas t, tras la induction tic LAE cn Lis mismos, la recuperation espontanca se acompafia (1c un incrcnrcntor ell Cl niscl do CorrtjCoStCroidCN ~ la suprarrcnalcctoniia impidc dicha rccupcracioiu . La intportancia LIc Ios corticostcroiolcs cn la susccptibilidad global a las cntermcdacics sc dcnurcstra tanibicn ell ratas PVC ;, quo strCICn scr rcsistcnccs a la EAE, pcro sc ~uclsen susccptiblcs tras la CxcreSIS Cc la suprarrcnal . I .a rclacio'rn entrc los sistcmas ncurocndocrino c inmunitario no es unidirectional . Se ha deniostrado Clue las citocinas, sobrc todo IL-I c ll,-6, actuan como moduladorcs bidircccionalcs cn la conuuucaci6n cntrc Ios dos sistcmas . F.stas citocinas actuan sobrc la hormona libcradora dc corticotropina i CliF'I, cstimulando asi la production do corticocstcroidcs suprarrcnalcs . I1 .-I cs sintctizada por Ios macroifagos c IL-6 por Ios linfocitos T, pero adcmas ambas son producidas por ]as neuronas \ las cclulas glialcs y por cclulas hipofisarias y suprarrcnales, to clue confirina su iniptrrttncia comer ntctiiadorrcs bidircccionalcs en Lis respuestas free tc al estres .

CONTROL GENETICO DE LAS RESPUESTAS INMUNITARIAS

Fig . 13 .15 . En el diagrama representado en la figura pueden verse algunas de las conexiones clue resultan posibles entre los sistemas endocrino, nervioso e inmunitario . Las flechas azules representan conexiones nerviosas ; las flechas rojas representan interacciones hormonales, mientras clue las flechas blancas corresponden a presuntas conexiones cuyas moleculas efectoras no son conocidas .

Se sabc desdc hacc ticmpo clue la capacidad para gencrar una respucsta innurnitaria trcntc a cualquicr antigcno concrcto cs difercntc cn ctda indis iduo . Los patroncs tamiliarcs do susccptibilidad a Cmwncbactcritim dipbtherim , sugiricron quo la rcsistcncia o la susccptibilidad a dicho nucroorganisnio podian scr rasgos dc naturalcza licrccitaria . Esta propuesta se confirino cu,uido sc conrprobo quo ditcrcntcs ccpas dc cobayas prescntaban ditcrcntes patrones dc rcsistcncia a la ditteria, e Clue esta caracteristica era de naturaleza hcreditaria . Sclcccionando ccpas do cobaya con alta y con haja capacidad dc respucsta, Fjord-Scheibcl demostro en 1943 yuc la produccio'n dc antitoxina frcnte a la dificria se cncucntra bajo cl control do un uniar gcn, clue sc transmitc como rasgo mcndcliano dominantc . Este cstudio tire cl primcro cn quo se demostrci Cl caracter doniinante dc la alta capacidad dc respucsta . El 90%i, dc los dcscendicntcs de printera gcncracion dc dos animalcs con alta capacidad dc rcspuesta resultaron ser pro ductores dc toxina, mien tras Clue en cl caso dc animalcs coil baja capacidad dc rcspuesta fiieron niccsarias cinco gencracioncs dc

Control genetico de las respuestas inmunitarias

cruces endopnlic(1s para clue el 90(% dc to,, indisiduos prcsentasen haja capacidad (1c respucsta. Los haplotipos CPH influyen en la capacidad de respuesta frente a un antigeno ( on cl desarrollo dc las cepas cnd(~ganli, .u (ic r,it(rncs sc hizo posihlc analizar coil mat or rigor las influcncias gencticas, s, se Ilego a la CUrtelUsi6n dc clue los taitores gencticos influs en de iicrta forma en la capacidad do respucsta innntnitaria . Por cjcinplo, las cepas (Ie ratorICS con dlfCrerltCS 1laplotipos ('PI I prewntan distinta capacidad para dC%Crlcadcrlar- una respucsta dc anticuerpos trentc a dctcrminados antigcnos I jiq . 13.1 h} . Este tenomcno depende dc las n1olcculas CPH do class 11, y cs cspccifico para each antigeno i una cepa coil alta capacidad dc respucsta trcntc a cicrtos anti gcnos pucdc presentar haja capacidad dc respucsta frentc a otrosj . Mas tarcic, sc dcmostru clue Ios genes del (-PI I fs . caps . , s. 91 inftuscn dccisisamcntc ell las rcspucstas trcnte a los agentes inlecciosos.

pcrtorio dc cclulas T, nlcdiantc cl dcsarrollo de rcactisos c mctodos inolccularcs para la dctccci()n do los'IVR; sc hart cicsarroIlado stones transgcnicos ; todos estas asances hail prosrocad(~ una avalancha do infilrnlaciun sobrc la titrnla ell quo : los factorcs -cncriios afciran a las respuestas inmunitarras . Sin rmhargo, los taitores gencticos clue nlodifican [as respuestas inn1tinitarias no sicnlprc cstan rclucionados coil cl CPH . Por cjcirlplo, la innlti nocicficiencia combinada grace se debe a la ausencia del gcn dc la rccornbinasa, v cl deficit de adllcrcncia Icucocitaria a n1trtacioncs en cl gcn dc la integrina P_, clue irrpicic la cxprcsi()n do LFA 1, . (R3\('1-',4

Existen genes ajenos al CPH clue tambien influyen en las respuestas inmunitarias Lu los iiltin1os Aiios SC 11 .111 Producido inlPortantis Js :ulics cn estc canlpo : se hail descitracio las estructuras CIc l .IS n1olccula, (TH de claw I v 11, sc hail dcscuhicrto losaminoaciclos clue coil ficren pohrnorfisnlo al CPH, s- sc Ila cstudiado su influcncia sobrc la uni6n con los pcptidos ; sc ha conscguido nionitorizar cl rc-

Todas las respuestas inmunitarias en las clue es necesario el reconocimiento del antigeno pot parte de las celulas T estan controladas pot genes ligados al CPH ( ~~nu> W 11J indic,ld(~ CH capitulos antcrioris, las rcspucstas in munitarias dcpcnden do la activaci(in de clones dc lint6citos . Vas iclulas l solo rcc(moccn tin antigeno cuando lcs cs prcscntado cn tirrnia dc pcptido as(xjado a n1olcatlas do dace I o II del corn plejo principal dc histocompatibilidad f ( :PH 1 . Por cjcrlnplo, las iclulas I'( (AJS' espccificas de la glui(lprotcina VCML solo lisan las celulas diana infectadas coil cl virus pr(>cedentes de un rat(m de una icpa eon las inismas n1(rlcetrlas (.PH de claw I Ifq . 1.1 .1'1 ; esta capacidad dc reconocimiento se adquicre duranto la onto genia (,hR . 13.181 .

Diferencias en las respuestas de Ab de distintas cepas

Restricci6n genetica de las celulas Tic

ceps H-2°

infeccion del raton -~ ' con el virus .

A.BY

C57L C57BL'6 C3H.SW

aislamiento de las celulas T

determinacion de la ' capacidad litica de j, celulas diana infectadas

~`

129/J

BALBic

H-2°

C57BL+'Ks _, B10.D2 DBA'2

virus

cepa del raton

region H-2

porcentaje de celulas diana de cada haplotipo lisadas

NZB

H- 2.

CBA C3H/HeJ C57BR;'cd C58/J B10.BR

0

10

20

30

40

i 50

60

70

80

antigeno unioo (%) Fig. 13 .16. Se administro a 15 cepas de ratones una dosis estandar del Ab sintetico (TG)-A-L . Las respuestas de Ab se expresan como la capacidad de union al Ag del suero. Los animales del haplotipo H-2'1 presentan alta capacidad de respuesta, los del H-2° una capacidad intermedia y los del H-21 baja capacidad de respuesta . Sin embargo, existe un cierto solapamiento entre las capacidades de respuesta de los diferentes haplotipos, to clue indica clue los genes asociados a H-2 no son los 6nicos clue controlan las respuestas de Ab.

Fig. 13 .17. Se comprobo la capacidad de las celulas Tc ~j-ratones adultos (cepas A.TL, CBA y A/J) de los haplotipos H2', H-2^ y H-2'' para destruir celulas diana infectadas con virus. La cepa A.TL es H-2KI, H21` y H-2D ', y sus celulas solamente destruyen celulas diana infectadas con el virus de la coriomeningitis linfocitaria (VCML) cuando ambos tipos de celula comparten los haplotipos H-2K o H-2D". Esto demuestra clue las celulas T citotoxicas antiviricas estan sometidas a restriccion de clase I (observese clue la citotoxicidad frente al VCML depende sobre todo del locus H-2D) . En contraste, en los ratones A.TL infectadas pot el virus Sendai la citotoxicidad depende principalmente del locus H-2K . La infeccion de los ratones CBA con el VCML confirma la importancia de la restriccion genetica en estas respuestas . La infeccion de los ratones A/J con el VCML confirma el hallazgo de clue la citotoxicidad frente al VCML es maxima frente a celulas diana con el mismo H-2D . Los diferentes virus se pueden asociar preferentemente a diferentes moleculas CPH H-2 K o H-2D para formar dianas para las celulas citotoxicas.

Regulaci6n de las respuestas inmunitarias

Especificidad de las celulas Tc irradiaci6n, implantac . I' provocaci6n con virus ` de celulas del donante i l ' de la vacuna

anblisis de las celulas Tc

experimento

procedencia de las celulas del donante IA 6)

receptor

1

rri,difa -1 -c- ;,

A

+

citotoxicidad frente a: vacuna A

vacuna B

medula 6sea

B

-

+

3

bazo

A

+

+

4

bazo

B

+

+

Fig. 13 .18. Se irradiaron ratones receptores (tipos A y B) y entonces se reconstituyeron con linfocitos (celulas de la medula 6sea o del bazo) de ratones donantes A x B. Asi se obtuvieron animales quimericos, en los que los linfocitos eran del tipo del donante (A , B) y el resto de los tejidos del tipo del receptor . Las quimeras fueron expuestas al virus de la vacuna ; se extrajeron celulas T del bazo y se determin6 su citotoxicidad frente a celulas de tipo A y de tipo B infectadas con el virus de la vacuna (denominadas vacuna A y vacuna B en la figural . Los ratones reconstituidos con celulas de medula 6sea lA - B) solo pueden destruir celulas diana infectadas del mismo tipo que las del receptor (1 y 2) . Los linfocitos maduros procedentes del bazo de ratones (A - BI pueden destruir canto dianas de tipo A como de tipo B, independientemente del receptor (3 y 4) . Esto es debido a que las celulas madre inmaduras procedentes de la medula 6sea son (educaclas)l en el timo del receptor, por to que solo pueden reconocer Ag asociados a moleculas CPH del mismo haplotipo que el receptor. Sin embargo, las celulas maduras procedentes del bazo del donante hall sido sometidas al proceso de educaci6n timica . En la mayoria de los casos, para que se produzca la educaci6n timica de las celulas del donante es necesario que el donante y el receptor compartan un haplotipo de la region de clase II .

El ITIVI -tcll -10 CIC Cclulas T pcritericas dclocndc Canto tie] rango dc autoanti,(cncls conlo dc NIL capacidad para unirsc a los di\crsos antigenos CPH . La capacidad de loos peptidos para unirsc al CPH dcpcndc do las sccucncias dc aminoacicios tic los puntos de union dc ]as moleculas (TH . Sahcntos yuc la mayoria dc anti noacicios polinthrficos tic las nlolccuIas CPH NC enCLIcntrall siell tuaclos cl surco sic ullicill COIL CI lvptido . Por canto, cl grail polilnoortisnuo dc secuencia yuc prescntan las moleculas ( :1'H cjcrcc una podcrosa intlucneia sobre la union a Ices pcptidos y, ell cell SCCUenCia, sobre la acti\ -acion dc las celulas T. Ln la actualidad sc sabc yuc las Cilulas 'I- soon soonictidas durantc ski dcsarrollo ell cl time) a coos proccsos dc sclcccioOn : " Sclecciom positi\a, hasada ell las inreraccioncs cntrc los - IY'R \' cl ( PI I Lie] cpitcho Cortical del tinlo . " SCICCC16I1 negari\a, Collltol ConSCCLICnCia dc las intcracciones dc alta afinidad cntrc Ices T(A \ los ccnnplcjos ('PH pcptidoo pre scntacios ell la mcclula del 61110 pcOr CCIuIAS proCCCicntes dC la ntc(Iula ()sea.

Las celulas T son seleccionadas positivamente en el timo para que sean capaces de reconocer los antigenos presentados sobre moleculas CPH propias

h)s I,rinlCr()S Cstudion Ilc\adors a Caboo en Cstc CMIIIx) suponi,111 la cjccu:ioin tic protocolos Contl,lcjos, collsistentcs ell titncctmttia, irrathacion, rCCCOnStituci6n dc la nledtlla 6sea \ trasplantc dc onto cap. 12). 4lediantc estas tecnicas sc cicill OStr0 clue lds Cclulas Te soon altanicntc cspccificas, siendo capaccs tic destruir sola-

nlcntc ayucllas Cclulas diana portatioraS do Ios ntisnlos :ultigcnos ell ( :PI I clue C\istClI ell cl tinlo Clue Ila nraduradoO la cdllla f. Este hall :lzgo, juntoo con wroos datoos, sugirioo clue las Cclulas T cll proccso do niadur-,tcioin soon cdUCadaS para reconocer cl antigcno ell soOhnicntc cl ccmtc\to ( .PH Ilcsuttc orlginalincntc ell cl tulio . Los cxpcrinicntos Ilc\ados L cLbo coil ratooncs transgcnlcos hall hCrnutldo conoccr cstc proccsoO coon mss dctallc, \a yuc Ila sltio ' lcl 1sIl ' oflte`llc`r Lnnntlcs do c~tc tI Il) tot l1It os yU C 11 Ill l\orla

dc laS CelulaS T pcsccn un unicoo F(A c%pccifico do un anti ono dctcl nLln :tdoo . I-,sic ,lntigcnoo t:unhlen pucdc srr e\lorcsado Co lno un transgen . 1)c csta forma sc sintplifica cl anallsls, \-,L yuc las celulas 1' in\cstigadas rcprcscntan a la Ina\(ma, \ PuedCn ser rcco nocidas ntcdi:ultc anticucrpon doonootipiCOOS, o cspccificos sic \(3

N13 CS un donlillio \ariablc dCl C0ntplcjOo I ( R i . DC CSta 111 .1110"i SC pucdc obtClICr un rat6n transgenico cu\as celulas I- cxl)rcscn principalnicntc cl 'IY :R sic un coon dc celulas To (1)S' clue rCCo1toCC a una g1LI000protcma tie] \'CM1, prcscmada poor una 1110leCUla H-21)', dc class I, pudicndoo ser utilizado cste raton para cicnioostrar la cxistcncia tic] proccso sic sclcccion positi\a . El TCR dc cstoOs aninialcs transgenicos sc pucdc dctCCtar nicdiante la Lill Iizacio ll do anticucl-pos cspCCificos frente a \I3S . Las clitcrcntCS nlolccul :u CPI I cjcrcert ditercntCS cteCtorS sobre cl dcsarroollo dc las celulas - I' CI)S' maduras quo : c\prcsan cl TCR transgcnico ihn. 13.19) . I .a sclcccion poositi\a dc [as celulaS I (I)S' yuc utilizan la Cadcnd \(iS del TCR transgenicoo solo sc produce ell los ratcxlcs yuc cxpresan la nioolecula H-2", Esto tiCnnlcstra yuc cstc receptor No)]() cs sclcccioonadoo positi\anacntc en rlte,ncs yuc expresan cl haplwipoo (TH aCiCCUaC1cO . I .a scIcCcion positi\a sc produce en las celulas cpitclialcs tic la rcgi6n cor tiCal del tinu) . Sc CrCC yuc loos pcptitios yuc median la SClcccirnt l,ositi\a son pepticios proopios, yuc a cnCLlCntran en CI 611100 en ConCliCitlnCS n:Lttu- alcs .

Las celulas T que reconocen autoantigenos son seleccionadas negativamente en el timo

I .,1 C\istencia dc hnoccsoo, dc Sclccciom ncg,tti\a llictiiantc clinunacicin clonal sc Ila c1clnoOstrado en expcrinlcntos ell loos quo: sc 11 :u1 utilizado anticucrpoOs nionoclonalcs csi ccificos frente a las cadcnas \'I3 dc Ios'1 CR murinos . Mcdiantc csta tccnica c% posiblc oictcctar \ rccoontar [as celulas li yuc POSCClt 1('R coon una Cadcna \'Ii cictcrntinada, ,lsi conioo dcnlostrar yuc Ion ratontcs yuc cxprcsan I-E soil capaccs dc climinar I .1 poblaci611 dc celulas T \'III7a- del tinlo. La prcwncia dc celulas f \'I3l'a* ('1)4' ('1)S' \ la ausencia dc celulas nt,aiuras \'jil- :1" ( :I)-1 - o \'f31 'a' (:1)S , sugicre Clue la ClintinaCioin SC III -OCIUCC ell la last do niaduracioin dc ],is celulas 1 ell yuc cstas aun soon dooblcntcntc poositi\as i(l)4.Sc ha cicnloostradoo yuc para clue sC prOCIuzca I :1 chntin,l C1)8-i cioon no o basta coon clue sc express I-E, sinoo yuc aLIcntiS CS nCCC saria la expresioll do un lig:utd() end()l;eno .

Los superantigenos pueden provocar la eliminaci6n de grupos completos de receptores de las celulas T

Fil cl tinl(O Jc .ll uil.l s Ccpas dc ratoates sc climinan en hl()yue grupos ioOttlplcrtOs dc Cclulas 1 portacloras do TCR . Poor cjcnlplo, ell los stones yuc c\prcsan cl antigeno sccundario CstimuIantc tie lintiOcitos MIN 1' \ dcterminadas moleculas CPH dc clasc 11, son climin :uias IaS CclulaS I - \' IiO" \- \'11S . I' Jt17. 1.1 .2 )1 El hcchoo dc yuc CI antigeno 1\tls sea rCCon0Cic1Oo p(I- tanlilias CoInplct .l s tic celulas l' cs cl nloti\o tic la intcnsa rcapucsta prolifcrati\l Clue SC ohScr\d Cuando sc Culti\an CoItjuntantentC Cclulas Ccnt c1itcrcntes \11s . Adeni:is, cste tenomtcno dcmucstra yuc dcternti nadoOs antigenos afectan a todas las CCIuI:LS T yuc cxprcsan ruia dcterminada caticna VIi ;Jio7 . 13.21) . Estos antigenos capaccs dc intlucir rcspucstas dc scnicjantc intcnsiciati SC c1cnonlirtan SLIPCrantigcn()s, \ puedcn Scr dc ori;rnoO, loos superanngrnon no sr aCOlOl :ul ell "en Cnt1cogcnoo 0o c\() cl Surco dc union ,11 pcptido do las nto1000laS CPH, sinoo que sc

Control genetico de las respuestas inmunitarias

Selection positiva en el time alto CD8

perfil normal

destrucci~:~ri

CDh CD3

CD4 CD8 CD3 1-14%

bajo

u~~

control

CD,:* CDCD3 CDT 82--CD4' 1 CDJ 6 111

alto

bajo

balo

alto

bajo

alto CD4

Fig. 13 .19. Se obtuvieron timocitos a partir de ratones transgenicos portadores de tin TCR de una celula T CD8' clue reconoce al VCML asociado a molecules H2 1 ' . Se analizaron los timocitos mediante tin citometro de fluorescencia para determiner la expresion de CD4 y CD8. A to largo del proceso de desarrollo normal, las celulas CD4 CD8 se transforman en CD4`CD8', y finalmente mueren o den lugar a celulas CD4-CD8- o CD4-CD8' . En tin raton control Ino transgenico) la poblacion mayoritaria es CD4-CD8', apareciendo tambien en menor canticiad celulas CD4-CD8- y CD4- CD8' . En los ratones transgenicos clue expresan el alelo H-2", las celulas T son seleccionadas positivamente en el timo, dando lugar a una poblacion CD4 CD8' mucho mayor . Esta selection no se produce cuando no esta presente el alelo H-2b correspond iente.

Elimination de las celulas B per parte de los superantigenos region V 1'a

antigeno reconocido I E, fth'ic, _,- , E

poblac . de celulas T clue expresa la region V ~,i;',

tras induccidn de tolerancia por elimination clonal

Linen dircctamcnte a la ntolccula tic class 11 v a la cadcna li del TCR iv . cal, . I I I . Un Cjcmplo tic tin aupcrnntigcno cxogcno cs la cntcrotoxina cstafilococica B i SEB, tic] inples stapl~vlococcal cnteroto.xfu R) . I.aS Cclulas T nturinas title rcsponden a cste antige no poneen Las cadenas x'(33 o \'[38. I.os antigcnos Mls constitu)rCn una class do superantigenos endogcncls f t . cap. 1 1 l . Sin cmhargo, cn la aCtualidad sc sahc yttc Ios antigenors MIN do Cu :ilquicr ccpa tic ratem ticncn dctcrlninatlos por la prcscncia tic] )irus en dcSgcno del tumor dC manta nttlrino f Vl ~IM \t ), c(nlificado ell la large rc~,i6n tic rcpcticionex tic[ extrcnto 3' del gcnonia tic dicha ccpa . Ha) Itt11CIIOS \ I \IM difcrcntcs, \ each ccpa do ratcin s(ilo Conticne algunos en su ~'cncnT1a . EStos supcrantigutos cndoigenos Son cxprcsndc» en cl tint() ~- l)ro)ocan la climinacioin (Sclcccioll ncgatixa h do las Cclulas T gLIC expresan T( *R con Vli3, \'13() o x'138 .1 . I .os ratones transgenicos, clue SC 11,111 tlescrito ell la secei(in anterior ~cttros transgCt)CS cosdifican la,, cadenas a ) . (3 tic till TCR CspccifC(s tic la glLlCOproteina V(M1, amscjada a H21)'1 talnhien hall scrtido para comprol)ar c6mo hucdC afectar la Se Icccio'ttt timica a la capacidad dC tin animal para dcsarrollar una rcsl)ucsta innnlnitaria cn fases nias ataniadas tic Lit )ida . ( ;uando se intccta a Icts ratones con el x'( :!111, durante cl periodo neonatal, dcsarrollan tolcrancia trCntC al rjrus Se Cont)icrtcn en posr tadorcs tic] misnio). Al csantinar las pohlaciomcs tic Cclulas T cn tic fast LICSarrctllo tic cstos ratones, sc ot)scr\a 1.111 .1 inil)ortantc reduCej6n tie] n6nicro tic celulas l (;1)4'('1)8', I(1. tiuc SLIgicrc clue la chntinaci()n CI(mal tic las celulas I' se ha producido t1urante las lasts inicialcs tic l .1 ontor-cnia (;fitf. l.i .??) . I'(n- tant(t, cl rcpcrton- io de Cclulas h pcritericds clue rxl)rcs,t tut indiciduo puC tic set amoldado Cantor nicciiantC wlcccion positiva conic negati \- a 1.1.?,31, coil las consiguicntes CottsccLICncias solve las rcsI)LICSt.t5 Illniunitarlas . Existen genes ligados al CPH clue controlan las respuestas frente a las infecciones SC IM dCntostradot (]tic dctCrntin,tdo, gcncs lit;ad(ss .1I (TH dcsentpcit :111 tin I)al)CI ell las respuestas inniunitarias Ircntc .t los agcntcs inlccciosos, asi conio ti- cntc a lo, autoantigcnos. En al gttn0S Cases CI gCn implicado pcrtcnccc al CPH, prro Se tree (]tic ell otras ocasioncs sc trata tic genes clue ajntl)ICntcntc SC Cnctrcntran ligados aI (TH .

Reconocimiento de Mls-1a por parte de las celulas T

VI18 .1

i17i, :

VP6

Mls-1d

12,4°/0

0,3%

Vl18 .1

Mls-la

7,5%

0,3°0

VI33

Mls-2

4,1%

0,1%

VIi3

SEB

5,7%

1,2%

V118

SEB

18,9%

0,0%

V1111

I-E, peptide

5,0%

0,5%

Fig. 13 .20. Los superantigenos pueden provocar la elimination clonal de las celulas T clue expresan determinadas cadenas V11. El numero absoluto de celulas T clue utilizan una determinada cadena Vii es diferente en las distintas cepas de ratones . Se muestran ejemplos de los porcentaies de celulas eliminadas clue se hen observado en determinadas cepas; aunque las cifras absolutas pueden variar entre dos cepas diferentes, el fenomeno se produce en Codas ellas. (SEB = enterotoxina estafilococica B.)

VIi8 .2 0

20

i 40

60

80

100

del conjunto total de hibridos clue reaccionan con H2s(Mls-1 a

Fig. 13 .21 . Gran cantidad de celulas clue expresan V118 .1 reconocen Mls-1° . Se generaron hibridomas de celulas T mediante la fusion de blastos de ce1LIlas T (clue expresaban VI18 .1 o Vl18 .2) procedentes de ganglios linfaticos de ratones B10.Br (Mls-1 1 ) con una variante de timoma de celulas T BW5147 (clue no expresaba Vrr ni V19 . Se separaron estos hibridos mediante la utilization de Ab frente a Vj18 .1 y (con fines comparatives) frente a V118 .2 . A continuation, se comprobo su reactividad frente a Mls-1" asociado a molecules H-2` . La gran mayoria de los hibridomas clue presentaban reactividad frente a este Ag expresaban V1i8 .1, y solo unos pocos expresaban Vl18 .2 . Este hecho indica clue el reconocimiento de Mist , se realiza preferentemente a Craves de V1i&1 .

Regulation de las respuestas inmunitarias

Tolerancia frente al VCML en ratones transgenicos animal infeccibn respuesta mimero de timocitos transgenico neonatal primaria anti-VCML (VIi8A) per VCML anti-VCML CD4'CD8 CD8' MIA;-1'

-

+++

normal

normal

Ml s-1'

-

+

normal

bajo

Mls-1r

+

-

bajo

bajo

Fig. 13 .22. La induction de tolerancia en ratones transgenicos es diferente segtin el Ag utilizado . Se determine la capacidad para iniciar una respuesta proliferativa y citotoxica frente a celulas infectadas per el VCML cle ratones transgenicos que expresan TCR especificos del VCML en un contexto H-2D° . Como este TCR tambien expresa VIt8 .1, es posible comprobar la influencia cle la presencia de Mls-1° sobre la capacidad para iniciar este tipo de respuesta primaria frente al VCML . Los ratones tambien pueden ser infectados en el memento del nacimiento con VCML y se puede valorar el efecto de la exposition neonatal al antigeno que reconocen los TCR transgenicos. En los ratones que expresan Mls-1° se observa una reduction partial de la proliferation y de la citotoxicidad, asi come una desaparicion total de la respuesta cuando son expuestos al Ag especifico durante el periodo neonatal . El analisis de las poblaciones de celulas T de estos animales inclica que los ratones tolerantes al VCML poseen cantidades francamente reducidas de timocitos CD4'CD8' y de celulas T CD8' maduras. Cuando son expuestos al superantigeno endogeno (Mls-1a), solo se produce la elimination cle las celulas T CD8' maduras. Esto sugiere que diferentes Ag pueden inducir tolerancia de las celulas T en distintas fases de su proceso de desarrollo .

La susceptibilidad de los ratones frente a la infection per Trichinella spiralis se ve afectada por el locus I-E

Los prinicros dates indicatn()s dc .IuC CiCrtos tgCncs intcgr.tntes ell del ( :PH i Is-] s Ts-?) I)OCiian cuar implicudo> las rcspucstas ell trcntc a Ios parasite)', sc obtus icron Cstudios su)hre la susccptibilidad frcntc a 'b-it -hint-11a spiralis . J*S CUri0s() que Cstc 11CC11o ell tucsc cictectado un organisnlo dc gran complcjidad antigcnica, que incluso puede exprcsar ditcrentes antigcnos en las distin sit tas fasts de ciclo vital, sicndo prcsemado coda lint) de ellos por diferentes (TA . j Ctrando sc inlcctan ditcrentes cepas reconlhinantcs dc ratc)n con T spir'nhs, sc observa quc la rcsistcnCia () 1 .1 SUSCCIltibilidad se 1c atcctacia por cl locus I-E . Parece quc lax celulas (]Lie expresan I-F. Soil susceptible', (fiq. 13 .24) . Se ha deell tcctado otro , ligado al (-PH quc tan1bien influl'c en lax respucstas trcntc a 7: spi)-alis. Este iiltinu) gcn no csta codificado por el (TI I, sine clue sc trata do un gen en desrquilibrio dc li gamicnt() quc sc dcnomina y:c-2 y SC Cncucntra situado ell lax pro\inlidadcs dc lox genes TGIF .

El locus I-E tambien influye en la sensibilidad frente a Leishmania donovani

1c ha dente)strad() que la subregion I-l-. tunhicn inihnc en 1 .1 stis crptibilidad trcntc a Lrisbmania donnrani . En cxpcrinientos en quc sc utilizaron ratones congcnicos H 2 se obser\() quc lox ratones quc cxprcsaban 11, n() Bran capaces de conlhatir la lcishell cstc Ic n1aniasjs sisccral . La in1pljcacicin Lie[ PrexluCto de I-E 110111010 SC denu)str() n1CCfantC la utilization dc anticucrpos ell anti- IF, cusa prcscncia sc obsersd una cstjn1ulacion dc la clinlinacion dc lox par.isitos, al contrario que en el case dc los anticucrpos anti I A, que no produicron cfecto alguno . Acicnl :is, la insertion dc un transgcn I-E en ratones clue carecen del mismo reduce la capacidad dc la cepa original para elintinar lox pa(let rasites hji;ado \' Lie] bazo .

Selection positiva y negativa en el time timocitos CD4*CD8*

estroma timico

poblacion de celulas seleccionada

alta afinidad por moleculas CPH de clase I propias

baja afinidad per moleculas CPH de clase I propias

afinidad nula per moleculas CPH propias baja afinidad per moleculas CPH de caase II propias alta afinidad per moleculas CPH de clase II propias Fig. 13 .23. Los timocitos CD4 - CD8' interaccionan con el estroma del time, que expresa moleculas CPH de clase I o de caase II asociadas a peptides propios. Los clones con alta afinidad por las moleculas CPH cle caase I o II propias y los que no son capaces de reconocer las moleculas CPH propias son eliminados. Los clones con baja afinidad per las moleculas CPH propias de caase I son seleccionaclos y pierden el marcador CD4, convirtiendose en celulas T CD8' . Los clones que interaccionan debilmente con moleculas CPH de caase II propias maduran y clan lugar a la poblacion CD4' .

Determinados haplotipos HLA confieren protection frente a Plasmodium falciparum

El cstudior de I()s 11al,lc)tipos HLA 11un1:ux)s auxiad~u .1 1,1 3nco1i :1 let grave paludisn1o ha deniostrade) quc el 11ap1))tipo HL:\ ( DRB I' 1 302-I)LBI 0501), fretucntc Cntrc lox llabitantes de Africa occidental, pcro rare) en otros grupos ctnicos, ejerce un etecio protector trcntc a lax consecucncias lctales de la infection pen' I)Grsm))rlirrrrr faJeiparurrr . Sc ha conlprobado que DRBI * 1302 se line a diferentcs pcptidos clue DRI)1 * 13(1 I , dehido a lina ditcrcncia dC un iinico anlino .icido en la cadena 13 . Es nttn probable quc cstc 11cc11o influla en lax rcspuCStas ti- Cnte a1 agcn tc causantc del paludisnlo .

Existen genes ligados al CPH quc tienen gran importancia en la susceptibilidad frente a lax enfermedades autoinmunitarias Asociaciones con genes CPH

I . .1 di .tbCtcs n1Cllitus insuliiu)dCpcnd1Cnte i D~IMID ;, it[) a cntcrn1cdad lUtOinnitinittria en la que lax celulas beta del pancreas son dcstruidas por celulas del sistenla innuulitario, Csti asociada con lox 1laplotipos I II .A-DR3 r HL .A-DR4 . Dc liccht), h)s hete-

Control genetico de las respuestas inmtlnitarias

Susceptibilidad frente a Trichinella spiralis ceps del ratdn

haplotipo H-2

expresion de I-E

810.1313 B10P 1310 .13111 1310 BMS B10.M B10.Q

k p r b s f q

+ + + -

indice de fenotipo de resistencia resistencia 0 22 33 63 100 104 105

sus sus sus res/int res res res

title sc hart detectado) cntrc cntcrn1Ctladcs \ CI ( .PH scan dcbidas a genes tic estc rip(), rclacio)nados coil la protcolisis s. cl transportC tic j)CI)tidos antigcniCOS hasta las ntolcculas CPH, para yuC ptredan scr prcscnt:ttlo» .t la, cclulas dCl sistcnta irottunita-io) .

Muchos genes ajenos al CPH tambien modulan las respuestas inmunitarias

l .ts respuestas inntunitarias tantbicn Cstan t(mtn)la(1 .ts ho>r .~lgu no)s ~Cnes :tjen(n,I la region ('P11 . Sin embargo, rsu)s grncs sueIcn prcscntar ntcnos polintorfisnto clue loo genes (;PH, por to clue Contributcn ell incnor mcdida title cllos a I :ts sariaciones dc

Fig. 13.24. Asociaci6n entre el haplotipo H-2, la expresion de las moleculas I-E en la superficie celular y la Susceptibilidad a la infection por Trichinella spiralis. El indice de resistencia es el numero de parasitos tras una inoculation estandarizada, tomando como referencia las cepas 1310 .1313 (susceptible = 0% de resistencia) y B10.S (resistente = 100% de resistencia) . 1310 muestra una resistencia intermedia .

TNF~ y nefritis Idpica supervivencia 100 I'b)

rocigotos HL.A-1)13,;/4 son I()s intiiritiuos tiuC l,rCscnt:tut kill ries'ginak-s sc tletrct .u. (tn ell go nt :isinto. Atrnyut Ias asotiat'r oracs o n~ DR, dcbido al dcscquilittrio tic ligainicnto dichas asociacioncs sc encucntran situadas rcalntente en DQ . El analisis gcnctico a njt- cl molecular ha pcrmitido estttdiar coil mas cictallc cstc tell()ntcno, y parecc title ell Ios indit idu0s tie raza blanca la principal asociacion sc Cstablccc coil 1)QBI 0 ;02 . En di\'Crs()s ,rup(n ctnicos la artritis rCUntdtoide sc asocia principalrncntc a HLA-1)134 o DRI, per() la asociaci6n corn I IIA DQ es debit . hodasia no cola clara la torntd en title estas asociacio)nes co>nficren suwcpti bilidad, pcro cs posiblc yuc cxistan ditcrcncias tic repcrt()rio dcbidas a loo proccsos do sCICCCi(in I)()sitio()S ~' ncgatisos do tliccrsosgcncs do claw II, () clue I()s Cpito)p()s tic Las bactcrias o Virus inductorcs tic la cntermcdad sc unan prctcrentcntcntc a deter ntinada, rtto1000las (TH . El analisis do Lis scCucncias do amino acidos do loo surco)ti tic union al pcl)titlo tic HIA-DR4 t . DR I

80

i

i

tatones con 100 proteinuria 80 111.1 60 40 20 2 0

Fig. 13 .25. 1) Veinte hembras de raton (NZB - NZW)F, fueron tratadas con TNFa murino recombinante . En la figura se compara ski supervivencia con la de controles F, ajustados con respecto a la edad y el sexo . 2) Frecuencia acumulada de proteinuria significativa (==300 mg/dl) en ratones (NZB , NZW)F, tratadas con TNFu y en los controles.

I

apop esta 6ltima hip()tcsis, \, . yu(: SC Ira dCntostrakIO la I)rcscncia do aininoacido)s tom dilircntcs cargas en Ios subtipos HI .A-DR susceptibles t. rcsistcntes . Asociaciones con la region CPH ()in, (jcmpk) tic drsC(Jtlilibrio) tic ligantiCnto Vicnc daclo por la ,t~o)ti .tci()n do Li aut(rinmuniclad dc k)s rato)ncs f NZI; x NZ\1' )F, ion cl Itaplotip() H-2' dcl progenitor NZXV. Sc Ira dento)strado) iontundCntcmcntc clue csta asociaci(in no cs dchida a ningun gn CPI 1, sin() al gcn 1'\Fu, yuC SC CnCUCntra cstrcclt :uncntc ligado a loo genes ( :PI I . I :I :tick) NZW T\Fu da lu ;ar a la pro)duccion tic I)cyuCri :u cattid :n10 CIC I - Vlru . ('wand() la cotnccn tracioin do csta citocina cs rnas or, loo ratones clUCCIan protegidos licntc a la netritis I6pica f_/irt. 1., .2,;' . Asociaciones con genes relacionados con el procesamiento Rccicntcincntc sc hall iticntificado otrr)s g,cncs lig,ati()s al (API I qac PuCdCH intlUir en l :IS rcsl)ucstas innuutitarias . Esto s genes Cstan intplicad()s cn 1 .1 protlucci6n I por protcolisis I c en cl transporte tic tragirtentos pcptidicos a partir del antigen(). Scat genes polintorficos, to clue acarrca contsccucncia> luncioma1c, Por cjcntplo, la nnlltipliCidad tic ti)rmas alcliCas del 1()cu, 1inr i yuc co)diti ca la protcina TAP2 } tic Ix, ratas atccta a la incorporation tic loo pcptidos a Ix, ntolcculas ('PI I do claw 1, 1() yuc a ski tcz atccta al reconocimicnto) tic ]as molcculas tic class I Conn() aloruttigcnos. Potr Canto, Cs lxniblC yuc Cl nu)tio-o tic all,

Papel de loo genes ajenos al CPH en la resistencia frente a las infecciones organismo

resistente

susceptible

cepa

~aplo,[pu

cc()a

haplotipo

Mycobacterium lepraemurium

DBA'2J C3Hi'HeJ

d k

BALBiGJ C3H+'A

d k

Salmonella typhimurium

DBA2J

d

B10.D2, BALB,?c

d d

M. tube rculosis

CBA, C3H

k

B10. BR

k

Listeria monocytogenes

B10 .A B10 .D2 B10.BR

a d k

AJ DBA2, BALB/c CBA, C3H

a d k

Rickettsia tsutsugamushi

AKR SWR BALB ;'c

k q d

C3H, CBA DBA, 1 DBA`2

k q d

Fig. 13 .26. Las diferentes cepas de ratones presentan distinta resistencia a los organismos enumerados . Diferentes cepas con el mismo haplotipo CPH pueden ser susceptibles o resistentes ; asi, el haplotipo CPH no es el unico factor clue determina la resistencia a las infecciones.

Regulacion de las respuestas inmunitarias

1 .1 stts:cptibilidad tic una pohlacion trente a las enterntcttades . I'rx a toxior, sit intlucn:i :t en alt unas enterntedacics :ttil(rlnrttUrtl t.trias, alcrgicas y cn cicrtos proccsos intccciosos cs intiiscutil)IC ,1i17. 13 .?(ti . Porr cicniplo : " Los individuos coil tlctcctos del contp()ncntc ( ; ; tic] :ortttplcntont(t ntticstran unit ntaaor susccptihilidad a las infecciones l)a:tCllanas \U11 .1 prcdispcrsicioSn a padcccr cnterntcdacics ntcdiat]as purr innurnocotntplejors . " tic Ita ticniostradtt title la alta producciorn dc IgF en algunas to ntilias propcnsas .t la alcrgia csta asociada coil la prcscncia do till -'ell dc la atopia- situatio ell Cl crontosoma hu111.uur 1 I q.

Algunos genes no ligados al CPH afectan a la susceptibilidad frente a las infecciones

Maerofagos . F tas cclulas cicsenipcilan lunciorncs csenciaics en rl sistrma innnrnir :u -iu . 1'or cllor, tars genes Clue rcgulan sit actitidad puctien intluir en cl cursor dc rtt« :It15 rCSInicstas III ntunitarias . I'll bUCrt cicniplo dc estc tipo tic control gcnctico del tuncionamirnt(r do los macr :cso tic srlr :cioin ncgatica, pcro no se conttprcndia :onto tin gcn conic, Ipr podia ntccliar este ctcctot . Rcciententente sc ha dcntostrador que los ratoncs con cl gen lprprcscntan till tictccto tiel antigeno CD95 o Fas, que csta coditicado por, till gen del cromoscnna murinor 19 . FI antmcno Fas cs una pro tcina transtitle intcraccionicntbran.t, dc la supcrlantilia tiel receptor FNF, na con CD951 . o Fast . tictcrntinando la nurcrtc celular programada of ,apoptosis- . CD9;1 . pcrtcnccc a la tamilia tlel factor tic crecimicnto neniosor ;'nccrosis tumoral. EI tictccto del antigeno Fas dobido a la nititacilm tic lpr pronoca anornahas en cl proccso dc apoptetsis . Sin embargo, no p:u -c:c yuc cstc tictccto, lfe :tc a la wleccio5n negatisa ni a ]a generacio'rn en cl tinur do till rcpcrtorior normal tic cclulas T rnaduras poxiti\as para till solo marcadori% IA iticntcincntc, Fas cs solantcntc trio, de lox ligandos yuc in

icricncn cn lo% proccsos tic apoptosis. F.n la actualidad so: crcc clue cste defector prowca una expansion pet-itcrica dc las cclulas T doblcntcntc ncgati\as, asi corntot una acclcraciirn del sindrome autoinnninitario . El tietcCttr tic la apoptorsis tanihicn se cxpre: sc acu11ttrl :ur cclulas B autorrcacti\as sa en Ins cclulas B, pcrr for quo ell la pcritcria . ()tros CStUdlots sugicrcn title cl gcn -i1Li, yuc Lid lugar a till ti-notipo autoinmunitario parccitior al dc los ratcntcs /Pr, "Ipr pucdc cjcrccr sits ctcctos mcdiante tin ntccanisinor parecido . Se ha pro pucsto yuc la protcillA :odificada por illd cs till li('ando cictcctito del antigeno Vas . Asi, los ratoncsgld, j71d yuc no cxprcsan cl . ligandor prcsentan tut t1ctecur dc la apoptosis tic Las cclulas B t T .11 &S . El gen pcrilericas, ~- rollan la enterntcciad autoininunitaria ,1ild esta situatio en cl croinosoma 1 del raton . por to yuc constitut- c orret cjentplo do: gen ajcno al (:Pi I que atecta al tirrtcionanticnto tic] sistcnta inmunitario. Fn htrntall05 SC han descricor sindronics parecidos, rclacionados coil dctcctos cn la acti\'idad t tintoon ,ic Vas.

Eosinofilos .

Estas cclulas descmperian till Lapel important: cn Ias respuestas del hucsped finite :t las infecciones parasitarias . Sc Ila denurstracior clue cl grAlo tic cosinolilia (]tic a1).trccc tras ulla intcccioSn dell : cictcrntinado gencticantcntc, ol)scnandorsc notablcs ditcrcncias cntrc distintas cepas enciogamicas dc ratoncs. . Fn Ion corbacas t en las otoj .ts sc han obscnado fer16ntenos parecidos, cxisticndo una huena corrrC1,16011 cntrc la rcsistcncia a . la intcc:i(in por ncniatodos a cl ;grader tie cosinofilia .

Algunos genes ajenos al CPH tambien afectan al desarrollo de las enfermedades autoinmunitarias

Rccicntcntcntr sc hall Iteclto grancics .at :«tees en la localizaciun do logs loci title controrlan la suscc1,tihilitiad licit: :t 1 .1 diabetes 111C Vitas ittsulinodcpcndicntc ~ DM 11) ~, una cnternicdad autoinntunitaria . Eaton CSCtidiOS sc hall Ilc\ado a Cabo utili/ando la ccpa do ratoncs Not), que dcs.trrollan cspontancantente una enterntedad :uttorillntullital'i .1 p:ue:ida :t 1 .1 D,\IID 1111111111a . Sc hall icicntificador al ntcnos l5 loci (Icnicos cn lors ratoncs Not) i Lid-1 a Lii. Solo, Lino dc Ion I(rcus I Idd-l y so: cncticntra ligacior al CPH

Respuesta de los ,atones de Biozzi a las infecciones parasitarias organismo

Biozzi altos

Biozzi bajos

T cruz ;

resistente

susceptible

P. berghei

resistente

susceptible

P. yoelii

resistente

susceptible

susceptible

resistente

susceptible

resistente

L. major S. inansoni

-

Fig. 13 .27. Las respuestas a las infecciones parasitarias de los ratones de Biozzi son variables y no dependen de que sit capacidad de respuesta sea alta o baia .

Control genetico de las respuestas inmunitarias

Las secuencias retroviricas endogenas modifican el repertorio de cell T que expresan los ratones. ~Cuales son las consecuencias biologicas de esta modification?

Los ejemplos de regulation que se han expuesto en este capitulo se han deducido a partir de modelos

artificiales . ZEs posible averiguar si estos mecanismos actuan en un individuo intacto normal?

~Por que ha conservado el sistema inmunitario a to largo de la evolution tantas formas diferentes de regulaci6n de las respuestas inmunitarias?

LECTURAS ADICIONALES Aichele P, Kyburz D, Ohashi PS, et al Peptide-induced T-cell tolerance to prevent autoimmune diabetes in a transgenic mouse model. Proc Natl Acad Sci USA 1994 ;91 444-48 . Blalock JE, Bost KL, led! . Shared Iigands and re :_P:;tors as a molecular mechanism for communication between rnmri-e and neuroendrocrine systems Ann NY Acad Sci 1994 :741 292-98 . Eisenberg RA, Sobel ES, Reap EA . et a+' 1 h" -a e of B cell abnormalities in the systemic autoimmune syndromes of pr and gld mice . Semin

Immunol 1994 ;6:49-54 Gaulton GN, Greene MI Idiotypic mimicry of biological receptors Annu Rev lmmunol 1986 ;4,253-80Goodnow CC, Adelstein S, Basten A. The need for central and peripheral tolerance in the B cell repertoire . Science 1990,2481373-79. Herman A, Kappler JW, Marrack P, et al Superantigens : mechanisms of T cell stimulation and role in immune responses Annu Rev

lmmunol 1991 ;9 745-72 Holt PG- Immunoproph , a . i of atopy: light at the end of the tunnel? lmmunol Today 1994,15 484-89 . Jerne NJ Towards a net,%ork theory of the immune system . Ann lmmunol (Paris) 197-1 125c373-89 . Mason D, MacPhee I, Antor~i - The role of the neurcendocrine system in determining genetic susceptibility to experimental allergic encephalomyelitis in the rat. Immunology 1990 ;701-5 Metzler B, Wraith DC Inhibition of experimental autoimmune encephalomyelitis by inhalation but not oral administration of the encephalitogenic peptide influence of MHC binding affinity . lnt

lmmunol 1993 ;5 :1159-65 . Nagata S, Suda T Fas and Fas ligand, Ipr and gld mutations lmmunol Today 1995 ;16 39-43 Nossal GJV Negative selection of lymphocytes. Cell 1994 :7&229-39 Powell D, Mason D E . ioence that the T cell repertoire of normal rats contains cells with the potential to cause diabetes . Characterization of the CD4+ T cell sabset that inhibits this autoimmune potential. J Exp Med 1993,177 627-36 .

Powne F, Leach MW, Mauze S, et al. Inhibition of Thl responses prevents inflammatory bowel disease in scid mice reconstituted with CD45RBhi CD4+ T cells. lmmL ;rrt,, 1994 ;1 :553-62 Reiner SL, Locksley RM- The reg-i ahor of immunity to Leishrnania major. Annu Rev lmmunol 1995 13 151-77 . Ridge JP, Fuchs EJ, Matzinger P Neor--al -olerance revisited turning on newborn T cells with dendritic cells. Science 1996, 271 1723-26 Rozzo SJ, Eisenberg RA, Cohen PL, et al. Development of the T cell receptor repertoire m Ipr mice . Semis lmmunol 1994 ;6 :°9-26 Sarzotti M, Robbins DS, Hoffman PM . Induction of protective CTL responses in newborn mice by a murine retrovirus . Science 1996 ;

271 1776-28 Schv :art : RI I A cell culture method for T cell clonal anergy. Science 1990 248 1349-56. Stein KE, .Srii-i,--irom T. Neonatal administration of cliotype or antiidiotype pr tees for protec*,ion against Escherichia coh K13 infection in mice . J Exp Med 1984,160 1001-1011 . Vidal SM, Malo DM, Vogan K, et al . Natural resistance to infection with intracellular parasites isolation of a candidate for Rcg Cell

1993 ;73169-85Von Boehmer H . Positive selection of lymphocytes Cell 1994,76 2"r2& Wicker LS, Todd JA, Peterson LB Genetic control of autoin, n~r .re d abetes in the NOD mouse. An;j ~Re . irlrrT~ ;rnol 1995 13 :1 ,19-200 Wilder RL . Neuroendocrine-immune system interact ors and autoimmunity- Aonu Rev lmmunol 1995,13 307-38 . Zinkernagel RM, Pircher HP, Ohasshi ~, of a+ T and B cell tolerance and responses to viral antigens in transgenic mice implications for the pathogenesis of autoimmune versus immunopathological disease. lmmunol Rev 1991,122 :133-71 .

Tolerancia inmunitaria Los mecanismos de tolerancia son necesarios porque el sisterria inmunitario genera de forma aleatoria una graft cantidad de receptores especificos de antigeno, algunos de los cuales son autorreactivos ; la tolerancia impide que se produzcan reacciones frente a los tejidos del propio organismo . La tolerancia timica central frente a los antigenos propios (autoantigenos) se adquiere mediante la elimination de las celulas T en fase de diferenciacion que expresan receptores especificos de antigeno con alta afinidad de union a los autoantigenos intratimicos. Las celulas T autorreactivas de baja afinidad, asi como aquellas que poseen receptores especificos de antigenos que no se encuentran en el timo, maduran y pasan a formar parte del conjunto de celulas T perifericas . La tolerancia postimica frents a los autoantigenos se adquiere mediante tres mecanismos principales : las celulas T autorreactivas circulantes pueden ignorar la presencia de los autoantigenos, por ejemplo cuando los Ag

estan en tejidos y no se encuentran expuestos a la circulation, o bien pueden ser eliminadas o se pueden tornar anergicas, quedando incapacitadas para responder . Tambien se puede mantener tin aparente estado de tolerancia frente a los autoantigenos mediante la desviacion inmune . " La elimination de las celulas B se Ileva a cabo en la medula osea : las celulas B en fase de diferenciacion que expresan inmunoglobulinas receptores de superficie con alta afinidad frente a antigenos de superficie propios, son eliminadas antes de que abandonen el lugar en que se ban desarrollado . " Las celulas B y T autorreactivas pueden evitar ser eliminadas an la periferia disminuyendo su ntimero de receptores antigenicos . La tolerancia artificial puede ser inducida mediante diversos metodos, que se utilizan en la practica clinica para evitar el rechazo de trasplantes y para el tratamiento de las enfermedades autoinmunitarias y alergicas .

INTRODUCCION

Historia

L.t tolerancia innatrn4aria CS tin cstado tic auscncia tic rcspucsta hcntc a tin antigeno detcrtninadu ; cs inducida por la cxposicitm tic toprcia a dicho antigeno . Se ncccsitan mecanismos actiVos lerancia para pre\cnir I :ts respucstas intlarnatorias trente a naiiltiples antigenos inocuets clue alcanzall las n)ucosas intestinal o respiratoria cn cl airs o cl alinactuo . Sin ctatbargo, cl aspccto nt :is itnportantc tic la tolerancia cs la Attotolcrancia, yuc intpidc clue cl organismo dcscncadcnc rcspuestas innaunitarias contra sits propios tejidos . En principio, dicho atacluc scria posiblc, ya clue cl sistenaa inntunitario genera tie tornaa alcatoria una Cnornac cantidad tic receptores especificos tic antigenos iV. cap . 8 h, algunos tic los Wales pucdcn prcscntar rcactiVidad dente a antigenos propios . Por cantos, ]as celulas portadoras de estc tipo tic receptores deben sercliminacias, titncional is fisicanacntc . La autorrcactisidad sc impitic nacdiante pro)ceso)s que octarrcn durantc cl dcsurrollo eclular, t . no csti pro granaada gcncticantcntc . Asi, micntras yuc los aninraICS laonaodgoticos tic dos cc pas histoincompatiblcs A V 11 rccliazan los injcrtos tie picl proccdetacs de la otra ccpa, sus dcscendicntcs hibridos F, I que cxprcsan los antigenos de amhos progcnitorcs) no rcchazan la pie] tic tipo A ni B, cn los laonaocigotos do la generation F, Vucl tic rcclaazo do los injcrtos tic picl tic la Vc a aparcccr la capacidad cepa contraria . Queda clam), por tanto, que la aptitud para distinguir entrc to prtipio y lo) ajeno sc adquiere durantc cl ticsarrollo : desdc tin punts) Lie vista inmtrnolcigico, « to propio>- incluVc todos los epitopos l; dctcrntinantcs antigcnicos I codificados por cl All\ tic each indicitiuo, micntras yuc ctialyuicr otro cpi topo es considcracio ajcno . Sin embargo, no cs la cstructura tic una nto1ccula PIT SC to que tietCrtlalna si sera consider;ada propia o ajcna . F.xistcn otras caracteristicas no estructuralcs tic tin cpitopo que tanabicn soil irnportantcs . Entre cllas SC cnCucntran : " El momctito en yuc los lintocitos son cxpucstos al cpitopo por prinacra Vcz. " El Itigar en cl que se produce la exposition . " La naturalcza tic las celulas yuc presentan los epitopos. " El ninnero de linfocitos yuc resposaaden a los cpitopos .

ticnapo ticspucs Lie] ticsctihrimiCnto tic la Cspccificidad tic anticucrpos, sc comprenditi clue dchia cxistir tin ntccanisnao para csit :u- la pruducciraa de autoanticucrpos . A principit)s tic sight Ehrlich acuiaci cl tcrinino , horror ;ttttotoxicus-, clue implicalia que dcbia cxistir till -plan rcguladc,r , que impidicsc la prodUcCil)n de autoanticucrpos . En 1938, Traub indujo tOICrallcin cspccifica cn rattmcs mcdiantc la inoculation intrautcrimt del Vi tits tic la corionicningitis linf )citaria, ht que (JAM lugar a una intccciiin que pcrsistia durantc toda la Vida . Al co)ntrario clue hrs ratones normalcs, cstos ratoncs inoculadt)s no prtxlucian anti cuerpos ncutralizantcs cuando craft cxpucstos al Virus a to largo tic su \ida adulta . En 1945, ((wen afirnao clue en tin tinico laucspcd podian cocxistir celulas con antigenos propios \ ajcnos, a raiz tic till < , cxpcrimcnto tic la naturalcza- con tcrncros gcnaclos bicigtiticos . Estos aninaalcs intcrcamhian sus celulas lacnaatopoVcticas 1 celulas madre) a traVes tic los Vasos sanguincos conauncs do la placenta, por ht yuc cada till() de Cllos posse los ntarcado rcs critrociticos tic anabos . ()sccn ohscrVo yuc los anin)ales prcSit sentahan tolerancia a [as celulas cxtranas a to largo tic Coda Vida, V clue no Iran capaces tic dcsarrollar respucstas tic anticucrpcas ti-ente a los antigenos critrocitarios ajcnos . Esta obscrs°acioin IIcVti a BUrnCt V Fenner a proponcr que CI nton)ento tic exposition era tin factor critico en Id detcrn)inacitm de la capacidad tic rcspucsta y, por tanto, cn cl rccono)cirnicnto do los antigenos ajcnos . Esta hipotcsis parecia loigica, ya clue Cl sistcnaa inmunitarios sc suclc cntrcntar t todos los conaponcntcs propios antes cicl nacinaicnto, no rcstilta cxpucsto a anti~-enos ajcnos laasta dcspucs del n)isnao . La ticntostracion experimental no SC ct)nsiguio) 1)asta 1953, cuando tMedawar V cols . inclujcron tolerancia inn)unitaria ircntc a alolnjerto% ( injcrtos hetcro , CnCU1 genencamcntc, pct) rcaliza dos entre individuos tic una tnistna espccicl do picl cn stones, n)cdiantc la invcccion do celulas alogcnicas durantc cl pcriodo neonatal 14 .1,x . Burnct pudo cncajar pcrtcctanrcntc estc to 11C>mcrto ell su tetiria de la selection clonal i 19 :17), clue afirnaa que tin cletcrtninado inmtmocito i una cclula B o 1' control) es sclcccionado por cl antigcno v prolifcra, ciando lugar a tin clon tic celulas hijas, tocias cllas toll la tnisnaa cspecificidad . 1)c acucrdt)

loco los

14

Tolerancia inmunitaria

coil ski tcoria, los antigcnos yuc sc cncucntran dcspucs del naciInicnto actitarian clones cspccificos de linlocitos, inictitras clue los antigcnos clue sc cncucntran antes del nacintiento climinarian a Ios clones espccificos f- cntc a cllos nusntos, a los clue liurnet LIC11rt111ji16 -clones prohihidotso~~ . Esta tcoria inlplica title todo el repcrtctriot innuulitario dcbc scr gencrado antes del nlonlcntot del nacimicntot, port ell Ia actualiciad sabcnlos clue la ditcrenciacio ll de Ios lintotcitrts sc prolonga dllrante una buena pane tic la \ida adulta . Por tanto, cl factor clat- c ell la cictcrininacidn tic la capacidad dc rcspucsta net cs cl grado tic desarrollo tic] indit itluo en cl montcnto ell yuc cs cxpucsto al antigcno, sino cl grado do u1aell tlurcz del lintitcito . Esta sugcrcncin tiic ltcctla por Lcdcrbcrg 1959, en ,,it nlrtdifcaci6n tic la tcoria do sclccciun clonal : los linf tcltlts innladtlros title ciltran ell contacto coil cl ailtlgcno .tie tc -

rian sontctidos a kin proceso de , allorto clonal», micntras clue las cclulas maduras schan activatlas . Ahora is sabc yuc cl rccicn nacido cs ininunoconlpctente \ quc ell cl se puede inducir tole rancia frcntc a dctcrntinados antigcnos porquc cl tipo dc rcspucsta inntunitaria cs distinta a nitcl taincional ell cl recien nacido y cl adulto . Potr cso, la antes ticnontinatla -tolerancia neonatal ,. puccic coriespondcr eon cjculltlos tic cstc tipo tie «dcs tiaciinl innttulitaria,, fl . mas adclantci. Lots trascendentalcs descuhrimientos dc la decada tic 1960 dcntostraron la contpetcncia ininunitaria tic Iris lintocitos, cl Par pct esencial del limo ell cl desarrollo del sistcnla innlunitario t. la cxistencia tic dots suttpothlacjontes coordinadas tic linfocitos, las cclulas T v 11 . Estos ticscubrimicntos establccicron ],is bases para la im cstigacion dc los nlccanisnlos Inolccularcs dc gcncracion de tolerancia .

INDUCCION EXPERIMENTAL DE LA TOLERANCIA La tecnologia de transferencia gcnica ha permitido estudiar la tolerancia frente a aytoantigenos verdaderos

I I,lsta IlaCC Poco, ell lots CSttldlots c\pcnmcntalc~ tiolamclltc era pwiblc inducir tolerancia artificial : se inotculahan antigcnos o cclulas ajcnas a lots aninlales c se estudiaball las rcspuestas tic las cclulas'1' o li ell difcrcntcs circlinstancids. Sin embargo, not sc sabia hasta clue Pllllto cstos nlodclos cxpcrimclltalcs SC ajustab;ul a lots 1C110111eI10S tic autotrtlcrancia natural.

Hot\ cn dial los ouctoulos dc transtcrcncia gcnita haven posiblc la im'estigacioin dirccta tie 1 .1 autottotlerallcia . Estos nlctotiots pcrntitcn introducir kin gcn concrcto ell kill rat6n eon kin trastinldot ucnetico hicn definido Allalizar sus ctectots,obrc cl desarrollo del sistcnla innlunitario . Adcnlas, si el gcn introducidtt sc encucntra ligado a kin promonor especifico tic tin tcjido, ski expresion sc pucdc linlitar a tictcrntinatios tipos cclularcs. El producto protcico codifcado ell cl «transgcw~ cs considcrado por cl sistcnla innlunitario kin trrdadcro autoantigcno, por to yuc sus etcctos pucticn scr cstudiados in rirn ,in los trauntatisinots ill los proccsos inflaniatotrios quc suptulen Cl intpl,utte tie cc. lulas o tcjidos ajcnos . Adenlas, la cepa progenitora t 1 :1 cepa transgenica son id6ncas tiara Ilct-ar a cabo cxpcrimcntos contro IaCIOS para Ios cstutiicts tic transfcrcncia tic lintocitos, to quc Soil collgcnicas, cs ciccir, diticrcn solanlcntc ell kill locus. P.unbicn se puedcn crcar ratones transgcnicos ell Iris clue todos los linfitcitos 11 o T exprcscn kill solo receptor antigcnico, to clue pcrmite cntcnder ell dctallc los n>ecanisntos tic tolerancia al podcr auntcntar la t~ccucncia dc cclulas prccursoras cspccificas para kin antigcno . Por ultimo, la aplicacion do la -nlutagencsis dirigida "> Ila pcrmitido a los innluntilogos ehminar genes especificos para podcr estudiar la inlpotrtallciatic sus productots ell la trtlerancia innttinol6gica . Existcn trcs sistcntas para inipcdir yuc los fntocitos autorrc actitos rcsptaldan a los autoarltj ;coos: " Ehntinacirtn clonal : chnlinacion tisica de las cclulas del repcrtotrirt en alguna talc do ski proceso dc nladuracion . " Ancrgia clonal : rcgulacir`tn ncgativa tic Iris mecanisittos intrinsccots tic la rcspucsta innninitaria . " Supresion: inhibicidn tic la actititlad cclular mcditntc la intc raccioin toil o tras ccIuLts, cotnlot las ytic produccn citocinas inhihidrtr,ls rt los lintocitos anti-idiotipicos, title reconlocen al propirt rcccptrtr de antigcno . Existcn nuntcrosos tactorcs yuc tictcrntinan cual do cstos nlecanisntots se aplica a cada lintocitot ;autorrcactno concrcto . Entre cllos NC cncuentran : 1'h Cl grado do nladtlrez dc la celula clue se prctendc silcnciar, 2 i la afinidad tic[ rcccptrn . por CI autoantigc,it nrt, 3I la naturaleza del antigcno, 4 ) conccntraci6n, 5) ski distriltucihtl tisular, 6 i ski patron tic cxprcsion y i h la dispotnibilit1at1 tic scii ;dcs cotcstimulantcs . (:onus rcgla general, ell ;lusencja tic senates COCStill1l11 ;111te5 CS nlas irccuente quc Iris antigcnos pasell desaparcibidtts para I :1 rcspucsta innrtinitaria .

TOLERANCIA TIMICA CENTRAL FRENTE A LOS AUTOANTIGENOS Induction de tolerancia especifica en los ratones semana

semana

0

inyeccion a kin raton recien nacido (cepa A) de cclulas de kin raton de la cepa B

6

inje-os de pie piocedentes de ratones de las cepas B y C B

semana

7

r`.I Inferto B no its rechazado, mientras clue el C si

C

Fig . 14 .1 . Induction de tolerancia especifica en ratones frente a lot

injertos de piel, mediante la inyeccion dlrante el periodo neonatal de cclulas de bazo de ratones de otras cepas. En condiciones normales, lot ratones de la cepa A rechazan los injertos de ratones de la cepa B. Sin embargo, si se inyectan a kin raton recien nacido de la cepa A cclulas de kin raton de la cepa B, a las 6 semanas el raton receptor de la cepa A muestra tolerancia a lot injertos de piel de ratones de la cepa B, aunque sigue rechazando los de otras cepas (C). Este fenomeno se debe a la desviacion inmunitaria (v. texto) .

I as cclulas T sc dcsarrollan ell cl tinto a partir dc ill -CCUrsores clue atin not hall expcr-inlcntatlo la rcol-Clenacirin tic tits genes dc sus reccptotrcs tic cclulas T fTCR) . Estos genes sc rcordcnan dllrante cl proccso do desarrollo dc lot lintocittts tinlicos, do tat forma quc 1;11, celtllaS T exprcsan finalntcntc l ('R clue Its pcrntitcn recrtnrtccr lot productos o peptidos procedcntcs tie la cicgradacion ell tic Iris antigcnos cxpucstos cl surco tic las ntoleculas (.PH codificadas por cl complcio principal dc histocontpatibilidad (CPH I tic] Propirt organisnno ( calls.

El timo selecciona las cclulas T clue poseen receptores capaces de unirse a los Ag asociados a molcculas CPH, pero elimina las cclulas clue presentan una afinidad excesiva por alg(in autoantigeno

La alta srlocidad dc pro,litrratiorn dc loos timr,citon sc cc cony pcnsacia potr una dcstruccir'tn ntasita do Iris ntisnlrts : la grin ntatotria tic lot timocitos dohlcntcntc posititos i ;( 1)4'(:l)8') son ell ticstruidos cl scito del onto . Esto cs dchido principalltlclue a la rcorticnacion altcrrantc do lots genes do los TCR (quc inlpide yuc se protduzca kin TCR util ), ,1 la sclcccion ncgatit-a Y :al re-

Tolerancia timica central frente a los autoantigenos

chazo de [as celulas ell cl proccso do seleccion positi\a . l;n cstc ultimo proccso sort SCICCCionactts \' Pucdcn sobres'is'ir Ias celula, T clue presentul un .t cierta a\ idez poll - Ins rcgiones polinlorticas dc las nloleculas CPI 1 iAz. 1-1.31 : Ias Cclulas f son cspucstas a Ias nloleculas CPH Lic [as Cclulas cpitclialcs corticalcs, \ so: crcc quc la union a las nlismas inlpidc yuc las Cclulas CXPerimcntcn cl proccso do nlttertc Celular programada . Este proccso dc seleccion positi\a garantiza quo: Ias Cclulas - I' nldduras solanlcntc ser:ill Capaces dc reconoccr pcptidos cuando cstos se encucntren situa dos en el surco dc union dC I1l0ICCLII :ts CPH propias, por lot quc estas Cclulas estarau sonletidas a restricciotn CPI I . Sin embargo, la seleccion positi\a no inlpide c:l desarrollo do Cclulas l coil TCR do: alta afnidad frcnte a pcptidos \' molcculas ('PH propias. Por Uanto, cs neccsario kill proccso Lic seleccion ncgati\ a I\era silenciar a estas celulas coil clc\ada rcacti\idad trentc a lots autoalltlgellos .

Los mecanismos de seleccion positiva y negativa

Tanto cn Itt, pr()cesos tic sclc-i(ul ptlsiti\a c(ml() Cn I(), tic: ,clelcl(tll Ile`;.1tl\,l soil oclc,alllri prUCCSos dc rccollocllllicllt() tic pcptidos propios asociados a nlolcculas CPH propias. ;Conno c, posiblc cntonccs yuc scflalcs iniciadas a tra\ es de kin mismo TC R condUZCall a resultados ditcrentcs? Se 11 .111 prOPucsto Lifts tCOl"ia5 para csplicar cstc tenonxno : " La tcoria cuantitati\-a plantca yuc kin pcgUCilo ntinlcro do conlplcjos pcptido-CPH cjctcrolilla una SCICCCiOll positi\a, micntras yuc una Bran cantidad do lots misnlos cictcrmina una seleccion negati\ a.

I, .1 tcoria Cualitati\ .1 Ptxtttla yuc (iitcrcntes complcios CPHpcptido indUCCn distintos tilxts dc sclial a tra\ es C1cl mismo rcCcpton- dc la CCIIlId h, pro\ocando una seleccion positi\a o tic gati\ a. La tcoria cuantitati\.1 cs apo\ada por experinlcntos coil ratolics transgcnicos yuc cxprcsan cl TC .R pare la protcina basica dc miclina, kin autoantigcno I)rcscntc en la miclina quo : rodca los axoncs ncrciosos . El cpitopo pcptidico natural cspecitico dc csta protcina reconocido por Ias Cclulas T ell una ccpa do rattin se liga con mu\ haja afinidad coil cl C .PH do class 11 adCCUado \, Conl(t CttnSCCUCncia sic csta union, ]JS Cclulas T cspccificas dc cstc cpitopo cscapan dc la seleccion negati\a cn cl tinul . CU :lllel0 SC inycctan analogos do cstc pcptido capaccs de unir so: a CPH con Bran atinidad a cstc mismo rattin transgenico TCR, lo s timocitos innladuros suf'en una seleccion ncgatica \ mucrte por apoptosis {_f?a 14 .3' . Parccc claro yuc CI ntimcrot Lic complcjos pcptido-CPH yuc so: prcscnta a la cclula T en o1csarrollo dctcrlnina si la celula sobrc\ i\ c o no . Los cpitopos propios coil mucha tendencia a tormar complejos cstabIcs coil las protcinas CPI I induccn con m:is frecuencia fenrinlcllos de sclecci(Sn ncgam a. La tcoria CUalitati\a surgioi pare csplicar yuc la modification do lots cpitopos de Ias Cclulas T a ni\cl dc lots residues respcnlsa hlcs de la intcruccion coil cl receptor do: la cclula 1' f anragonistas TCR') nlcjorc la seleccion positica conlparacia con cl cpitopo original f agonista I en czpcrinlcntos Coil CUlti\ -o tinlico . Sin embargo, Ias cios tcorias not so: CSCItICCII nTtttuanlcntc. En cl nlonlcnto actual sc puccic nlcdir la afnidad de union do TCR purifiCadt, "

Via de desarrollo de los timocitos murinos expresion aleatoria del repertorio de TCR ui3 precursor

baja up

seleccion positive : exposicion a molecules CPH pequena cantidad de aft

seleccion negative : conjunto de exposicion a antigenos propios celulas T maduras q'c

c ltidaa ii?

sin interact . con CPH de clase I + pcptido propio

CPH de clase I

IL

CPH de clase I + pcptido propio

celulas dendrlticas, macrofagos,

epitelio cortical

epitelio n-dular

destruc.cel. inducida por TCR,I

CPH de clase II + pcptido propio

sin interact . con CPH de clase II + peptido propio

M TCRs Fig. 14 .2 . Los timocitos precursores se desarrollan en el cortex y originan celulas (, doblemente positives» , que expresan pequenas cantidades de TCR all . Estas celulas se someten a kin proccso de seleccion positiva quc solo superan las capaces de interaccionar con molecules CPH de clase I o II del epitelio cortical . Las no seleccionadas presentan kin proccso de mucrte Celular programada

mucrte Celular programada

i

(apoptosis) . Las que interaccionan con molecules CPH de clase I pierden el marcador CD4, y las quc interaccionan con CPH de clase II pierden el marcador CD8. Finalmente son eliminadas las celulas autorreactivas, mediante la interaction con pcptidos propios presentados por celulas presentes en la region limitrofe entre el cortex y la medula o en la propia medula.

Tolerancia inmunitaria

La seleccidn negativa de los timocitos se relaciona directamente con la afinidad de los peptidos por las moleculas de CPH

La afinidad de TCR por el complejo peptido-CPH influye sobre la seleccion positiva naturaleza del semivida (s) peptido agonista antagonista

seleccidn de timocitos

respuesta de celulas T maduras

++

ocgau~~~

++

+

positivo

+

irrelevante

ausencia de efecto

Fig. 14 .4 . Se puede determinar la afinidad de TCR soluble por los complejos formados entre diversos peptidos y el elemento de restriction CPH adecuado mediante tecnicas biofisicas, como la resonancia de superficie . Existe una correlation directa entre la semividad de la TCR unida al complejo peptido-CPH y la respuesta producida por celulas T maduras que expresan el mismo receptor (agonista > antagonista > peptido irrelevante) . Sin embargo, en los cultivos de timocitos, la adicion del peptido agonista hate que se eliminen las celulas en desarrollo (seleccion negativa), mientras que el antagonista estimula la seleccion positiva, to que demuestra que la interaction de baja afinidad estimula una seleccion positiva y la de alta afinidad estimula la seleccidn negativa .

Fig. 14 .3 . Este gel de agarosa, tenido para ADN, muestra el grado de apoptosis (fragmentation de ADN) de los timocitos obtenidos en ratones transgenicos (que expresan el TCR especifico para el peptido Act-9 de la proteirla basica de mielina) en presencia de peptidos con afinidad creciente por CPH de clase II . Calle (1) un peptido irrelevante. Calle (2) el peptido de baia afinidad autentico (Ac 1-9) . Calle (3) un analogo con afinidad intermedia por CPH (Acl-9[4A1). Calle (4) un analogo de alta afinidad por CPH (Acl-9[4V]) . Calle (5) otro analogo de alta afinidad por CPH (Ac l-9 WD .

La correlation entre la avidez y la seleccion de los timocitos

0 0 E C O U U N d N

por las ntolcarlas (:I'H cart adas coil peptidos agonistas o antagonistas . EI IVR forma contplcjos inestables con los complcjos pclitido antagonista-(CPH, que induccn una seleccion positisa en Ios cstudios do cultito tilttll0 (fijf . 14.4') . El mismo T(A forma contplcjos rclativamcntc cstablcs con cl complejo agonista, dctcrntinand(r una sclccci()n negativa cn ]as misntas condicioncs . 1?stos dat(~s cspcrintcntalcs aunan las tconas cualitatisa y cuanti tatisa t- cxplican cl modclo cinctico, scgun cl cual la tclocidacl do disociaci6n do T( :R del complejo peptido-(a'H dctcrmina las propicdadcs do la aclccci(in negativa o positiva . 1 .a asidcz global Lie Coil las celulas 1, ]as AP(; timicas fji(z. 14 .S do la intcracci(in v- icnc dctcrntinada por : " El numcro do contplcjos peptido CPH, que depende do la afinidad del epitopo por cl elemento de restriction (TH . " I'll numcro do 1Y ;It de moleculas correceptoras importantcs cvprcsadas sobrc las celulas T. " I .a afinidad (lei TCR cspccifico por su ligando. .

muerte celular programada

seleccion positiva

seleccion negativa

avidez

Fig. 14 .5 . La avidez de la interaction entre la celula T y un peptido antigenico presentado por una CPA depende del nivel de expresion del complejo peptido-CPH (CPH + peptido) sobre la CPA y tanto de la afinidad como de la expresion de superficie del TCR y las moleculas correceptoras (TCR + molecula correceptoras) de la celula T. CPH + peptido depende de la afinidad del peptido por CPH y de la estabilidad del complejo una vez formado. TCR + moleculas correceptoras dependen de la afinidad del TCR concreto por el complejo peptido-CPH, el nivel de expresion de TCR en la superficie celular y la expresion apropiada de las moleculas correceptoras.

Tolerancia postimica o periferica frente a los autoantigenos

La cronologia de la seleccion positive y la determination de linea

il'oryur eliminan I( is tim((cit()s un,t tic SUN III( (lectrlas c(nreccl) toms c'luctlan c((mpr(unctidas hatia una linca concrete ((a4 o CD8i? LA scl60(m 1)(mma sc 1)r((duce en los timocitos inntaduros que c\presan toda) ia CD4 t . ( l)8 y solo las cclulas doble mentc l)(nititas con tin T( .R tic esI)ccificidad al)nrpiatia poetic sufriresic proccso de seleccion positiu pare c((mcrtirsc en una cclula con Ix)siticidad %(ilo pare una molecule . l t dctcrminaci6n por una linea concrcta sc detx a la interruption sclcctna tic la %intesis tic la otra ntolecula correccptora . En I(ts rat(mes, esta in terruptihn sclcttit :t tie III sintesis del correccpt(n' sc produce cttan doles cclulas d(lhlemcnte positi)as reobcn las sctialcs adccuadas pare la ,clc-t( (11 I)( x,111( l h,T . 14 .21 .

El momento y el lugar en que se produce la seleccion negativa depende de varios factores dr .1sic Ll, ccluLts I cn pr((.c,(( tic desarn,ll((,I I((% aut((atmgen()s, la ttiticz conlunta del iY'R s. do las m(dcculas acccs((ri .ts (CD8 (( ('1114) fictttc al complcjo tormado lair cl l,cptido prol)io y la molecule CPI I I)r(tpia t . Cl til)o tie cclulas (]Lie Iles an a caho la clitninaci6n . Para quo: net ati)a no sttclc scr ncccs,tria sepr(xiuzi,t d pnxes(r tic selctti(in intertencitin do cclulas presentadoras do antigenos I CPA I csla pecializadas : norntaltncnte, las cclulas cncargadas tic] mistno sue len ser I :ts cclulas dendriticas del tinto o los macr(itagos, tiuc abuncian en la region limitrote cntrc cl cortex la medula del timo ) . quo: [)((seen Bran cantidad tic molecules (- I'1 I tic clascs I t 11, tic t,tl to(rltta tluc sc l)uedcn unir a lax cclulas I yue prcscn 1-1 .(, ;x . Tanthicn tan una alto t) idcz l)(r I(ts peptid(n l)rol)ios puedc (Iue intcr)- cngan algunos tie lax cclulas CI)itclialcs medula

Celulas del timo que intervienen en la seleccion negativa

res s . corticalcs . ()tras cclulas quc tambien I)ucdcn participar en cl proceso tic climinaci(in son los I)ropios timocitos jfrq. 14 .x5/ .

La seleccion negativa se realize mediante senales de muerte

h\ISIClt una cric (it lllccani,nu(, rcsl)()rts,thlc, do la nrtrcrtc 1((n. apoj)t(tsis tic Ios lintiuitos nt :tduros, cntrc los ytic SC indurctt las sctialcs 1)roducidas I)or Fats, (' TLA-4 o cl receptor tic 'L\F (~ . nt .i s ,ttirlante 1 . l .t selecii(in ncgati)a tic I(rs tintocitos dol)Ic mcntc negativos cs especial, ya yue cn ella no participa ningun(t tic cstos procesos .

0 TOLERANCIA POSTIMICA 0 PERIFERICA FRENTE A LOS AUTOANTIOENOS Algun,ts cclulas T autorrcacti,ts escapan tie I(ts proces((s tinticos tie seleccion v aparcccn cn la circulation 1)eritcrica, tic forma yue sc huctlen obtencr ion lacilidad hntocit(ts T autorrc .t :tisos trentr ,t I)cl)tidos deri)ados tic antigenos tisularcs cspecifcos, :ono la pr()teina h,isica tic midina, cn la sang re peritcrica tic personas sanas . Los Iintoritos T cscapan do la destruction tintica I)or : " \(~ todos los antigenos propios sc csprcsan cn cl timo . " \(r todos los cl)it(rpos propios se unen con la sttficientc afinid,td c(mto part l)roducir los c(ImI)Icjos pcptitlo-CPH cstables ne:esari(ts I)au -a la clintinati(nt tic IaS cclulas T. " \(( tondos los ICR Sc unctt :t stts rcslxcti)()s ligaandos ion ht suticicntc atinidad conto pare Line se climinen lax celuLts T . Sc puedc cvitar yue cstas celtdas autorreactitas atayucn lox tejid(ls methante cuatro sistemas distintos : " Ign(,rarlos . " Anergia . " \fucrtc telular. " Dcss iari6n/suprcsion inmunitaria .

Algunas veces lax celulas T potencialmente autorreactivas ignoran a su autoantigeno

I ,t c Iii1()IIIell( ( tic iun((ralICIA do 1((, auto (anIIt~clt((s sc :()Itstdera t((rma pasica tic t((Icrancia innum((I((>;ic,t s ,i produce en lax sip,uicnlcs situa0(Incs : " Cuando lax cclulas T autorreactitas no son capaccs de pcnetrar ,t tr .ts-cs de una barrcra endotchal tras la yue sc cncuentran :onfinadas lax celulas portatl(rr,ts del autoantigcno . Cuando, a pesar tic haber atras csado dicha barrera, I :ts cclulas no Ixtctictt ser acti,adas dchido a que : a I La cantidad tic autoantigcn(( cs tientasiado pcyucna c(,nto pare ser detect aria . bl EI autoantigcno se cncucnira ,ituatio cn celulas tisularcs flue n() csprcsan molecular ( a'1 I o e\1)rcsan nntc I)oca cantidad tic lax mismas . c I \(1 hat - suticientcs cclulas "I corno pare organizer una respucsta inntttnitaria eficaz . d 1 El antigeno sc presenta en ausencia tic oxstimulaci(in . La coestimulacion tic I(ts lintocito%'I' alutic a la neccsidad Lie 1111a scgunda serial, adcmis tic la inducida p(rr TCR, scnal yue aumcnta la proliteraci(in tic lax cclulas T y sus tiutcioncs ctectoras, coma la production de lintitcinas y la cit6lisu . Varian m(dcculas tic superficic tie lax cclulas T pucdcrt actuar canto c(tcstimulad(rras, pero la m :is importantc cs la via 117 ('1)28/(,"I 1 .:1 4 . CD28 sc crpresa cn la supcrficic cclular, nticntras quo: CTIA 4 sc cncuentra sobre todo en cl interior cclular \ su lintitati,t crprcsi(in tic supcrticic depende tic rI ('R. L.a expresi()tt de 117 cn lax CPA es nccesaria pare la presentation de muchos antigenos . La prescntaci6n tic antigettos en auscncia do sctialcs coestIttIUI,tdoras, c(mto sucedc cn lax cclulas del l)incrcas, puedc hater yue cstas cclulas sc ignorcn o inducir ancrgia, en tiutci(in do la naturaIcza del antigeno y tic la avidez tie la interaction . MIA

poblacion celular que se ocupa de la elimination cons,ste en macrofagos de la medula osea y celulas dendriticas, y se situan predominantemente en la region limitrofe entre el cortex VIII medula. Otras celulas que pueden intervenir son lox propios timocitos, mediante su propiedad de veto, y algunos tipos de celulas epiteliales del timo, probablemente situadas en la medula del mismo . Fig' 14 .6 . La

-

Tolerancia inmunitaria

La anergia constituye kin mecanismo de tolerancia periferica

Las cCIuLis I)uCdc+t I , CrJCr sti c ;tl , :lLid,ld tic rcsl)ucst .t tr ;t> Lt cillitic sena]Cs a trdtts tic ski 1(R . I'M printer lugar, I)uCCIcil rcducir ski nitmer() de de molecules correceptoris, Como COIl5CCLICIlCi,l tic la actIVuci6n, tic forma 1111C ell SittlaCiOlICS Lie Cstinlulaci(')Il cr(inica sc puctic Ilcgar a la ancrgia . l .a ancrgia sc define co,nlo -kill cstado cclular en ell quc ell lintocito I)crnlanccc li\o, pert cs incapai do dcsarrollar cicrtas resl)ucstas tuncionalcs, aunquc so: IC cstimulc do furnla adccuada a tratcs dell receptor especitico pare alltigeno v tic otros rccepto,res fundamcntalcs pare ski activaci()n "" . Se puedc inducir coil faciliciad till cstatlo tic ancrgia in ritrv cn los lilltocitos T metliantc la acti\acids tic ski TCR (scf al 1 ) ell au,cncia tic COCS6nll11 :16011 (scfial 2'I t nlcdiantc antagonistas pcptidicos cn prcscncia tic csta segunda seflal . La ancrgia producida po,r Calla tic COestinlula cion sc ptictic corregir estimulando :a [as cclulas T con lt .-2 . 1)arccc posihlc repr(xlucir kin Cstado similar in nivor metliantc la in\ccciinl tic supcralltigcllos I)otcntcs . Sin embargo, todasia sc CiisCUtC la inlportancia tic la ancrgia conlo nlecanisnlo tic la to Icrancia periferica frcntc a los autoalltigenos, la quc pareceria peligroso confiar ell kin mecanismo yuc se puctie rct emir con citocinas, como la II-2, pure conscguir la atitotolcrancia, sa yuc ell CStC C3SO I)r()CCSUS IllflaIllattl'IOS tral,Sltt11"I(,S t llna rcsl)llcsta inmunitaria frcntc a una inteccion ptdrian inducir cuadrts autoinmuncs . En rcalidad, intiCIlaS tic Ias dcscripcioncs tic In ancrgia in hirn refejan en realidad kin estado tic paralisis indu cilia cn los lintilcitos antes tic sit +nncrtc progr inacla, tic forma quo: sc dchc contcmplar la disminuci6n cn cl nunlcro tic rcccpto,rcs, la ancrgia s, ell illtimo termino, la nnicrtc cclular, conlo till comtinu() quc dcpcndc tic la nlagnitud . la duraci()n dell cs tinrtilo antigcnict . siom

" ( .a union de ('1)28 aunlcnia Ll produccioin de ll . 2, la cxpresi(')n dell receptor pare Ill .-2 v fa\orccc la progrcsioll dell ciclo cclular ell las cclulas T icti\ati :l, . " La union tic CTLA 4 bloquca ] .is irsI)ticstas depentiierltes tic (1)28, intcrrunlpc Cl ciclo cclular \ produce nttterte cclular, al disminuir ll .-2 . I)or tlllto, CI Ctccto tic la cocstinnllaCi(')Il po,r las molecules B'' tic l ;ls CRA dependc tlel find cquilihrit entre la c\prcsion dc ('D28 (°I'LA-4 ell la sul)crticic tic IA', cclulaS C . La cliininaciim tic CTIA 4 deinucstra quc Ias senalcs negatisas cinitidas por csta nlolecula ticsenlpeflall kill papel csencial ell la rcgulacioin tic Ills linfOCitos I autorreacti\OS .

Desviacion inmunitaria

I ..t tolerancia I)critcrica II .ltia lo,', autoalltigcrOS I)uedc scr  ittjCtci(,s ;tr . tic tinnl .l tluC la inducci(')jl experimental do tolerancia dente .l till antigeno puedc mantcncr la tolerancia o suprinlir la rcspucsra inmunituria frcntc a orro scl;unclo antigcno, sicmprc yuc anlhos antigcnos guardcn alguna rclaciml tisica o estrliltU ral (cons(, cstar cr cl misino) tcjid(,1 . late len()iilcno indica quc cn la tolerancia hay iniplicados (arts fenoincnos quc no son ignorar una cclula cictcrnlinacia (, la 1IIUC11C teltllar. Una posihlc cxl)licaci(in tic dicho tcnomcnt scria yuc cxistan dos pohlacioncs tic lintilcitos T, quo: I)roduccn distintas cittcillas . Muclras cnlcrnlcdadcs autoillnlunitarias infamato,rias son producidas por ]as cclulas Tit l, quc produccn cit()cinas co)nl() I FN' N TNFa . 1 ts citocinas prodt+cidas por I'lt2 ( HA, 11 .- 5, IL-6, 11 .- 10 ! 6-

Muerte cellular periferica I i CI inlin .tci()1l cxtrltinlica tic 1,1% CC lulas T Cs kin inlportartc pro-

tent(, pare ell mantcnimiento) tic la autotolcrancia coin)() pare cl cquilihrio normal tic] sistema innrimital-io . I)espucs de la acti\aci(')ii antigenica, la nlator partc tic Ias cclulas T muercn Ilotapoptosis, lo, yuc pcrinitc tanto ctntrolar la rCSI)ucsta autoinnlunitaria co>nlo nl :ultener till lainaf o adet uado de la poblaci(in linti,citaria . La climinaciom periferica tic Ias cclulas T se base en la union tic Fas con sit ligando o Lie '1NF con ski receptor. La consi~guicntc transduccion tic selialcs actin a protcaSas parctidas a la cnzima conscrtidora tic 11, 1(3 (ICE), cnctrgatlas tic la nulcrte cclular progranlada nlcdiantc apoplosis . Las dcticictlcias getleticas tic Fas l-/'o ski ligando pticdcn producir procesos linfoprolitcratis- os en ,atones ) . Inu»,ulos . LOS lintilcitos T aumcntan la cxl)resio il dell Itgando do Fas cn Lt s{II)(:rficic cclular CICSI)ucs tic la acti\ aci(in antigeniCa . La Union tic Fas coil Fasl., tart() ski forma lipda a la cclula conic la soluble nlcdiantc digestion clvinlatica, translllitc la I'SCIial tic la nnicrtc ., a [as cclulas')' proximal, Cn till prtccso tratricida (Jiq . 14 . `) . llctcrminados tcjidos cmplcan Ias pare protcgcrsc tic Ias rcSI)ucstas innlunitarias pcrniciosas, tic forma yuc tcjidos conlo la retina o cl tcsticulo expresan cl ligando do Fas quc les protcgc do la iccioin tic los lintilcitos T acti\ albs . (''ITA-4 tainbicn dcsenlpcia una ill)pou - tantc IIIISI( `lil regula flora negatita . Los ,atones defcitarios para cstas molecule desarrollan proccsos linfoprolifcrativos parccitlos a Ills pr(xitttidos po,r cl deficit do Fas ) tanlt)icr Suti- cn cntcrniccl :uics aut(Iintlulnitarias . Una tcl acti\ados, Its linfi,cito,s T aunlertall la exprcsioll ell SUPCrficic tic GITA-4 l )'. ftR . 11 .51 . I .a union tic csta nl()Iccula lace title sc inluha la production tic 11 .-2 ticpcndicntc tic ('D28, la cxprcsioin tic los rcccptorcs para IL-2 )- la progrcsion del ciclo cclular en ]as cclulas f acti\adas . La ulli(nl silllult .incl tic I ('R c (`1TA-4 produce la nulcrte cclillar, yuc sc puede imps. till- anadicndo ll .-2 . La cocstinntlaCioin po)r la nlo1CCula 117 I)tiCtic teller CIos Ctcctos (/iq . 14A : tcso,

La importancia dell sistema Fas en la muerte de las cclulas T

Fast soluble

Las cclulas T activadas expresan tanto Fas (CD95) como ell ligando de esta molecule (FasL) . Los danos fratricidal (1) se pueden producir por contacto cclular directo o por escision dell FasL y la union de Fas por la forma soluble de ski ligando . El suicidio autocrino (2) se puede producir tambien por la interacci6n entre FasL soluble y Fas . Fig. 14 .7 .

Tolerancia de las celulas B frente a los autoantigenos

cilitan la produccion cic anticucrpos, pcro tin ctcctor tirndamcn tal de algunas citocinas de estc tipo, comp 11 . 10, es la disnti nucion do las funcioncs clcctoras dc los rnacrotagos, incluida IA Tit sirgcncs prcscntacilm do antigenos a Ids celulas Ttil 10 .-?. Dc cstc modo, Ids celulas TH2 son rcsponsahlcs cic suprunir algunas respuestas inllanratorias i cic hipcrscnsihilidad retardada) . El IF\y producido por Icrs lintircitos'I'tl I puedc ina pcdir quc Ids celulas TIM se comicrtan en Ltt2 . Estc tipo dc dcstiacion inmunitaria SC cicscribici Itace rnds dc ;0 ,trios para descrihir ccnnu tin Animal concrcto podia responder al misnto antigeno dc dons formas complctamcntc distintas . Los cobasas sensibilizados Coil tin antigc11cr cn altintina producian nic cles elcvados do Ig( ;I, pcro no dcs.u-roll .than una rcshucsta dc Itipcrscnsibilidad rctardada, micntras quc estas mismcrs Allintalcs si desarrollahan cstc tipo tic respuesta clandor SC SCIISIbiliZall Coil el ntismo alltigcncr en la sol11citirt adt- ut- antc de FrCUnd ccNttp1c ta . Sc strgirio quc la capacidad dc till antigcncr dc inducir res pucstas -cclularcs ,, o -huntoralcs- podria rctlcjar la actiracicin dc dos brazens nnrtu.uncntc CXcluscntes dcl sistcntt innrtrnitario . Los r-esultados dc este csperintento rcpresentan sin ducla trnd forma dc cicssiacicrn innrtrnitaria, c1crisada dc la induccicin selcctita de Ttt2 mas quc dc THI . Esta cicssiacilm innnrnitaria tambien se aplica a los autoantigcnos, \, ,t quc proccsos ccrmo la diabetes o la cntcrmcdad intlantatoria intestinal producidors ambos par celulas 'I'tt 1 SC pucdcn intpcciir corn celulas I tt2 scnsi-

-

cn taws tardias dcl cicsarrollo . Es dccir, cn cl caso dc Ids celulas B la tolerancia puedc scr inducida tanto durante cl periodo dc eicsarrollo comp tras la estimulacion antigenica en Icrs tejidos lit) brides sccundarios.

La sintesis de IL-2 se controla mediante senales coestimuladoras IL 2R

Inhibicion de la sintesis de IL-2

bilizad:ts ti-cntc al antigcno .

La tolerancia de las celulas T depende de la constitucion genetica del individuo

Se ha crCAdc, 1111 ntcrcjelo trans,`cniccr c11 Cl y11c Ids celulas tic Icrs islotcs pancrcaticos esprcs :ut tin antigcno v iral I licmaglutinina de 13 gripe, I L-\ y SC cxpresa tin I'(: R CSI)ecilico pard cstc anti gcno en [as celulas T. Se cruzan esters ratcmes doblententc transgcnicos con ratcxtcs con genes no CPI I distintos, cs decir, raIds ccpas tones con una dotacicin gcnctica distinta . En und dc las celulas L rcactitas 1rcntc a HA pro I'dcdotaciun BAI .B/c), duccn grancics cantidadcs tanto dc 11.-4 cornto do IFNI°; v nor mucstran signers dc cntcrnicdad inll :unatoria pancreatica. Sin embargo, en otra ccpa tic ratoncs l con dotacicin genctica BI0.I)2) Ids celulas rcactisas prcrducen cic forma cxclusisa ci tocinas Till s . pucdcn intiltrar Icrs islotcs pancrcaticos s, produ cir diabetes . La dcssiacicSn innntnitaria cs controlada Iurr Icrs genes, muchos dc los cuales se co11tbin :m yard co>ntrcrlar 1A susccptihilidad cic tin indis-itiuo trcntc a una cntcrntcdad autoin-

Fig. 14 .8 . La union de CD28 estimula las senales intracelulares, que culminan en la produccion de IL-2, la expresion del receptor para IL-2 y la progresion en el ciclo celular de las celulas T activadas . La union de la CTLA-4 sobre la superficie celular bloquea estas respuestas dependientes de CD28 e inhibe la sintesis de IL-2, cuya disminucion se traduce de forma invariable en la muerte celular .

Respuesta de las celulas B frente a antigenos propios o ajenos 2

1 autoantigeno

antigeno exogeno con reactividad cruzada

munitaria .

TOLERANCIA DE LAS CELULAS B FRENTE A LOS AUTOANTIGENOS I .i :" r~~~lutcicin cic Ie.G cic ah .i .ttinidad c' 11i : lrrn('mcno dcpcn duntc dc celulas C i s. cap. l l i . Por cllo- conlo cl untbral dc toIcrancia es mcnor para Ids celulas T quc para las celulas R, la fornta mas scncilla dc CXplicar la ausencia de autcrrrcactis idaci cic Ids Ids celulas T celulas B cs la ausencia dc ccrlaboracion purr paric dc ifuz. 14 .91 .

En algunas circunstancias es necesario inducir directamente la tolerancia de [as celulas B

for elcmhlcr . Al~;unc~s III icnxrr~anismos posccn antigenos cdhaccs do dal lunar a ICACCioncs cruzadas, quc co11ticncn epitopos cs tranos que reaccionan coil Ids cclulas'L \' otros epitopos sintilares a epitopos propios, capacc% de cstimular Ids celulas B. Esters epitopos pocirian prosocar cncrgicas respuestas cic antictrcrpcn trcnte a Ios antigenos propios {fii1 . 14 .9) . Adcmas, al contrario yuc Ios 1'(:R, Ion rcccptcrrrs dc innuuu>globulina dc ]as celulas T made ras t estimuladas antigenicamcntc pucdcn czpcrintcntar fcno. menus tie hipcrnnrtacici11 t adquirir propictiacics autcrrreactjcas

peptido propio

TH

ausencia de celula T

ausencia de colaboracion

celula TH especiIi, ~ ; del antigeno exogeno

Fig. 14 .9 . 1) Cuando no se dispone de celulas TH, ya sea por tin defecto en el repertorio de celulas T tv . cap. 9) o por su eliminacion en el timo durante el proceso de desarrollo de la autotolerancia, ninguna celula B autorreactiva sera capaz de producir una respuesta de anticuerpos contra antigenos propios. 2) Cuando una celula B autorreactiva colabora con una celula TH no autorreactiva como respuesta a antigenos que contienen simultaneamente determinantes propios y ajenos, se pueden producir autoanticuerpos .

Tolerancia inmunitaria

Las celulas B que responden a los autoantigenos de membrana son finalmente eliminadas

Las celulas B autorreactivas pueden ser eliminadas o adquirir anergia, seg(n la afinidad del receptor de antigeno de la celula B y la naturaleza del antigeno

1-a intiuccicm tic tt)lcrancia ptrr imrtc do Its antigcnts I,rol,it~s hucdc tcncr ditcicnics CtrnSCCUCnCIas, como la eliminacion clonal o la adquisicion do :uicrgia . FI rcsultacio final dcl,cntic tic la atinitiad ticl . rcccl,tor tic :uttigcn0 tic I :i celula 11 c tic la n:tturticza dcl antigcno inductor, yuc l,uctic sir una i,rotcina integral tic ntcntbraim o una I,rotcina soluble circulantc y fitndaincntalntcntc ntonontetica . El dcstinct do las celUlas 11 Altorrcactitas sc ha cstudiado mcdiantc la tccnologia do transfercncia genica (firfs . 14 .10\ 14.11) .

EI tirstincr tic ],Is ululas I ; autmrrc;utiv.n ishtcitit .ts tic .tunt.tntigcnts sir mcmhr.tn.t, slur scan cal,accs tic cntrccruzar los rcccptctres Ig tic I:ts celulas li coil Bran avitlcz, cs rl siguientc . EI ntimcro tic celul:ts 13 inmaduras autcn-rcactivas cn to medula osca no sc rcdmc, :uuuiuc la cai,rrsitin dc sus rcccl,nx'cs IgDi rs rcgulada ncgatiwamcntc tras Ia cvix>sicicin a aurt>anrigcnos tic mcmbrana. 1'or tunto, durantc las fries initiates tic diferenciacicin, las celulae R inm:uiuras no son eliminadas con tanta cficacia ccnuo las celulas I' inmatiuras . I'csc a totlo, la v- itia tic cstas celulas li rs muv coma v su tlcstino es ser tlestruidas (probablcmentc mc-

Induccion de tolerancia en celulas B perifericas mediante eliminacion clonal progen . transgenic. heterocigoticos

raton transgenico MET-K"

j 1,

25 0v

generation F,

no transgenico

reactividad anti-K" de las celulas B

normal

rat6n transgenico anti-K°Ig

i-

f

25 001

25°

ratt5n transgenico MET-K"

ratt5n transgenico anti-K"Ig

raton doblemente transgenico

ausencia de reactividad IgG

anti-K° presencia de anticuerpos Ig

anti-K" eliminacion de las celulas B anti-K'' de los ganglios linfaticos y del bazo

1

Fig. 14 .10. Se transfirio a ratones con un haplotipo no b el gen H-2K'', que codifica una molecula CPH de clase I ajena y una proteina de membrana . El gen quedo bajo control del promotor de la metalotioneina, especifico de tejidos como el higado (ratones transgenicos MET-K°) . Estos ratones fueron cruzados con otros no b a los que se les habia transferido el gen de la Ig anti-H-21< 1 (ratones transgenicos anti-K°Ig) . Sus descendientes, doblemente transgenicos, expresaban H-2K° en el higado, y su medulla bsea producia celulas B especificas de H-2K°. Sin embargo, estas celulas B autorreactivas eran eliminadas parcialmente en el bazo y completamente en los ganglios linfaticos, sin que tuvieran en ningun momento la posibilidad de producir autoanticuerpos . En los progenitores transgenicos no se detectti ningun idiotipo identico a anti-K°Ig .

Induccion de tolerancia frente a una proteina soluble en las celulas B mediante anergia clonal progen .transgenic. heterocigbticos

generation F,

reactividad anti-LNG de las celulas B

raton transgenico LNG

ratdn transgenico anti-LHG Ig

125%

125°/d

125%I

no transgenico

raton transgenico LHG

ratt5n transgenico anti-LHG Ig

rat8n doblemente transgenico

ratones tolerantes frente a LHG

la mayoria de las celulas 8 expresan el transgen de la Ig anti-LHG

las celulas B especificas de LHG no son eliminadas: se tornan anergicas y expresan una menor cantidad de IgM de superficie

normal

Fig. 14 .11. Se transfirid el gen de la lisozima de huevo de galling (LHG) a una lines de ratones, ligado a un promotor tisular especifico . El LHG (fundamental mente soluble) indujo tolerancia en las celulas T y B. Se obtuvo una segunda lines transgenica (anti-LHG Ig) con los genes reordenados de las cadenas ligeras y pesadas de un Ab anti-LHG de alts afinidad . Un marcador alotipico IIgHII perming distinguir el Ab de las Ig endtigenas (IgH°I . La mayoria de las celulas B de estos animates transgenicos expresaban IgM e IgD del alotipo , a,, . Los descendientes, doblemente transgenicos, presentaban una elevada tolerancia a la LHG, y no producian Ab anti-LHG ni celulas formadoras de placas. Las celulas B con afinidad por la LNG (autorreactivas) no habian silo eliminadas ; sin embargo, la expresion de receptores IgM de superficie se encontraba regulada negativamente, aunque si que se expresaba una cantidad normal de receptores IgD. Las celulas se comportaban como celulas anergicas.

Tolerancia inducida artificialmente in vitro

diante apooptosis ;+, casi sicnlprc antes de quc alcanccn los tcjidos linibidcs pcritericos.

Las celulas B especificas de autoantigenos solubles se tornan anergicas

Cuandoo Lis Cclulas B autoorrcacthas cspccitic.u tic antigcnos solttbles, htndanlcntaltnctac nlonontcricos, son cspucst ts a dichos an tigenos, no son elinunadas tie los tcjidos Iintoitics perifercos, ell Ion que se encucntran en grantics cantidades, silo quo: sc tornan anergicas. Este tenon1cno Solo se produce cuando la concentration dc antigeno SUPCra Lin cierto salor enthral . La ancrgia csta rclaciona da ion la rcducci()U tlcl nunlcro sic rcceptorcs IgM sic nlcnlbrana, pcro no do rcceptorcs Igl) . F.I cstadu ancrgiCo s a aconlpanado dc una interrupcion do la maduracioin dc las Cclulas B en la region fufcular dcl bozo, asi Como de una importante reduction ell la zona marginal dcl nunlcro dc Cclulas B Con concentracioncs altas de Ig+M dc superficic . Por tanto, al contrario que las Cclulas B, yuc son sontctidas a climinacion clonal, l as celulas B anergicas Sc dcsplazan hasta la pchiena, pero una s cz yuc alCanzan 1 .1 IlliSilla 110 Soil capaces de intcraccionar coil ]as celulas 1 i I corrcspondicntcs, Como conSCCUencia indil-CCta tic la carencia dc IgM. Acienlas, sal sentitida cs solanlcntc do unos po ocos Bias, frcntc a ]as scnlanas dc I :ts cc lulas B peritcricas norntales . Probablcmcntc, cstc tcnoomenoo no ill pen- Cclulas B anti-idiotiesb ntediado por Cclulas 1' suprcsoras ningun data en este scntido en PiCas, Va que no SC ha obtcnido los ntodelos de transtcroncia genict . La anergia tie las celulas 13 es reversible . Asi, las Cclulas B pee den responder a las setiales proccdcntcs indcpcndicntcs de antit, no t . dcpcndicntca dc C 1140 tic las Cclulas TI I, tras lo quo: pucden captar cantidacics fisiologicas tic :uui ;;cno ntcdiantc sus rcceptorcs Igll 1. prcsentarsclo a [as celulas TI I i s. cap. I 1 i. Por cl contrario, tras la union cntrc cl antigeno v cl receptor not so: produce la regu lacioin positisa de its n101000las B CC la supcrfiCiC CClular. Este dctciut do la CoxatinndaCio>n do las Cclulas B anergicas puedc ser Contrarrcstado si Lts CCIULas B son cstintuladas por citocinas intlanlatotias sconlo 11 .-41 of por algtulos actinadores policlonalcs +; conic cl lipopolisacarido} . Finaltnentc, la actisacioin cronica tic las Cclulas T poor parts dc los agcntcs infecciosos puedc pros ocar la :tctis aCioin dc las celulas B ~~espcctadoras- mcdiada por C1)40 N citocinas .

Edition de los receptores

hl :a n1acoria dC I :ts Cclulas B, la proxit]CCioin do 1os gores de las illnr.:n+~t;lohulinas rcon- cirnado,s 11acc Cite no so: produzcan tuturos rcorLicn :unientos. Ell los ratoncs transgcnico~s para los genes rCotrdenados dc forma artificial se 11 .1 CICntoosU- ado quo: 11gunas Cclulas B potencialmente autorrcactisas escapan tic la ancrgia of la climinacioin nlediantc la genesis dc nias reorticnamicntos en Ion genes dc lasinnwnog1obulinas . l)iCl1a -ediCi(Sn` CIe receptores puedc scr Un0 dc los nlecanisnlos mediantc Ion Wales [as Cclulas 13 Se ascg,uran la suivrsiwncia cn prescncia Lie nurtacioncs sonlaticas progrcsi\as .

lulas B coil IgN1 de superficic (IgNis' 1 . .at concentracioncs n)eno rcs, Las celulas pre-B sc puckicn scguir cicsarrollando, dando lugar . a Cclulas B nlortologicanICIAC norntales 1 con una cantidad normal dc in nnuutglohttlinas recc:paxas, pcro I,rotiulLlanlcntc anergicas (,hill . 14 .12) . Por tanto, las intcraccioncs coil Ices rcceptorcs de su pcrficic dc Lts CCIULIS B cn cl nlonlcnto crucial cn quc son adquiridos (transicion dc Cclulas pre 13 a Cclulas R), pcrnmiten modular tanto cl funcionamientoo como 1.1 Cantidad Lie Cclulas 11 . Las Cclulas 1' hunlanas csprcsan C,PH dc class II V pucden prcscntarsc antigcnos pcptidicos cntrc si, log quc puedc dctcrnlinar tolerancia a trascs dC una disminUCioin do lots rCCCptorCS Coil

la consiguicntc ancrgia o actisacion en funcicin dc la naturaicza dc la celula T v Lie] antit cno . LOS cstudios Con c1une9 Lie celulas F nturinas has obtcnidot rcsultados yuc sugicrcn yuc la acti \moon sin Co CStinutlacion produce do tin- nia incsitai,lc anergia. is prescntacioin dc antigcnos pcptidiCOS sobrc CPA mcdiante unioncs quimicas o sohrc nlcntbranas artiticialcs que Conticncn C .PH dc class II produce .tnergia, lo tnisnlo que la lcti\acion tic las Cclulas poor anticuerpots anti R, in nlorilizados sobre 1111 .1 super ticic plastic, . Parcce clue la union tic TC R Sin cocstitnulacion t .em1)ion 1~1c011CC 1111 Cstadu :utcr~iCO, .

El numero de receptores Ig ocupados y su grado de entrecruzamiento determinan si un Ag provoca el aborto de las celulas B, su elimination o la adquisicion de anergia

1-: nti-C lois futoorcs tluC tietcrntin :Lit cual sera CI drstituc tic film Lc 1111a h dcTrrminaci.t sr encucntran la calrnCi.t tirl :ulttgcnot i cs t1CCir, su nuntero de epitoopoosi, su Ct1nCCtltraClon, la afiniLiad del reCeptor por cl epitopo a tr :tlcs dcl quo: SC Line .11 11111,VC11o .\ C1 grado dc nladurcz de la cclula H . Dc cntrc todos ICs cicstmoos posiblcs, cn uno dc Ios cstrcnlos se enCUentra cl aborto clonal, yuc CS prOpiot Lie Los Cclulas n1Cn0ti maLfir.ts, cspCCia1n1cntc Si So reccpto>r dcl cpitopo antigcnicot cs do alt, afinidad o si la \- a1cncia o I,t conccntracioin cicl antigcno son altas is . fill. 14 .131 . En cl cstrenlo opucsto sc cncucntra la posibilidad de quc not oCUrra nada, Coma SUCCdc CuandO las ComCCntraCiomCS de antig,cno of las afinidakics son t11M bajas. Ell LAS situaCionCS intcrn1cdias SC proodUCen Icn fenonlcnos tic ancrgia clonal .

Sensibilidad de las celulas B frente a anti-IgM como 100 proportion de respuesta la de los 80 controles ("a) 60 40

TOLERANCIA INDUCIDA ARTIFICIALMENTE IN VITRO Es facil inducir tolerancia de las celulas B y T in vitro

lei auigcnos capacrs de entrccruzar Ios rcceptorcs innlunoglo bulinicos de las celulas H, pcro carentes de protpicdadcs mitotgcnicas intrinsecas, pucden inducir tolerancia en las celulas H. Las concentracioncs dc cstos antigcnos ncccsarias para inducir tolerancia en las Cclulas B maduras soil clcvadas, pent las Cclulas B inntadu ras adquicrcn tolerancia en presencia de pcyuctias cantid :uics dc los mismon . Tatnbien se puedc utilizar un antiCUcrpo anti-IgM harm simularcl entrecruzamicnto inducido~ poor cl antigcno Lie los receptores inmunoglobulinicos dc Las Cclulas 13 . l.as conccntracioncs doadas dc anti IgNt conduccn al aborto clonal de ] .is Cclulas pro: B. impidiendo quo: sc sigan ditcrrnciandot par, dar It -ear a cc-

20

capacidad finclonal

0 10 -5

10 -4

10 3 10 2

10

1

1

10

concentration de anti-IgM (pg/ml)

Fig. 14 .12. En este grafico se representan la expresion de IgM de superficie (IgMs) y la capacidad funcional (capacidad de respuesta frente al lipopolisacarido, LPS) como porcentaje de la respuesta de los controles. Para reducir la expresion de la IgMs es necesaria una cantidad de anticuerpos anti-IgM 10 .000 veces mayor que la necesaria para provocar una reduction parecida de la capacidad funcional . La capacidad de respuesta frente al LPS se puede ver alterada por cantidades de tan solamente 10' Nglml de anti-IgM, las cuales no Ilegan a afectar en absoluto a la expresion de la IgMs .

Tolerancia inmunitaria

Sensibilidad de las celulas B a la induction de tolerancia fase de desarrollo de la celula B

intensidad de la sepal negativa muy alts

alta

intermedia

baja

pre-B ~ celula B

aborto

aborto

anergia

sin etecto

celula B

elimination

anergia

sin efecto

sin efecto

celula productora de Ab

bloqueo

sin efecto

sin efecto

sin efecto

aborto

aborto

anergia

sin efecto

celula B de memoria celula B secundaria

" Aborto clonal : cuandcr se administrall antigcllos polisalcntcs a conccturacioncs adccuadas, pucdcn prosocar cl aborto do Ias cclulas B inmaduras, itrtpidicndo que sc sigan ditcrcnciando . l a susccptibilidad a la adquisicicin do tolerancia do I :ts celulas prr-B cs clc\ada . Elininacicin clonal : Ias scftalcs negatis as dc gran intensidad pucdcn pro\ ocar la climinacicm dc Ias cclulas B nt .tciuras . Anergia clonal : Ias cclulas pre-B CXpttcstas a CUnCCntr;tci0nes intcrn1cdias de tin :uttigener pcrlisAlcntc se pucdcn scguir des;trrerllander, dander Ittgnr a CCIUlas li llurrfirlu'1ic :uncntc 1101111 .110, s, coat c.uttidades ncn- nr ;tlcs .ic ill ntunoglobttlinas rcicptlrras, pcro profundarncntc ancrgicas. " Indifcrcncia clonal : ctiandc> la concentration dc antigeno cs baja rr cuandrr la afinidad do los rcccptorcs dcl naismo cs insu ficicntc, nose produce ningiin etecto sobrc Ias cclulas B. Dcsdc tin punter do sista cstrictcr sc considcra ttn tcr16nictio do tolcrancia pasisa . Bloqueo de Ias cclulas productoras de antictterpo : of exec do till antigeno I , : dificulta la secretion dc anticuerpos pert So parts do Ias cclulas productoras dc Icrs misnurs. I,a capacidad dc adquisicicin dc tcrlcrancia dc Ias cclulas productoras dc anticucrpcr cs baja .

Durante la generation de las celulas B de memoria hay tin nuevo periodo transitorio durante el cual las celulas pueden adquirir tolerancia

I .r,,i hil,rti l ; Ccund,iria, ~ I "r1 .cdc'ntc, 11r Milks li iic nicn1cnia t'c ncrJdJS n1cdiantc cstinTttlo, dcpclldicntrs do cclULts - 1 ; \. Cap, I 1 ;i son nrtn stisccptibles a la adquisicicin dc tcrlcr:utcia tras la czposicion a cpitopos prosentadcrs dc tiirnia penis alctac cn auscncia tic ctrlaboracicSn por parts dc Ias cclulas T qiq . 1-1 .1 .;1 . Probablenicntc, csta susccptibilidad frcntc a la adquisicicin dc to Icrancia garantiia la climinacie'rn del repertorio do ]as cclulas li dc memoria dc nucsa creation quo: hall adquirido autorrcactkidad !dcbido a la actintulacicSn dc nitttacioncs sornaticasl.

INDUCCION ARTIFICIAL DE LA TOLERANCIA IN VIVO La tolerancia in vivo se puede inducir artificialmente mediante diversos sistemas

En los animales quimericos se producen fenomenos de tolerancia I a tcrlcrancia sc pucdc inducir nlcdi:tntc Lt inotulatioll dc cclulas alogcnicas a hucspcdcs inniunoinconipctcntcs, por cjcniplo rccien nacidos o adultos sonactidos a tratamicntos innaunosu presorts, cotter la irradiaciein corporal total, algunos farniacos p. cj ., la ciclosporina 1 o anticuerpos anti-linlociticos i i0olntlilia anti linfircito, antiatcrpos anti CD4, etc. i . Para ciuc la to,crancia sea persistcnte, sc debt mantcncr cicrto grader Lie quinlCrisni0, Cs decir, dcben coexistir cclulas dc los den in(_iisidu0s gencticamen

Fig. 14 .13. La capacidad de adquisicion tie tolerancia se va reduciendo a to largo del proceso de maduracion de las celulas B inmaduras hacia celulas productoras de anticuerpo . El tipo de tolerancia depende de la madurez de la celula y de la intensidad de las senales que recibe . Esto ultimo depende, a su vez, de la afinidad del receptor de antigeno por los epitopos implicados y de la concentration y valencia del antigeno en cuestion .

to ditcrctues . Para lograr estc rrbjetiso to ntejor es inocular celulas capaccs dc autorrcnosarse (1) . cj ., celulas dc mcdula osca). Cttando la prrblacirin de cclulas illscct:uias conticnc cclulas T maduras, cstas pucdcn rcaccionar ti -cntc a Icrs antigeno dc histoccrntpatibilidad dcl hucsped, prosocando ttna grac cnferntedad I gttc n10CILt6 scccs rcsujta tatal ;i cicnontinada cntcrntcdad injcrto contra hucsped . Los anticuerpos frente a los correceptores de las celulas T inducen tolerancia frente a los trasplantes I- POni111c inducir tolerancia frcntc a Icrs tcjidos trasplantados a in di\iciuos adultcrs nlcdiantc ]a Adntinistracirnt L1c anticucrpcu monotlonalcs frcntc a Ias t1101CCUlas ( :I)4 , ( I)R dc las cclulas T f cstos anticuerpos pucdcn dcstruir o ITS pctar Ias cclulas T~ . Dc esta nlanent sc puccic inducir tolerancia trcnto a los injertos tic picl inclus0 on auscncia tic quitncristno eclular.

Susceptibilidades relativas de Ias celulas T y B a la induction de tolerancia ir1 vivo tolerancia

0

1

2 3 10 20 30 40 50 140 150 dias despues de la administration del antigeno

dosis minima inductora de tolerancia : celulas B, 1-10 mg ; celulas T, 10 pg

Fig. 14 .14 . Se administro tin Ag (globulina humana, tin Ag T,~ ,) a tin raton a dosis capaces de inducir tolerancia (tolerogenicas), y se determino la duration de la misma. La tolerancia se indujo con mayor rapidez y fee mas persistente en las celulas T que en las celulas B. Las celulas B de la medula osea pueden tardar mucho mas en adquirir tolerancia que las celulas B del bazo . Generalmente, para inducir tolerancia en las celulas T son suficientes dosis de antigeno considerablemente menores: 10 pg frente a 1-10 mg, es decir, 1 .000 veces menores.

Posibles aplicaciones terapeuticas de la tolerancia

Los antigenos solubles inducen tolerancia rapidamente

La administracicin tic antigen(), protcic()s sOltthles en ti)rn1a no ell rccicn naciagregada induce rapidamentc tolerancia tanto adultos. l .a s cclulas T 1, B prcscntan disdos coma en aninlalcs tinto grado dc susceptibilidad a la illducci(Sn tic tolerancia par parts do cstos antigcnos . Asi, las eclatlaS T del hazo V LIcl 61110 ell cl plaza dc pocas horas tras 1 :1 adminisadyuicrcn tolerancia Iracion tic dosi% nun hajas dc atttigctto . La inducci(5n do t(lICrancia en I :ts cclulas 11 del hazo es till prc)ccso inticho mas prolongado, para cl (Iuc sc prccisan neat ores dosis tic antigcno Ifp. 14 .1-11 . l .a s coneciaraciones do antigcno ncccsarias para indticir tolerancia de las cclulas 1 ; ell Ills rccicn nacidos soil cicn feces menores yuc Ias ncccsarias tiara inducir el mismo efecto en indiciduos adult()% .

La administracion de antigenos par via oral induce tolerancia

Losanrigenos adnliitistrad(n p)r ti,l oral indtl:cn tolerancia mcdiante dil'crsos mccanism(~s. 1)Osis cles aeias do antigcno pucdcn producir ancrgia o dCStLLIC'1OIl, pcro en csta sit iacion cl tcrmino ancrgia scria sincininlo tic paralisis c()nu) Paso prc\io a la nrtlcrtc celular ic. mas adclallte1 . Sin enlh :Ugo, IOS antigcnos a dosis hajas pucdcn scr rec()n(uidos par Ias cclulas T irltcstinalcs y, c(n»o la rcspucsta eticaz en diclla zona sc rcaliza mcdiante la cl)nnnltlci('m tic class hacia IgA, no rcsulta sorprcndcntc (Iuc I a Ilc;-ada del antigen() CSCi11tti1C a IaS MILL1% T yuc estinnt1an la I)rOduccio)n do IgA. Fstas cclulas parccidas a TH produtcn titotinas, CUi11a IL-1t11 '1'(,F(3, yuc inllihcn 1,11, rcspucsta% intlanrat()rias mcdiatic ]as das par Tit l . TGFji inhihc la prolitcraci611 V la 1`11116011 . do las cclulas ill;, inhihc ]as cclulas I citotdxicas c cclulas B, do la producci(in do citocinas par Ias linfocitos l antagoniza los

efecto% del 'L\F. Aunquc la induccicin tic Ias T112 nltlcos :ls CS especifica para su ;ultigeno, la actin idad suprcsora de TG F13 no It) es, do forma quc la induccicin dc tolerancia oral frentc a tin antigcno pueda sullhnlir la rCSI)ucstl innlunitaria frentc a otro sc gundo antigcno rclacionado . Estc cfccto dc -suprcsititl par pro xinlidad ,. par las cclulas TH2 niticosas pcrmitc la stiprcsioll tic complcjas c111ermcdadcs autoinnlunitarias cspccificas para tin organo, administrando till antigcno tntico proccdcntc dc dicho

urgano . ()tras inucosas pucdcn scr\ it tambien para tcn1seguir la tolerancia espccifica ante tin antigcno . Sc Ila clnplcado la administracicin nasal dc pcptidos rcstringidos par ('I'l l dc class I1 para controlar tantcl la% rcspucsta% s imcr-tC-

brados carccen do innnmoglohulinas, pcro sus liquidcrs ccrrporales conticncn una serie dc factores humirrales cictensicos. Entrc ellOS se CnCUcraran las aglutininas, la list)zirna \ horas fsinas, bat tericidinas no relacionadas con la lisozima, las c11zintas lisose,males N eicrtt)s factores inntovilizantes. Eeisten algunos datos quc sugieren la I,resencia do corrnponcntcs Lie] sisterna tlcl complcmcnto . lror cjernplo, cs I,t)siblc quC los tagocitt)s dc Icrs crizos dc nutr posean receptores parccidos a los dc ( ;311, c . si It .t ohsercado la

prescncia cic un sistcma litico IlUntoral analogo al complcmcnto. Aclemas, sc ha comprohaclo clue la sangrc tic una oruga rcaccit)na coil cl factor dc , enetto dc cobra unitlo a supcrficies I Cob dc cobra), originandOSC una actic idad C33 coil\ crtasa quc escinde cl C3 hosino s . da lugar a una molccula parccida a (:311 . I a Cascade dc la protcnol oxidasa dc Icrs artropodos se Its comparado tamhien con la \ia altcrnatica del sistcma del complcmcnto, \a quc ambos sistentas soil acticados directamcnte pt)r ccrmponentes rnicrobi .u,1os v se basin cn la actic-aci(Sn secucncial de una setie de proteasas f Jiq. 15 .8) . Sin cmhargo, Irasta quc no Se IIC, en a Cabo cstudios iris cictallados .t niccl molecular, no sc puedc afirntar rotundamente quc la \- ia altcrnativa del complentento sc origin(') cn los im- crtchrudos .

Factores humorales defensivos inducibles . Attnquc se sabc

title Cn algunas Ocasier,)CS en Icrs imcrtchrados sc producen aumenter. tic la conccntracioin dc aglutinina y tic hcntolisina, las irnicas mt)leculas quC SC 11,111 CStudiado con cierto dctalle soil los factores antimicrobianos inducibles dc los insectos . En la aCtua lidad se sabc con ccrtcza quc cstos factores tamhien sc cncuentran prcscntcs en otros im crtchracios, pcro su dctccci6n y Caracterizacic'm sc %en dificultadas por la cscasez de innrtuxigenOS, protoColos do inn,unizacibn adccuados . En los insectos como las mariposas nocturnal, las moscas y [as ahcjas se pucdc intIuCir la sintesis de hasty I S proteinas antihacterianas a ]as pocas horas de la imcccioSn de un antigeno ifq. I5 .10) . Muchos dc estos pcptidt)s ban side, purificados c SCC uCnCIA1crs ; presentan un amplio cspectrcr dc actixidad, quC dura st)lantcntc unos pocos dins, por to quc sc deduce quc sc trata de iorttPLICStOS mug distintos a ]as in nnrnoglobulinas do Icrs scrtchraclos . Rccicntcmcntc, en detcrntinados ,crtcbrados sc ban cncontradt) protcinas antibactcrianas parecidas (;\ . pig. 212? quc probahlementC son t,1crcrres inmunitarit)s ancestrales, aunquc atin sigucu tcniencio intportancia . Uno de cstos tactorcs, una CCCa- t)pinn dcnominada P4 o hcntolina (/ul . IS.IOj prcscnta hcnnologia (38%1 coil cictcrminacios dontinicrs de las innuu1oglt)hulinas . Sc pociria tratar tic una forma primitica dc innxrrtoglobtdina, pcro hucdC quC haca C,oluCionado intiepcndicntcmentc en los imertebraclos . Eli la cucaracha ante ricana sc ha dctectadcr otra claw dc protc na inducible, mucho m:ic parecida a las illmunorglolntlinas dc los scrtcbradors . Prcscnta una m:tsa nt0ICCUI,1r Lie ?00 kdal, cs altamcntr cspccifica \ pcrsistc durantc scntanas cn lugar de bias . Igual quC en CI Cast) anterior, no sc puedc cstablccer una cornparacicin liable hasty quc no se tic\C11 .t CAN) Ie,s Cstudirrs n,o,ICCUIarCS i,rCCiurs.

El reconocimiento de las estructuras ajenas y la colaboracion entre las celulas estan mediados por varios factores

I rr~ IM CrtChradrrs JIuCticn diStinguir CntrC di\en.r . .USLI:ui.u C\ trams, muChas XCCCs C()11 notable CSpCCifCidad . Enti-C IOS tactorcs Con CaIucjClad de recornocimicnro I,resentcs ell lo% liquidos corporaICs do Icrs im crtchradt)s so: cncucntran las aglutininas, Icrs contponentes do la cascada tic la protenol oxidasa ~ una cccropi na dc Icrs insectos, dcnominada hcntolina.

Proteinas inmunitarias inducibles de Hyalophora cecropia

Fig. 15.9. Encapsulation de bacterias pt)r parts de las celulas sanguineas de una oruga. Se inyectaron bacterias (Bacillus cereus inactivados terr-nicamente) a larvas totalmente desarrolladas de la mariposa Pieris brassicae. Despues de 24 horas se extirparon y se seccionaron las capsulas quc se haban formado alrededor de las bacterias . Observese la pigmentation oscura del nticleo de melanina (M1, las multiples capas de celulas sanguineas (C), los bacilos (B) y la union de la capsula al tubulo de Malpigio (T). Barra de escala = 10 pm .

proteins inmunit.

mass molecular

P4lhemolinal

48 .000

proteins inmunitaria principal, jeconocim. de estruct. ajenas?

P5 atacinas A-F

21-23 .000

actividad antibacteriana de espectro reducido frente a algunas bacterias gramnegativas

P7 (lisozima)

15 .000

destruye algunas bacterial grampositivas

cecropinas A-F (6 proteinas)

-4 .000

algunas presentan un amplio espectro antibacteriano frente a bacterias grampositivas y gramnegativas

funciones y propiedades

Fig. 15 .10. Proteinas inmunitarias inducibles de la mariposa nocturna Hyalophora cecropia, aisladas en sangre 10 horas despues cle la inmunizacion con bacterias (Enterobacler cloacael . (Segun los trabajos de H. Boman, D. Hultmark y cols .)

Evolucion de la inmunidad

Aglutininas purifieadas. Latos compucstos CStan I,resentes en la

sangrc Lie Ios moluscc rs, los insectos v los tunicados, r tacilitan cl re ctalocimicnto Lie particulas in iv tiv, asi como sit climinacicin dc la circulacion in viru . Estas aglutininas tamhicn sc cncucntran en la xtpcrficic dc Ias cclulas sani,uincas, en dondc actual) como nttr Icculas dc enlace cntre Ios Icucocitos y ]as particulas estran is, tie la misma l'orma que en el sistcma jnmunitano dc Ios m:unitcros.

El sistcma de la profenol oxidasa (PpO) . l

probable que tamhicn cste sistcma aporte a Icrs ;I[tl-()I)odos una seric de factoLie rcs rcconocimicnto . DUrat1TC la ccmsersie'm Lie Pp() en fenol oudasa P() i 15.17), ]as cclulas licmostiticas liberal) lactorcs Lie rcconocimicnto que cstjmulan la fagucitosis V la cncapstr lacilm . Rccicntemente sc ha demostrado que una aglutinina puriticada a partir Lie sangrc de cucaracha "- denominada BI)1J, actira la cascada PP(), dc tal forma que en la actualidad se LiisPorte Lie una tcoria unificadora Lie estos don sistemas tic recorno cimiento . BDIA presenta tamhicn un gran parecido estructural y funcicmal con las protcinas fijadoras dc manosa iMBP? dc los

ccrtebrados . (Las MBP son Icctinas; son componcntes esencialcs del sistcma innurnitario inespccifico dc los sertchrados, va que sc pucden unir a la superficic dc Ios micrtxorgani,tnos i11% asores y ticscncadenar un ataquc mediado por cl cornplcmcnto . } Al igual que la N113P, BMA actin a cl complcmento s. poscc dominion capaces dc rcconocer cl colagcno y Ios hidratos dc carbono .

Hemolina . Adcmas de las aglutininas s, dc la 1'1,(), la sangrc dc I()s insectos t:urtbicn contiCnC una proteina inmunitaria dcnominada hern1olina . ( :onticnc cuatro doininios dc tipo~ innnutoglobttlina, que se Linen a las supcrficics bactCrlanaS V pucden interell el rcconocimicnto Lie las m(tlcculas estranas . En cl proccso de reconocimicntcr dc estructuras ajenas ~- en la subsiguicntc tagocitosis CS ncccsaria la colaboraciiin cntre las cclulas hcut0SOticas s, las cclulas ta,ociticas (1417. 15.11 ) . Asi, aun qtte Ios imertcbrados carecen de cclulas presemadoras de antigeno y dc subpoblacioncs linfocitarias capaccs dc intcraccionar nttrtuantcntc, Ios (it\- ersos inntunocitos colaboran en las rcspucstas inmunitarias mctfadas pc~r cclulas.

Dos modelos hipoteticos de la colaboracitin intercelular en el sistcma inmunitario de los artropodos insectos fase 1: contacto de los microbios con las cclulas granulosas

fase 2: desgranulacion y opsorutacion por medio de una oroteina de 90 kdal

fase 3: ingestion por parte del fagocito

receptor

crustaceos fase 1 : contacto de los microbios con las cclulas semigranulosas

fase 2a : desgranulacion

Fig. 15 .11 . Experimentos de las reacciones de poblaciones de cclulas sanguineas purifieadas frente a determinadas particulas . En los insectos, el reconocimiento de estructuras ajenas (fases 1 y 2) depende de las cclulas granulosas (hemostaticas), y la ingestion (fase 3) de las cclulas fagociticas. En el modelo de los crustaceos existe una Ease adicional (2b) : las cclulas semigranulosas y granulosas interaccionan para potenciar la respuesta. Las proteinas

J fase 2b : desgranulacion de eel. granulosas y semigranulosas, y opsonizacion por medio de proteina de 76 kdal

fase 3: ingestion per parte del fagocito

de 90 kdal y 76 kdal que se hall detectado en los insectos y en los crustaceos, respectivamente, son moleculas opsonizantes (de reconocimiento) generadas por la activacion de la cascada de la profenol oxidasa . (Adaptado de N. A. Ratcliffe. En : G. W. Warr y N. Cohen, eds. Phylogenesis of Immune Functions . Oxford : CRC Press, 1991 :62. Los datos de los crustaceos proceden de los trabajos del profesor K. Soderhall y cots .)

Inmunidad en los invertebrados

Las reacciones defensivas celulares y humorales de las especies que actuan como vectores de enfermedades ejercen una importante influencia en la infection parasitaria

Cdda cC1 >C dCUn1111 :111 111 .1, datcts yuC indic:ut yuC Id cal, acldad litmunitaria Lic dctcrminadccs inccrtebrados yuc acttian como \CC-

torcs Lie enternledadcs (p . cj ., Anopheles spp., nulscas tsetse, Phlo'Gotomusspl, ., moscas ncgras, chinches rcLlitliLias , besaLictrau . y caracoles pulmonacios) infm'e en ,it capacidad para transmitir entermcdades (paludisnto, cnternlcdad dcl sucito, I)artonelosis, oncocercosis, entcrntedad de Chagas v esquistosettniasis, respcctitamcnte l . Por cjentplo, en Icts nlosquitOS L . en lets caracoles pill_

MOnaLILtS SC ha obscrtado yuc Ids resl,uestas Lie Cncapsulaciitn continan cticazmcntc a Jos parusitos, t. tal \ -cz Jos LicstruVen . Adcnt :is, en imrstigacioncs rccicntcs sc han detectado aglutininas Ids intestinalcs en Anophclcs spp., moscas tsetse, Phlchotomusspp . . t en Ids chinchcs red6\ idas, yuC puccien alterar do tOrma significatiL-a CI crccimicnto' la supcrtisrncia tic lots protozoos pardsitos que ingicrcn cstcts insectos con la sattgrc . Pctr ejenlplo, en algutws moscas tsetse dcl gcnero Glossina, la inhibition Lie la aglutinina del intestino medio con D-glucosamina aumcnta significatix amcntc la rasa de infeccidn por Typanosoma hrucci rhodcsicuse. L:1 protcnctl oxidasa tambicn pucde toner ctcctos importantes, Ids llent bras de la ntosca tsetse Glossina morsimns morsitans presentan bajas tasas do intcccic'm do Ids glandular salicalcs nladuras potr 7' h. rhodesicnse en comparacicin con Jos machos do la ntisnla cspecie, %, poseen conccntrtcioncs nuld1ct nlas elexadas de Pp() yuc las moscas macho. Tantbien sc ha Licnlostrado que los Itcpti(IOS antibacterianos inducibles prescntcs ell la sangrc tie Ias nlosas negras del gcnero 5imulium dcstrut en a Icts gusanets nenlatocicls par;isitos cuando cstcts SC cncttentran t()cia\ia en Ids fasts iniciales de sit proceso Lie ntaduracion. Habra quC trat)ajar All) intcnsnmente en cste interestnte campo Lie imcstigacion, hacienda Itincapic en Jos mctotdos quC utilizan los parasites para burlar las dcfcnsas inntunitarias Lic Ices 1ccU)res .

Las defensas del huesped estan reguladas por una red de citocinas, algunas de las cuales se parecen a las interleucinas de los mamiferos

lz` nu)hCUlas dC tihc1 CIt(1Ci11 .1 (JUL sr Cncucntran ell Jos imcrte hradccs pucdcn dcscmpcnar un pal,cl rcvuladotr do Ids rCShucstas

del hutsped, a travcs dC una red I)al'CCicia a la que cxiste en Jos vcrtebrados . FI hccho do yuc Jos protozoos ccnltcngan nloleutlas rclacionadas con [ .Is citocinas sugicrc yuc cstcts COmpuestos dChcn estar prescntcs en tOdO el rcino animal . Por cjcnlplo, una tcrct mona Lie Jos protozoos, Fr-1, prcsenta parccido cstructural ~- hill cional coil la intcrlcucina 2 (11 .-2 ) . Acienlds, recientenmnte se haul aislado t . caracterizado molecular coil actividades parecidas a Ids de IL- la, II .- I ji t - cl factor de necrosis tumoral (I'NF ) a partir do anclidos, cyuillOdcrMOS 1. tunicados. II .-la c IL-111 sc han detectado utilizando un sistenla experimental basado cn cclulas de origen vertcbracio Ida detcrtninacion dc la prolifcracion do tinto citos nlurinosl, c sc Il ;t dcntostrado yuc son inhihidas potr anticucrpos policlonalcs frente a la IL -I de lets vertcbrados. La 11, 1 Lie Jos im -crtcl,rados cstimula la at regacicin, la fagocirctsis 1 . la pro liferacion de Ids cclulas ~sanguincas- de cstcts audit .tics primiticos. lambicn sc Ila dctcctaLlo una actividad tipo TNF mcdiantc la prueha Lie citeltoxicidad 1.929, yuc sc suck utilizar para la Llctcrminacion tic] TNF de origen vertehradct . Aparte de Ids nlcncionadas, sc han Llcscuhicrto en Jos imcrtcbrados otras molecular con activiclaci do tipo citocina . 1 :11 Jos insectos sc ha detectado tin factor do agotanlicnto Lie lo" plasmocitos Itipo tic IC11000CUS ;1, 1111 acti\ador do JOS ICLICOCItOS (dcnomin.tdtt I1eniotcinina) v divcrsots agCntes CsllttttlIdlltCS Lie la mcapsulacion N la fagocitosis. Un factor producido potr Jos Icucocitos L1c lots cquinodernlos (CI factor do cstrclla Lie mar) presenta propicdadcs ntitogenicas sobrc Jos lintbcitos do lots mamiteros, c induce la acuntulacic'm Lie Icucocitos en Ids cstrcllas dc

mar. Finalntente, se Ila Lienlostrado quC en Icts tunicados exists una citocina antfnflamatoria yuc afecta a la production de anti cucrpots, a Lt fagocitosis y a la citoxicidad mediada pctr cclulas en Jo s scrtchraclos, asi como a la actixiclad fagocitica do Jos Icucctcitos do Ids gambas . Fodas cstas ntolcculas aun sc Lichen caracteriz;lr mcior a nilel molecular. Por ultimo cabs c1cstacar yuC algunos Jos rstudios indican que cicosanoicies v lots pcpticios opioicics tanlhicn intcrx -icncn en la reactkiciad innlunitaria Lic ]as ccluhts Sanguineas do Jos in\ crtehrados .

Muchos invertebrados pueden rechazar trasplantes alogenicos y xenoglenicos

La inimnidad dc Icts Lcrtrhrados sc C.1ractrriza pctr un alto ~_, radct do CSPCcificiciaci V una mator intCnsidad do las reacciones cuando cl indisicluo sc cxponc Pctr scgunda 1 -cc a un misnlo antigeno i tncniotria o ananlncsis) . Estos procesos cstan controhdos potr Jos Iintocitos . pctr cl complejo principal do histocompatibiIidad i ( :PH ) . Para deterntinar cl grado de especificidad s . ntcnloria en lots imcrtcbrados, sc han 11cLado a cabo cstudios de trasplantc, intplantc \ cilrOtOxicidakt Fstcts Cstudios do trasplantc son dificilcs de rcalizar en estas especies, debido a la rigiticz Lie sus CxocsqucIctcts o a la dclicadeza do sus ragas mas externas . Tantbicn puccie Set' difiCil cicterminar cuando sc ha I,roducidO un rcchazo. Pest a estas dificultadcs, en la actualiciad sc sahc clue Jos imcrtcbrados destru\ cn lets zcnctinjcrtos, \- Cn [as esponjas, Jos celentcrcos, Jos anclidos, Jos insectos, lets cyuinotdermos 1 . lets tunicados sc Ila comprobacio la existcncia do fenontcnos de rcconocinlicnto do Jos injcrtos alogenicos grrfs. 15 .1, 15 .12 L 15 . 1.3). I.a aparcntc fal to tie reconlocimicnto alogcnico ell lox nxtlusccts prohahlcmcntc cs dcNcia a problcmas tecnicos inlterentes .1 la cjecucicin tic tr:tspl :tntes en cstcts animalcs . No ttnIos JOs grupos que rccltazan aloinjertcts dan lugar a reacciones quC sc caractcricen pOr ;it CS I,ccificidaci v nlcnutria ; por cl contrario, dichas reacciones suclen ser lintitadas L. de corta duration {v. tf. 15.1). [.a gran tariabilidad do IOS resultdLIOS obtenidots tras Jos injcrtos pucde ser dcbida a la dependencia Lie la tcntllcratura del proccso do rechazo, que algttlll)s invcstigadorcs no ttelletl ell ctletlta . No cs sorprcndcnte quC en Jos invertebrados colonialcs, como Ids esponjas, Jos celentereos v JOS tunicados, se produzcan tcncime nOS Lie reconocimiento alogcnico, ya yuc la intcgridad do unit

Fig . 15 .12 . Demostracion de la inmunidad mediada por cclulas en las esponjas : incompatibilidad alogcnica y compatibilidad isogenica . Se practica ona parabiosis (fusion de iOS sistemas circulatoriosh entre dos fragmentos intactos de

esponja iCallysporlgis spl) .) Lie ona misma colonia y de dos colonias diferentes, manteniendolos unidos mediante un cable metalico recubierto de vinilo . 1) La fusion interfacial entre los dos parabiontes isogenicos We la misma colonia) se mantiene indefinidamente . .0,5 . 2) La incompatibilidad entre los parabiontes alogenicos (de colonias diferentes) provoca una interaction citotoxica y necrosis (flecha) a los 7-9 dias (24-27 -,C) . h0,25 . (Por gentileza del Dr . W. H. Hildemann .)

Evolucion de la inmunidad

colonia sc yc siemprc amcnazada par cl sohrecrecimicnto dc las colonias advacentcs ifiij. 1 .5 .21 . Lo s trabajos Ilcs- ados a cabo con laryas etc colonits dc tunicados haul Puesto de ntanificsto quc tanto cl rccmocimicnto alogcnico comp la tcrtilizacioin estan hajo cl control dc Lilt iutico locus gcnico que presenta \ratios alclos . Port tanto, existe Lilt cicrto parecido entre este sisten1a cfe los tunicados F lots genes dc histocompatibilidad de los mamitcros . Hay quc insistir en yuc la escasa cspccificidad nten1oria (ie los procesos dc rcconocimicnto alogcnico dc los imertebrados no parece afectar a sit sistema intntmitario iii a su c zito hiologico . Dc hcclto, los imertchrados rcspondcn rapidanlente ante la pre sencia dc patogenos son extraordinariaunente abundames . V

N

En los invertebrados aparecen ancestros del CPH y molcculas con dominios de tipo inmunoglobulina La rxistencia dc rcc(nxtcimiento alogcnico en mucl1os imcrtc bradors sugicrc que Ions anccstros del complcjo principal dc histor compatibilidad {CPI I ~ podrian cstar presentcs en cstots animales . ( :onto logs imertehradors cartoon dc innuuloglobulinas, cs posible quc CI ('PH sea Lilt sistema anterior c indcpcndientc del sistema dc ill munoglohulimas de Ios ycrtchrados . ticgitn csto, los yertehrados Itrintitiyos habrian retcnidor el ( :PH micntras desarrollaban indcpcndicntcmcntc cl sistema dc innlunoglobulinas, para consegttir tilt sistcnla dc rcconocimicnto ntas preciso dotado dc anticuerpos circulantcs y receptores cclularcs de superficic . En tascs tnas ay :uvadas del proccsor dc tyolucjcin de los wrtehrados, los sistcmas del ( .PH \ dc Las innuu1orglohulinas se podrian haber intcgrado Itasta Ilcgar a ejercer cl grtdo dc control quc cxigen las interacciomcs cntrc las celulas prcscntadotras dc antigcnos i CPA) - los lintctcitos . Dc todas torntas, tondo csto no cicja dc set una hipdtcsis ; no hay prucbas cstructuralcs ill tiutciontalcs dc quc ]as ceill relulas dc lots im -crtchrados exprescn glucoproteinas ( :PH ceptorcs cclularcs dinlcricos dc aloantig,etlos . Adenlas, cs posible que los imertebrados carezcan dc reactividad Icucocitaria mixta t iq . que till marcador futlcional dc la presencia de ( :PH en los wrtchrados . La ausencia de datos quc ayalen csta hipote sis ha Ilcsadot a proponcr otras ; had' im'cstigadorcs quc sostienen a partir do las proteiquc el ( :PH dc los wrtcbrados c\ nas dc shock tcrmico (v. n1as adcl :uttc ) . N

CS

011,160110

Sin embargo, el dcscuhrimicntct do molcculas analog-as a la P_-microglohulina en las Ionlbriccs dc ticrra, en los crustaceos y en Icrs inscctos allow la tcoria dc guc Ills precursorcs del CPH Pueden haber surgido en Icrs imertebrados . Attnque la li .-n1icroglothulina dc los ycrtebrados csta coditicada par till gen que no encucntra ligado al CPI 1, sc asocia can [as molcculas CPI I dc clase 11. Pcrtcttccc a la supcrtatnilia dc Icrs gales do las tnoglohulinas . Por tanto, Las molcculas ( .PH pucdcn procentctlccula Con Lilt 6nico dominio parccida a la (i .-ntidcr dc croglobulina, quc habria ido adquiriendo contlplejidad rnedjante procesos dc reordcnaciem gcnica, duplicacion ginica sclecci(in natural . Finalnlentc esistc Lilt grupo dc ntolccuLts, cntrc has que se encucntra 1111- -1 f presente en cl ccrchro del calatnarl y la antalgam ;t, la fascidin,t Il, el ncurogliano \ la 1lemolina (codas cllas propias dc los inscctos ;i, quc tttnbicn I1crtcnccen a la supcrfamilia dc ill ntunoglobntlinas ; sc ha sugcrido que estas molcculas tyolucjonaron colt objeto de medial- las intcraccioncs intercelularcs s. guc podrian Ilcgar a dal- lugar a till sistcnla innwnitario CaPaz (ic recontocer Las estructuras ajenas . Fan cl caso dc la 1lcntolina dc los insectos es posible quc sc haya llcgado hasta cstc puma ( . ntas arribaI . SC

ill-

Ill

1111 .1

N

IAN

INMUNIDAD EN LOS VERTEBRADOS Fit comparacidn coil la inntensa yaricdad dc tornlas quc prcscntan los orgaulismos im -ertebrados, todas los ycrtehrados respondcn a tin sistema basicot do organizacj6n bastante unitornle se cncuadran dcntro de tin inlico tipo, los cordados . Pcsc a la considcrablc cfis crgencia eyotlutiya que existe dentro del conjunto dc ycrtcbrados, cntre Icrs quc se encttentran lots peers sill mandibula, Ices peces cartilaginosos, los peces tcle(isteos tpro \istos de mandibula ), los anfihios, los reptiles, las ayes y Ion mantdcros, los comPotnentcs cclularcs n1olcculares basicos de Icrs sistcmas innuutitarios prcyentiyos do los gnat6sionlos cspccics corn mandibula) cstan sorprendcntcmcnte biers consenados . Sin embargo, la crecicnte especializaci6n dc lots tejidos Iin1oides y dc las tintciones linlocitarias, junta con la mayor yariedad dc clascs de innnutoglotbuljlt ;ts, parccen set propiors de loo niyclcs sultcriores de orga. niz .uioin . I -ors sistcmas innttmitariors nias complcjors cstructural t futuiornmllilt nic son Ion LIc 1()s mamitrros . N

Celulas T y evolucion del CPH

Fig . 15 .13. Inmunidad frente a los trasplantes an los equinodermos : rechazo de tin injerto an una estrella de mar (Dermasterias) . 1) Pese a las dificultades tecnicas, este autoinjerto (T) esta en perfectas condiciones a los 300 dias . 2) Un aloinjerto (L) rechazado a los 287 dias (14-16'-,C), que presenta tin aspecto blanquecino y se encucntra contraido . En el rechazo intervienen celulas analogas a linfocitos y celulas fagociticas de mayor tamano . x4 . (Par gentileza del Dr . W . H . Hildemann .)

I as sul,p(r)laciottcs dc lintircit((s I kit, ot()xicos IiT( ) 1 . colabon'adorrcs ~; I i t 1 dc los marnifcros, yuc lx)sccn tttlos receptores dc celulas -I Up (T('lt), solo son caPaces do rcconocer a los antigcnos cxtranos cuando cstos son prcscntados adccuadanlcntc par las molcculas polim(irficas del CPH codificadas par cl propio organistno . Por cllo, la filogenia dc dctcrminadas pohlacioncs dc cclul as T j P . cj ., los linfocitos T citoroixicos I is hC I t . los quc inter yiencn en las reacciontcs leucocitarias tnixtas I Rl,4l I i y la cvoluciitn del ( :PH se estudiaran sintultarteanlcnte (Jirf. 1,5.14 ;1 . Se lla (ienlostrado mediantc criterions funcionales y/o mediartte tecnicas nlolcculares y gcncticas quc todas los yertebrados proyistos dc ntnndibula (dc los peces cartila~ginosos en adelante ;~ powers till CPI 1 . ( l .os critctios fitncionalcs cxigen demostrar que Las RIAI t. el rechazo dc aloinjcrtos esbtt hajo ell control dc una 6nica reg :lnn do genes polimorficos, v que los fenon1enos Cot1to la colaboraciCm cntrc I :ts cdulas C y l3, la induccion dc rcspucstas citotoixicts csprcificas dc antjgctw I P . cj ., frcntc a CCIUlas alogcnicas la cducacio'm timica dc las celulas dc cstirpc I' tambicn Cstan comroladas par el CPI 1 . ,1

Se ha demostrado claramente la existencia de CPH en el vertebrado poiquilotermo Xenopus halt obtcnid(r datos que indican gttc I(rs genes RCCiCntCmentC, del C .PH cs()lucionaron cn I()s peces cartilaginosos, cuws anSC

Inmunidad en los vertebrados

Evolution del CPH y de lax celulas T

`~ Eutheria (mamiferos cor, aiacenta)

Aves AS laves COMUrP.S I ' 11 Aves

Mammalis rocodilia leodrilos, caimanes)

Squamata ilagartos, serpientesl I " Chelonia !~!- J (tort' -, tenet " . " . Reptiliay acua! J Teleostei (todos los demos peces comunes)

J Anura AN Urodela (ranas, sapos (salmandras, ajolote)

L"

Chondrostei lesturionesl

Amphibia

.Ml Elasmobranchii A - lvas . I,

t I :ut ::~~~si

Condrichthyes (peces cartilaginoses) J

Cyclostomata iciclostomas, lampreas) CPH de k~ close II, RLM

CPH clasico (la) de Xenopus . I as prtateinas do class la dc

.\ : uuplo soil polimorficas \ prcscntan units 20 alelos difcrcntcs . F.stas protcin .ts son Cspres .tdas en la supcrficic de todas lax cclula, adultas, sicndo la csprcsi(m maxima en lax celulas Itcmatopoytncas . Las cacicnas a de. chase. I dc Xtwopusprcscntan una ntasa molecular de 40-44 kdal, estan lormadas por tres dominion \ sc cncucntran tinidas de forma net coy alcntc a la (3,-microglubutina . [ .as protcinas ( :PH dc clase I dc Xcuoptrsprcscntan la particularidad de yuc cstan codificadas cn till iuaictt loots gcnjco (frcntc a trcs cn lox scrcs ITttmanos t. don cn lox ratoncs) .

CPH no clasico (Ibl de Xenopus . 1 :1 primer gcn dc close I dc

osteicthyes (peces con esqueleto)

CPH de close I, LTC

tcccsorcs se scpar;a-on do lox dcmas ccrtchrados hate m.is dc 400 ntilloncs dc afios. Sin embargo, cl scrtcbrado poiyuilotcrmo i; de sangre Iria) ell cl yuC man a fimdo se 11,111 estudiado lox genes \. proteinas del ( PI I cs la rana de uftas, Xcuopus. En la harrra 15 .1 S sc comparan stl ( :PI-I idcnominado \LA), cl ( ;PI l dc lax as'cs jlocus 13) t. cl (:PH 1111 .16110 f H-2 ).

Agnatha (peces sin mandibula

Fig . 15 .14 . En este arbol filogenetico de lox vertebrados se muestran algunos aspectos de la evolution del CPH y de las

calulas T. Se indican lox casos en que se dispone de datos que demuestran la existencia de don de lox mecanismos mediados por el CPH Ilinfocitos T citotoxicos, LTC, y reaction leucocitaria mixta, RLM), asi como aquellos en que existen pruebas bioquimicas y moleculares de la expresidn de lox genes y proteinas del CPH de close I y II . Los recuadros en blanco significan que no se dispone de suficientes datos que demuestren la existencia de esa propiedad.

.\'crrupas(fuc se identific) pCrtcnecC a una Bran familia de moleculas mononx>rficas, no clasicas fclasc I1 y parccidas a lax molectilas del (TH . Esta situado en tin cromosolna distinto yuc lox genes ~, clasicos» f CPI I la ) . Parece que este gcn de class Ib ccxiitica una ntetIccula yuc presenta homologia con lax rcgiones fijadoras dc proteinas dc la familia dc protcinas dc shtick tcrmico 70 ( Hsp '(f1. Rccicntemcntc, sc ha sugrrido yuc la rcgicin dC union al pcptido dc lax molcculas ('PH dc class I podrian ltahcr 0ctlucjo11adct a partir de lull Hsp. {Las Hsp son molcculas yuc sc ban conscrs ado a to largo dc la Ctolucion . se cncucntran en todas lox organismos, en donde acnian comet -L Impcroninas ,, que interviencn en cl plcgamicnto y transports intracclular kic proteinas. ) I,as proteinas tipo ( :PH no clasicas se hail cncontrado cn lax stipcrficics cpitcliaIcs dc todas lox srrtcbrados yuc sc (tan Cstudiado, \' pucdcn desempenar discrsas funciones, sc tree yue algunas de cllas reconoccn Las I Isp dc lox organismos patogenos o dc lax celulas prctpias infcctadas o sotnctidas a cstrcs, prcscntando despucs cstos pcptirios conscrt ados a celulas T con rcltcrtorios rcstringidos do T(A.

CPH de close lien Xenopus . I .a s molcculas (:PH do class I I de

Xcuoim.; son polimorficas (units 30 alclos), v stilo sc csprcsan constituthaniclltc cn dctcrminadas celulas ad ultas, entrc lax Lfuc

CPH de diferentes especies

Xenopus (XLA)

-cc-a. BF I

BL II

t

BG IV

Gallus (B)

Mus IH-2)

100 kb Fig. 15.15 . Todos los vertebrados provistos de mandibula poseen

CPH . En esta figura se muestra la organizacidn hipotetica de lox loci del CPH en la rana de unas (Xenopus) y en el pollo (Gallus) . La

estructura del complejo H-2 murino (Mus) se conoce con gran detalle . Las distancias en lox casos de Xenopus y Gallus son arbitrarias . (Por gentileza del Dr. L. Du Pasquier.)

Evolucion de la inmunidad

sc cncucntran los timocitos, Las cclulas B v I - N diversas ( :PA, come) tinas cclulas analogas a las dc Langcrhans Lie la epidermis cutanea i v . iiq . 15.16) . Las molcculas cie class II cstan COntPUCS tas de cadcnas a y 13 ccxiificadas cn el ('PH, sicndo ambas cadcnas glucoprotcinas transmcnahrana de 30-35 kdal . Los productos dc los genes del CPH dc class II que codifican las ctdenas j3 en Xcnopus presentan una ltontologia do casi el 50'%con las code nas 13 de close II de los nramit%ros . Las moleculas de class 11 se asocian transitoriantente durante el proceso biosintetico a una cadena im - ariahlc . El CPH Lie claw II Lie Xcnopusesta torntado Por tres loci gcnicos dc cadcnas j3 (igual que en los scres humanos"~ . La expresidn del CPH an Xenopus es diferente en cads fase de su ciclo vital Unit caracteristica cspccialrncntc intcrcsantc dc la cyrcsiein dcl ( .PH en Xcnopuscs clue Ias molcculas ( :PH de class I clasicis no son cxl,rrsadas en la supcrficic de ninguna cclula antes Lie la metantorlosis . Por el contrario, las moleculas de close 11 aparecen pronto cn las cclulas B del renacuajo, asi comp en detlrnalraadaS cclulas cpitclialcs clue estan en contacto directo cent Cl mcclio cxterno . Esto denutestra que la cxpresion de las molcculas clasicas de close I no es esencial para cl inicio del desarrollo ni para cl firn cionanticnto del sistenta inntunitario de las lars:is . Sin embargo, exists la posibiliciad de Clue Ias moleculas no clasicas de close I cjcrzan alguna titnci6n inntunitario en ]as larvas . Es nnn probable que la inmunidad cclular restringicia POI- ntolccttlas Lie close I I dcscmpctic tuncioncs cscncialcs durantc cstc pcriodo ontogcnico . La antplia distrihucion de Ias molcculas Lie close II en los renacuajos en contparaciem con las ranas adultas sugiere que este patron do ezpresion podria ser el clue se utilizaba c ii los sisterna, innrtrnitarios ntas printitivos para prcsentar los antigenos . El CPH en otros vertebrados Recicntentente, se lean detectado proteinas CPI I dc close I ~' II v genes polimorficos de close 11 en los peces cartilaginosos . En cuanto a los tcIc6stcos, sc hall Iocalizado genes del CPH Lie clasc I v dc R,-rnicroglobtrlina cn la trucha arco iris y CPH dc close 11 en la carpa . Lets ajolotes, cuyas celulas T presentan una escasa reactiv idad frente a los aloantigcnos, poseen cadcnas u v ji sic molcculas ( :PH dc class 11, que no son excesivantente polinrc')rficas . Estos anfibios cxprcsan tambicn antigcnos critrocitarios codificados cn cl

Fig . 15 .16. Inmunofluorescencia : celulas dendriticas de Xenopus con moleculas CPH de close 11 . Las celulas de atipo I angerhans !L) abundan en la capa epidermica basal de la piel . Se observan celulas del Uuello de una glindula cutartea que se able al exterior a traves de la epidermis (N) y las glandulas cutaneas subepidermicas (S), con moleculas de close II . , 100 .

CPH, parccidos a I .ts cadcnas dc class la (44 kdall v a las mole cults polintiirticas dc class IV que sc cncucntran en lets critrocitos nucleados de los pollen . Pucdc que tanthien csten prcscntes cn Xrnopus. l .a s cadcnas Lie class Irx s . las molcculas hctcrodintcricas do class II ttnthicn SC cncucntran en divcrsos reptiles . Se pan identificado fenotipica y funcionalmente celulas T en diversos vertebrados asi c))ttao 1'1s Ino CC Eli Ias acrs sc hall detectado 1'( :IZ uj3 ]as corrcccl,toras ( 1)3, ( .1)4 \ ( :1)8 . Algunos dc Estos reccptores, o las cuicnas de que estan torrnados, se estan cntpczando a detcctar tanthicn en los anfhios . Por ejcntplo, lc)s genes dc lets tirnocite)s v le)s csplenocitos del ajolexe ntexicano presentan una considerable hetnutlugia con Ias cadcnas (3 de los I ( :IL de Ias aver v de los naamiteros . En los timocitos dc XenopusV en hnCas celularcs dc tuntores linti)ides del timo sc Ita detectado una proteina dc supcrficic de 55 kdal, que cn IOS estudic)s dc secuenciacion ha resultado prcsentar honaologia con la cadcna n dc los T('R . En la actualidad se disponc dc anticttcrpos monoclonalcs anti-Xcnopu+ dirigidos contra cl prcsunto CD5 171-88 kdal, cxpresado en to das las cclulas T) v CD8 ( :35 kdal, expresado en las cclulas T citotoxicas ) . Aunque reciententente se pan Iocalizado en la trUilta arco iris Ios segntentos genius clue ce)difican las cadcnas P dc sus IY .'R, tcxiavia no se ha conscguido producir anticuerpos monoclonales trente a Ias cclulas T dc los peces . En la actualidad no cxistcn datos que avalcn la prcsentaa dc cclulas T fitncionales en los peces cartilaginosos, aunque scria sorprcndente que careciesen de ellas, dada la presencio dc tin ('PI I pe)linteirfico en este nivel evolutivo . EI titndantento cclular v molecular Lie ]as RIA1 obscrv :ui :ts en Ios Icuu)citos de los cidostomas tcxlavia no sc ecntocc coil dctallc . La tentperatura CS tin tactor esencial en el desarrollo de respuestas innuutitarias en Ios e)rganisntos poiquiloterntos . En cl pea gate), Ias hajas tcnrl,craturas inltihcn la prolitcracion dc Ias CClulas T (pcro no dc Ias cclulas B) . Estos ctcctos soil dcbidos a las bajas concentracioncs cn Ias cclulas T de los peces de dctcrtninados acidos grasos saturacios f p . ej ., acido olcico) capaces de tluidificar ] .is mentbranas . Por ello, Ias dietas ricas cn ciertos acidos grasos puedcn favorcccr la adaptation dc los peces a Ias hajas tenrpcraturas . El acids olcico tanrl,icn Pucdc contrarrcstar la supresion dc rcSPuestas clue sc obscrva cuando sc sontctc in t ,ilr- o o las celulas T do los marniferos a hajas tenrperaturas, aunque todavia no se sabe exactunente CtiACS Soil Ias fases del process Lie transmision dc scitales que se ven atectuias petr la tentperatura . Evolucion de las celulas B y las inmunoglobulinas Se pan detectado cadcnas pesadas y ligeras de inmunoglobulinas en diversos vertebrados I- t Ia actualidad Sc SA, C clue cicrtas hn)tcinas sir I(n cicleiste)nnen . (Iue cn till principie) sc crcvo que Bran :utticurrl)c)s, Soil rcalincii tc ]as proteinas del contplcntcnto C3- C5 . De Itcclto, atin no se pan detectado nto1eculas pertenecicntes a la superfarnilia de [as innurnoglobulinas en los organismos agnatos (sin ntandihula), Icts ciclostomos v Las lanrprcas . I'odos Icts \crtcbrados coil ntandihula sintctizan anticuerpos firentc a una arnplia varicciad dc antigcnos . Sin embargo, los organismos poiquilotcrntos sintctizan anticuerpos Lie aliniciad rela tis- antcntc t)aja que carcccn dc mentoria inntunitario Prolong ada, cn contparaci(IIn corn lets anticuerpos dc Ios vcrtchrados endoterntos (de sangre calicntc h . La Cstr"ucttira dc los ;utticucrpos se ha conservado a to largo dc la cvolucicin, s' CUnSiStc en moIcculas torntadas Por cadcnas polipeptidicas innttrne)globulillicas pesadas y ligeras, coda una de Ias cuales contra de varios dontinios (v . Cap . 6l . Fstas innurne)glol,ulinas pucden set- cxprcsadas en la supcrficic dc Ias cclulas B, actuando conto rcccptorcs, o scr secrctadas hacia la circulation Por ]as cclulas 13 activadas . Las Ig :sl polirncricas aparcccn cn todos los \crtcbrados coil ntandibula iArr(. 15.1?I v constitusen le)s principales anticuerpos

Inmunidad en los vertebrados

tic cadenas ligcras tambicn sc obserxa en n,uLa dixcrsidad chus organisnaos poiquilotcrrnos . En Xctmptrs se hall (Ictcctaclo tic cadcnas ligcras, UnO tic Ion door tipoos antigcnicanacntc distintoos CtraICS prescnta similitud con [as cadcnas x, \ tambicn Sc haul dctectado dos tipos en loos peces gato, ]as truchas Y lo .,, caimancs . Sc sabc yuc cn los tiburoncs cxistctt dos tipos tic caticnas ligcras, yuC prcscntan parccidos coil Las cadcnas h \ %., to yuc indica yuc la discrgcncia tic la cadena ligcra ancestral para t1ar lugar a los isotipos actualcs tire prc\'ia a la aparicion tic lus pcccs cartilaginosos . Itecicrucnaentc w laa reconucidoo en el tiburon noxiriza una Ill() Iccula tic la supcrtamilia tic inmunoglobulinas, posible antcccsor ta'Cl1trtICU tic [as illnttnoglobUlinas \- Ios TCR. Esta naolccula, ticnominada receptor antig,cnico nucs -o MAR, del inglcs Nca, Antiacn Receptor ;, prescnta un donainio sariablc s . cinco constantcs \, aparcce en forma tic ditncru en Cl sucro~ . Esti codificada cn un locus gcnctico somctidoo a rcurdenarnicntos V discrsificaci()n so na :itica . Fn Ios pcccs cartilaginoosoos se Ita rcconOCido un nucr'o tipo tic anticucrpo yuintiricoo, coompUcsto cntrc I,,X t . NAR, to title arrotic Ig . ja ducias sohrc la prinaacia tie lgN1 cotno isotipo primordial

scricos cn Ios pcccs. (,ada caticna pcsada tr CO IISta tic cuatro do nainios constantcs N' un dominio s ariabIc, Ias cadcnas pcsacias .' ligeras CStdn unidJS cntrc Si por enlaces disulhu- u. La lunailia de Cadenas u prescnta una considerable dl\Cl- Sid:td liloogcnctica; poor Lie Ias CiLIcrras It del pcz gato Y (lei cjCnaplo, Cntl-C Ias SCCUCncias tic honaologia . raton solo cxistc un 24"'6 . 1-:n algunos PCCCS cartilaginOSO,, rr1m0 Ids rasas r Ios tiburoLie ncs, sc hall tiCtCCtadO anticucrpoos clue coonticncn cadcnas no u bajo peso m0I000lar I r . hn . l.i .l "1, aunquc la rclacioin c\'oluti\'a cntrc cstas IgR'' Ias denials cacicnas I 1 no o cst clara. Los anfbioos, los reptiles \' ]as a\'CS pOSCClI un isotipo tic cadcnas pesadas con title cs cuatro dominios constantcs dcnominado IgY, clue sc cree tic un precursor I:ts Igt_; r, I ;as IL E Lie Ios inainiferos, coil ]as quo: Igl' compartc caractensticas cstructuralcs y luncionalcs . Pucclc tic Sc yue la IgY tic los ajulootes tambicn sea una innnmoglobulina crecion, ra clue estC isotipo SC asocia en CI intcstino con n1olcculas parccidas al conaponcntc secretor . Es intcrcsantc cl liccho tic yuc aunyue los pcccs carcccn tic I-E, I0S tCICoStCOS pucdcn tic tipo l, (]Lie pucdcn ser desarrollar rcaccioncs tic hipersensibilidad debidas a la union tic anticucrpos hoanoocitotropicos a 1os tcjidos . Las It X tic Xcnopru, yuc al ccntrario yuc Ias lgY no sun dcl)cntic sccrccion Lie dicntes del 61110, pucdcn Scr eyuixalentes a ]as IgA cnurcntra prin los naamitcros, sa yuC sc trata tie un isootipu yuC se title cipalmcntc en cl intcstino- El primer cscalon C\OlLlti\O ell . aparcccn las IgA soon [as airs ntis Csoolucionadas

Los genes de las inmunoglobulinas de los vertebrados inferiores pueden estar organizados de cuatro maneras diferentes

1:1 mali~is mcdiantc tccnicas tic :\I)\ rccoombinantc tic loos loci gcnicoos dC Ias ill munoglot)ulinas tic Ions organismos poiquilootcrmoos laa cxpcrimcntado un gran dcsarrollo ell los 6ltinaos ticnr tic cuatro patroncs tic pos, lu1bicntdrse denaustrado la cxistencia

Distribucion de las inmunoglobulinas en los vertebrados IgM mamiferos

5

aves

5

19A

IgX

IgG

IgY IgE

oorganizacion.

Anfibios y peces teleosteos y holosteos . Estoos oorganisnaos

IgD

prc`cittan una ont;anvacioin tie lt;l I pal'Ccida a la tic los naarnitcroo, l til)oo " nanslootoin -? . P(ll' cjcmplo, Cn Xenroprrscxistcn aproxinaadamcntc 80 100 segmentos VII, 15 segmentos 1) c 9 scgEstoos segmentos cooditicAn tantu Ias nlcntoos Ill (Jail . rcgioncs estructuralcs como Ias rcgioncs ticterminantes tic la coma pjCnacntariCdad . (aria region constantc tie Ias cadenas pesadas tie Xetopusf lgNI . 11;X, IgY) csti codificada por cuatro cxoncs Of . Lie Xenopus cst:in codificadas cn dcos crurno t .as CaLICIMS IigerAS tic cllos con sus currcspondicnsomas indcpcntiicntcs, cada uno tCS scgn1cntoos \'I , Jt %' CI . . Loos gCncs tic LIS cadcnas ligcras tic Ias tic Icon tCLc()SCCos nnlcstran cl tipo tic organiill munoglobulinas zacion ~1naultiCunjLIntw, yuc caractcriza a lus genes do Ias innnlnog,lobulinas tic loos tiburoncs I s-. m:is adclantc l . 1)urantc cl dcsarroollo tic Ias ccIULas 11 tic Xcuopussc produccn tic Ios genes tic innttuauglolxrlin:as pamirltiplrs rcox'dcnaciooncs recidos a loos yuC sc obscr\ all Cn Ios naanaitcros, y tambicn sc protic exclusion alclica, por lo clue los hnfocitos duce Cl tenonaenu proxluciclos soil rnonoocspccificos. Lus genes actisadorcs Lie la rccombinasa (yuc cataliza ]as rcordcn:lcioncs Lie Ion genes tic in nun1ug1obulinasi tambicn Cst:in pr-CSCntcs Cn Xcnoptrs, pcroo la di\crsidad tic los anticucrpos (region \) cs rclatis'anuntc pcqucr-1J, poscrcndu each adulto unas 5 x 10" naoleculas tic anticucrpoo tii

reptiles anfibk-,.

6y5

peces pulnaonado,

5

teleosteos

4yl

elasmobranquios

5yl

Fig. 15 .17 . Distribucion y posibles relaciones de las Ig de los vertebrados . Las IgM polimericas se encuentran en Todos los vertebrados provistos de mandibula, pero con diferente numero de unidades basicas (conjuntos de 2 cadenas H y 2 L) . La sangre de los peces cartilaginosos (elasmobranquios) y teleosteos tambicn contiene IgM monomerica . En diversos grupos se encuentran isotipos de cadenas pesadas distintos de p, pero no se conoce la funcion de la mayoria. (Por gentileza del Dr . G. W. Warr .)

El locus IgH de Xenopus

VH1-VH100

DH1~DH15

300-500 kb

20 kb

JH1-JH9

10 kb

CP

4 kb

CZ

Cv

Fig. 15 .18. El locus IgH de Xenopus presenta una estructura similar a la de los peces teleosteos y a la de los mamiferos . Todos los segmentos genicos estan adosados a secuencias senal clue intervienen en el proceso de recombinaci6n . En primer lugar los segmentos D se desplazan hasta el segmento JH ; a continuacion, los genes VH se desplazan hasta el segmento D-J reordenado . Finalmente, los genes V-D-J reordenados se unen a un gen de region constante, dando lugar a IgM, IgX o IgY. (Segon los datos del Dr. L. Du Pasquier .)

Evolucidn de la inmunidad

tcrcntcs . La pcqucria magnitud do: la ntaduracion do: la afinidad quc No: ohscrva cn Xenopus i s_ ell otros poiquilotcrntos) tras la act itacicin tic las cclulas R no parccc scr dchida a la inexistcncia do mutaiioncs sontaticas tic Its genes do: innttm0glob111inas . Pcrr cl contrario, so crcc quc CI m0tittr de este lIccho CS la talta do capacidad para sclcccionar adccuadamcnte hrs mutantcs, to quc los cirganos lintiridcs do lo ,, orgartisrnos poiquilcrtermOS careccn do: ION contras gcrntinalcs prccisos para c11o . Los gall lios lintaticos dotados con ccntros gcrminalcs son CXCI11slt'os do las atcN \' do: ION mamifcros. Aunquc Ias larcas do Xrudpru PrOCIuccn los trcs ntismos isotipos do Ig quc Ias adultos, los rcpcrtorios cic anticucrposdo las lars,ts t cic los adultos son ditcrentcs . El rcpcrtorio tic Itrs adultos surge a partir de rrtrrdcnaci0nes gonicas quc sc produccn cn una sci-unda olcada do: dcsarrollo do: [as cclulas 13, dcspucs do la mctamorf'osis . La tcrccra region lupcrvariahlc do los adultos so: disct-sifca aon ntas mcciiantc la adicicin alcatoria tic aminoacidos cn la rcgicin N, liccho quo: no ocurre cn las larsas .

La generation de la diversidad en las aves . Estos organis-

nt0s ix>scen una segunda tirrnt .t tic tx,',aniiacitai do ION genes do: innILmc rglobulinas, t . la dit crsidad CIc sus anticuerpos se genera ell un eI)rgant r especial, la bolsa do: Fabricio do: la cloaca Li.1 t)1. El locus tic cacicnas ligeras do Ig del pollo conticne un unica gcn V, quc SC rettrtiena en printer lugar y se une a una unica unidad 1-( .

(he . 15.?0}.

El locus IgI I del pollo tambicn conticne Imiltiplcs E!enes do: la rcgj6n 1) . Las rcorclcnacioncs stilts sc produccn dur;uttc tut pcricxlo de ticntpo htnitado, cu Ias primcras fast, del dcs,trroIltr en ]as quo: las cclulas Inadre colonizan la balsa, nlicntras quo: ell ION ratones t, en Itrs sores huntanos Ias rcordenacioncs do: Its genes de innnm0globulinas cn los precursores do [as cclulas 13 se prociu-

cell a lo largo do: coda la s ida. Sin cmhargo, cn cl pollo cxisicn tranttrs do: secucncias do nucle6tidcrs procedcntcs do: seudogenes (adUCCntCS al tinico gcn V ;~ quc sustittn ,cn a scgntcntos do: 10120 pares tic bases de ]as secuencjas gcnicas rcordenadas de las iunttrnoglobulinas . Estas comcrsjancs gcnicas I,quc tantbicn so ob scrsan en ION ctrncjosy se producrn nun frccucntcmente durance tOCIO CI ticmpo ell quc ]ON lintircitos 11 proliteran cn la balsa.

Los peces cartilaginosos poseen un tercer tipo de loci genicos de Ig. Ell cstc C,tso, tanttr lass caCjcrta, l,cs,tdas i u ; do in

unoglobulina comp Ias ligcras i;parccidas a i. y rc,~ cstan codifi cadas ptrr Itt11Cltos conjuntos pequenos y discrctos de genes (,nCs actitadoras dc los macr6fagos \ antisiricas . Rccicntcntcnte, sc ha sccucll ciado cl intcrfcr(in tic los pcccs del orden Hitirncotuata, pcro apcuas sc parccc a los intcrferoncs clue cort()CCnte% . Esta talta tic Itontologia puccle scr la raz()n pctr la que no sc ha obtenido Lilt gran czito ell la localizacicin do los gcncs tic citocinas dc I()s orgallisnros poicluil()tcrnt()s utilizando sondas do oligonuclcbtidos LAS

basadas elf sccucncias consen adas do las citocinas do los mantitcros . Entre Las citocinas (life so: han dctcctado dc csta nrancra sc cncucntran cl factor dc crecimiento dc I(ts fibroblastos tic los an fibi(rs, TGF[l ('1'( ;F/3S en Xinopts, dondc pucdc inhibir la prolitcr'aci(in dc las MILLS I', N TGF(34 elf los pollosl c IL 2 dc los peccs del orden Hi -tcrwsontata . Parcce gttc los reccptorcs do TNF se hail consert ado a h) largo tic la es- oluci(m,'\'a Clue Ion efcctos actisad(trcs del I NFli Itttrttane sobrc los ntacrcilagos do trucha arc() iris pucdcn scr blotlucad(rs incuhando prcsialltcntc los fagocitos con anticucrp(n ti- ente a I()s reccptores tic 1'\F humane (pi,; ) . Peptides antimicrobianos I .((, Itrptid()s antirnicr((t)i :ur~s c,tan relaci(tnados cstrucntralntcn

tc c()ir las protcinas antiniicn(bianas do los imcrtchrados tdescritas pi-c\ iantcutc), t - tanthicn son tactores ininunitarios importanrcs del sistcnra iulltullitari() do los \crtchrados . Asi, sc Ittn desctthier -t(> cecr(tpinas en cl intcstin(t p(rrcino, asi conto dcfensi fills ell los tagocitos t . en dctcrntinadas celulas intcstinalcs dc los ntantitcr()s, en Clondc contr((lan cl crecimiento microbiano . Las glandular grtuur1osas tic la picl \- tiel intestine do XenoprlS sccretan otra familia dc pcptidos, C1enontinad(ts nttgainirtas . Fates cons puostos presentan Limas propiCCLatics antibi(Sticas do antplio espcctro, sicndo acticos frentc a bactcrias grampositisas y grantncgari\as, hongos s . protozoon . Adentas, sc ha dentostrado Cue tallthicn roll citot(iWeds frcntc a dctcrminathts tipos dc celulas malignas huntanas . Ell la actualidad, las magaininas sc sintctizan cn cl laboratorio, y Sc csta consiticrando la posihilidad tic utilizarlas come agcntes tcrapcuticos cn scrcs huntanos . La cscualamina, fin csteroiCic (life actua come antihi(Stico sistcntico en los tihur(ntcs, t :utthicn se ha c(mscrtido en fin candidate para cl Cicsarrollo tic farntacos utiliz:tblcs en I()s sercs huntanos .

TEJIDOS LINFOMIELOIDES DE LOS VERTEBRADOS INFERIORES I-:I sistcnta lintinnicloide produce V alntaccna I(rs linfocitos, los granuktcitos s. otras celulas s .utguincas, v constitute cl armazon anat(intice ell el clue se Cstal,ICCCn la% intcraccioncs ,alecuadas en ire los innnrn()citos los antigcnos .

Factor de crecimiento de las celulas T en Xenopus sobrenadante :produccion extirpacion del bazo

cultivo de linfocitos esplenicos

I recoleccion a las 24 h de los SN de los cultivos

sobrenadante : determinsciones

Fig . 15 .22 . Se separaron los sobrenadantes de cultivos actives (SNA) de esplenocitos de Xenopus estimulados con PHA y se compararon con sobrenadantes obtenidos a partir de cultivos control (SNC) . En primer lugar se purificaron parcialmente estos sobrenadantes . Parece que los SNA contienen citocinas, ya clue inducen una notable proliferacion de los linfoblastos T (aunque su potencia estimulante frente a los esplenocitos en reposo es menor) y

purificacion , parcial de SN

induce la incorporacidn de 3H-timidina en : esplenocitos en reposo

linfoblastos T

promueve el crecimiento de las linear de celulas T

promueven el crecimiento de lineas de celulas T alorreactivas ; los SNC no producen estos efectos . Los sobrenadantes de cultivos mixtos de linfocitos tambien presentan una actividad parecida, aunque menos acusada . La actividad inductors del crecimiento de las celulas T en Xenopus se debe a una protein, de 16 kdal clue, dadas sus propiedades bioquimicas y funcionales, podria sec la IL-2 de los anfibios . (Per gentileza del Dr . N . Cohen .)

Tejidos linfomieloides de los vertebrados inferiores

Tejidos linfomieloides de los peces hl ~iC(),to in,) Cti till oar Al i'ntor agnator ,I tic carccc do tinto y de

ha/(), cnt()s hntocitorl W Cie~arrollan Cn sit r'It1Urt CCt;fiCO o en cl inicstino . I as lamprcas si clue posecn till bazo primitiso Vtin tejido analogo a la medula 6sca . Los pcces coil mandihula carcccn de ntcolula (sea hnt6idc, pnghos linfaticos v noidulos do tejido lintc»dc asociado al intcstino C11 .AI } Oilf . 15 .?31, Sin embargo, prcscntan till limo y tin . bazo bicn desarrotllados, IT.A I diftisot N tejido hntinnicloide aso>tal higado f. /irt . .241 . Una particularidad dcl teciado al riiuin Li jido llntomlcloiLIC de Ios peces Cs la ahundanCia de Centros mclano-ntacrofagicos Cn cl higado dc las fornras m;is primitjras, clue eii los tclcoistcos aparcccn adenris cn cl bazo v cot cl riiuin (h!r . 15.35) . Estos ccntros conticnctt grancics canticiadcs dc pig

memos Cortl() hcmosiolcrina, ccroidc, mclanina s, cspccialnrcntc, lipotiiscina . I a actimulaciun do pigntcntos cn Cstos «agrcgados do nracro~fagos» do lets pcces pucde scr dchida en parse al alto Contcnjdo cn grasas no saturadas do esters anintales, que ICs pcrmitc mantcncr la fluidcz do sits mcmbratias a hajas teml,craturas, cstas grasas son cspccialmcntc propensas a la pcroxidacion, cn la que

SC

produce la hhotirscjna.

Tejido linfomieloide de los distintos tipos de peces

Evolution de los teiidos linfomieloides de los vertebrados grupo de vertebrados

tejido linfomieloide t j UT10

bazo

medula ganghos osea linfaticos

TLAI

rinon/ higado

mamiferos aves reptiles ragas,+sapos salamandras/ tritones peces pulmonados peces teleosteos tiburones ragas peces sin mandibula presenciai homologia

Mtejido linfomieloide craneal evidencia partial

probable C ausencia

Fig. 15 .23. Los compartimientos linfoide y mieloide de los peces y anfibios estan entremezclados .

Fig. 15 .25. Centros melanomacrofagicos (CMM) del higado de los peces. Fotografias a pequeno aumento y rmcroscopica del higado de tin pet ciptinodbntido (Rivulus marmoratUSJ infectado experimentalmente con el coccidio parasito Calyptospora funduh. Sesenta dias despues de la infection, se observan claramente los CMM (1, " 60) . En la impronta (2, -600) se observa que estos CMM

I

I organo epigonal

Mtejido linfomieloide pericardico --] organo de Leydig

I

LL_j tejido linfomieloide renal 1 bazo

Mlimo

Fig. 15 .24. Observese que en el inlestino de los tiburones y cle los esluriones tambien abunda el tejido linfomieloide (en la valvula espirah . iPor gentileza del Dr . R. Fange.)

estan formados per ooquistes degenerados (O) del parasito asociados a pigmento (P) procedente del huesped. Los fagocitos mononucleares desempenan tin papel esencial en la formation de los CMM. (Por gentileza del Dr . W. K. Vogelbein.)

Evolucidn de la inmuniclad

Tejidos linfomieloides de los anfibios El timo F. I tinur (IC I(rs cjempLtrcs adHilo , do Nrn0Eut, se cncuentra sjtua do bajo la girl, dctras del oido mcdio . El tinro sc separa del cpitclio taringco en laws teml,ranas drl dcsarr en cl timo dc los reptiles s . Ion mant1cros iv. fiitt. 15 .?-I . Las ce Ittlas mioidcs pucdcn promoter la circulaci(in dc los liyuidos tiSulareS en Cl tjmo, V pucde clue tambien Sean una tircntc dc t3ctorcs cstimulantes de los macrcifagos . Parccc clue las cclulas del cpitclio timico, title exprcsait antigcnos (TH de claw 11 en las tascs inicialcs del desarrollo, intersicncn en la ~ dc las cclulas de cstjrpc -I' (\ . m .is adclanic) . En cl cstroma del time dc las ranas sc ban cncontrado complcjos do cclulas parccidas a cclulas nodriza r(dcando a los timocitos, quc pucden scr Ccntros en los yuc sc ctluyuc a las Cclulas T . Taml,icn sc Ilan cnc(mtrado cc-

lulas B en cl timo dc algunos cspccics dc scrtcbrados, induidos los anfibios, nunyuc cstc (irgano no intcnienc ell su prodUCCi(in . El tinto do Rana tambien poser scnulas do cndotcho ctibico, clue es posible clue prontttetan la inmigraci6n Cclular . El bazo El ha/() cs un importantc cirgano linfbidc pcriferico en todos los scrtchrados con mandibula . En Colah(rraCi(in Coil los «ganglion hntiitiCOS~> V los rinoncs captura los antigenos, albcrga los fnfocit(rs en tasc dc prolitcracidn tras la estintulacidn antigcnica c se encarga dc libcrar cstas cclulas sun pr(rductOS en los momcntos adccuados . El bazo dc Xruopttsconsta dc zonas lintoidcs dcpcndictttes c indcpcndicntcs del timo (_)iq . 15.28), Los Coliculos dc la I,ulpa Blanca contienen grandcs cantitlades dc cclulas B i /iq. 15 .?9), coma sc ohscrt a al tcnir sclean amcntc csta region coil antictrcrpos monoclonales antiinmunoglobulind . Las cclulas T csplcnicas, quc se aCUmulan ell las regiones pcriti,liculares f rc-

Fig . 15 .27 . Microfotografia electronica de la mcdula del timo de una larva de Xenopus. El micleo de la celula mioide esta rodeado de anillos concentricos de miofibrillas estriadas (M) parecidas a las del mtisculo esqueletico. La cromatina nuclear de los linfocitos pequenos (L) esta dispuesta formando una serie de zonas electrodensas ; el citoplasma es escaso y contiene pocos organulos . El nbcleo de la celula epitelial (E) contiene cromatina muy dispersa y nucleolos prominentes ; el citoplasma es abundante y presenta proyecciones (P), clue forman interdigitaciones entre los linfocitos y cclulas de otros tipos, dando lugar a una estructura reticular, x700 . (Par gentileza del Dr . J . J . Rimmer .)

Fig . 15 .26 . Timo de un adulto joven de Xenopus : efecto de la irradiation . El timo normal (1, -.35) presenta un cortex (C) repleto de cclulas linfoides y una medula (M) clue se tine de forma mas debil y contiene menos cclulas . 2) Timo sometido a radiation gamma (9 dias despues de una dosis de 3 .000 rad, x90) . Observese la espectacular disminucion de linfocitos en el cortex (C), mientras clue en la mcdula (M) persisten algunos . Tras la irradiation, el tamano del timo se reduce . El timo esta rodeado de tejido adiposo (A) . Tincion con azul de toluidina .

Fig . 15 .28. Section del bazo de un ejemplar adulto de Xenopus. Se muestra la tuna dependiente del timo (pulpa roja perifolicular o region marginal (MZ)l y la zona independiente del mismo Ipulpa Blanca) . En Xenopus (al contrario clue en la mayoria de los poiquilotermos), la pulpa Blanca (W) esta claramente separada de la pulpa roja (R) circundante mediante una caps limitrofe compuesta de cclulas clue no se tinen bien (BL) . En la pulpa roja tambien se aprecian actimulos de linfocitos. Tincion hematoxilina/eosina, x80 .

Tejidos linfomieloides de los vertebrados inferiores

gicin marginal), carccen de innutraoglobufnas de supcrficic, pero entre cllas eziste una poblacic5n que es capaz de unirse a los antiCUertaos monoclonalcs anticclula T (s . fNf. 15 .?9'1 . La sangre penetra en cl bazo a trascs do la arteriole central de la pulpa Killca, que SC enCUCntra cstrccharnente asociada a un conjunto de fibres ncrsiosas sinap:iticas noracirenergicas . Estas fihras incrsan cl bazo y ejerccn tunciones innaunorrcguladoras . Dcsde la arteriole central parten capilares Line sicrten su ContCnido en la regicin marginal de pulpy raja situada alrededor; las paredcs do los capilarcs fbrnaan parte do la cape linaitrotc . En cstudios cspcrinacntales Ilcudos a cabo con antigcnos tcf idos coil tints china o naarcadoscon fuoresccina, sc ha obscr ado que la region del bazo en

la que penetran prinacro Ias sustancias transportadas en la sangre es la pulpy roja . Jlas tarde, los antigcnos circulantcs son atrapados en los tbliCUlos de la pulpy blanca, cs decir, qucdan retenidos en Ias proxinaidadcs de Ias cclulas capaccs cle sintetizar anticucr pos I ;/t9 . ]5 .301 . Los anrigcnos son cspuestos en la supcrficic cic Ias grandcs cclulas dcndriticas, cuvas rcacciones citoplasmiticas

din lugar a la enaisicin de seudopodos clue atrasiesan la cape timitrotc pcnctrua en la region marginal, en dondc abundan Ins cclulas T. La organi/acioin global del bazo do los anfibios es parecida a la del ba/o de Ios naanaitcros, aunque en los prirneros no sc ha ohscrvado la presencia de centros marginales . El bazo do ell cl desarrollo los anfibios descmpcna un papcl importantc

do Ias cclulas 13 tanto en Ias larsas (dondc tambicn intcrvicnc cl higado) corno en los adultos, en los yuc constituse cl principal 6rgano de difcrcnciacion do las cclulas B. Es sorprendcnte el hecho do yuc los fntocitos do Xenopus no czprcsan constituticamente CD5, cl rnarcador clue aparece en las cclulas " ides y naicloidcs dC dl('C,SO S vcrtchrados.

Medula osea

Los anfihit,s posccn medula ((sea, Pero no se sabe Clue papcl dcScntpcri ;a dcntro del sistcnia innrtmitario . La medula ((sea dc los cjcmplarcs adultos dc Raun pipirusconticnc tejido lintomicloidc (fp.1534) V Cs una tUCnlc importante do celulas productoras de anticuerpo . Por el contrario, parccc que en 1tuopru la medula (')sea cs nris rudinicntaria s . su tiuacion principal cs Proporcionar cl cntorno adccuado para la ditCl-CI)ClaCiOn dc los granulocitos neutrotilos ffiif . 15.,,'-1) .

MODELOS DE ANFIBIOS PARA EL ESTUDIO DE LA ONTOGENIA INMUNITARIA

Fig. 15 .33. Corte de rin6n de una larva de Rana, an el qua se aprecia el tejido hematopoyetico . El tejido hematopoyetico (H) abunda en las regiones intertubulares, en donde se encuentran linfocitos, granulocitos y otras celulas sanguineas en proceso de desarrollo . Adosados al mesonefros, se observan los musculos miotomales (M) y un asa intestinal (I) . Tincion hematoxilinaieosina, , 25 lK = tubules renales) .

Fig. 15 .34. Medula 6sea . 1) Tejido linfomieloide (LT) en la medula osea de Rana, importante frente de celulas productoras de Ab . Tambien se observa el femur (F) y el tejido adiposo (A). Tincion hematoxilinaieosina, "20 . 2) Citocentrifugado de medula osea de Xenopus, en el que se ven los granulocitos neutr6filos positives frente a la peroxidasa (N), citos, illClusu ante la prescncia dc agcntes estimulantcs Con Un (TH distinto al del donante original, pcro no Cuando SC utiliza Con)() cstinrulan.l .) . Todacia no sc te PHA !Un agcntc mit6gcno para las celulas COnOCC Id naturaleza dc Lis celulas alorreactn -as yuc intcrcicncn ell estos proceso, . La tintcctomia dc [as larcas en difcrentcs tales dc su desarroIlo sugicrc yuc las distintos timciones dc las celulas T requicren la prescncia del timo durante difcrentcs pehodos dc ticmpo, antes .Los CSIUdiOS Con anidc ntanitestarse en la pcritcria i_/itf. 15-Ni males intactos han demostrado yuc la alorreacticidad innrtmitaria i in rivo c in riti-o i, asi conto la capacidad dc los esplenocitos para responder a los nutiugenos dc celulas l', aparece en las primeras tascs dc la cida larcaria del rcnacuajo, nucntras yuc las respucstas do Igl' eficaces s6lo al,arcccn en [as ranas j6srnes, quc ya estin dotadas dc ]as imprescindihlcs tilnciones colaboradoras tie las Celulas '1 '.

La education timica en Xenopus se lleva a cabo mediante selection positiva y una selection negativa limitada

El injerto de Un timo extrafu~ en un ejemplar de Xertopus timectomizado en las primeras titles dc su cida pucdc promoccr la diferenciaci6n dc las celulas prCCUrsoras del Inlesl)ed a to largo dc la via de las celulas T lfiq . 15-40} . El dcsarrollo in riro dc timos quc exprcscn difcrentcs marcadorcs CPI I en sus Compartimicntos cpitcliat y linfoidc tantbien sc pucdc Conseguir mcdiantc otra tecnica quirurgica . Esta tecnica ConSIStC en Unir la parts anterior de un entbricin dc 24 horns, Clue contienc las Celulas yuc originarin cl timo, con la parts posterior de un etnbri6n incompati blc Con respecto al (TH, yuc tiara origcn a las Celulas madrc hentatopoycticas, il1Cluidos los lint6citos (ftf. 15.41) . Estos dos sistcntas experimentalcs se han utilizado para incestigar cl papcl yuc desempefian las Celulas del cstrorna timico en la cdLICaCiOrn timiCa . En estc proceso se produce una selecci6n negatica (yuc genera tolcrancia de las Celulas '1' frente a los autoantigcnos) \' una scleccir>n positica (Clue rcstringc los antigenos (PH con los yuc intcraccionan prcfcrcntcmcntc las cclu

las'l colaboradoras y ctectoras) . Estos cxpcrintentos Con Xenopus

dispersa y un citoplasma que se tine debilmente . Las celulas linfoides (L) poseen un citoplasma amplio que se tine intensamente, en el que abundan los ribosomal y las mitocondrias . A los 7 dias, la poblacion de celulas linfoides del timo empieza a expresar el marcador TX-1 y las celulas epiteliales expresan por primera vez prote(nas CPH de class II . Microfotografia electronica, ":500 .

h:tn demostradu yue Cl epitelio dCl time ajeno intcrsicnc en Cl proceso dc selection positis a c induce tolerancia frentc a los injertos dc picl del haplotipo ( :PH del timo, auncluc cs notable cl hecho dc yuc esta tolcranCia no intpidc yuc se prude/Ca una reaction lint6citaria mixta trcnte a Ins Celulas del domante del timo . Rccicntentcntc, sc Ira obscrsado Clue en los embrioncs dc las ascs y los mamitcros tamhicn SC produCC cstc tell(')111CIIO . Sill

Fig . 15 .36. Tirno de Xenopus a los 38 dies . El timo par y pigmentado se situa detras de los ojos (arriba) ; en su hermano, timectomizado a los 7 dial de vida, se aprecia claramente la ausencia del mismo (abajo) .

Efectos de la timectomia en Xenopus respuesta de los anticuerpos fronts a:

j normal timectomizado

LPS (T,-,)

ESC (T ., .:,)

+

+

+

-

rechazo dal aloinjerto

respuesta mitogenics frente a :

LPS

PHA

celulas BI

(celulas T)I

rapido

+

+

lento

+

Fig. 15 .37. Se estudiaron in vitro las respuestas de Ab, las respuestas mediadas por celulas frente a injertos de piel y a los mitdgenos de ejemplares de Xenopus timectomizados a los 4-8 dins de vida . (LPS = lipopolisacarido; ESC = eritrocitos de sangre de carnero; PHA = fitohemaglutinina.)

Evolution de la inmunidad

Poblaciones de celulas T y B en Xenopus perfiles de celulas T numero relativo de celulas

:)nzo del animal de control

89°1,

100 10 1 102 10 3 intensidad de la fluorescencia (escala logaritmica)

10 0

304'.

bazo del animal timectomizado

2%

10 1

perfiles de celulas B numero relativo de ( :Piulas

-

tilno del ,r'mal de ontrol

Iwo del a "imial de control

3°0

100 10 1 10 2 10 3 intensidad de la fluorescencia (escala logaritmica)

100

10 1

Fig. 15 .38. En primer lugar se tineron con anticuerpos monoclonales de ratdn frente a celulas T (XT-1) o frente a celulas B (anti-IgM) celulas del timo y del bazo de un ejemplar control de Xenopus (de 4 meses de edad) y del bazo de un ejemplar hermano del anterior timectomizado a los 7 dias . Como segundo anticuerpo se emple6 anti-inmunoglobulina de rat6n marcada con isotiocianato de fluoresceina . Se identificaron las celulas T y B mediante un

10 2

22°,

4240

C'I ar ~rval

timectomizado

10 3

10 0

10 1

102

10 3

citometro de fluorescencia. Tras la timectomia en las fases tempranas del desarrollo larvario, las celulas T XT1' desaparecen del bazo y el numero de celulas B aumenta proporcionalmente. El porcentaje que se muestra en cads grafico es el de celulas positivas, es decir, aquellas que aparecen a la derecha del punto de torte (gris) que se fijo previamente para excluir el 98% de fluorescencia de fondo.

Aparicion secuencial de las subpoblaciones de celulas T

respuesta frente a aloinjentos

D

reactividad RLM reactividad a mit6genos de celulas T

fases anteriores no lestudiadas

buena respuesta primaria de Ab IgY

larva

Trr--ry,6 7 8 9 12 metamorfosis rana joven Edad (semanas)

Fig. 15 .39. Ontogenia de la reactividad inmunitaria y efecto de la timectomia a diferentes edades de Xenopus. Tanto las respuestas frente a los aloinjentos como la reactividad linfocitaria mixta (RLM) y la reactividad frente a los mitogenos de celulas T aparecen pronto . Las celulas TH se desarrollan mucho mas tarde, especialmente aquellas necesarias para que se produzcan respuestas primarias eficaces de anticuerpos «IgY» ( " representa la edad a partir de la cual la timectomia ya no altera esta funci6n concreta).

Fig. 15 .40. Implantation de timo en un ejemplar timectomizado de Xenopus. 1) Se timectomizo a la rana X. laevis a los 7 dias de edad . En las ultimas fases de vida larvaria se implant6 subcutaneamente un timo de una larva de X. borealis. Este implante de timo (I) creci6 bien, quedando situado tras la metamorfosis junto al ojo izquierdo. 2) Se examin6 mediante microscopia de fluorescencia un torte del timo implantado . Las celulas procedentes del donante (D) se distinguen de las del huesped porque los nucleos de X. borealis muestran una fluorescencia brillante y punteada, mientras que las celulas de X. laevis se tinen de forma homogenea con un color verde mas apagado. El timo se encuentra repoblado con linfocitos del huesped, mientas que muchas celulas del estroma son (cpunteadas» (es decir, proceden del donante) . Tincion con quinacrina, x300 .

Modelos de anfibios para el estudio de la ontogenia inmunitaria

embargo, en CI crier dC los nta»tifcros SC Sigue pcnsando yue las celulas intcrdigitantcs (dcndriticas) dcl titno, quc SC Cncucntran en cl estronta pero yuC son dc origen eztratimico, dcsentpcftan un papcl rscncial cn la srlcccirm nCgatis;t, dCStrtnCnd() ]as cclulas T yuC prescntan alto atinidad por cl ( :PH propio, sin yuC intCn-Cngan en este proccso ]as CdUlas epitcliales tinticas . Ontogenia de la aloinmunidad, de la alotolerancia y de la production de anticuerpos Los rcnacuajos aCiyuicrcn capacidad part dcsencadenar respucsta, . aloinnutnitarias (dente a antigcnos (.PI I ) \ respucstas dc anticuetpos cspccificos cuandcr aparcccn las poblaciones acICCUadas dC cclulas T y B en la pcrifcria {ha. 1.5.4?), to yuc pucdC OCUrrir Cuando el sistCnta IinftidC CnCnta solantcntc corn ntcnos de tin ntill6n dc linfocitos . La mcntoria inntunitaria NC Pucdc trtnsfcrir despucs dc la ntctamortirsis, pero no se sabc Ni esto cs dcbido a la transfcrcncia dc cclulas dc ntcntoria o a la pcrsistcncia dcl antigcno. Pcsc a todtr, cs hicil inducir tolcrancia dente a picl alogcnica en [as Iarsas innntnocontpctcntes (pero no en los adultos is c>ta in ducci(in de alotolerancia es espccialntcntc facil durante la ntetantortbsis 15.4.)1 . Parecc quc los tactorcs criticos son cl tamafio dc los injertos trasplantados t- el grado (IC hiStOCOntpatibilidad . Los injertos relatisantcntc compatibles sicntprc soil tolcrados p(rr Xerroprslarsarios o cn tasc dc ntctantorti>sis . La tolcrancia inducida mcdiantc el injcrto dc piel ajcna V tejidos lutfirl(iC Srl(iCS dttnntC la rida lanaria no SLICIC ser -contplcta>,, ca yuc durantc la ntctantorfirsis () dcspucs dc la ntisnta SC sigucn dctcctando si ,nos dc rcacthidad frcntc al donante (conto la RIAI) . Probablentetae la tolcrancia aparccc como consccucncia dc fcn(intcnos dc suprcsl()n (r do ancrgia . Modelos para el estudio del origen de las celulas linfoides \IediantC C\jICrintcntcrs dC tr .tsJILurtC dC rudintcntcrs dC branquia citogcncticantente distinttrs a Rain pipicns, Xennpus lat vis v al trit6n I'lcur-odclcs ttvt1thi durantc la talc cntbrionaria sc ha de mostrado quc, al igual yuc Cn cl cash dc los organisntos cndotcrmos, los lint6citos timicos proccdcn dc cclulas precursoras cxtrinsecas quc Colonilan CI tinto . SC ha contprobado yuc Ion precursores de cclulas linfoides dc XCtlopns (Icstinados :t cstablc terse en el timo sc originan en las placas ntesodcrtnicas sentr(rla feral iislotcs sanguine(» \rntralcsl y dorsolateral dcl entbri6n . Las ululas ntadrc penetran en el titno dc los ejcntplares jc)\ -cnes dc

Fig. 15 .41 . Sapos quimericos . Se obtuvieron Xenopus quimericos por intercambio de las regiones anterior y posterior de dos embriones 24 horas despues de la fecundacion . En esta fase, el armazon timico (p . ej ., el epitelio timico) se encuentra situado en la region anterior, mientras que todos los precursores linfocitarios estan en la posterior . Uno de los embriones era de una variante albina de piel blanca y ojos rojos, mientras que el otro era de Xenopus normal . Estas quimeras resultan Wiles para el estudio de la education timica . (Por gentileza de los Dres . M . Flajnik y L. Du Pasquier .)

Xenopus cn dos 0ICadas, una durantc las primcras fasts dc la s ida lar\aria t . otra durantc la ntctamortosis, to yuc probablcntcntc pcrntitc quc las cclulas T dcl adulto sc cduqucn Cn un cntorno cn donde se cxprcaan antigenos cspecificos dc la taSC adtdta . Rccientententc, se ha dentostrado yuc (iiccrsas estirpcs ltrntatopoycticas dc Xcnop:u cxprcsan cl antigcno Icucocitario comon ( :1)45, quc poscc acti\idad dc tirosin finfatasa .

embrion donante

huesped

larva

Fig. 15 .42 . Trasplante de tejido embrionario en Rana: ontogenia de la aloinmunidad . 1) Se extirpo un fragmento del pliegue neural de un embrion (en la fase de formation de la cola) y se trasplante a la superficie ventral media de otro embrion (huesped). Los pliegues neurales se encuentran intimamente asociados a Ios elementos de la cresta neural, que son precursores de diversos tipos de celulas, entre ellas las celulas pigmentadas . Cuando estas se diferencian constituyen un sistema visible externamente para constatar la evolution del trasplante embrionario . La larva huesped ha desarrollado una masa visible de celulas pigmentadas del implante . 2) Elementos diferenciados del implante 15 dias despues del trasplante : grandes celulas ganglionares (G) con nucleolos prominentes, otras celulas nerviosas (N) y melanina (M) . Pese a que el trasplante se Ilevo a cabo en fases muy tempranas, se observa la presencia de linfocitos y granulocitos, que invaden el implante (L = leucocitos invasores) . Tincion hematoxilina'eosina, ,100 . (Por gentileza del Dr . E. P. Volpe .)

Fig. 15 .43. Tolerancia a los injertos de piel en Xenopus. La piel alogenica es tolerada por on receptor larvario o en fase de metamorfosis, incluso aunque provenga de un donante con distinto CPH. Los subsiguientes injertos de piel Laqui se muestra un fragmento de piel blanca de la region ventral) del mismo donante tambien son aceptados por la rana adulta . Sin embargo, la piel de un donante diferente es rechazada en 3 semanas a 25 °C.

Evolucion de la inmunidad

La metamorfosis plantea problemas al sistema inmunitario I .os inmunologos sc prrpuiu.ur ccinu) Cs fu)sihlc yuc I()s ;uifihic~s nci mucran ticbido a cnfermedaties atturinnumitari.ts durantc cl proccso do tnctamortosis, sa clue cn esc nutmcnto sc cxprcsan por primcra scz divcrsos marcadores cspccificos del animal adulto . No sc sahe pcrr que Las nx>Icculas CPH tic class I sc cxprcsan por primcra s-cz cn cl monxnto do la mctatnortusis. Parsec probable yuc cn cstc fcn . Sin embargo, se crce clue el ccntnplemento no CS tine dc los principalcs mecanismos dc tlctensa frcntc a los Virus, Va quc los inc1i\idLIOS Coil deficit del complctncttto no mucstran una prcdisposicion espc vial a I :ts intcccioncs viricas graves .

protein cinasa Efectos antiviricos de los anticuerpos

sintesis de trinucle6tidos de adenina

fosforilaci6n e inactivation de e1F-2

activaci6n de la endonucleasa

inhibition de la sintesis proteica

diana

virus libre

degradation ARNm virico

prevention de la infection virica

Fig . 16.4 . La resistencia frente a los virus aparece a las pocas horas de la estimulaci6n per parte del interferon, y dura entre uno y dos dias .

I celulas !infectadas per el virus

agente

mecanismo

solamente anticuerpo

bloqueo oe la union a la ca :ula, bloqueo de la periettacion en la celula, bloqueo de la elimination de la cubierta virica

anticuerpo + complemento

lesiones en la cubierta virica, bloqueo receptores del virus

anticuerpo + complemento anticuerpo unido a las celulas infectadas

lisis de las celulas infectadas, opsonizaci6n para la fagocitosis de los virus recubiertos o de las celulas infectadas citotoxicidad mediada per celulas y dependiente de anticuerpos per parte de celulas NK, macr6fagos y neutr6filos

Fig . 16.5 . Los anticuerpos neutralizan el virus o destruyen a las celulas infectadas per el mismo .

inmunidad frente a los virus

Los anticuerpos movilizan al complemento ylo a las celulas efectoras para clue destruyan las celulas infectadas per virus I .rn limcucipoos tambicn mm Cficaccs incCliadores tic la destruc loin do las celulas infcctatfas por los tirus . PtlCdCn ;tctivar cl %istcnla del complemento, ciando lugar a la formation Lie complcios tic ataque a la membrane a la lisis tic [as celulas intcctadas I, cap . 4 ) . Para Clue se produzca este feno rrictio es precise Clue la Cantidad tic antigenos tlricos prescntes en la supcrficic tic la menl bran a sea clcvads 1 aproximadanlcntc ; x 10"Cclula I . I'or CI Cotn trario, ell cl ca%o tic ht ( ; :xiC l4 :\ son SufcicntCS 10' nutlcculas tic IgG para que Ias celUlas NKNC unan a la celula infcctada v la tiestruvan . La unioin a las celulas rccubiertas de It G sc pr oxlucr :t tra\cs de 1~c'!RlII i(11)16 ;~, v dichas celulas Son Cicstruidas ripidamcntc mctiiantc un mcc :uusnlo en cl Clue intersicnen l ;ts per torinas (S.. cap . 10 ) . No cs tacil determiner que importancia tiene cads unot tic cstcts mccanismos in riro . Las I,ruchas n1 ;is alncluventcs en favo t-de la imliortancia do la ( :\I(:1)A provicncn tic cStudios solve cl ctccto protector de los anticuerpos nxtnotIonaICS no ncutralizantcs en los ratoncs . Aunciuc estos antiCucrpos no neutralizan al virus in PIP-0, S1 title ,Oil CdplCCS tic prottcgcr a ratoncs con Cicficit tic (15 tits la inoculation tic grin tics dosis tic virus . ( Fn CStOS CStUdlas SC Utilizan ratoncs con ticficit tic C5 para climinar los cfcctos tic Its componcntes tardios del complemento .)

Resistencia frente a la infection cutanea por VHS infection con VHS celulas CD4 + tratam . con sensibilizadas con anticuerpos VHS

determination del virus en la piel

."__L~ _ sin tratamiento

sin tratamiento

+++

Fig . 16 .6 . Tanto las celulas T CD4' como los macrofagos y el IFN7 ejercen funciones protectoras en las infecciones Cutaneas por VHS . Se obtuvieron celulas T CD4 - a partir de ratones infectadas con VHS 8 dies antes . Se transfirieron a ratones singenicos con infecciones cutaneas por VHS . Se trat6 a algunos de estos ratones con anti-CR3 (para impedir la migration de los macrofagos hacia las zonas infectadas) y a otros con anti-IFN7 (para bloquear la activation de los macrofagos) ; un tercer grupo no fue tratado . Se utilize otro grupo de ratones como control, infectandolos con VHS pero sin transferides celulas T CD4' . A los 5 dias se determine la cantidad de virus infectivo remanente. Los resultados demuestran que los efectos protectores de las celulas T CD4' estan mediados por los macrofagos y per el IFN7.

Las celulas T intervienen de varias formas en la inmunidad frente a los virus

I .as ccltul .ts I cj(r(cn ciivCrs .)s ktin~i(rnc, Cn I,t ill nutnidad ti- CIItt .t virus . I a n1avotria tic Ias rC,huCStas do :ultiCUcrpos So )II tinlo dcpcndicntcs, v prCCis ;u1 la colahooraciotn tic celulas T ( :1)4' para Clue sc produzca la CcnunutaCioin tic Claus v la maduracioin tic la afinidad . Las celulas T (a)4' tanlhicn intcrvicncn en la a(ticaCion tic Ias celulas 1 Citotto>xicas Cl)8 - , asi canto en Ia atun1ulacion VaC tis°acihn tic los macrofagos en las zonas Lie infection virica . 10S

celulas T citotoxicas CDS' Fl principal Sistcnta tic C i"fanCia trcnte a los virus mcdiado por CcIuLts T CS nit\ Cli(ai t, SClccrico . l,as celulas 'I Citot(ixiCas 0148' rcstringidas por motleculas (TH tic class I sc concciaran en las zonas ell Clue cxistc rcpliCaCion virica y destruven alas Milks illtcctadas . Practic ;mlctac tod ;ts 1 :1s celulas del organisnlo cxpresan molcculas ( :PH tic claw I, pot to title estc mccanismo time gran importancia a Ia hors tic rcconoccr y ticstruir Ias celulas intcctadas por virus. Procesamiento y presentation de las proteinas viricas PracliCanlcntc Cu .thpticr protcina t irict Imcdc wr prooCcsada en cl citotplasma para tlar lut;;tr a peptitlos- yuc a CoIllitlkla(ion Soil transportaclos bast, cl rcticttlo cndotplasmatico, dondc Sc asocian con nlOICCUlas CPI 1 tic claw 1 . Este n1CCanismo CS muv titil para CI tluespcd, ya Clue pertnitc a Ias celulas T rcconoccr ]as proteinas expresadas en Ias primeras tries del ciclo tic replicacioin e iniciar una rcspucsta citotoixica antes tic quo: sc prooduzcan nucvas particulas viricas . Por cictnplo, la rcaccioin innxulitaria finite al (A IV murino mcdisda por celulas T csta dirigicia Contra la protcina pp89, que aparccc muv temprano . Sc ha iticntificado cl epitopo cotrrcspondicntc, yuc ha rCSUltado SCr un pcptidot nonamerico prcscntado potr la n10IcCUla ('I'I 1 de class I l .'' . La inn1unizaCioin tic ratoncs Coat Un ;t vacuna rccomhinantc (]Lie Centime pp89 Conficre una prottcccioin total Creme a Ias cntcrnlcclades pro\ocadas por cl C\iV nntrino ; la dclccioin tic 1 .1 Secuencia tic :\1)N Clue codifica cl notlalteptitlo anula cl clccto protector tic la protein, . La inlportancia in riro tic lots mccanismos depcndicntcs tic celulas T SC ha comprobado mctiiantc Ciivcrsos nlctocios : " La transfcrcncia adoptive tic Subpolbl :ttiones tic celulas f espccificas o tic clones tic iclulas T a animalcs intcctadas, y la subsiguicntC nlonitorizacion tic la climinacio'n tic los virus . " La climinaci611 in rim tic ]as poblacioncs tic celulas T nlcdiantc anticuerpos n1Un0CIOn,1ICS frcntc a ( :144 o ( :1)8 . " La construcci6n tic ratoncs -dctcCtuttsos "" , ell Ion Clue se 11 ;111 eliminado tic la lines germinal genes como los tic ( :1)4, ( :1)8 o la P,-tnicroglohulina . La capacidad para iniciar una respucsta ti-cnte a Ias infecciones viricas de estos ratoncs detectuosos yuc carecen de ciertas poblacioncs linfocitarias es un burn cicmplo tic ht multiplicidad do Caminos tic que clisponc cl sistcnm inmunitario . Por cicnnplo, ante la auscncia tic celulas T ( :1)8', Ias celulas 1' ( :l)4- u otros mccanismots soil capaccs tic cotnlpensar el cictccto v controlar la infection . Las celulas T CD4' pueden ejercer importantes funciones efectoras en las infecciones viricas Las celulas I (144 son una tic Ias principalcs poblaciorncs tic celulas etcctoras que intervicnen en Ias rCSpucstas inmunitarias trcute ;t la jnlcccion de Ias supcrticics cpitclialcs por parte del \'HS-I . En cstc trio Ios nlacr6tagos acudcn a la zona tic la infecci(tn tic la misma forma Clue en el case tic la hipersensihilitlad tic tipo rctardado (v. cap . 26'), to clue time como conSCCUCncia un aunlcnto tic la velctcidad tic eliminaciin del virus . Los macrofagos dcsernpcnan un papcl importantc ell cstc Ictuimcnct (fill. ld .b) . Las principalcs citocinas claw Clue intcr\°icncn en cstc proccso son cl IFN7, que actstt los monocitos, 1 . cl factor tic necrosis tumortl (TNF) . TNF posee divcrsas propictiatics antiviricas ; soil parccidas a Ias del IFNy, pero actuan a travcs tic vial ditcrciaes .

Estrategias para eludir las defensas inmunitarias

Esquema general : Defensas del huesped frente a las infecciones viricas

opsonizaci6n mediante Fcy y receptores del complemento de Ios macrofagos

interferones

" inhibition de infection de otras celulas

Fig. 16.7 . La penetration de los virus en las superficies mucosas es inhibida poi las IgA. Tras la infection initial, el virus se puede diseminar hacia otros tejidos a traves de las vias sanguineas . Los interferones producidos poi las respuestas inmunitarias innata (IFN l e IFNIi) y adaptativa (IFN,,) inducen resistencia frente al virus en las

celulas vecinas. Los anticuerpos tienen importancia en el control de las particulas viricas libres, mientras que las celulas T y las celulas NK destruyen eficazmente las celulas infectadas . (CMCDA = citotoxicidad mediada poi celulas y dependiente de anticuerpos.)

Celulas T citotoxicas CD4*

hi la intcccioin pcrr cl Virus dcl sarampi6n sc prcxiucen celulas T citotuzicas (:1)4 yuC rrr~m~,ccn V destruVcn a las celulas portadoras dc naoleculas (TI I LiC claSC 11 quC SC Cncucntrcn inlcctadas poi el Virus. Esto sugicrc yuC had pcptidos procedentes kid Virus Lid sarampi6n yuC SC gcncran a traves dc las vias normalcs do prcscntaci cal clue Ilea a cabo el sistcrna ciliar dc la tracluca of cal ctccto tic arrastrc tic la orina can los conductos urinariots . 91ut ras bacterias soil tlestruidas por cal pH acido tic] cstonaago a . do la s -agina . EI cpitclio x aginal sccrcta gluco')gcno, title es naetabolizado potr deternlinacias especics tic b;tcterias contensales yuc l1roducen acido lactico> . DC una lornla nlas general, los organismos cotncnsalcs pucdcn cx- itar la imasiotn potr parts dc organismots patotgenots mccliantc la produccion dc prottcinas antihacteriar1as dcn(nninadas colicinas . Por cllo, cuando la flora normal sc alicra dcbido a )a administracion do antibionicos sc pucdcn prcxfucir intcccioncs por Candida of Clostridium diffieile . Fn la practica, sol :ualcntC una cantidad nlinirna tic lots otrganisnaots pat( igcnos chic nos rodcan amsigucn acccdcr a los tcjidos .

17

Inmunidad frente a las bacterias y los hongos

tcma inmunitario innato . Ha' numerosos componentes hactciianos que son rcconocidos sin ncccsidad do la intmcncicin do los . receptores espccificos de antigeno de Las celulas H t T. Este tipo do rcconocinticnto csta hasado cn mccanismos do "'a1nlplio cspcctro», mu) antiguos filogeneticamentc, que aparccicron cn cl

La segunda linea de defensa depende del reconocimiento de componentes bacterianos muy frecuentes

t'nm cCZ y~lc 1()ti ~n ,misnurs hCnCIrMI Cn lirn tcjid

curse, do Ia e,olucilm antes que Ias Cclulas'I V Ias inntunoglobu linas cspccificas do antigcno, y yuc pcrmiten quc Ios componcntes bacterianos mas fi-ccucntcs descncadcncn dircctamcntc rcspuestas inmunitarias . Probablententc nulchos organisnlos, conto Io% cocos no pathgcnos, son chminados de h,s tcjidos nlediantc cstos mccanismos, sin ncccsidad do yuc sc produzca una respuesta inmunitaria adaptativa cspecifica . En la fiqura 174 sc mucstran algunos do los componcntes bactcrianos que desencadcnan cstc tipo do rcspucstas, asi conic la naturaleza do dichas respuestas . Es intercsantc cl 11CClto do quc la ~ , prueba Lie] Linnllus-, que se emplea para detcctar Ia prcscncia do lipopolisacaridos ( ITS) contalninantcs en productos para utihzacj6nt Itumana, sc hasa en una do est;ts vial do rcconocimiento do un or ,anismo invcrtchrado . Limulus polrphrraus +; cl cangrcio do hcrradura i produce fibrina en prcscncia do canticiaLiCS insignificantcs do LPS, con ht quc rccubrc al agcntc intcccioso portador do ITS.

tipOs do bacterias, cspccialmcntc aquellas con una bicapa lipidi ca emerna sensible a los contplejos liticos I:C5h-9i, CS Liccir, la ,,

bacterias gramnegativas. -I'ambicn da lugar a la Iil,cr:tcion do Ios productos quimiotacticos ('3a y ( :5a . Estos induces la contracCio'in do la ntrlsculatura lira \ la dcsgranulacic'm do Io% mastocitos, adcntas do atracr y activar a ION neutr()filos . La consiguicntc lihcracicin do histantina y do leucotricnos i.LTR,) auntcntl aun mas la pcrmcahilitlad vascular liq. 1 7.-11 . l.,t opsoni/aci611 do las bacterias mctliantc la fijacicin do productos dcrivados do la cscisi(in do C3 tamhicn cs inlportantc cn [as %ubsiguicntcs intcracciones Con los fagocitos.

Quimiotaxis . Este fendmeno atrac m:is lagocitos hacia la zona tic i+ltcccicin. PnCdC scr dchido a la activacion del cl,mplcntentr, ~+ A lin CfcCto5 grljlll1otaCtiCOS dlrectos do algunos produ,:(()s bac iCl'Lln4 ri .

Mecanismo de accion del LPS . Ezlstc una contphCada via Ca_ l,az tic nCutrahzar cl ITS, pcro quc tamhicn pucdc pasarlo a los reccptores hgados a la mcntbrana de Ices leuCOCitos \' l,osil,lcmcntc tamhicn do Ias cclulas endoteliales, activacoo las luncioncs clcctoras adecuadas, segos sc nnlcstra cn la fiwwa 1-3. Se pucdcn reconocer otros componcntes microbianos conscrvados, yuc sc mancjan del mismo nx,do.

Liberacion de citocinas a partir de los macrofagos. I .t rapid.t hhcraciun sic citocinas omlu, cl tactor tic necrosis tumoral I NF,~ r\ Ia intcrlcucina I 11, 1 ) .a partir de ION ntacrotagos induce la aCtiv;tCion sistcmica tic Ias cclulas fagociticas V laCilita su adhesion al

Efectos del LPS

J\

LBP

I

de LPS LBP

bacterias gramnegativas

particulas lipoproteicas

neutralizaci6n del LPS

LBP

CD14sLPS

via de activacion celular

\tip neutr6filo

transferencia de LPS

activacion de la respuesta de fase aguda higado

Fig. 17 .3 . El LPS liberado por las bacterias gramnegativas se use con CD14 soluble (CD14s) y con particulas de lipoproteina en el plasma . Estas interacciones son catalizadas por una proteina que transfiere lipidos, tamhicn denominada proteina ligadora de LPS o LBP. La union con la lipoproteina neutraliza al LPS, pero la union con CD14s inicia la activacion celular, para to cual existe una forma de CD14 como proteina de membrana ligada a GPI (CD14m) en la superficie de los neutrdfilos y los macrofagos, de modo quc

activacion de cclulas endoteliales se puede transferir el LPS del complejo LPS-CD14s a esta forma de membrana . Posteriormente el complejo LPS-CD14m, junto con otros factores unidos a la membrana, transduce senales, quc aumentan la expresion de las integrinas (moleculas de adherencia) y facilita la liberaci6n de TNFu e IL-1, con la consiguiente activacion de las cclulas endoteliales e inicio de la respuesta de fase aguda a nivel hepatico, entre cuyos productos se encuentra la propia LBP.

® Inmunidad frente a las bacterias y los hongos

Mecanismos protectores en los que no intervienen celulas B ni T especificas de antigeno

histamine

aumento de la permeabilidad vascular

quimiotaxis

polianiones lipoproteinas acido lipoleicoico lipoarabinomanano lipopolisacarido formil peptidos muramil peptidos peptidoglucano

activacion de los fagocitos

IL-12 TNF

adherencia de los fagocitos citocinas

, activacion del endotelio

Fig. 17 .4 . Algunos componentes muy frecuentes de las bacterias son reconocidos por molecules sericas o por receptores celulares, to que active la via alternativa del complemento (factores C3, B, D y P), con la consiguiente liberacion de C3a y C5a; la activacion de los neutrofilos, los macrofagos y las celulas NK ; la liberacion de citocinas ; la desgranulacion de los mastocitos, que provoca tin

aumento del flujo sanguineo en la red capilar local; tin aumento de la adherencia de las celulas y de la fibrina a las celulas endoteliales . Estos mecanismos, junto con las lesiones tisulares producidas por las bacterias, pueden activar el sistema de coagulation y la formation de fibrina, con la consiguiente reduction de la diseminacion bacteriana .

endo)teljo, con lo yue .uu»cnta CI dCCrso LIr Cstas celulas haCia CI tcjido inflantado . Fambicn so: libcran micntbros dc una fsurtilia do pcqucnos peptidos yuimioticticos denominaclos -quimiocinas», quo: estinutlan la nto)ilidad global do I,ts celulas (s -. cap. S 1 .

logicamentc adios. La rcspucsta ficntc a till antigeno bacteriano imectado ell tbrlna pure, sin componentes bactcrianos con propicdadcs id)ut .ultCS, SC puCde CollSIdCrar una situaCion arti ficial que no) SC proxiUCC CH la naturaleza .

Liberation de citocinas a partir de las celulas asesinas naturales (NK) . ( :u .u111() IC cstinlulan Cclulas \l; ntliriIMs Coil A 11 .-12 () T\F, sc 1)r()dUCC 1 .1 lil)rratio)n oic intcrtcroim su )CZ, cstC p(lCde aCtiXar .t Ins macrOLagos . Fate )ja illdcl)Cn dicntc dc celulas l pcrmitc csplicar la incsl)cr :ttl ;t rcsistcncia do Ion stoics S( : 11) (illmunodcficicncia combinada grave, till defecto tic la ntaduracicm tic los linfi)citos') frcntc a algunas infcccioncs, C()ns) las producidas poor Nstrria monruaforicnrs .

Seleccion de la respuesta linfocitaria adecuada . I .os cont-act Mantes> l)outCntcs (IC la, f)aCtcriaS t . la Ill)CraCl)1lt prccoz dc ci lo clilas soil Ios factorcs mas lml)ortalttcti c11 CStc .Itillccto) . (.dada tipo) dc l)actcria CJCl-CC sus I)rillCil)a1CS cICCU)s adt Lit .uttes sollre ditcl'ClttCS CICmCntos CICI siStcnla inlnunitario). Fsto pucdc scr dcbido a quC Cn I)rinlCr lugar cstc sistcnta dcl)e mitC . 1 atteri ;uu s umxr t-ulct - Loth Plic i yuc cs quinliotactico para Ios Icucocitosl, los productts del conlplenlcnto corno (-:5a v las yuimiocinas \ citocinas libcradas a nicC1 local atracn a I()s fag()ciros I\, cap . 51 .

capsula

ausencia de union a la membrana

anlplificando~ aun nlas la acticacicin tic ( :3, o pucdC scr inactk-a(to por los tactores H o I . Parccc quo: capsular quc conticncn grantics cantidacics do acido sialico {tomo las mcnlhranas cclularcs clel hucspcd ;I pronnUCtcn csta intcraccion con H c I . Ncisscria IIII'll inaitidis, li. coli KI' los cstrcptococos ciel grupo B rcsistcn to% efectos del complemento dc Csta forma . La proteina 11 tic los cstreptococos del grupo A actua conlo aceptor del ftctor 11, con to Clue SC potCnCia la disociation tic ( : ;1113 . Estas hacterias tanlbien po5CCr1 url gen Clue codifica tma (:5a proteasa .

secreci6 °, dcr proteinas Clue acturir , :cmin ,;enuelos 1

d1&h~ -146- 14"

Fig . 17 .8. Las bacterias evitan los efectos nocivos del complemento de diversas maneras . 1) Mediante una capsula o cubierta externa Clue impide Clue se active el complemento . 2) La superficie externa puede estar dispuesta de tae forma Clue los receptores de complemento de los fagocitos no puedan acceder al C3b fijado previamente . 3) Pueden expresar estructuras superficiales Clue impiden la union a la membrana de los complejos liticos (CAM) . 4) Pueden existir enzimas unidas a la membrana capaces de degradar el complemento fijado o de hater Clue se desprenda de la misma . 5) La membrana externa puede see resistente a la insertion de los complejos liticos . 6) Pueden secretar proteinas Clue actuan como senuelos y hacen Clue el complemento se deposite sobre ellas, y no sobre la bacteria .

Union del fagocito al organismo. Esta CS una intcraccion impon - tante dr la yuc pucdc dcpcnder si ;t continuacjou se produce la ingestion, si tiur :uttc la nlisllln se pollen en nlarcha Its [liecanisntos dcstl-uctilos . La union SC pucdc Cstableccr por medio dc ].Is SiguicntCS nroleculas : " I,ectinas presentes ell el organismo, conlo por cjcnlplo la Iectina fijadora de nlanosa dc las linlbrias dc E . coli. " Lectinas presentes en el fagocito . p.n cste scntido soil cspc cialntentc inlportantes Ices rcccptorcs tie] complenlrnto ( :R3 y p150 .95, asi conlo la nlolecula rclacionlada I .NA-I ((antigeno Icucorcitario flrncional 1, un ntediador do la adllcrcncia intercelularl, Clue prcscnta multiples puntos do union para ditcrcntes sustitucrCntes carbollidratados . Tocias estas nlolcculas sc uncn a Ices P-glucanos o al ITS o endotoxina de las bacterias granlnegatil as . Conlpletnento dcpositado sobre el organismo nlccijantc la via clasica (r la alternatica . Rccicnicrncntc sc ha dcscuhicrto yuc Cl conlplcnlcnto tanlhien sc pucdc unir a la protcina tija flora dc nlanano prcscntc ell CI sucro, Clue a su s -ez prcscnta afinidad porr to ,, rcccptorcs tic ( .Iq . Receptores de Fc sobre el fagocito, yuc SC uncn a los antiCuCrp(rs fijados a Las bacterias i t . .tiq . 17.,?) . Inicio de la ingestion . l a uni()Il (let organisnlo a un receptor dc la mcnthrana del ncacroftgor no sicnlhrC c0nt1CSd su ingcstj(in . Por cjcmplo, las particular dc zinlosan (proccdcntcs tic let'adttras,l sc: linen :1 los rnacrotagos a tralcs dc una region tipo Icctina pertencciente a ( :1(3 r capaz dc reconoccr glucanos, sicndo ingeridas a contjrlnacl(lrl, micntras Clue en cl caso dc los critrocitos re cuNcrtos coil i( :3h no OCUrrC to n1ISnlo, aunyue I( .J11 tutlhien SC unc a CR3 . Inicio de la actividad antimicrobiana . AI igual Clue la union dc un organisnlo a ton rcccptorcs tic nlcnlbrana no inlplica yuc sea ingerido, ,it ingestion t :ullpoco garantiza Clue se cicscncacicncn Io% corrcspondientcs nlccanisntos cicstructorcs . Por cjenll)lo, losinia pscudotubcrculosis induce Su propia ingestion, pcro cl producto de tulo dc sus genCS nloniula las uila1CS gcncradas durantc la in gcstioin dc tae forma yuc no sc inicia cl proccso dcstructito .

Inmunidad frente a las bacterial

Las celulas fagociticas estan dotadas de multiples mecanismos antibacterianos

so Unit tci qec un (trganisnut ha xido ill"Clid() 1101 - LM ntctido a una seric etc proexsos yuc ficncn per objcto su liCSe'tlCCi(in . Algunos mecanismos destructivos estan mediados por el oxigeno Compuestos reactivos del oxigeno (CRO). Fsta t i .t sC basa cn una cnzirna prcscnte en la ntentbneta dc I(ts tagocit(  title rcducc cl oxigeno (0 ~ a ani6n supcr(rxid(r C " (, ), un ('1() con propicdadcs uixic;ts . A su s'ez, CI suprr ~ahaz Lie secrCLu- tarjcls nletiiatietres . ,Victrt;is, I()s hroccscrs yuc intcnicncn cn cl ccnttnrl LIC I ;t n1tlltj-

larva de filaria larva de vsquist')ss,ma

microscopio optico

amebas, Leishmania, tripanosomas

protozoos

microscopio electronico

metros

Fig. 18 .4 . Comparacion de los tamanos de diversos parasitos .

Fig. 18 .5 . Deposito de inmunocomplejos en el sindrome nefrotico de la fiebre cuartana . Microfotografia de fluorescencia a bajo aumento de un glomerulo renal obtenido mediante biopsia a partir de un nino nigeriano con este sindrome . Los individuos infectados con Plasmodium malariae pueden desarrollar glomerulonefritis como consecuencia del depdsito de inmunocomplejos. El torte se tino con anticuerpos anti-IgG humana conjugados con isotiocianato de fluoresceina, y en el se aprecia un deposito granular de inmunoglobulinas a to largo de todas las asas capilares glomerulares. (Por gentileza del Dr . V. HOUba .)

Inmunidad frente a los protozoon y los helmintos

plicaci('rn dc Lin panisito cn cl scno do tin it disidu(r infcctado puccicn scr clitcrcntcs do aqucll()s quo ticncn caatno objctis- o impcdir nuo\as intcccioncs . En alg inas infccci(nrcs p(rr liclntintos sc pr( r duct till proccso dc inmuniclad concomitants>, cs dccir, una situacion cn yuC, pest ;a quc la intccci()ti initial n( a sc consiguc crradicar, cl hucspcd adquicrc rcsistcncia \' no Puctic scr intcctado p()r nuc\()s cicniplarcs tic] liclminto . Fit gcncral, his antiatcrpos son ncccsarios pure climinar a jos parasitos cxtracclularcs contcnidos cn la sangrc (Arf. 18.b ;~, cl intcstin(r t . cn otros liquicios tisularcs ; para climinar Ion par ;isit(rs intracclularcs soil ncccsatias las rcspucstas mcdiadas por cclulas . Sin embargo, CI 6110 dC rcspucsta man aciccuado dcpcncic Lid harasito intectantc . Por cjcmplo, los anticucrpos, solos o cn prcscncia tic t(rMPlenaent(), pucdell pro\ocar ICsionCS a algunos parasitos extra cclularcs, pcro son man cficatcs cuando acttian cn conjunciiun :()It cclulas ctcctoras . Congo sc lia indicado antcri(rrnrcntc, cn una misnia infection sc pucdcn acti\ar divcrsos mccanismos ctcctoras, scgina la last tie desarrollo en LJHC sc cncucntrc cl parasito . Asi, en cl paludismo los anticucrpos fi-cntc a las tonnas cxtracclularcs impicicn yuc cstas im :ulan nticus cclulas, micntras quc Las respucstas nacChadas por cclulas C\itan la e\oluci(in laatia la fast hepatiCA cn Cl setur do los licpatocitos . La innttiniciad protmora ti-cntc al p .iludistn(a no dcpcndc cxclusi\anacntc do la Prcscntia dC ;utticucrp()S, pudicndo scr inclucida incluso cn auscntia (IC CStos . Est(r sc Ira dcmostrado mcdiantc la inoculation dc csp()r()r()it(rs dcl paludismo Cn ratoncs inmunizaCIos Colt S111mom-11a tvphimurium naanipulacla gcncticaincntc, cn la quc se 1a,abia intrOdurido 1111 gcn yuc COdifiCa till :intigcno do: supcrfcic cic dicho cspor(rzofro . Atuiquc los ratoncs no sintctizaron anticucrpos cspccificos, rcsultaron scr innauncs frCntC al parasito .

MECANISMOS EFECTORES I'ara conscguir cstablccersc, y antes do quc sc produzcan las rcaccioncs ininunitarias cspccificas dcl liucsped, Icrs parasitos dcbcn supcrar prinicro los mccanismos tic dctcnsa prccxistcntcs . El complcmcnto dcscmlicna till papcl inaportantc cn cstc scntido, \a yuc cxistcn \arios parasitos yuc Iusccn tn(rlcculas cic supcrficic capaces cic acti\ar la via altcrnatisa, conio las larval infccti\as v Icrs cjcniplarcs adult(,s dc T'ichinc1ht spiralis \ las estiuistos()mulas tic Scl11t10ioma Ji1im(ol11 .

La primera linea de defensa esta formada por los macrofagos, los neutrofjlos, los eosinofilos y las plaquetas

I (,s .mtioicrp()s \ Las citocinas producidos cn las rcspucstas CsJ , C cificas a I(rs antigcnos parasitarios potcncian la acti\idad antipara sitaria tic cstas cclulas ctcctoras . Sin ciribargo, los macrofagos tisttlarcs, Its monocitos y los granul()cito% posccn una cicrta acti\idad intrinwca incluso Cn auscncia de una Cstinrtrlati(in prC\ia . La pucrta do cntrada clel Parasito CS tin factor do Bran im p(rrtancia ; por cjcmplo : " Las ccrcarias cic S. manstmi pcnctran a tra\cs cic la picl . La climinacitin experimental do Ion macrofagos, los neutrofilos t. Ion cosinofilos cutancos tic los ratoncs provoca till auntcnto tic la susccptibilidad Ircntc a la infection . " I ors tripanosomas t . Ion parasitos dcl Paludismo pcnctran cn la sangrc r son clinainados tic la misma por Las tclulas lagociticas dcl lrazo y cicl higado . " AI c(rmparar \arias ccpas do ratoncs coil dig-crSOS tictcttos inmunitarios con rcspccto a sit rcsistcncia f-cntc a la infection pot- 'I rrpamcuma r1wdcsicnse, sc obscrta quc Icrs tripanoeontas africanos soil dcstruidos por Ion macrofagos . Fri fasts mas aunz ;tdas do la intccci(')n, cuand(r los parasitos sc Cncucntran opsonizados con antiutcrPOS \ CI componcntc Cab dcl comple memo, Ion macrofagos lacpaticos los capturan alit fills rapicianacntc .

AntCS t1C actuar c(nno ccluhas prescntacioras dc antigcnos iniciado ran do la rcspucsta innaauaitaria, Ion iliac rotagos actiran c(mao cclulas ctcctoras, inhibicndo la multiplicacitin cic Ion parasitos o incluso dcstru\cndolos . Adcnias, wcrct ii nukculas quc rcgulan la rcspucsta intlamatoria . Algunas do cstas molcculas ~ I1 .-1, 11,-12, TNF(u \ 1()s factores cstimulantcs dc col(mias, t: SF) potcncian la rcspucsta inmunitaria al actiaar otras Milks o indutir su prolitcracilrn . Fs postblc quc otras molcculas, comp 11, 10, 11 . 12, las pr()staglandinas o I GIT, posc ;ua prOpicci ;utcs antiinllantatoriaS C innttua0SUPrcsoras .

Los macrofagos pueden destruir parasitos extracelulares

Ia ta,()cit(rsis p(rr 11,11- tc cic 1(rs naacniLt~;(~> r(mstitutc till 111111()l 1,1111C nu'c .uiismo CIC dctcnsa dente a los parasitos do mcnor tamaiio, sin embargo, cstas cclulas tambicn sccrctan nrtichos tactorcs cit((t(ixicos,1o gttc Its pcrmitc dcstruir parasitos sin ncccsidad do in gcrirlos . ( :uando 10% macr(Sfag)s soil acti\ados por Lis citocinas soil cap,accc tic dcstruir canto pcqucfos parasitos extracelulares, tome Ins fasts critrocitarits dcl parasito paltidico, cotno otras tic mayor tatnatio, coma las lar\as dc I()s csquistirsomas . Los macrofagos tanabicn sc pucdcn comportar corrio cclulas ascsinas mcdianto los mccanismos tic citotoxicidad mcdiada potcclulas a. dcpcndicntc tic anticttcrpos ~~C\iCl)Al ; Por cjcmplo, ]as ItCi C 191-: cspccificas aunaontan su capacidad tic cicstrutcion do csquistosomulas . Tanabicn son capaccs do sccrctar citocinas omua TNFu c 11,-1, yuc intcraccionan con otros tiiurs dC cclulas ; por cjcmplo, pucdcn indutir la rcsistcncia tic los Itcpat()cit(rs frcntc a los parasitos dcl paluciismo . 1 .()s map'ofagos y los gr ;utulocitos producctt c()n1pucstos rCatti\os do oxfgcno i CRO ) tras la fagocitosis do algunos par;isi ton, conio, pin- cjetriplo, % : cruai, 1. rtarldii, Lcishmanin spp. t . los parasitos paliidic(rs ; las filarias \ Icrs esquistosomas tanibicn pronmc\cn cl cstallido rcspirat(u-io . Cuanci() Ion macr(ifagm soil activatios cog cittrcinas libcrua cantidadcs tic super()xido y pcriixido dc laicirogcno supcriorcs a las cquc libcran los nttcrtitagos rcsidentes n0rmalcs, \icndosc cstinrtilados runbicn 1()s mccanisnaos dcstructorcs no dcpcntiicntcs dC oxigcno . FI oxitto nitrico ii N()1, Lilt prodUCto dcl nictabolisnao dc la i -arginina, Cs una potcntc toxina no depcnClicntc clC oxigcno . Ian citocinas IFN j ~ TNFu cstimulan sit sintcsis por parts cic los nia crotagos, sientlo CstC CfCCto maS intCnSU ttiando ] .is don ciloclnas actiian conjuntanicntc . Las cclulas cndotchalcs tambicn pucdcn producir ()xitio nitrico . EStC iomp11CSt0 tirrma parts tic Ion niccanismos tic rcsistcncia ti-cntc a la Icishmaniasis, csquistostaniasis v paludismo, Y pr(rbablcnicntc cs inip(wtantc para cl control dc ha

Fig . 18.6 . Pareja de esquistosomas adultos en los vasos sanguineos mesentericos . Aunque muy expuestos a los efectores inmunitarios, son rnuy resistentes y los esquistosomas adultos pueden sobrevivir 3-5 anos. (Por gentileza del Dr . Alison Agnew.)

Mecanismos efectores

ma\on-ia de ] .is intcccioncs parasitarias l/iq. 18 . ,') . Pcrr cjcmplo, 1 a resistencia innata frcntc a la inteccion por Ttiondii, dc la quo: carecen las indi\IC1ucrs inmunodcprintidos, parcce set- dchida a Icr inhibicioin dc Icr nTttltiplicaciin de Ices parasitos a tra\cs de un mccanismo no dcpcndicntc dc oxigcno . La activacion de los macrofagos es una de las caracteristicas de las fases iniciales de la infeccion Poo) ticmp() despucs dc la intcccion sc produce una estinmh dun dc las lunciuncs ctecron- as do los nracrcitagos . Aunclue para su actiacion cspccifica soil prccisas las citcrxinas sccrctadas por ]as cc-'I' (p . cj ., IF\ ;i, G\1-( ;SF, II . 3 c IIAh, tarnhicn pueden ser actiados a tra\cs do \ Las no dcpcndicntes de cclulas I', wino, por cicntplo : " Las cclulas \h sccrctan ll~Ny ctrand() son cstinttfadas par la It. 12 producida por los macrofagos . " Los naacroifagos sccrctan T\Fu coil) rcsptrcsta a la prcscncia do algunos productos de origen parasitario i;p . cj ., lo ." antigenos ti)sti)lipidicos de los Par;isitos palu(icos V algunos anti gcnos dc T hrucei), a Sir \cz, cstc T\Fox cstinurla a otros macroifagcn . Aunyuc cxistcn otras cclulas yuc tambicn sccrctan T\Fu, los macrcifagos actiados son la principal fucntc dc csta ntolccula, que CS necesaria para Clue sc inicicn las rcspucstas protcctoras adccuadas frcntc a cii crsas cspccics do protozoos I; p . ci ., Leishrnania spp . } \- 1lclmintos . Asi, TNFu cstinurla los maa- otav0s, Icx eosin(ifilos \ las playuctas para que cicstrtwan las lar\as de S. rnausoni, ctccto yuc NC \c POtcnciado ell prcscncia do IFNy . Ohscr\ese que, ademas dc sus ctcctos I)eneficiosos, TNFct tambicn pueden teller ctcctos pcrjudicialcs crt cl lurcspcd intectado, dcpcndicndo dc la cantidad que sc produzca del ntisnto \ dc si Cl campucsto cirurld librcincntc o sc cncucntra confnad() localntcntc . Las ccmcentracioncs scricas do cstc producto) sc corrclacionan cn la malaria por talciparum con la gra\cdad dc la cntcrmcdad . I .a administraciun de - I'\Fu ejcrce un ctccto curati\o sobrc una ccpa dc ratoncs susccptiblcs infccttdos coil Y. chrrEfecto toxico del NO sobre Leishmania in vitro

200

concentracidn de nitrito en el medio (Pmoles)

TNF (Uiml)

Los datos de esta figura demuestran clue la destruccidn de Leishmania major Por parte de los macrofagos activados presenta correlacibn con la liberacion de oxido nitrico . Los macrofagos cultivados son activados Por el TNFu recombinante de forma dependiente de la dosis, observandose clue a las dosis mas elevadas la supervivencia de los parasitos se reduce hasta aproximadamente un tercio de la observada en los cultivos de control . AI mismo tiempo aumenta la cantidad de NO liberado, clue se determina midiendo la concentracidn de nitrito en el medio de cultivo . Cuando existen circunstancias clue interfieren con la sintesis de NO los parasitos sobreviven . (Segun los datos de Liew ycols., Immunol1990 ;71 :556 .) Fig . 18 .7 .

haudi, un parasito paludico propio dc los rocdores, inieniras que cn hs mismas condicioncs pro\oca la mucrtc dc las ccpas gcncticanacntc rcsistentcs . Es probable yuc cstas ciltimas cepas scan capaccs de producir canticlacics sufcicntcs dc T\F(t como para controlar la multiplicacioin dcl parasito, por to yuc uralquicr call tidad adicional da lugar a ctcctos tuxicos . Los neutrofilos pueden destruir parasitos grandes y pequenos I os ncutrofilon tam Ncn p)sccn Lt` pr( )picdadcs Clict( )r as clue nibs tran los macr(fagos . IA)s nctttrofilos soil cclulas dc naturaleza fa"ocitira, c . pueden dcstruir a los par;isitos ttnto poi mccanismos dcpcndicntes dc oxigcno como por mccanismos indcpcndicntcs del inismo, cntrc los que SC cncucntr:a Cl us0o nitrico . El estallicio rcspiratorio dc Ios ncutrufilos cs m ;is intcnso yuc cl dc los inacru Lagos, ~' sus granulOs do sccrccicin conticnen proteinas altantcntc citcxe)xicas (\ . Call . 31 . Pucdcn ser :tcti .ldo,, por citcrcinas como IFN-i, TNFa. c . Gal ( :SF . I .a (icstruccil)n cxtracclular mcdiada por netrtrcifilos sc -Ilcxa a caho mcciiantc la produccicm do H,()  nticntras clue los parasitos ingcridos srn) dCStrUidoN intracclul :u'n)cntc por Ion cornponcntcs clue conticru) l0S grauulo)s- I .as netrtrofilox SC acunnrlan cn ] .is rc`,ioncs inflamadas intcctadas por los parasitos, do)nde cs probable clue se encargucn dc climinar los parasitos liherad0s tras la dcstrUCClun dc Ias cclulas . Al igual yuc Ios macro')ta COs, Ion ncutrofilos posccn rcccptorcs de Fc v dcl contplcmcnto, por to clue Pucdcn intcr\cnir cn rcaccioncs citotoixicas dcpcndicntcs do anticucrpos, como, por cicmplo, la dcstruccic'm dc lan-as dc S . mansoui . En cstc sentido Pucdcn toner mayor podcr destructor yuc los cosinoifilos fi- cntc a \arias cspccics de ncmatcxlos, incluida T Spirrrli.a, aunyuc la cficacia rclatia dc antbos tipos dc cclula dcpcndc del isotipo \ la cspccificidad del anticrrcgao . Los eosinofilos estan tipicamente asociados a las infecciones por helmintos Sc I)a sugcrido yuc las co)sinc)lilo)s c)()1HO()narcm 1:0111o smcnla dc detcnsa especilico f-cnte a las fases tisularcs de ayucllos parasitos cu\O excesi\o tarttafio impidc yuc pucclan ser tagocitados, \ yuc [as rcaccioncs dc Ion mastocitos depcndicntes de It F. has e\olucionado para atracr a los eo)sinoifilas liacia cl parasito \ cstinaular sus propiccladcs antiparasitarias . La intpc)rtancia in viro do estas cclulas ctcctoras ha yucclado denu)strada claramcntc mcdiantc cxpcrin)cntos Ilc\ :tdcs a cabs) con) antistrcros trentc a los ccsinufilos . Los ratoncs intectaclos coil T spiralis\ tratados con dicho) :urtisucro cicsarrollan mas cluistcs muscularcs que los ratoncs dc control : cn auscnci 1 dc cosinofilos los ratoncs no) son) capaccs do climinar los helmintos, por lc) yuc los cnquistan para rcducir al minimo sus ctcctos noci\os . Sin embargo, 1os ultintcrs cstudicn has demostrado clue aunyuc nYtichas \TCC9 los cosinotilas a\udan al hucspcd cn su lucha contra la intcccion por I)cln)intos, cspccialmcntc impiciicndo su migracicin a tra\cs dc Icrs tcjidos, csto no sicmprc cs asi . Por cicnl ploy, la rcspucstd innrtrnitaria ti- cntc a S . mansoni dc ratomcs pri\ac1os do coninoifilos es normal, \ la cantidad dc parasitos ncccsaria para cstablcccr una intcccion Pcrr tcnias tampoco sc \e rcducida . Los eosinofilos destruyen a los helmintos mediante mecanismos dependientes e independientes de oxigeno Los c(uin(dfo)s ]toy posccn propic(lado tagociticas tall aCllSdd'ls c01110 los ncutro)filon . Las pcrturhacioncs dc la supcrficic do su Sir acti\idad sc \c cstimcmhrana induccn Sit desgranulaciin, \ nurlacia por citcrcinas como I'NFu \ GalA'SF . Sin cinhargo, la ma\on- ia tic sus ctcctos SC cncucntran bajo cl control do mccanismos cspccificos dc antigeno. Asi, Sir uni(Sn in vitro a hr\as dc hclmintas r- ccuNcr'tas con IgF cr Ig(i Ill . cj ., S. 1rnrtnsoni \ Y : spiralis) cstimula la Ithcracioin del contcnido dc sus granulos Noble la sn perficic dc los parasitos . Las Iesiones de las csquistos(mnrlas pueden ser causacias por la protcina basica principal i aiBP i del nuclco

~murlidad frerlte a Ios protwoos y Ios helm intos

Fig . 18 .8 . Destrucci6n de las larvas de esquistosoma pot los eosin6filos . Los eosin6filos se pueden adherir a las esquistosomulas y destruirlas . Las lesiones se deben a la desgranulacion de los eosin6filos y a la liberation del contenido de sus granulos sobre la superficie del helminto . En estas microfotografias electr6nicas se observe la adhesion de los eosin6filos y la desgranulaci6n sobre la superficie de la larva del helminto 11), y dos fases diferentes de la rotura del tegumento del helminto y de la migraci6n de los eosin6filos a travds de las lesiones l2 y 31 . IPor gentileza del Dr . D . McLaren .l cristaloidc de los ronino')filos . .1131) nor es cspecifica tireme .1 ninguna diana en concrcto, pcror conlo yuctia cotnfinada en cl reducido espaciot c\istcntc crurc cl cosir16filo \ cl csyuistosres fibrogcnicos, quc estinazrlan la forntacion dc tcjido grululonlatoso v, cn ultimo ternlino, fibroso . _lunquc csta reaccion puccie sec beneficiosa para el hucsped, ya quo protege al 1ligado dc las toxinas clue sccretan los huclos, tambien pucdc scr una importante fucnte de tenomcnos patologicos, clue pucdc Ilegar a presocar alteracioncs hepaticas cstructurales y funcionalcs irrcccrsiblcs . En auscncia dc celulas T no sc forman granulon1as ni sc produce la subsiguicnte cncapsulaciim fibr6tica .

Fig . 18 .13 . Microfotograffas de pulm6n de raton en las clue se reconocen zones pulmonares alrededor de esquistos6mulas migratorias de Schistosoma mansoni. Se administraron esquistosomulas pulmonares por via intravenosa ; en la imagen 1 se observan las larvas inyectadas a las 24 h en el raton virgen y en la 2 se observa clue, en ratones protegidos mediante vacunacion con cercarias atenuadas mediante radiacion, se observan celulas inflamatorias en las primeras 24 h . Las fotografias 3-6 muestran el desarrollo secuencial de los focos a los

2, 4, 8 y 12 Bias de la exposicion . Los lavados broncoalveolares y los estudios de inmunocitoquimica ban demostrado clue el principal componente de los infiltrados pulmonares son linfocitos CD4' . La principal citocina producida por estas celulas es el IFN( y en el tejido pulmonar completo se induce ARNm de IFN,,, to clue permite deducir clue la respuesta protectora es de tipo TH1 . (Por gentileza del Dr . Lesley Smythies con autorizacion de Parasite Immunol 1996; 18 :359-369 .)

®

Inmunidad frente a los protozoon y los helmintos

Los mecanismos clue sc actin an dcpcndcn dc la zona anato mica yuc OCttPC CI parasito, comer Cl intestino 11). cj ., 7i-irhlrristr-iclnrra ) o los tcjidos (p . cj ., Onchortrca volrulus), \ dc la fast dcl ciclo \- ital cn quc sc cncucutrc a p . ej ., lars as dc csquistosonta en los pulnaoncs V helmintos adultos en las \cnas) . Las celulas TH son esenciales para la elimination de los helmintos intestinales Sc ha co~mprohado cycrinacnttlnacntc yuc Ion electors tic has cc lulas'1'ta2 son inaporrtantcs cn la,, intcccioncs intcstinalcs por hcl naintos. Por ejcnaplo, lors rat(rncs, yuc normalnacntc son rcsistcntes trcntc a ]as intcccioncs por parts do los triCOCCfalos merinos, desarrollan tum intcccion pcrsistentc cuando sc ncutraliza la citocirca I1_ 4 f una citocina Ti 12 ~ . Por cl contrario, los stones scnsiblcs expulsan los ltucsos cuando sc proartuexe la actjsidad dc IIA naediantc la administracio n dc anticuerpos neutralizantcs ti -cntc a Il~N-, . Dc la nusnaa tina . En cstc CaNO la t,tCUna PuCLIC con%istir cn la pnrpia toxin, . t)tror tips) tie Lacunas st)n agUCII .1s en 1 .1s quC Ios antigenos microrhianos scnl cxprcsados por otro) Ii1)() tic Cclulas, this aCtuan Ctrm() \-cctor. Fn 1,1 futtrra 1 01.1 sc mucstran lors principales prcparados alltigenico)s tic lo% que No: dislxnlc actualnlcntc .

Principales preparados antigenicos tipo de Ag

ejemplo: de vacunas

naturales organismos vivos

organismos intactos inactivadas

fragmentos subcelulares

vacuna Ipara la oirLWla)

bacilo del raton campestre (pare la TB, hist6rico)

atenuados

'poliomielitis (Sabin ; vacuna oral de la poliomielitis) 'sarampi6n, 'parotiditis, "rubeola fiebre amarilla 17D, varicela-zoster (herpes humano de tipo 3) . 'BCG (pare la TB)

virus

"poliomielitis (Salk), rabia, gripe, hepatitis A, ffus

bacterial

'tos ferina, fiebre tifoidea, c6lera, peste

polisacaridos capsulares

neumococo meningococo

antigenos de superficie

"hepatitis B

toxoides

Haemophilus influenzae

"t6tanos, 'difteria clonaci6n y expresi6n de genes

'hepatitis B (procedente de levaduras)

obtenidos mediante t6cnicas de genes expresados ADN en vectores recombinants, ADN puro

experimental

antiidiotipos

experimental

experimental

tadministradas sistematicamente en la mayoria de los paises Fig . 19 .1 . Hay ur, gran

utilizan como vacuna,

numero de preparados antigenicos que se

19

Las vacunas vivas pueden estar compuestas de organismos naturales o atenuados Las vacunas vivas naturales han sido muy poco utilizadas 1-.~ ui :ir(~ (n anisnur t(rnlhlrtanh-ntr it,ttur,tl CIUC Ita sido utilizadu

g I,acilO dc. (Jn1cttc Gucrin i, n1ttcl1ut incnos tirulcina s. yuc conficrc una cicrta protcccion frcntc a la I R . Los cxitos n1,is notahlcs NC hall CO IISC~Uliclo coil s irus, sicndo cl prinlcro dc cllos la ohtcnci(on do la tel,,1 171) tic] irus do la ficbre amarilla medi :uuc pales cn ratoncs cnlbrioncs do p(tllo r 1937 1, al tiuc siouicron la obtcnci( ,m nlctliantc inctodos parccidos dc cepas atcnuadas dc los Xirus dc la poli(tmiclitis, cl sarainpion, la parotiditis y la rubella ffa . 19 .2}. La eficacia do cstas lt1Utltls cuatro lacunas qucda dcnlostratia por la disnlinucion dc la incidencia dc las cuatro cntcrtnctiatics cn las dos o trcs tiltinlas dccadas (ip. 19.3') . Co111O B('(i

cotlh, c ;tcuna Ita sido cl tires tic la \- actma. Sin embargo, so: han Ilc\ado a cabo cnsayos cn nifios con rotat-irus bovinos v do si nlios; antiguanlente se utilize bastantc CI bacilo tic] raton canlpcstrc pare la t-acunacion contra la tuberculosis CHI I Ven ()6cnte (\Icdio V C11 I(usia sc practican innuulizucicmcs trcntc a Ixisbtuauirt utilizando ccpas proccdcntes dc casos lc\cs. Es posiblc yuc en CI futuro se dCSCUbra alguna lacuna hcter(iloga tficaz, lure, I(>s pr(hlcnlas dc sc`;uridad yuc plantcaria scrian considcrablcs .

La atenuaci6n se puede inducir mediante mutaciones . ;Luc signihCad() timCCl tCrtttltt0 -~n1(tdificdd(( " ? I-ts 111(xiifica-

Las vacunas vivas atenuadas han sido extremadamente 6tiles

cioncs cychnlcntadas p(~r los priincr(ts (trgaoisnt(n ;ucnuados consistian cn una scric do nttitaci(tncs alcatctrias inducidas por cl crccinlicnto cn condicioncs no optinlas, durantc cl quc los organisnlos Iran controlaclos y scleccionados continuamcntc pare \ -crificar la consenaci('m dc los antigcn(ts dcscados s la pcrdida tic sirtilencia. Estc tcdioso procedinliento sc Ila den(rnlinado acertadanlciltc ~ , rulcta gcnctica~- . ( :uando so: hizo posihlc sccucnciar I(ts ~ cn(mlas do los \-irus, sc comprobe yuc los rcstdtatios crap sunlanlcnte ditcrs(ts . Un clam cjcnlplo son las ditcrcncias cxjstentcs cntrc los tres tipos dc lacuna \it,t CSabin i dc la polionliclitis . La lacuna tic la polionliclitis do tipo I conticnc 57 nltitaciones, \ casi nunca SC 11 :7 obscn-ado una rc\-crsion al tipo sal\ajc (cs dccir, una recuhcracion tic la sirulcncial, tnicntras Clue la scgttridad dc la% lacunas dc tipo 2 y 3 dcpcndc solatncntc do dos mutaciones Clare. En estos dots tiltint(ts tipos dc lacuna se hall obscruclo c(m frcatcncia rcscrsioncs al tipo sahajc, algunas de las cualcs han dado lugar a brotcs dc paralisis poliomiclitica . Uno do cstos br(rtcs sc produjo cn Succia, c indujo a Ias autoridadcs sanitari .l s a rctirar la vacuna vita \ a c(mlctlzar a utilizer la in :tcti\ada l, Salk ; s. n1 ; s adclante 1 . l'na scntaja de la s- acuna visa es yuc en nttrchas partcs do Estados Unitlos cl sires atcnuado ha colonizado los dcp(')sitos dc ague en los quc antes sisia CI sires de tipo sals- ajc, to C1ttC sin dude conficrc protcccion ;1 algunos inditiduos yuc no han sido cacunados run hucn cjcnlplo dc -innlunidad de tic la conwnidad-l . ('on la sotisticada tccilologia dcl A1)N rcconl6in,uuc disponiblc cn la actualidad, parccc probable yuc cn cl futuro Las \-acunas atcttuadas, tauto bactcrianas como viricas, contcndran nlutaci(tncs diri,,idas, s . n(~ alcatorias .

I a cstratcgia ntis utilvad;l ha sid() atrurri7run l,,It(r,clt(( Ituntuht, con (d,jct(t do rcducir su tirulencia sin yuc Cic"parelCan I()s anti gcnos tiCSCatio, . I-:I primer Iogro cn cstc sciaido fuc la obtcncion p((r partc tic C'almcttc y G icrin do HIM CCho atcnuada tlc 111vobtlcttvium tuht-rculocistic (nigcn I,()t -in(t O1 . bovi~i, incdiantc cl cultivo in ritrodur :uttc 13 .1110S{ 19(18-1921 i de la ccpa original, yuc sc tcrmin() transfitrnlando cn la tCpa cono6da actttaln1cntc

Vacunas vivas atenuadas enfermedad prelim

observaciones tipoa

III',

sarampi6n virus

bacterias

,

r2tier I -r r---ones;

31,

tamhicn hay vacu-ia-na~tivaoa

eficacia del 80%

parotiditis rubeola

actualmente a ambos sexos

fiebre amarilla

estable desde 1937

varicela-zoster

principalmente an leucemias

hepatitis A

existe tambien una vacuna inactivada

tuberculosis

estable desde 1921 ; tambien confiere una cierta protecci6n frente a la lepra

Las vacunas inactivadas estan compuestas de organismos intactos, pero muertos

Fig. 19 .2 . Se dispone de vacunas atenuadas para muchas infecciones, aunque no para todas. En general, ha resultado mas facil atenuar virus que bacterias .

Estas vacunas milt la tcrsi(in m(tdcrim tic las lacunas utactic,hiA1 tic 1'aStcttr quc SC 11,111 nlcnci(mado antcri(n- nlcnte . Algunas soil nim, cficaccs rla tic la rabia s . la tic la poliomiclitis tic Salki, otras solo inodcradanlcntc is ficbrc tihyidca, celcra s . gripe ) \ czistcn algullas

Efecto de la vacunaci6n sobre la incidencia de las enfermedades viricas nbmero de casos (miles)

40

30

r

poliomielifs

M

sarampion

rubeola

70 60

70 60-

50

50-

20 -

40

40-

to-

30

30 -

20

20-

10

10-

0 1950

t - .. 1960

1970

1980

0

1950

1960

1970

1980

0-

parotiditis

1950

1960

1970

1980

0

1950

Fig. 19 .3 . La introducci6n de las vacunas ha provocado espectaculares tendencies a la baja en la incidencia de diversas enfermedades viricas en Estados Unidos desde el momento en que aparecieron (flechas).

Antigenos utilizados como vacunas

cuta cficacia csti cn entrcdicho ipcstc Y tintsi o quc son poten cialnlcntc tiixicas l(tos tcrina I . En la /irftrm 19 .-1 se cinimcran I,1, principales s :uUIUS inactivadas quc SC utiliz :u1 cn la ictitalidad. Se tree yue algtmas de ellas saran sttstituidas e11 cl fi.tturo por vcrsionCs atenuadas mas eficaces ; en cstc scntido se cncucntran cspeci:tlntente avanzadas las invcstigaciones sobre vacunas para Ia rabia ~, mcdiante tccnicas do ingrnicria gcnctica, para la ficl,rc ffoidea \ cl c6lcra .

Las toxinas inactivadas y los toxoides son las vacunas bacterianas mas eficaces

I as vacunas h.lctcrmn .ts nms rotates tCt,tncrs dittcria ; Elf. 19_iy cstan ccnt1pucstas do C\ se Babe nun' pocu accrca dc los antigenos tumorales que son reconoCidos Cttando se cnCtrentran asociados a mulcculas ( TH de class 11 .

ANTIGENOS ASOCIADOS A LOS TUMORES QUE DETECTAN LOS ANTICUERPOS Existen pocos antigenos exclusivos de los tumores

CC. It,tit rCalizado grandc~ cshrcrzos para dcscuhrir anngenos cx dusk'JmCnte 1tlrnoraiCS, \a sea en Cl SUCra del Inrcspcd portador del tUmar f tipiliCaCi(')lt autologa) o cn cl sucro dc animalcs inmunizados can elcmentos tunurralcs ftipificacion Itctcrologa} . Los trabajos mss rccicntcs se has hasador cn la trtilizacion do ailtiCUcrpos ntonuclonalcs obtcnidos a partir dc Cclulas 13 autcilogas o hctcrtilogas . Aunquc existcn mUS' pocos datos yuc asalcn la cxistencia dc m0ICCUlas exprcsadas cXClusicamcntc Ix>r celulas tumoralcs, sc hart detectader di\'ersos tipos dc antigenos asociados dc una u otra fn-ma cart los tumores.

Los sueros obtenidos a partir de pacientes con tumores reaccionan con antigenos distribuidos muy ampliamente la sucro proccdcntc dc pacicntes Corn tumores, .tsi Ccntlor Icrs :Utti

cucrpors monoclonalcs obtcnidos a partir dc los mismos, rcacciorna can antigenos que SC cnCUCntran :unpliamente distribuidos en la supcrficic o, m,is frecucnicntcnte, en cl interior dc Cclulas ncn- maIcs \' tumorales . Los antictrerpos suclcn scr dc close Ig4f, por fo que sU afinidad cs baja . Tambien Cs posiblc obtencr anticucrpus monoclonalcs parcCidox nirdiantc la inmortalizacioin tic Cclulas It

peptido sintetico del tumor mutante

celulas recubiertas con el peptido original sobreviven

eels . recubiertas con el peptido mutante son destruidas

Fig. 20 .8. Se obtuvieron celulas Tc de un raton inmunizado con una variante tumoral turn-, clue fueron capaces de destruir in vitro a celulas tumorales recubiertas con un peptido correspondiente a la secuencia del gen turn-, pero no a las celulas recubiertas con un peptido homologo del tumor original . Los dos peptidos se diferencian en un tinico aminoacido .

proccdentcs dc indis iduos norntalcs. Estos anticucrpos son capacn dc dctcctar autoantigcnus, y su importancia cn las rcspucstas dcl hucspcd frente a los tumores i si es que la times ) no csta clara.

Los tumores pueden expresar antigenos de diferenciacion normales que presentan una distribution restringida en las celulas normales I . .t ma\crria do 1,11 cClttl .t~ tt1trt(n .tliti un ,1r11C n.iICntcs do Him tini

C.t celula, clue pUCdC sCL do 1111 tipo LCIatkamCHIC I,o(o abundante . pcrr tanto, las Ccluhts tumorales pucdcn exprcsar antigenos que en Co>ndiciorncs norrrnales sc cnCUCntr ;ut prcscntCS en un nirmeru mu reducido dc celulas . El antigcnu dc lu Icucemia linfirHastira aguda connin iCALLA, del inglcs common acute Ivnrpholrlastic leukaemia antigen, o CI)I0~ es tin eicmplo dc cstc tipo i;iirf . 30.-i. Otros son los antigenos oncofctalcs, yuc son antigenos dc difcrenciacion que se expresan nurntalncntc durantc cl desarrollo tietal, pero no cn cl curse dc la c ids adults i or se cxprcsan en CantidacICS mLIC pcyucnas h . Entrc ellos sc encucntran la a-fetoprotcina fAFP), producida pcrr las celulas canccrosas hepaticas, ~- Cl anti_ gcno carcinoembriunariu (CEA, del inglcs carcinocrnhrvonicautir7en), clue cs producida pcrr las Cclulas canCCrusas del colon Y dc otrus tcjidos cpitclialcs .

Los antigenos normales clue se expresan en los tumores se pueden encontrar modificados mediante glucosilacion

E:I pr0Ceso dC glucorsiktci,n SC C)CUCntra altcrado ctt nuIClsor, to mores . Eaton pucdc dar lugar a la cxprcsioin dc nuc\'os Cpitopon hidrocarbonadors, Coma Cl antigeno dc Thornscn-Friccicnrcich, un disacaridu clue se suck mantcncr OCtslto en I :u Cclulas normaIcs. - fambicn pucdcn apareccr grUPOS sanguincors al,crrantcs . Las altcracioncs dc la glucosilaciorn pucdcn poser al dCSCUblerto epi tupos protcicos que no suclcn scr dctcctables cn [as celulas normales. I'or ejcntplo, had IIIUClras Cclulas cpitclialcs clue produccil mucinas cpitclialcs polimorticaN . Sc trata dc glucoprotcinas dc alto peso molecular con un nucleu peptidico repetitko rCCUbicrto dc cadcnas lateraICS tic hidrato tic carbono. I'.n los tumores cpitclialcs SC Inrcdc dctcctar un nucco cpitopo corrcspondiente a la cstructura rcpetitisa del niIClco .

Respuestas inmunitarias humanas frente a los tumores y mecanismos de evasion

RESPUESTAS INMUNITARIAS HUMANAS FRENTE A LOS TUMORES Y MECANISMOS DE EVASION La mayoria de los tumores tienen infiltrados linfoides

histo~h~,ic(  dc Irn tunicwcs Itwnancx 11.111 dctnostrado yuc la nta*N'ona do cllos conticrun un impl)rtante infiltrado dc cclulas infanlatonas (,Ji«. ?0.X). En dicho infiltrado suclen pre dominar Ios linfocitos N los macr(ifagos_ si bicn tanlbicn sc pucdcn dctcctar otros tipos dc cclulas, cone) cclulas dendriticas, granu-

Expresion del CALLA en cclulas normales y linfomas CALLA -

_______

IgMs

B

locitos y mastocitos . I.a utilizaci6n dc anticuerpos monocl(nlalcs I: Abn1) para idcntificar los subtipos dc cclulas linfoidcs ha sers jdo para fevar a cabo analisis rmis minuciosos tic las cclulas quc sc en Cucntran prescntcs en Cstos tumores (fq. ?0 .9i. 1)c csta forma se ha dctectado la prcscncia dc la nmvoria dc Ios subtil)os importantes de linfocitos gtte sc conocen . l ambien cs posiblc comprobar cl cstado hrncional do cstas cclulas mcdiantc la utilizacion dc Abrn cspccificos dc Ios rcceptorcs dc intcrlcucina 2 (IL-2 ; ), molcculas ('1'11 do chase 11 \- otros marcadores dc actjsaci6n . Sin embargo, no SC ha Cr)11seguido estthlcccr asociacioncs bicn dcfinidas entrc la prescncia tir deter minados subtipos dc cclulas lintoides s' CI pronostico dc Ios paCiC11tCS Ctm CSnccr. Esto poetic scr dcbido a quc solamcntc una pcyuciia proporcirin dc ]as cclulas quc sc obscrxan sort atraidas dc forma cspccifica hacia cl tumor. Btas dificultatics dc interprctaCi6n 11,111 prom()\ ido los eSCUdiOS in ritro sobrc cl hrncitmvilicnto tic cstos linfocitos infiltrantes dc tumores. 1.os rCsultadcls dC estos estudios se analizan en la pr6xima sccciinl .

Los cultivos mixtos de linfocitos y cclulas tumorales demuestran la existencia de respuestas antitumorales in vitro Col

precursor hematopoyetico

2

precursor hemato p oyetico

desarrollo de la celula B precursora (linfoblasto)

celula B madura

CALLA

Precursor de las cclulas B leuccmicas

Ios linfoblastos proliferan, Pero no maduran

Fig. 20 .7 . t) CALLA solo es expresado normalmente en Ios precursores de las cclulas B o linfoblastos, quc constituyen menos del t°6 del numero total de cclulas de la medusa osea . 2) La cantidad de CALLA aumenta en gran medida en la forma man frecuente de leucemia infantil .

Fig. 20 .8 . Reacci6n inmunitaria frente a un carcinoma de mama . En esta seccion se observa un tumor rodeado por un intenso infiltrado de cclulas mononucleares. Este proceso inflamatorio sugiere quc es posible quc los tumores sean reconocidos por las cclulas del sistcma inmunitario, y quc estas cclulas tengan capacidad para reducir la velocidad de crecimiento del tumor o para destruir cclulas tumorales . Tincion hematoxilina/eosina .

DCx1r .lui ~C &Stu1"r6i tltrC 1 .1s rCS11nrstas dC hl tcIul .r~ I aboraduras 1-II! Csdululada, PrCc1dmcntC hrn nn anli~Cno pucdcn ser rcproducidas in vitro xols icndo a Cstimularlas con CI misnlo antigcno, sc han empezado a lres ar a cabo cxpcrinlcntos cn Ios yuc SC Cstina1)lan lintocitos dc pacicntcs con cclulas tumorales inactisadas mctiiantc CI cultivo mixto dc dichos lint6citos s cclulas tun1oralcs (('EMI:h) (,/iq. ?0.10), con obicto dc dctcrnli11ar si CI sistcma innlunitaric) dcl pacicntc cs capaz dc reaccionar frentc al tumor. l .ON hntoCit0 S SC pucdcn obtcncr a partir dc sangre pcritcrica, tic Ios ganghos fnfiticcrs yuc drcnan la region cn quc se C11000ntra CI tumcn- 0 LICI propio nrnlor (CUando Sc obticncn dc Csta ir16uta nlancra, Ios lintocitos sc dcnominan lintocitos infiltradc)s Cn CI tumors . El (AIL1 pucdc cstimular a las cclulas Tli (('1)4") para quc prolitcrcn s SCCrctcn Cittkinas cfcctoras, pert) en CSCUS Cultis'os tanabicn se gencran cclulas T( f ('1)8- j, sicndo posiblc me(lir su actin i dad citotoSxica mediante la pruct)a dc liberaci6n de ^ :('r f vj~q. 2'9.26) . Las CclUlaS T( tanlbicn SC pucdcn obtcncr median tc cultiso cn prcscncia dc I1 .-2, quc prosoca la expansion tic Cualquicr Cclula CfcCtcn -a gcnrratia in riru. Es nccrs.lrio distinguir la actis- idad dc lascclulas Tc dc la dc las cclulas aSC81na5 Ilaturalcs (; \K,i, to quc CS posiblc Ni se estudian Ios cfcctos dc [as poblacioncs fnti)citarias Cxpul(fdas SObrC las cclulas diana dc rcfcrcncia adccuadas .

Fig. 20.9 . Celulas T CD4' y CD8' on un carcinoma de mama. Las cclulas CD4' y CD8- se detectaron mediante la tecnica inmunologica de la fosfatasa alcalina (tincion rosa) utilizando Ab monoclonales . Los cortes se han tenido tambien con hematoxilina como colorante de contraste. Rodeando al tumor se observan cclulas CD4 (arriba) y CD8 (abajo), estas ultimas en menor cantidad, pero apenas hay linfocitos en el seno del propio tumor.

Inmunologia tumoral

Cultivo mixto de linfocitos y celulas tumorales (CMLT)

celulas tumorales inactiv. del paciente

paciente

linfocitos del paciente

cultivo conjunto durante una' semana ; a continuation separar los linfocitos determinacion de citotoxicidad mediantc pruebas de liberation de isotopos

'deterrninac, de capacidad Ilde proliferac . mediantc la prueba de incorporac . de -IF-timidina

Fig. 20 .10. Se cultivan conjuntamente linfocitos obtenidos de sangre periferica, de ganglios linfaticos locales o del propio tumor con celulas tumorales autologas, inactivadas previamente mediante irradiation con rayos X o tratamiento con mitomicina C. Despues de un cierto tiempo de cultivo, se puede determinar la capacidad de proliferacidn de los linfocitos mediante la prueba de incorporation de 'H-timidina (presente en el medio de cultivo) . Tambien se puede estudiar su capacidad para lisar celulas diana mediante pruebas de liberaci6n de isbtopos .

En los CMLT se generan celulas T con muchas especificidades diferentes

I,a CNI,cCillCidad dc LIN kcluh. 1 II \ It yuc NC 'Cncl-.tn sell p:uCcidas, nYticstran di,- cisos patroncs dc rvacti\idad trcntc a distin tas dianas en coda uuo C1c los ditcrcntes pacicincs 10 .11) . " En ainbos casos una ininoria dc [as celulas - I' chrnadas son espccificas del tumor autc'')Iol;o . " Algunos clones rcaccionan con el tumor autoilogo y coil todos o con parts do los tcjidos autoiIOgos in\cstigados . " Algunos clones Inucstran rcacticidad coil cl tumor autcilogo a. Coil .1gunos tumorcs do origcn alogenico . " I.as celulas rcstantes nuiestran rcacti,idad frcnte a dianas tuniorralcs inua di,crsas . SC hall dCtectado celulas 'h antitunaoralcs espccificas en pacicntcs con di,-crsos tipos dc tumorcs hunaanos . El inclanonia parcce set CSI,CCialinCntC innrtuaogcruco, V SC lean identificado di,- Crsas moleculas diana mediantc la estratcgia descrita para Ios ATET naurinos. Entrc ]as mrrleculas diana Lie las Cclulas Tr sc cncucntran los antigcnos del melanoma ,`AGIME), quc son expresados en una pcgLICna cantidad do celulas norinales, v la tirosinasa, una Cnzinaa quc cxpresan las celulas productoras de pigincnto . Los genes C1c los AGNIE a, do la tirosinasa de Ids celulas tunaorra1CS nor nnrcstran nrtrtaCi(Sn alguna . Tanabicn sc hall obscr,ado en pacicntcs Innnanors Con tumorcs respuCStas Creme a la proteins del oncogen 1-as Inutado v frcnte a p53, el producto del gen supresor do tumorcs. El tercer tipo dc clan w ha obrenjdo a partr dC PaCiClItCS Coil cancer do inarna y de o\ a6o . E\istcn datos rccicntcs quc indican quc Cste tipo dc clones puede responder dc forma espccifica pero no resMni~ida al pcpfido rcpctifi, o del nLICICO do la nurcina. Toda,ia no esta claro si dicho pcptido cs prcscntador pore niolcculas ( :PH o dc alguna otra IOrnia I ;p . ci ., actuando comer superanngcno ). I.as Cclulas quc responder frcnte a la nnICina puedcn scr Ti 1 o Tr (CD4 - o CD8' ) . No sc sabc quc iniportancia pucden teller in r , iro estos respuestas citotirxicas dctcctadas in virr-o. I .o cierto es quc ell CStr dios llesados a cabo en aninaales dc experinacntacion sc ha Cormprobado quc ]as celulas citoliticas antitumorales clonadas pucden prOSoCar una rc-rcsioin sic Ios tumorcs.

Los tumores utilizan diversos mecanismos para eludir las respuestas inmunitarias

Tipos de respuestas quc se observan en los CMLT

celula diana

diana NK

linfocitos quc responden Tc Tc cels .citotoxicasespec. celulas especificos autorreacti- del tumor y no sometidas NK del tumor vos a restriction CPH celulas T -

-

-

+

+

+

+

+

tumor alogenico eel . autbloga normal eel. autbloga tumoral

Fig. 20.11 . Se analizaron linfocitos obtenidos en CMLT mediante la prueba de liberation de "Cr a partir de diversas celulas tumorales y no tumorales. La destruccidn de las celulas se detects por la liberation del isotopo en el sobrenadante del cultivo . Los patrones de especificidad son diferentes segun el paciente del quc procedan los linfocitos : algunos de estos linfocitos solo son capaces de lisar celulas tumorales aut6logas, mientras quc otros lisan inespecificamente cualquier tipo de celula diana. Este ultimo efecto puede see debido a las celulas NK o a las celulas T activadas. Las celulas T CD4' y CD8' se comportan de forma parecida, y ambas muestran la misma variabilidad de respuestas .

(onus loN tumorcs csponitancos son Cal,accs dc crcccr \ proococar la nxICrtC del Iniespcd, es c, ideate quc nuIChos de cllos Consiguen clUdir las rcsl,ucstas inmunitarias del inisinor . Sc lion propucsto nurltitud dc nrccanisnaos . El m,is Ob,'io Cs la auscncia dC innatuaogenicidad por parts del tumor. fuctic quc esto no sea debidO a la auscncia do antigenos tumoralcs potcncialcs, sino a la cscast cficacia comp prcscntadoras CIC antigcixrs (CV1) dc ]as celulas tumoralcs. La induction dc respuestas inmunitarias requicrc scnalcs cocstiInulantes. quc puedcn scr Cmitidas hen' nao1CCUlas dC la SuPCrficie cclular er por las citocinas quc sccrctan Ias CI'A . Ell la actualidad se sabc Line la naorlccula B;', yuc porsren ],Is CI'A espetializ ;nias, es un COCStj1ntrhuuC cscncial quc act6a unicndose al receptor CD28 dc la superficie dc ] .is cclulas T (v. cap. 9) . Sc ha comprobado cxpcrinacinalincntc quc la prcscntacirin do los complcjos tornados por las molcculas ( .PH a . Ios pcptidos antigcniCOS a los reccptorcs do las cclutaS T en auscncia del CtcCto COCStinnlante de Bi puede dar lugar a tcnoinacnos de anergia. Desdc hacc ticnapo sc she Line los pacicntcs canccrosos rnucstran una rcspucsta innrrinitaria deprimida . Rccicntenacnte se ha dcnaostrado quc Ion linfocitos dc sangrc pcritcrica sic los pacicntcs canccroscis prcscntan anomalias en la transdUCCioill dc las scnalcs T; en algunos ocasioncs los lintircitors quc infiltran los tumorcs sc cncucntran ell Cstado ancrgico . Adenias, si las celulas turnorales carcccn Cic morleCUlas ( .PH do class 11, las CelUlaS Tti no podran responder hasta yuc Icts celulas CPA CSPCCializadas nO pr"OCCSCn los antigcnos tumoralcs (fig. 3(1.11) . Las celulas tumoralcs tainbien puedcn carecer de otras molcCUlas neccsarias para la fijacicin dc los lintircitos, como I .EA-1 . LEA 3 o ICAM- I Ix'. Cap. 5 h' o pucden Cxpresar nu)IcCtil .ts Comer las mucinas, quc inapiden diclta fij,tCiOll . hanabien puedcn secre-

Inmunodiagnostico

tar citocinas innaarrnasupresoras como TGF(3. t-n naccauisnao dc caasicin espccialmcntc importante es la desaparicirin dc los anti genus CPH, clue inapiclc quc se prcsentcn los pcptidos dericados de los antigens tumorales . Mas Lie] SOW dc las rclulas tumorales picrdcn inc r to nix, de los alclos ('PH dc clase I, \ has Agunos casos cn quc no sc cspresa ninguna molccula cie claw I 20.13) .

INMUNODIACNOSTICO Aunque ezisten pocas molcculas yuc scan czclusi\- as dc las ccluI :ts tunuaralcs, lus :uatictrcrpos dente a molcculas rclacionadas cotta Ins tumores pueden set- nau* tttiles para cl diagncistico dc los tumores, ca yuc pernaiten dctcctar los aunaentos de la cantidad Lie tin antigcno por cncinaa dc los \-alores de referencia o sit prescn cia en lugarcs no habitualcs . Por cllo, el hecho de clue till antigcno no sea especitico de tin tumor no inaplica clue no sc puccia utilizar como herramienta diagn()stica .

In vivo. Los anticucrpos inarcados radiactisantcruc a, dirigidos contra molcculas relacionaclas con tumores sc hall utilizado como tecnica diagndstica ifijl. 20 .141, pero este mctodo no suele sups rar In scnsihilidad dc los nactodos mocicrnos do tomogratia coiliputaclorizada CIV) o resonancia naagnetica (RIM i . Acicmas, la innttuaoganamagratia time cl incomeniente dc clue CS IlCcc,.,,irio marcar radiactis anacntc los anticucrpos utilizacios para cada pa cicnte poco ticmpo antes dc Ilerar a cabo la prucba, v do clue depenclicndo del tipo de tunatn- a detectar se hall dc utilizar ditcrcntcs anticucrpos . El dcsarrollo dc fragmentos rcconabinantes dc anticucrpos dc alta afinidad puede naciorar la scnsihilidad de la innauuaog:uaaanagratia en ca tirturo . In vitro. LOS antictterpos son irtilcs para dcterminar la naturalcza dr la cclula original cn los tumores inditerenciados ffiq. 20.1 i1, asi como para detectar micromctastasis en la mcdula ()sea, en el liquido ccf;llorragtlidco, en lo, cirganos hntirides a . en otras localizacioncs f_/iq . 20.1(r'L'Fambicn se disponc dc innuttaoanalisis para

Presentation de antigenos tumorales a las celulas del sistema inmunitario 3

CD8 Tc citocinas j

anergia

CD28 I

activation de las celulas Tc y Tii

Fig. 20 .13. Tejido mamario canceroso clue presenta reactividad frente a tin anticuerpo monoclonal dirigido contra tin determinante monomorfico de los antigenos CPH de clase I . Solo hall quedado teniclas las celulas del estroma (en color marron), ya clue las celulas epiteliales malignas no expresan los antigenos CPH de clase I normales . Esto ocurre en aproximadamente el 50% de los canceres humanos. Algunos tumores pueden expresar molcculas de clase II anormales . ITecnica de la inmunoperoxidasa indirecta, contrastada con hematoxilina .)

Fig. 20 .12. Un antigeno tumoral puede ser presentado a las celulas T de diversas maneras. 1) Directamente y en ausencia de la coestinaulacion precisa, dando lugar a fenbmenos de anergia. 2) Directamente por parte de on tumor clue expresa molcculas coestimulantes, dando lugar a la activation de las celulas Tc . 3) Directamente por parte de las celulas tumorales e indirectamente por pane de CPA especializadas, dando lugar a la activation de las celulas Tc y TH .

Fig. 20 .14. Radiografia de torax e inmunogammagrafia tomografica de tin paciente con carcinoma de colon y metastasis pulmonares y hepaticas. El anticuerpo monoclonal YPC2 ;'12 .1, especifico de las celulas colorrectales cancerosas humanas, se Line al CEA. (Reacciona con una glucoproteina de 180 kdal .) El anticuerpo fue marcado radiactivamente con I'll e inyectado por via intravenosa . La gammagrafia se Ilevo a cabo 48 horas despues. La imagen se obtuvo mediante tin procedimiento sustractivo clue elimina las interferencias debidas al anticuerpo circulante en la sangre . (Por gentileza del profesor K. Sikora .)

Inmunologia tumoral

la determinacion en suero tic di%crsas mo lcculas asoociadas a tumores. Entre cllas sc cncucntran cl (TA N la AFR I .a larsencia tic coonccrnraciones clctaths tic cstas moolcculas pucdc tcncr valor diagnostico, llcroo ninguna tic las dos csta asoociada a un unico tipo tic tumor, llor for que su lsrincipal utilidad %title scr cl seguimicntoo del tratamiento f hq. 311.1 'I .

INMUNOTERAPIA La inmunoterapia se utiliza poco an la actualidad

Fig. 20 .15. Identification de la celula original de un tumor indiferenciado . El estudio histologico convencional de una tiirrpsia de este tumor 11) revc" lo una caps de celulas tumorales no diferenciadas imposibles de identificar . A tenir el tumor con el metodo de la inmunoperoxidasa indirecta 12) utilizando un Ab frente a CD45 (el Ag leucocitario comun) se comprobo que la section era intensamente positiva frente al mismo, de to que se dedujo que se trataba de un linfoma.

Fig. 20 .16. Deteccidn de micrometastasis mediante un Ab monoclonal . En la figura se muestra una impronta de las celulas de un ganglin linfatico localizado en el territorio de drenaje de un carcinoma. El torte esta tenido mediante el metodo inmunologico de la fosfatasa alcalina, utilizando un Ab frente a la citoqueratina . Las celulas del carcinoma expresan citoqueratinas, pudiendo observarse una celula tumoral de gran tamano tehida de rosa . Las celulas tumorales aisladas, como la de esta muestra de ganglio, pasan desapercibidas con facilidad cuando se realiza un examen citologico convencional .

I .r 11rn1tnultcrapi .t IC ccnncitic~ .1 (1111U .1 1mtrclur ticntlloo, pcror Lt :rctualid,Id LAsi nunt,o cs cl tratamicnto de cleccio'rn . Sc put tic aplicar tic forma activa oo llasixa, csllccitica o incspecihca o incluso combinada- I:n la . /iqura 30.18 sc cnunlcran [as posibilidades tic las que sc disponc cn la actualidad . CH

La inmunoterapia activa sigue siendo principalmente experimental

Inmunizacion especiica actva. Este mtu'doo sc 11,113 to la 11 h1 : zacio')n do celulas tunlooralcs mactisadas, \ ha tcnido, un c1crto cxi to en anjntalcs Lie cxpcrintcnt,1cjcm ir1111urIiL,K1os a11tcs tic la exllosicicin al tunloor . l,os intentors de inducir la regrcsion tic Willow, consolidadoos han dada pcores rcstdtadoos . Aunquc sc ha trabdiado tic inicnsanlcntc corn objeto tic aunlcntar la innurnogenicidad la% celulas tttt1IOI- alC% qiq. 30.14), la maxo»'i,1 tic lots rnctoxlos utilizados tiara cllo han sido do tilloo cntl,irico . Reciciacnlcnic sc han cm hrcldidoo trahajon hasados cn cstratcgjas m,is rationales, tras cl des :tthrimrenioo tic tluc Io% t'hltcrlltn tic las celulas I soon llrcscntados poor nlolcculas ( I'H \ tic yuc la induction tic ] .is rcsllttcstas innlunitari,ts dcllcndc tic la llrescncia tic tactoorcs cocstimulantcs . tic Sc ha ticnlorstrado yuc la transfcccioln .1 celulas tumorales loos genes do la n1olecul.1 ttrCStlrltulaltte Iii oo tic citocinas comp ll .2, HA, cl interferon -, i I l : \'/ l o cl tactor cstinntlantc tic las coloonias tic grantilocitos/matrootagos I (;M ( .SF l, aunlcnta cn gran nlcdida su inrnunogcnicidad cn cxpcrimentos do llrotcccion tic aninialcs Ircnic a tun1orrcs . Dc la misrna forma, sc ha contscguido tluc las celulas fo rechaccn tumorcs exlscrimcntalcs mediante la innttrnizacioin corn epitorpors 11cl)tidicors tlcfinidtx a%oociados a no ccdosos adt mantes . 7anthicn sc pucdc inmunizar dircctanlcntc a lo>s aninmIcs coon Ah\ coonstruitios tie t:11 forma yuc corditiyuen antigenos tumorales y cocstimulantcs, coon lo yuc sc ctitan Ion

Monitorizacion del CEA en suero en el carcinoma de colon xtirpacton quirtirgica del Omer de colon

Resumen: Inmunoterapia tumoral

detection clinics de metastasis hepaticas

CEA 1.000 (ng/ml)

activa

100 10 pasiva 0 _ concentration normal

100

200

300

400 tiempo Idiasi

Fig. 20.17. Relation entre la concentracirin serica de CEAy la evolution clinics en un paciente con carcinoma de colon. La concentration de CEA es elevada en la presentation y se reduce marcadamente tras la cirugia. Bastante antes de la detection clinics de metastasis, se vuelve a observar un aumento de la concentration de CEA.

inespecifica

BCG, Corynebacterium parvum, levamisol

,specifics

vacunas preventivas de celulas tumorales, extractor celulares, antigenos purificados o recombinantes, idiotipos

inespecifica

celulas LAK, citocinas

especMica

anticuerpos solos o asociados con farmacos, profarmacos, toxinas o radioisotopos, ,,nticuerpos biespecificos, I"olasT

combinada

celulas LAK y anticuerpos biespecificos

Fig. 20 .18. Es probable que los agentes inespecificos amplifiquen los mecanismos inmunitarios especificos e inespecificos mediante la liberation de citocinas . Tambien se pueden dirigir las celulas hacia el tumor mediante la administration de citocinas o celulas fp . ej ., celulas asesinas activadas con linfocinas, LAK) solas o asociadas con Ab biespecificos Iv . pig. 282) .

Inmunoterapia

Resumen : Inmunoterapia especifica activa para potenciar las respuestas del hu6sped 1. infection virica

2. haptenizaci6n

3. transfecci6n de genes de B7 o de citocinas genes de citocinas

GM-CSF problemas debidos a la rcstriccicin gcnctica (pie aparcccn cuando se urilizan las propias celulas tumorales . Aunquc todos cstos mctodos pucdcn protcger a los animalcs fi -cntc a las sutniguicntcs cuposiiioncs al turner, Sit utilidad para el tratarnicnto de turnores consolidad(rs cs ntLIClto rncnor, y existen 1111, pocos datos acer(a dc inrnuniiaci(,nes especificas activas Ilecadas a cabo ion cxito en scrcs humanos. Estimulaci6n inespecifica de las respuestas inmunitarias . 1',11-a ell( r sC hall utllicado agcntcs HIM ~h\Crs()s i - /tit . _'0.2111 . I. .t maVona dc ltn iiacntos IIcVadr~s t iah() en scrcs I,uman()s l,()t Via sistentica no 11,111 ICnido 1111 CXito IlamatiVo, pert Si yuc SC hall ConSCguido regrcsiones dc melanomas mc(iiantc I,1 administra66n do B( .G ell la propia lesion, asi come bucnos resultados tras la innnrnizdCiOn inespecifica local con 13CG en pacientcs con to mores Vesicales . Inmunizaci6n frente a los virus oncogenicos . ( .()mo cada VCZ hay ntas prucl)as yuC dCIIILICStr'art Lt intl,liCaCi(nt t1C dlgun(rs

Inmunoterapia inespecifica activa : modificadores de las respuestas biol6gicas (MRB)

tipo de MBR

ejemplos

efecto principal

productos bacterianos

BCG, C, pe~vam, murarnil dipeptido, dimicolato de trehalosa

arti~dclor : de los

moleculas sinteticas

copolimero de pirano, EVM, poli I :C, pirimidinas

inducci6n de la producci6n de IFN

citocinas

IFN(,, IFNl1, IFN7, IL-2, TNF

activac . de macr6fagos y las celulas NK

hormonas

timosina, timulina, timopoyetina

modulaci6n del funcionam. de las celulas T

rnacrofagos y las celulas NK

Fig. 20 .20 . Los modificadores de las respuestas biol6gicas (MRB) se utilizan para potenciar las respuestas inmunitarias frente a los turnores, y se pueden clasificar en cuatro categorias . A grandes rasgos, los productos bacterianos ejercen efectos adyuvantes sobre los macr6fagos (v . caps . 17 y 19); diversos polimeros, nucleotides y polinucle6tidos inducen la sintesis y liberation de IFN; las citocinas administradas directamente ejercen sus efectos sobre los macr6fagos y las celulas NK; y diversas hormonas, entre las quc se encuentran [as hormonas de origen timico, son capaces de estimular a las celulas T. (EVM = eter divinilico del anhidrido maleico ; TNF = factor de necrosis tumoral; poli I :C = ecido poliinosinico-policitidilico.)

Fig. 20.19. 1 y 2. La vacunaci6n frente a los turnores se viene estudiando desde hate machos anos, utilizando metodos empiricos con objeto de aumentar la inmunogenicidad de las celulas tumorales. 3. Mas recientemente se hall introducido en las celulas tumorales moleculas come 67 o citocinas mediante transfecci6n de ADN, que se sabe que act6an come importantes agentes coestimulantes en la induccien de las respuestas inmunitarias . Una vez activadas, las celulas T que hall establecido previamente contacto con el tumor pueden atacar directamente a las celulas tumorales originates, al no necesitar ya las correspondientes moleculas coestimulantes .

Virus ell dcterrninados tipos do cancer dc IOS SCrCS humanos, tint de Its sistcmas mas pr(nttctcdorcs para conscgtrir una inmtmizaci6n activa pucde ser prcVenir la intecciirn per partc dc estos agentes p(rtcncialmente oncogcnicos. No iabr dada dc clue la incidencia dc hcpatocarcinoma primario se reduCiria si se Consiell ('uicsc inmtmizar masa a la poblaci6n frcntc al virus dc la hepatitis B . Es posiblc yuC ell Cl tirturo SC IICguC a i1111tttrlizar ;t las poblacioncs yuC prcscntui mayor ricsgo dc infection per los Virus del papiloma, el I ITIA'-I o cl VF,B .

La inmunoterapia pasiva con Abm puede ser interesante, pero presenta ciertas limitaciones

l ()s printcros intcntos dc aplicacion dC Lt ill nurnotcntpia I, :tsiVa Cr,n IlltisuCrus l,oliCIcnra1CS 116 tus icrc,n apcnas csito, dcbido ;t las difiCUltades para obtener antisucr(rs dc alto titulo \ cspccifici dad . Estos problerrtas se pucdcn solucionar mcdiante la obtenciun dc anticuerpos nuax)Clonales. Aunquc todaVia It() SC ha dCSCUbicrto ninglin antigeno yuc sea totalntentc caclusiVo dc tin tumor y 'I . Icon la excepci6n dc Its idi(rtip(rs de las celulas B ell lo-, tin hmlas ;i, algunos antigcnos se espresan ell m1Vorcs Cantidatics en tictCrminadas celulas Ttrrnor'aICS, sicndo dcsl,rccial,lcs o tolcral,lcs los ctcct(rs nociVos clue pucdcn pro\ocar los Abrn sol,rC las celulas corporalcs normalcs quC cxprcscn cl rnisrno anti`;cno, per to . hrs an quC ell principi(> Cs IaCtibIC tin tratamicnto dc cstc tip( ticucrpos numoclonales sc pucdcn administrar solos o asociad(rs a Eirmacos, protarmacos, tosinas, citocinas o isoropos Ifill . 20.211 . Sin cmbar,;o, cxistcn cicrtas fmitacioncs con rcspccto a Is utilizaci(in tCral,cutica dc anticuerpos, yuC sc C11trntcran a ContinuaCi(nt. La penetraci6n de los anticuerpos en las grandes tnasas tumorales no suele ser buena: en principio, esta dificultad po-

dria ser strl,Cntda utilizando moleculas mas pcyucrias yuc manttnicscn la cspeciticidad dC uni(rrt con CI antigcno, CUrtto fragmentos Fab' o anticuerpos con tin solo d(rmini(r obtcni dos mcdiante ingcnicria genetica . Otra posibilidad scna dirigir Its anticuerpos hacia cl cndotcho dc t(ts Vases sanguincos yuc irrigan cl tu111(n-.

" Los anticuerpos se uut'en a otras celulas: los anticuerpos sc pucdcn unir cspccifcamente a cualyuicr celula normal clue Cs prcse el misrn(r antigen( r yuc cl tunurr, (r incspeciticamentc a celulas (luc poscan reccptores tie Fc () moleculas capaics dc unirse a Its hidratos do Cal-1-10110 tic las illnnrn(rglobulinas . I .a modification de las moleculas tic anticucrpo mcdiante tealicas yuimiras o dc ingcnicria gcnctica l,odria soluCi(niar l,arcialntente estos problcrnas . Sc podria C(nISCguir una rnejor discrirninacion entrc las celulas tunurralcs V las n(rrmaics mcdiante la utilizaCi(in tie 1111 anticucrpo bifunCional dirig,ido frcntc a dos antigcnos clue s61o aparczcan C(mjuntanacntc en las Cclulas tumorales, pert yuC en la-, CCIuIAN 11(11-111,110 SC CnCUCntrCn sicntprc p(rr separad(r .

Inmunologia tumoral

nuclcarcs tic sangre pcrifcrica inun .ula, cstas cclulas .l(itluicrcll una

alta citotoxicidad frente a diyersas lianas tunl0rales, nlurchas tic las cualcs soil rc%1stcntcs a la,. cclulas \F rccicn cxtraidas y no sonletidas al tratamento mencionado . AI imectar estas celulas a%c%inas actiy .uias con lintocinas (cclulas L-1I;1, %c hall obtenido algunos resuhados alentadore% tanto en animalcs como en sores hunranos, CSPccialnlente cuando sc administra sunultaneanlcnte IL-2 . Sin embargo, los rcsultados de los cn%ayos clinicos controlados no hail silo tan bucno %, ~ Cl tratamicnto cs hastantc to)\ic() debido a la adnunistraci(in tic 11 .-2 . Parecc Probable yuc 110cas tic las cclulas imcctada% alcanccn el tumor, por to quo: cstr pucdc set cl motif -o tic Ices malos rcsultados . Para %olucionar el problcttla sc hall utilirado Abrn bituncionales . En cllos, uno de los Pull Los de tuli(in cs cspecifico tic algtana molccula tic la celula tunloral y cl otro tic tnarcadorrs supcrficiales do las cclulas ctcctoras, como ( :E)3 en cl cast) de ccIUIJS T( o CD16 cn el cast) tic Mulas \K. En tcoria, cstos anticuerpos debcrian dirigir a las cclulas LAK tlacia cl tumor . Aunqur csta estrategia Ila demostrado set eficaz to I'ttro, sit eficacia in vivo no esta tail clara . Las cclulas - f extraidas de la regi()n U111101-al tambien pueden tic ser cultiyadas in ritro cn prcscncia tic IL-2 e inycctadas nuevo . casos, mucstran relativa c%pc Ell dctcrrninatios las cclulas T una cificidad por cl tumor dcl quo hall silo obtenidas . Eli Io% mode los animals% %c ha dcmo%trado sin duda alguna gttc [as celula, T citotcixicas cshecificas del tumor pueden pr(lyo)car una rrgrcsion e%pcctacular dc[ Inismo . La toxicidad f-ctuc al tumor tie cstos ]into citos infiltralncs sc pucdc potcnciar mediante la transtcccidn tic genes quo codifqucn citocinas . Sin embargo, la cticacia real tic cstos ructoxios ell los sores humano% no ha %ido dcnlostrada . En cl cast)) de pacicntes humano)% clue Ilan cicsarrollado un linti)ma despite% de un trasplante do nlcdtlla ()%ca, sc Ilan cultiyado in ritro grandcs cantidatics do celulas T cspecifcas dcl VEB y se les Iran inpectado a continuaciom . Dc esta torlna %c ha conseguido yue los tumorrs renutan . En cste cast) pas lianas son los potcntcs antigenos yiricos del VEB, pcro auncluc Ion rcsultados son pronletedorcs ails no %c sabc si c%ta c%tratcgia tcndra alguna utilidad frente a los tuntorcs cpitcliales mar conuttles .

Modificacion terapeutica de los anticuerpos monoclonales

Purificacidn in vitro de medula osea infiltrada por celulas tumorales

" Los anticuerpos son inmunogcnicos : pclr tantO, Pueden ser atacado(s P((r cl sistcnla innlulutario~ . Hasta Ion anticuerpos tluinlcr1 :(s o humanizado)s pueden inducir una rcsptlesta in nulnitaria trcntc a sit idiotipo . 1-;ue problcnla Podria Net solo cionadt) utilizando ditercntcs Abm cn cada ciclo del tr:ua Iniellto . Peso a estas dificultades, se hall ()1)tcnido algunon rcsultados alcntadores . Se Ila Ilct ado a callo Lift c%tudio alcatorio ell cl quo: so: Ilan utilizado Abut para cl tratalnicntol del cancer tic colon tra% la cxtirpaci()ii quirurgica del tumor prinlario . Fit c%tc cast) cl tratamicnto iba dirigido contra las nucroanctastasis, corn lo quo no cxistia cl Problona tic la penctracio)n tic Ices anticuerpos en [as grantics nrlsas tunl(Irales . La superviccncia file signifcativanlente mayor en cl grupo( tratado . Dc la nusnla forma, I()s anticuerpos anti-celula B rnarcados radiactiyatncnte son prontctcdorc% Para cl tratamicnto tic Ios linhmnas rcsi%trntes a Ion tratanucntos coilycttcionalcs . Los anticuerpos tartlbicn I)uctlon ser utilizad(n in ritro para eliminar ]as cclulas tumorales tic la medula ()sea tiestlnatia a set . aut(urasplantada 20 .221, o) Para eliminar las cclulas - 1- y pre yollir la rcaccioin injerto contra huc%ped en los tra%plantcs alogc niio% de medula !)sea . Rccietucruentc se hall tabricado biblioteca% ton los genes tic la rcgi()n variable tic los anticuerpos human(% a Partir de tag()% filalncntosos recombinantcs, title mucstran anticuerpos en sit %uPcrficie y en la actualidad so: Pueden elegir anticuerpos de alts afinidad para un antigen() dctcrminado en csta% bibliotecas tic to gels . Este nlctenio ha pernutido ya producir anticuerpos frente .t machos antigcnos tic supcrficic y Parecc clue Ota tccnologia per Initira la produccio)n tic una scgunda gcneracio)n tic anticuerpos tcrapeuticos ti-clnc a pas Inolcculas a%ociadas al tumor.

La eficacia de la inmunoterapia pasiva con linfocitos no esta clara ( uando se cultican in ritro y cn Prcsin :ia do II . 2 :clulas nurll()

2

tratam . con Ab frente L alas celulas tumoralesF

profarmaco

Ab quimericos obtenido% mediante ingenieria genetica adosando un fragmento Fc humano a un fragmento Fab'2 murino, para reducir el riesgo de una respuesta inmunitaria frente al Abm . Ademas, el fragmento Fc humano activa los mecanismos efectores humanos . Tambien se pueden adosar otras molecular a los Abm para dirigirlos contra pas cclulas tumorales. Entre ellas se encuentran toxinas (2), farmacos citotoxicos o enzimas capaces de activar profarmaco% (3) e isotopos radiactivos (4) . Fig . 20 .21 . 1)

1

0

Las celulas tumorales contenidas en la medula osea pueden ser eliminadas mediante Abm y complemento, conjugados de anticuerpo y toxina o anticuerpos unidos a particular magneticas . La medula osea purificada se almacena mientras el paciente es sometido a un intenso tratamicnto quimioterapeutico y radioterapeutico . A continuacion, la medula osea se vuelve a inyectar en el paciente . Mediante este tratamiento se hall obtenido resultados alentadores en algunos pacicntes con leucemias y linfomas clue no responden frente a los tratamientos convencionales . Fig . 20 .22 .

Inmunoterapia

La inmunoterapia pasiva con citocinas puede provocar la regresion de los tumores

CitttCin :u sc Irui Clonadrt, Cspres :uict X utilvado tiara cl tratamicntct dc tuinorcs . En la ii _1 0.2 3 sc nurcstran datcrs sohrc algunos do [as yuC ntas SC han ut1lizado hasta la fcclta . I .os rcsultados obtenidos hasty cl nionicnto hall sido discrctos, aunquc CI IF\u I,uCdc inciucir rCmisiones prolcn1gadas tic una Cnfermcdad poco ti- cCUCntC, la Icuccntia dc cclULIS I,cluclas, v la I1 .-2 Cs eficaz cn detcrininados niclanontas \. carcinomas rcnales . Tamhicn sc han obtenido rcsultados alcntadctrcs cn CI tratamicntct dC los tLIn101- CS ocaricos intrapcritoncalcs con IFNt s- I Nll~u . Sin .MuCIMS

cnthargo, cs posible gLIC Irasta cl ntomcnto las citocinas sc ha\ an utilizado Lic forma inadecuada . C;cncralmcntc sc han adntinistrado scgiut las rnismas pautas yuC Icts flirmacos citotcizicos, cs ciccir, a Las ntaxinias dosis tolcraihlcs . RCcicntcntcntr sc han obtcnido datos acerca c1c los canccres tic cabeza c cuCIlo yuC sugicrcn yuc dosis mcnctrcs pucdcn scr igual o induso ntas cficaccs . Adenuis, al scr ad ministraclas dc csta mantra, [as citocinas prescntan etcctos sccundarios mas leses . AIL ,unas citocinas sc Cstan utilizando con cxito como tratainicnto dc apo~o . hor cjentplo, los taCtores estintulantcs Lic ]as colonias pucdcn acortar cl period( do aplasia despucs de un trasplante do mcdula 6sca o un tratamicnto citot6zico, N, la eritropc~\ctina cs Call para cl tratamicntct dc la ancinia .

Tratamiento de los tumores con citocinas citocina

IFNrr

tipo de tumor y resultados

efectos de la citocina y posibles mecanismos antitumorales

rnn is , :,r -. :- Lrv I : ;ny i 1 ~ ; i:h . ;i leucemia de celulas pilosas

posible ere- : :: tiatetic , ,i ~br!" v, turn("

ligeros efectos an algunos carcinomas

IFN-1

no eficar por via sistemica, remisiones del carcinoma ovarico intraperitoneal

aumento de la expresion de molecular CPH de clase I, citostasis aumento de la expresion) de mole : :ulas CPH de clases I y II, ii- ti :ac on de los macrofagos y de las cc .t.las Tc, citostasis

IL-2

remisiones en el cancer renal y en el melanoma

activation y proliferation de las celulas T, activation de las celulas INK

TNFa

puede reducir la ascitis maligna

~aumento de la adherencia celular al tumor?, activation de los macrofagos y los linfocitos

Fig . 20.23 . La mayoria de las citocinas se ha administrado sistemicarnente a altar dosis. En la mayoria de los casos no se conoce el mecanismo del efecto antitumoral . El IFN y el TNFu acttian como citostaticos in vitro frente a algunos celulas tumorales, pero todos los efectos que se observan in vivo pueden ser indirectos, ya que muchas citocinas inducen la produccidn de otras (cascada de las citocinas) . El que algunos pacientes tratados con IL-2 padezcan una tiroiditis autoinmunitaria transitoria demuestra que la administracidn de citocinas potencia realmente las respuestas inmunitarias.

Existen datos que indican que en muchos pacientes se produce una reaction inmunitaria del huesped frente a los antigenos asociados a los tumores . Sin embargo, la mayoria de los canceres crece y provoca la muerte del huesped cuando no son tratados . 4Como se puede explicar esta paradoja?

0 La inmunologia tumoral se suele considerar una

disciplina independiente del rest( de la inmunologia . ZExisten realmente caracteristicas especiales de las respuestas inmunitarias frente a los tumores que justifiquen este hecho?

A to largo de los ultimos 100 anos se ha intentado aplicar tratamientos inmunoterapeuticos para el cancer. ~Por que se han obtenido hasta ahora tan pocos exitos y que posibilidades hay de que se obtengan mejores resultados en el futuro?

La inmunizacion profilactica frente a las enfermedades infecciosas ha sido una herramienta muy eficaz . 4Sera esta la principal aportacion de la inmunologia a la oncologia?

LECTURAS ADICIONALES Boon T, Cerottini J-C, Van den Eynde B, et al. Tumour antigens recognised by T lymphocytes . Annu Rev Irnaiurol 1994 ;12 : 337-66 . Franks LM, Teich N . Introduction to the Cellular and Ivlcrec,ar Biology of Cancer. Oxford Oxford University Press, 1991 de Kruif J, van der Vuurst de Vries A-R, Cilenti L, et al. T New on recombinant human antibodies Immunol Today 1996 ;17 453-55 Kedar E, Klein E . Cancer immunotherapy. are the results discouraging? Can they be improved? Adv Cancer Res 1992 ;59245-94 Pardoll DM . New strategies for enhancing the irrmunogeniclty of tumours . Curr Opin Immunol 1993 ;5 :719-25Rlethmuller G, Schneider-Gadicke E, Schlimok G, et al. German Cancer Aid 17-1 A Study Group . Randomised trial of monoclonal antibody for adjuva ,i! th i~t ::y c" resected Dukes' C colorectal carcinoma Lancet 1994 :343 11 77-83,

Shell AGR . Development of malignancy following renal transplantation in Australia and New Zealand . Transplant Proc 199224 275-79. Soussi T The humoural response to the tumour-suppressor gene-product p53 in human cancer implications for diagnosis and therapy- Ir,mtinol Today 1996 ;17 :353-56 . Sulitzeanu D- Imm,lncs,ippressive factors in human cancer_ Adv Cancer Res1993,60 247-62 . Vlasveld LT, Rankir Elvl Recombinant interieukin-2 : basic and clinical aspects . Cari Treat Rev 1994,M275-311 Zier K, Gansbacher B, Salvadori S . Preventing abnormalities in signal transduction of T cells in cancer the promise of cytokine gene therapy . Immunol Today 1996,1739-45,

Inmunodeficiencia Las respuestas defectuosas de Ab tienen como consecuencia una mayor susceptibilidad frente a las infecciones piogenicas, y son debidas a anomalias en el funcionamiento de las celulas B, como en la agammaglobulinemia ligada al cromosoma X, o a la incapacidad de las celulas T para transmitir las sehales adecuadas a las celulas B, como ocurre en el sindrome de hiperinmunoglobulinemia IgM, en la inmunodeficiencia variable comun IIVC) y en la h1pogammaglobulinemia transitoria de la infancia . Los defectos on la inmunidad mediada por celulas din como resultado una mayor susceptibilidad frente a las infecciones oportunistas, y son debidos a anomalias en el funcionamiento de las celulas T, como ocurre en la inmunodeficiencia combinada grave (SCID, del ingles severe combined immunodeficiency), en el deficit de moleculas CPH de clase II, en la ataxia-telangiectasia y en los sindromes de Wiskott-Aldrich y de DiGeorge . Los deficit hereditarios de componentes del complemento son caracteristicos de una serie de sindromes clinicos ; el mas frecuente de ellos es el deficit de inhibidor de C1, Clue tiene como consecuencia el angioedema hereditario .

Las ill munodeticicncias SC dchcn a Li ausencia o al funcionamiento anormal do uno o mss elcmcntos del sistcma innlunitario . Las inntunodefciencias espccifcas se caractcrizan poor anotnalias dc l :ts celulas T o 11, los principalcs compooncntcs del sistcma inmunitario adaptatiVO . L :u innrtutoodcficicncia, incspecificas atcctan a ctcntcntos como cl complemento o los fagocitos, quc desenlpenan kin h :t1xCl incspecifiCo en las rcshucstas inntuni tarias . Las inntunodcliciencias primarias soil dchiclas a delcctos illtrinsccos dc ]as celulas quc integran el sistcma inmunitario, y en la nrtVoria dc los trios aparcccn como consecuencia do anontalias geneticas . I .as Ill nrtulodeficicncias bacon a los pacicntcs nads susccptibles frcntc a Ias intcccioncs . A grandcs rasgos, [as intcccioncs quc con trace los pacicntcs inmunodeprimidos SC Intcdcn diVidir en dos catcgorias . Los pacicntcs con cictcctos de las inmunoglobulinas, Las proteina, del cooaatplemento o Icos 1 .tgocitos son n1kiV suscehtibles a las intcccioncs rccurrcntcs causadas por bacterias cncap suladas, como Hrtenrophilus in rlucuzai, ftTiptuiociits puireiuoniai Stapln , loioccusannus. Estas intcccioncs sc dcnominan piogenicas, porquc las bacterias induccn la t6rmacioon dc pus . Por cl contrario, loos pacicntcs coil cictcctoos dc la innrttniciad cclular, CS dccir, dc I :ts celulas 'f, skiClen contracr graVcs intcccioncs (quo: pucclen rcsultar fatales) por microorranistnos antbicntalcs do distribucion nnlV amplia, ti'cntc a los quc loos indiViduoos nornaales dcsarrollan rapiciantcntc rcsistcncia . Poor olio, cstas intcccioncs Sc dcnominan oportunistas ; cntrc los microorganismos oportunis US SC encuentran las leVaduras V algunoS Virus nIUV eontuncs, como cl tic la Variccla .

ANOMALIAS DE LAS CELULAS B Los pacicntcs con los dctcctos rims habitualcs dc [as celulas B cast . 21 .1) prcscntan intcccioncs piogenicas rccurrcntcs, como ncumentias, colitis media s . sinusitis . Cu :utc1o estoos pacicntcs no son tratadoos, dcsarrollan una cntcrmcdad pulmonar obstructita grave Lbronquicctasia) debido a las ncumonias rccurrcntcs, quc Sc caractcriza poor la rcduccio>n tic I :t clasticidad de las Vias across .

rimaria

Los deficit hereditarios del complemento Clue afectan bien a los ultimos componentes de la cascada (C5, C6, C7 y C8) o bien a las proteinas de la via alternativa (factor H, factor I y properdina) provocan una extraordinaria susceptibilidad frente a dos especies de bacterias del genero Neisseria, N. gonorrhoeae y N. meningitidis .

" Los defectos an la via de reduction del oxigeno an los fagocitos, debidos a la incapacidad de estas celulas para ensamblar la NADPH oxidasa y producir peroxido de hidrogeno y radicales de oxigeno anti bacteria nos, son la causa de la enfermedad granulomatosa cronica . La persistencia de productos bacterianos en los fagocitos conduce a la formation de abscesos o granulomas, segue el patogeno de Clue se trate . Los defectos de la adherencia leucocitaria Ilevan asociada una leucocitosis persistente, ya Clue las integrinas defectuosas de las celulas fagociticas impiden Clue dichas celulas puedan migrar desde el torrente sanguineo hasta los tejidos a traves del endotelio vascular.

En la agammaglobulinemia ligada al cromosoma X (ALX) existe kin defecto en las primeras fases de maduracion de las celulas B EI h .tr .t .{mutt dc loo . dclc :ton dc 1 .1s cclttlas 1 ; CS la aganuna;"lobu lincmia ligada al :roonuosnn .t \ . h.sta titc la printcra imnunoodch ciencia quo: se Ilcgo a comprcnder coil cicrto detallc ; el dctecto stttt\ .lCcntc SC cotlocc desde 1952 . Los Varones afectados carccen total o casi totalntcntc dc celuLts B ell la sangre y ell los tejidos lintitidcs ; ell contsecucncia, skis g,ang,lioS hntaticos soil nrtn' pcquciioos y cstan desprovistos dc amigdalas . En el suero no SC SUCICn detcctar IgA, IgM, Ig( ; ni I~gE, V silo posccn pcqucnas cantici :ufcs dc IgG I nacnos dc 1011 mg c1l ) . A lot largo do los 6-12 printeros roosts do \-ida so: cncucturan protegidos frcntc :a las intcccioncs poor Lis IgG matcrnas transtcridas a traces ciic la placenta durantc 1 .1 Vid :t foil . :AI irsc at otando csta rcscr\a dc 1 tadoos etnpiczan a contracr intcccioncs piogenicas recurrences . Ski estacioo do s .tlud SC puCCIC mantcncr cstable mcdiantc: la administracicin por via intraVCnosa de grandcs dosis dc gammaglobuhnas . El gcn ALA sc encucntra situado en cl brazo largo del cro mosoma X i,fq. -1 1.2). En csta zona sc cucuentran tambien lox genes Clue proVOcan nutchas oxras inmunodeficiencias lacrcclitarias, por to quc ski cstudio sirVe para cstablcccr kin diagnostico prom tail . Rccictucmcntc so: ha icicntificado el ~-cn cictcctuoso do la AI .\, clue codifica una tirosin cinasa citoplasmdtica do las celulas B i; btk'I pertenccicntc a la tamilia dc oncogencs tn. Toxfaw no se contprcrtcIc Hen quc Impel desempeira esta cnzinaa en la maduracicin do Las celulas B, pcroo cs oobVio Clue dicho papcl cs cscncial en cstr proccso . La medula ()sca dc Ios pacicntcs con ALX ccnticnc una cantidad normal dc celulas pro-B, pcro cstas celulas no Inteden madurar V dar lugar a celulas 11 dCNdoo a Ids n1tttac1UnCS en cl gcn htk 1_ha. 21 .3). Z1.

En el deficit de subclases IgA e IgG se producers anomalias en la diferenciacion final de las celulas B El clclicit dc IgA CS la innumoxicficicn :i :t iris lrc :ucittc 1'11n ~ dc cada ,''011 indiViducts clc rata blanc:t Prcscnta cstc dclcctoo, quc sin embargo solo atcctd ell mu\ rams ocasioones a los indiViduos pertcnccicntcs a otros grupos etnicos . Los pacicntcs con deficit clc

21

Inmunodeficiencia primaria

Inmunodeficiencias primarias de celulas B

Inmunodeficiencias ligadas al cromosoma X

agammaglobulinemia ligada al cromosoma X deficit de IgA enfermedad granulomatosa cronica (EGC) ligada al cromosoma X sindrome de Wiskott-Aldrich (SWA)

deficit de una subclase de IgG inmunodeficiencia con exceso de IgM inmunodeficiencia variable comun

inmunodeficiencia combinada grave (SCID) ligada al cromosoma X

hipogammaglobulinemia transitoria de la infancia

agammaglobulinemia ligada al cromosoma X (ALX)

Fig. 21 .1 . Los defectos de las celulas B van desde un inicio tardio

de la produccion normal de inmunoglobulinas, pasando par los deficit de un unico isotipo, hasta la agammaglobulinemia ligada al cromosoma X, en la que los varones afectados carecen de celulas B e inmunoglobulinas sericas .

IgA ticnticn a cicsarrollar enterntedades poor inntttnocontplejos f hipcrscnsihilidad do: tipo III ) . Aproximadantcnte cl 20"i, tic lots indi\iduos ion deficit do IgA carecen tanthicn tic IgG2 e 1` ;G4, poor to title son nun- susceptil,les frcntc a las intcccioncs piogcnicas . hi los scrcs Itttntantts, la matoria do: los anticucrpos ti-cnte a los polisac ;iridos capsul,urs do Las bactcrias pio,genicas son do la subclass IgG2 ; cl deficit aislado de IgG2 tatnltien da lugtr a intcccioncs piotgcnicas rccurrcntcs . I .os indisiduots coil deficit do: IgG3 csclusi\antcnto tantbien son susccptiblcs a cstas intcccioncs, por rd/ones que atin net se cotnprcnticn ntut ken . Fstos deficit do: detcrntinadas clases y suhclases de innutttotglohufnas Soil CICIMCIOS a defectos en la difercnciacioin final de las celulas B (t . fiq. ?1 .31 . En la inmunodeficiencia con exceso de 19M (HIGM) no se produce la conmutacion entre isotipos de inmunoglobulinas l \Mr utt tilxt Itc~uliar fir 11111111110110'10k 11':1J que se caracteriza hr,r cl dclicit tic I,,h c IgA ell prcscncia tic g,randcs cantidades (ntas do 2(111 tngdl} do: IgM policlonal . Los inditiduos afectados son susccptiblcs a ] .is intcccioncs piogcnicas t . dcl,en scr tratacios con ganunag lohulints : idntinistr.idaN poll sty intras-enosa . Iicndrn ;t producir autoautticucrptts de claw Ig~l trcntc a sus propiots ncutr(zfihts, plaquctas v taros elententtts Sanguinrots, asi cones ti- cntc a antigcncts tisularcs, con to quo: la innttnocicficicncia sc contplica coil la aparicittn do: entcrmcdatics autoinntunitarias . LOS tcjidos, csl , cci ;ilmcntc Ios dal tractct gastrointestinal, qurcian infiltratlos con celulas productoras tic 1g,M h/iq . 21 .-1) . En la HIGM Ids celulas R nit pucdcn connTtttar cntre la sintcsis tie las innnutoglohatlinas tic claw IgM \' Lis tic claw IgG, IgA o IgF, antic ocurre normalntcntc ell of curso de la ntaduraci(n do: las celulas 11, Fn las celulas B nonntalcs Cstt Ctttttttnttteiott cs inducida por dos Eictorcs : ht uni(tn tie 11 .-4 al receptor de 11, 4 de las celulas B t. la union tic la molecula CI)40 tic la supcrficie do: las celulas B al ligando tic ('1)40 presents en la supcrficie do: [as celulas T actitadas . En cl 70 % tie h,s casos la HIGM sc hcrcda con caractcr rccesit'o ligada al cromosoma X, siettdo dehida ell este caso a nnttaciones en el ligando do ( :I)40, cuyo gel se cncucntra situado precisantente en cl Ittazo largo do dicho cromosoma X . En la inmunodeficiencia variable comun (IVC) existen defectos en la transmision de scnales desde las celulas T a las celulas B Lots itulitidutis Loin IVC cics,u-rollan ttna ag:unnrtglotttulinrmi ;t dt1quirida dur :uttc I ;t scgunda o tcrcera decadas tic su t ida, of incluso afro m :is tarde . La enfcrntedad atccta por igual .t anthos SCXOS t su causa no sc conocc, pero pucde cstar rclacionada coil [a inteccliOll por cl s-irus de Fpstcin-Barr NEB) . ;1l igual que lots pacioitcs coil

inmunodeficiencia con exceso de IgM ligada iim al cromosoma X Fig. 21 .2 . Los genes causantes de mochas inmttnodeficiencias se

encuentran situados en el cromosoma X . En todas estas enfermedades se hall identificado los correspond ientes defectos geneticos . (Adaptado de J . Schwaber y F . S . Rosen, X chromosome linked immunodeficiency . Immunodeficiency Rev 1990;2 ;235 .)

AI X, Ios pacicntcs con IV(' son nnnv susceptibles a las intcccioncs por organismos pio,;cnicos, A canto a ]as producidas por cl pro tozoo intestinal Giardia landilia (;Ji,R . ?1 ..51, que prot-oca una intensa diarrca . La mayoria do los pacicntcs con IVG, I(SO'%) posccn celulas B inntatturas que no ejercon sus tunciones corrcctantcntc . Sin embargo, estas celulas li no son defectuosas, sino que no re ciben las scnales idecuadas proccdcntes Lie [ .is cclullsT . No so: 11.1 conscguido aclarar todat is cua1es Soil los defectos que prescntan las celulas'1' do his inditiduos coil IVC . Los pacicntcs coil IV(, dclxn scr tratados con inmunoglobulinas intratenosas para protcgerlos trentc a las intcccioncs piogcnicas recurrcntcs . La ntatoria do: los pacicntcs drsarrollan enfcrntcdades autOinntunitarias, especial mcntc anemia perniciosa, :tunquc cl ntotit'o se dCsCortoCC . I .aIVC no CS tie naturalcza hcrcditaria, pcro SC suck cncontrar asociada a los haplotipos ('l'1 I I II .A 118 N HLA-DR3 . En la hipogammaglobulinemia transitoria de la infancia se retrasa el momento an que comienza la sintesis de 19G ( :onus sc Irt inditadot cn la garrrw '1-+, Icts Iactantcs rstan protegithts iniiialtncntc por Las IgG do ongen m ;ttcrno . Estas IgG se dcgrad :ut progresi%-antentc, sicndo su vida media do: tntos 30 Bias . bits lact :uttcs nornrales conticnzan a sintctizar sus propias IgG a Icts ores nteses dc edad, aunque hasta cl scgundo ano do: tidy no se produces cantidades suficientes do: anticuctpos especificos do: lot, polisacaridos capsularcs bactcrianos . En :algunos niitos la sintcsis normal tic IgG ; sc pucde retrasar hasty los 36 ntescs, y hasty entonces csos niitos soil altantentr suscoptibles frente a has intcccio . nes piogcnicas . Las celulas B do: cstos niitos son nttrntalcs, pero parece que ]as celulas T CD4` not Ics prestan la atuda necesaria para producir anticucrpos . ANOMALIAS DE LAS CELULAS T En la /utura 21 .0 se ntttestran [as principales anornalias do: las celulas T. Los pacicntcs que carecen do: has mismas, o aquellos cot los que su tunciotnanticnto cs anorntal, son susccptiblcs a las infeccioncs opttrtunistas . Canto ell los scrcs huntanos el burn tun-

Anomalias de las celulas T

Maduracion de las celulas B en las inmunodeficiencias ligadas al cromosoma X enfermedad agammaglobulinemia Iigada al cromosoma X (ALX) celula pre-B

inmunodeficiencia con exceso de IgM

deficit de IgA

p

il

p

Fig. 21 .3 . En la ALX los ninos varones afectados carecen de celulas B e inmunoglobulinas sericas, con la excepcion de pequenas cantidades de IgG de origen materno. En el deficit de IgA las celulas B productoras de IgA y, en algunos casos, las productoras de IgG2 e IgG4 no se consiguen diferenciar totalmente y dar lugar a

a

_ Za

411111111, i

10

04%

~.

~

aL.0

inmunodeficiencia variable comun

*-

11

celulas plasmaticas. Los individuos con inmunodeficiencia con exceso de IgM carecen de IgG e IgA. En la IVC las celulas B de la mayoria de los isotipos no son capaces de diferenciarse y dar lugar a celulas plasmaticas.

r

Ao,&.

W

Fig. 21 .4. Vesicula biliar de un paciente con inmunodeficiencia con exceso de IgM . La submucosa esta repleta de celulas Cuyo citoplasma tine de color rosado y que presentan un nucleo excentrico . Estas celulas estan sintetizando y secretando IgM activamente.

Fig. 21 .5 . Giardia lamblia. En esta figura se observan innumerables parasitos del genero Giardia creciendo sobre la mucosa del yeyuno de un paciente con IVC.

Inmunodeficiencia primaria

CioOn:unionto Lie Isis Cclulas R depends ell gru11 n11CdiC1a Lie has cc hulas l, has anorrnali .1s do cstas tiltinus originan tamhicn 11a inmunodeficiencia sic L1I)o 111u111101-al ;dicho do otra tornla, has anoOtnahas do has CcIUlas T clan lugar a una illnlunodcficicnCia ell conihinada la Clue rcsUltan atectadas tanto la inmunitlad hun11oral COMLO la cclular,

En la inmunodeficiencia combinada grave (SCID, del ingles severe combined immunodeficiency) existe deficit de linfocitos y falta de desarrollo del timo

I .) anomralia l1Cr- CditM- I,1 do la inn1unid .ld cClul.11 - mas gratr Cs la tIuC I".1dCCCn lo>s niitos coil SCID, clue contraen infrccioncs rccurrcntes dCSdC Cl nlomsnto Lie Su nacin11ientoO al contrario Lie to qus OCUrrC ell los nif1oS cum AI \'i . Estos ninos suelen desarrollar diarrcas prolungadas prolocacias por rotalirus o por intccciones hacteriaoas Lie] tracto gastrointestinal, asi coma ncumomias, qus nluchas 1-cCcs c%lan C.1usadas Iu)r cl protozoo Prrcumurrstis Carl .irJtr . La 11hICLta lCCadLIra Candida aficanscrccc corn tacilidad ell su hoca u ell su I)iCl (,tr . 21 .-1. ('uando sc Ice caCLUM scm organisn11on vims, co)nio cl virus Lie la polio o) cl hacilo Lie C,1Jn11cttc-Gucrin (; B(YG ; utilizado para la ill nnnlizaCic'm frcntc a la tut)ct-CUlcnisl, ticsarrollan infecciOncs progrcsilas por cstos organisnuOs hahitualtnente inocuos, clue Ies coOnd11CCn ,1 la MIMIC . I .a S(ID Cs incorrnp .1tit)IC Con la )ida, 1 lox ninas lteCtddOS SUCICn nlorir ell Cl

Inmunodeficiencias primarias de celulas T inmunodeficiencia combinada grave deficit de adenosina desaminasa deficit de nucledsido de purina fosforilasa deficit de moleculas CPH de chase II sindrome de DiGeorge

sindrorne Lie's%' - sk,ttAldrich Fig. 21 .6 . Existen mochas causas diferentes Clue pueden provocar anomalias de has celulas T, desde la ausencia de linfocitos hasta los deficit enzimaticos, pasando por el deficit de moleculas CPH. En todos los casos el funcionamiento de has celulas es anormal, to Clue conduce a una inmunodeficiencia combinada de has celulas T y B.

Fig . 21 .7 . Candida afbicans en la boca de un paciente con SCID . Este organismo crece sin problemas ell la boca y en la piel de los pacientes con SCID .

CLIL-SLR Lie los doe prinicros anoOs de t ida, .1 no scr qus CI L1cfCCto sea corr"idcO nlediante 1111 trasl)I:urtc Lie MCCIula 0%e,1. (:uandoO sc procede a tin trasplante de este tipo, los niios sc conlierten ell quin11cras lintucitarias N- pucdcn so Ot)rc) i1 it * 110 ,11- Una 1 ida nornwl . Los niios scm SCI l) posccn mtrl poCos linfocitos sanguincos i mcno', de 3 .000/11111) . Su tcjido linti)idc tamhicn caress dc cllos o eontiCnC 11)u1 paws . EI time prcscnta aspccto fetal i_I?iT . ?1AI \' solo conticnC has cclulas endodernlicas Lie] cstrorna procedentes Lie la tcrccra c cuarta holsa taringca . IAS cclulas madre lintuidcs, qus ell Icn ,,crcs lurnlanos suclcn coloniz.1r cl tinlo a has scis scmanas do . gcstaciLm i1 . cap. 12 I, no) Ilegan :a aparecer, por to clue cl time no sc coil\icrtc ell un org,1no linfuidc . ell La S(ID cs nias frecucntc los varoncs clue ell his nifias i 3:11, )a qus teas del ;0`"G sic Ios Casos sc)n dcl)idos a un dcfcctu Lie un gcn pertcnccicnte al crcu1111osontta \. El gcn detectuoso Co) dificl la cadcna t Lie[ receptor tic II . 2 . Esta cadcna 7 tamhicn for Ina parts do los rCCCptorcs Lie 11A, 7, 11 1' 15 . El factor 1nas dcCisi\o ell la nladuracion Lie los linfocitos l es la union de I1,-7 coil su receptor. E.n Ct7nSCCUCnCia, has Milks madre linfoides no Soil caj)aCCS sic rccihir una scric dc sefidICS ncccsarias tiara qus crczcan t tnadurcn . El IYSTO do Icn c.11so>s de SCI) soil dclnidos t genes reccst\ os Situados ell otros cromosonlas . La tnitad de cstos casos son dchidos a un deficit gcnetico Lie adenosina desanlinasa fADA) o tic nuclc6sido) do Purina tiOsturilasa { P\ I', Lie] inglcs perm nuchrrtide phruphorylasc1 . 1:.1 delicit Lie estas cnzirnas dcgradantcs do has purinas I,rolOCJ la acurnul ICioOn Lic nictaholitos qus rcsultan t6xiCO)s l),1r,1 Ids MULLS madre lintuidcs, principalmcntc dAll) 1 dGl"P fjin . 21 .91 . Estos n)ctaholito)s inhihcn 1 :1 cnzinla rihonuclco~tido) rcductasa, ncccsari :t para la sintcsis do Al)\ 1, por tanto, pan la rcl)licacioOn cclular. Como todas has CcluL11s de los rnarnitcros conticnen A1)A ,v PIP not parsec logico clue cstos detecton alcctcn solan11entc a Icn linfocitos . Parcce clue la razon dc Cstc tcnomcno cs cl deficit rclati)-o tic 5'-nuClcotiLiasa propio do has MULLS lintuidcs ; ell otras cclulas, csta ctuinia contrarrcsta cl deficit do: .11) .-1 L1 PNP 1 cvita la actrmulaci6n do: LlAMP 1- d( ;,\91). hl tratanlicnto tic CICCCioSn tiara la SCID cs CI traSI)I:tntc tic mcdula ()sea a partir tic un donantc toOt,1ln11cnte histoconlpatihlc, gencraln11cntc un 1lertnano satio. Aprminiadamcntc cl 70";, de los pacicntcs carcccn de tin 111crnianoO 11istoconnpatihlc, ell Cu\o caso SC suck trasplantar mcdula ()sea dC UnO do 10S I) :uIrcs, clue al 111CnoOs prcscnta un haplotipo identico, hahiendosr ohtcnicio cxito nlediantc estc sistcnia ell algunas ocasiomes . Recicntenlcntc sc 11,111 ohtcnido h11Cn0S rCSUltaCIos transtcctando lintucitcn del pacicntc con deficit de AI)A cum un Lrctor rctrooirico ell cl clue se hatua inscrtacio prelian11cnte CI gcn de la enzinla . Este ha sido el primer , trat .nnicnto gcnico- clue SC 111 .1 CcutSCguido Ilc\ar a caho con exito.

Fig. 21 .8. Ell timo en la SCID . Observese Clue el estroma timico no ha sido colonizado por celulas linfoides y Clue no se observan corpbsculos de Hassall. La glandula presenta el aspecto caracteristico de un timo de origen fetal .

Anomalias de las celulas T

Posible papel del deficit de ADA y PNP en la SCID desoxiinosinal l

guanina~ deficit de PNP

deficit de ADA desoxiadenosin .T

desoxiguanosinaII

dGMPT

dGDPT

dGTP ^ inhibicion de la ribonucleotido reductasa

inhibicion de la sintesis de ADN y de la replicacion celular Fig. 21 .9. Se cree que los deficit de ADA y PNP inducen la acumulacion de dATP y dGTP, respectivamente . Estos dos metabolitos son potentes inhibidores de la ribonucleotido reductasa, una enzima esencial para la sintesis del ADN .

El deficit de moleculas CPH de claw 11 va asociado a tin deficit de celulas TH I .;t incapacidad para cspresar nu)Icculas ( .PH Lie clasc II en Ias celulas hrc,cmadoras do antigcno f macrofagos V celulas 11 i CS U11.1 entcrn)CLlad licrcditaria title sc transmite con caracter autosomico recesico, v no L - a ligada al locus CPH situado en el brazo corto del cromosoma 6. l .os nitios atcctados padcccn intccciones rccurrcntes, especialmcntc del tracto gastrointestinal . ( :onto cl dcsarrollo de Ids celulas Tit CD4' icelulas T colaboradorasl dependc dc la sclecci(in positjca dc Ias molcculas ( .PH tic class 11 ell cl tinto IL . cap . 121, los nitios con deficit tic cstas nurleculas prescntan tanibien tin deficit sinnrluineo dc celulas TH ( :1)4' . A Sit scz, la .tusencia Lie cstas celtrLs prox-oca till deficit dc anticucrpos . I?1 deficit tic morlcculas ('I'H sic claw 11 sc produce como comsccucncia do dctcct()N en Lis protcinas promotoras clue SC uncn a la region 5' no codificaciora dc los genes ('PI I dc claw 11 . El sindrome de DiGeorge se debe a tin defecto en la embriogenesis del timo ( :unto se It ;t scfialado I,rc\iamcntc, cl cpitclior timicO w dcsarro Ila a partir de la sczta semana Lie , CStaci()n prorcedc emhriol(igicamente do la terccra \, cuarta balsa faringca . Posteriorntcntc este armazcin cndodcrntico es corlomizado por celulas madrc ]in foidcs, quo se tcrininan comL irtiendo ell celulas T. Las gl :indulas paratiroidcas prorccdcn tic Ias mismas cstructuras embrionarias . EI sindrome dc I)iGcorge CS Llebido) ;t tin detecto congcnit() Lie los organos quo sc originan ;t partir de la tCrCCra \. L uarta balsa la ringca . La ntagnittrd Lie] deficit Lie celulas T cs Lariahle, depcndiendo del grado Lie atectacion Lie] tinto . Los pacicntcs con sin-

C1rcnuc dc I)i(icorge prcsrntan rasgos tacialcs caractcristicos L_hlf. 21 .10), cornsistcntcs ell una separacion csccsi\ .t dc los Of(),, ihipertclorisnto), una posicicin anorrmalinente baja dc los pabcIlones auricularcs v till aco)rtainiento) del surco subnasal del labia superior . T:unbicn prescntan maltiwmacioncs congenitas del corazcin o del ca\ado( .)o(riit0, asi como una tctania neonatal dcbi do) ;t la h1POplasia 0 .)pl ;)sia Lie Ids (LinL1ulaN paratiroideas . En la ataxia-telangiectasia hereditaria (AT) existen desperfectos cromosomicos que afectan a los genes de los TCR y de las inmunoglobulinas I . .) AI c, una cnfermeciad licrcclitaria clue sc tr.)nsmiti Lo)n Lar,ictcr autosontico rcccsim . Los nines Mcktado)s Lrmicnzan a caminar Lie forma titubeantc catasial aprosimadamcntC a los 18 nicscs do clad . Cuandor cumplcn imos scis anus con)icnzan a aparcccr en sus ojos \- en su picl capilarcs diIatadOS i tclangiecta sial . La A I' L- a asoeiada a tin grado Lariable Lie deficit de celulas T. Aproximaclamcntc cl 10"i, de ION pacicntcs Lm Al tamhicn prescntan deficit Lie IgA, y algunos dc ell() ,, tamhicn Lie Ig(i2 c lg( ;4 . to niuTrero \ la capacidad iltncional Lie [as celulas 7 circulames estan ntarcadan)ente rCLiucidos, con la consi,;uicntc e1eprcsio'~n de Lt respucsta mmunol6gica mcdiacla por celulas. Estos pacicntcs coiltracn grarcs inteccioncs dc los senos paranasales v los pulmoncs . En sus celulas se oobscrs'an dcspcrfectos cromoso')micos, general memo en los cromosomas 7 v 14, en los lugarcs en Clue sc en CtiCIM- an situado % los gcncs quo codlfiCan los TCR s, Ias cadenaN pesadas Lie [as inmtmoglobulinas . Los pacicntcs cam AT, asi como sus celulas in vitro, son ntut sensible,, a Ias radiacioncs ionizantcs . El gcn cicfcctivo en I :t A'1' cc)difica una prereina im1,liCAL1a en la reparacioin tic Ias rottiras tic la dorlilc tadcna Lie AI)\ . En el sindrome de Wiskott-Aldrich (SWA) existen anomalias de las celulas T y se detectan concentraciones anormales de inmunoglobulinas fa N\\' :\ es una ininunodeficicncia ligad .t .)I cr(mlOsonra \ . I as pLaquctas do Ion varoncs afcctados corn pecjuctl,ts, prcsrntan ti)rmas anormalcs \ su c(aiccntracio)ll es nras baja de to normal (trombocitopcnia) . Los ninor% corn S\\'A dcsarrollan tin ,_'race ecccnta, asi como inteccioncs piogcnicas s . oportunistas . Ias coil centraciones sericas Lie I .qA c IgE sc cncucntran auntentadas, Ias dc IgG son normalcs L . Ias dc Ig .NI bajas . El flincionamicnto Lie Lis celulas T no cs corrccto, v cstas anomalias dc la innnmidad cclular se san agrtrando corn cl Paso del ticmpo . Lts celulas I , prescntan till aspecto anorrmal y caracteristico cuando se obscrsan mcdiantc nticroscopia clectr(Snica, Llcbido a tin dclecu) tic] cito) csqucletO . I'll MI supcrficic cclular se ohsersan mono,, microLe-

Fig . 21 .10. Sindrome de DiGeorge . Gran separacion entre los ojos, posicion caida de los pabellones auriculares y surco subnasal acortado del labia superior . Tambien puede haber anomalias cardiovasculares congenitas .

Inmunodeficiencia primaria

IIosidadcs que ell las cclulas T normalcs . 1)urantc la colaboracion do las celulas R x t para tormar anticucrpos, Cl citoesyueleto dc I :ts cdulas T sc rcoricnta 1 . polariza ltacia Ian cclulas B, pcro csta ntlldificacion no sc produce ell cl sindronte dc Wiskott-Aldrich 1. sc traduce en una falta de colaboraci61l cntre Ins cclulas innlunitarlas .

DEFECTOS DE LAS PROTEINAS DEL COMPLEMENTO En cl capitulo 4 sc 11.111 CStUdlado las proteinas del complemento t . sus interacciones con Cl ,1'4011.1 inntunitario . En 1os sores 11umanos sc conoccn deficit dc practicanlcntc todas las protcinas del conlplcnlcnto 1;/ia . 31 .11 y, habiendo sido 11111 u61CS CSCas anontalias para comprendcr cl tuncionamiento dc didlo ,istenla .

Defectos que afectan a la eliminacion de inmunocomplejos, la inflamacion, la fagocitosis y la bacteriolisis

Los indixidtION r()n dL-fjcit do Iris ccqml , ()11cn1cs dc I,1. \1a dasic .l del complcntcnto~ i;( :lq, ( :1 r, ( :Is, (14 \ . ('2 i prcscman una tell dencia a dcsarrollar enfcrntcdades mcdiadas por inntunocomplcjos, comp cl lupus critcntntoso sistcinico . Estc hccho confirnta la intportancia dc la via clasica cn la climinacil`m dc innttrnocontplcjos . Los deficit do (:3, cl factor H o cl factor 1 promcall una alta susceptihilidad frcnte a las intccciones piogenicas, lo que Cs I6gl co Si se time en cucnta Cl papcl crucial yue dcsentpefta ( :3 en 1 ;1 opsonizacion tic Ins bacteria' piogcnicas . Los deficit de los cony ponctacs finales dc la via 1; C5, ( :6, ('- CS) t. ION dc los contponcnics dc la t is altcrnatit a i cl factor 1) 1_ la pr( pcrdina i prm ocan una notable susceptibilidad fircntc a ]as infcccioncs causadas por

Deficit geneticos del complemento humano grupo

tipo

deficit Clq

I

deficit de inmunocomplejos

AR

modo de transmision

AD

,

C1s, o C1r+C1s C2

LX

don cspccics pat(igcnas del gcncro \'cisscria : 's' . rtott0rrhncai \. \' . mcuinr1itidis. Esto dcntucstra clarantcntc la importancia dc la via altcrnatisa x dc ION contplcjos ntacromolccularcs do ataque a la ntcntbrana cn la bactericiljsis do ION organisntos pcrtcnccicntcs a cstc gencro . Todos estos deficit ~~cncticos de componentcs del conlplementcl sc heredan con c :uactcr autosomico recesit- o, excepto Cl deficit dc propcrdina, yuc SC transmitc dc tilrnta rcccsita 1, lit, do al crontosoma X, \ cl dclicit del inhibidor dc ( :I, Clue sc transmitc con caractcr arnOmnnicc, dGmtinantc .

El edema angioneurotico hereditario (EAH) se debe al deficit del inhibidor de C1

Dcsdc un I'uIHO tic cistt clinicr~, Cl (icticit MAN in1l u - t .ultC do los contp,nlcntcs del c(nnplcmcnto cs cl del inhibidor de (I . I .a funci(in do esta molccula c' disociar cl componcntc ( :1 actitado, ntcdiantc su union I ( :1 r,( IN_ 1 :.l deficit prosoca una Ontermcdad bicn conocida, cl cdcma~angioncurcitico hereditario i EAH } 1611 . 31 .13 ;1, que se transmits cent caracrer autosomico dominants . Los pacicntcs cOn EAH prcscntan cpisodios rccurrcntcs dc hinchazon circunscrita a dctcrminadas rcgioncs corporalcs iangiocdcnta'~ . (uando cl edema afccta al intcstino se producer dolorcs alldominalcs insoportablcs s(imiros profmos . POr Cl c(nttrario, cuando atccta al tracto rcspiratono superior ION pacicntcs sc pucdcn 11cgar a asfixiar dcbido a la obstruccion do ]as xias acreas . I'or cllo, cl angiocdcnla do las sias rcspiratoria' supcriorcs constitln c una urgencia mcdica que exigc la aplicaci(in innlcdiata dc ntcdida, cncantinadas a garantizar una rcspiraci(in normal . FA inhibidor do ('I nu inltihc unicalncnte 1 .1 tia clasica del contplcmcnto, Sinn tnntbicn clcnlentos rclaci(ntados dc los sistcmas (1c las cininas, la plnsntina t . la COat;u1 .1ci6n . El edema cs pro \ocado por don Itcptidos yuc sc gcncran por la activacion descontrolada dc ]ON si,tOnras del contplcntcnto c tic c(tntacto : un pcptido Clue a produce en la actinaeion do ( :?, denominado cinina ( :2, y la bradicinina, que se genera cu :uldo se actka la \ja dc contacto iji4 . 31 .13} . Estos pcptidos cjcrccn sus efeCtos solve las Vcnulas poscapilarcs, pro\ocando la contraccion do las ccIuLts en dotcliales que, ell ccnl,ccucneia, dcj ;ul ranuras abicrtas Clue permitcn la cxtrasasaci6n del plasma i,`1.. cap . Existcn dots tornlas gcncticas dc E .-1H . En la forma dc tipo 1 cl gOn del inhibidor dc (' I cs detcctul~srr \ no se Ilega a transcribir. En la tirl- nta do tipo l l c1 gcn CorttiCl1C nrt1tacilmcs plmttules, 111 que du lugar a 1 ;1 sintcsis dc molcculas dcfcctuosas . Esta distinci(in c' importantc, ra yuc la cntcrntcdad do til, o II no pucde

C4 II

angioedema

inhibidor de C1

III

infecciones piogenicas recurrentes

factor H

asintomatico

C9

Fig. 21 .11 . Deficit geneticos del complemento humano .

(AR = fenotipicamente autosomico recesivo; AD = autosomico dominante ; LX = recesivo ligado a X .)

Fig. 21 .12 . Edema angioneurdtico hereditario. En esta

fotografia se muestra la hinchazon localizada y transitoria Clue se produce en esta enfermedad .

Defectos de los fagocitos

scr diagnosticada solantente mcdiante la determination cuantitatita tic la conccntraci6n del inhibidor tic (:1 . Poi- cl contrario, se debt determinar simultancamentc la concentration tic (A . tic los paEsta ultinta sictnpre sc cncucntra rcducida en CI suero cientes con EAH, to clue Cl C1 activado, clue no esta sujeto a inhibicicin, to dcstruse continuarnente . El deficit del inhibidor tic (° I sc pucdc adquirir en tries as anzadas de la silo . En algunos tic CstOS casos SC ha dctectado la prescncia tic dutoanticuerpos trente al ntismct . En otros, eaiste una proliferaci6n monoclonal Lie celulas 11, corno octtrrc cn la ICUCCtlna linftcitica cronica, cl ntielonta multiple o el lintirnta tic celulas B . Esters pacientcs sintetizan antfctiotipos f ente a las inmunoglobulinas producidas cn ezceso, las interacciones idiotipo-anriidiotipo prococan, por razones quc no SC conocen, consumo tic C1, C=1, C2 v del inhibidor de C1, sin clue se Ileguc a formar una C3 comertasa activa (clue daria lugar al dcpcisito tic C3 t , a la elintinacion tic los complejos tbrmados por cl complemento I . DEFECTOS DE LOS FAGOCITOS Las celulas tagociticas lpolimortimuclcares y celulas tic estirpe monocito/macr(Aago) son importantes para la detensa del huespcd finite a las bactcrias piogenicas y otros organismos intracc-

Patogenesis del edema angioneurotico hereditario

lularcs. Cuando la cantidad de leucocitos polintortonuclearcs es nrtn interior a to normal (neutropcnta) se producer graves infeccioncs bactcrianas . Eaisten cios clcfectos gcneticos tic los fagocitos con importancia chnica, yuc suclcn dar lugar a graves intcccioncs t. yuc mochas %coos condUCCtt a la ntucrtc : la entcrmcdad granulontatosa cronica _y cl dcfccto tic adltcrcncia ICUCO citaria . La enfermedad granulomatosa cr6nica (EGC) se debe a un defecto en la via de reducci6n del oxigeno I,()s p.tcicnics corn FC;( . posecn una NAI)PH osidasa dctcctuk) sa, yuc net cs capaz de catalizar la reaccicin tic transtitrntacion del () : cn " (), scgtin la rcacci6n : NAI)PIl - 2(),

> NA1)P' + 2 " (), + H'

Por ello, sus fagocitos no son capaces tic prcrducir anion superosidcr r " (-) ; 1 ni perosido de hidrcigeno tras la ingestion do microctrganismos, por to clue no pucdcn dcstruir con tacilidad ]as bactcrias u hongos tagocitados, rspccialmcntc aqL1CIlos clue producer c :ualasa i s . cap . 1 /7 ) . En cartsecucncia, los rnicroor ganisnws sobret'isen rn el sera tic Ios fagocitos tic Icts pacientcs corn EGC . Esto da lugar a una rcspucsta celular frcntc a los antigcnos microbianos clue pcrsistcn en cl interior do las celulas, con Id consiguiCIAC tornrtcion tic gr .tnulontas . Los ninos con EGC desarrollan neuntonias, infecciones tic Ios ganglios lintaticos i lintadenitis i absccsos cutaneos, hepaticas en otros s isceras . El diagnhstico tic la 1-:( ;( : se basa cn la incapacidad Lie Ios fagocitos actisados para rcducir cl colorante nitroazul tic tctrazolio (NAT ;) . Este colorante, trail sparente \ tic color antarillo pali do, pcnctra en Ios fagocitos al tnistno ticntpo clue [as particulas ingeridas . EI NA'l accpta un H t, se reduce canto consccucncia tic la osidacion tic] NAI)PH, dando lugar a un precipitado tic color s ioleta oscuro ; csta reaccicin no se produce en Ios tagocitos do Ios pacientcs coil EGC Ififirf . 21 .141 . La reaccii>n clue cataliza la \AI)PII oxiciasa es compleja, estandct compucsta la enzinta tic rniiltiplcs subunidades . La tncmbrana do Ios fagocitos cn rcposo conticnc tut citocrorno cspecifico tic cstas celulas, cl citocronto h, ; h, . Este Csta contpuesto de dos cadenas, una tic 91 kdal codificada por un gen del brazo cctrto del crontosonra X, N , otra do 22 kdal cociificada por un gen situadet cn cl crontosonta 16 . I)urante el proceso tic tagocitosis sc fosf trilan % -arias protcinas citos(Slicas, clue a cetntinuaci6n se ties-

2 Fig . 21 .13 . El inhibidor de C1 interviene en la inactivation de elementos de los sistemas de la coagulacidn, las cininas, la plasmina y el complemento, clue se pueden poner en funcionamiento tras la activation superficial del factor XII (factor de Hageman) . Los pasos en los clue interviene el inhibidor C1 se muestran en color rojo . La activation no controlada de estas vias da lugar a la formation de bradicinina y de la cinina C2, moleculas clue inducen la formation de edemas .

Fig . 21 .14 . Prueba del nitroazul de tetrazolio (NAT). Izquierda : En los polimorfonucleares y monocitos normales la tagocitosis induce la production de compuestos reactivos de oxigeno (CRO), y el NAT amarillo se convierte en formazan, de color violeta azulado . 1) Los pacientes con EGC no producer CRO, por to clue el colorante conserva su color amarillo (2) . (Por gentileza del profesor A . R . Hayward.)

Inmunodeficiencia primaria

plazas IL1Sr11 In nlcnlhr .ula \' SC uncn al cit()cronlo h ;>n . EI complejo tbrinado prcscnta actixidad cnzini .itica NADPI I oxidasa, \cataliza L1 rcaccion en la (Iuc cl NADPH sc oxida v acti\a la pr() dUtlloll tic Iadicalrs tic oxigcno ifo. 21 .15) . La ~brnla Inas frccuctltc tic F( ;( : cs la ligada al cronlosoma X, Clue sc det)c a un ticfict(1 tic la caticn :l do 91 kdal del citocromo hhxisten ot ras tres liWnl ;u tic E( ;( : yuc se tr,ulsnliten con Canisterult(n()nllc() rcccsi\(), debidas ;1 docctos ell 111 cadcna dc 22 kdal del citocro No I,- , () a detcctos tic p47+"'' , \-/() p67;"', otras d()s proteinas citos()licas Clue Ii)rnlan parts del c()mplcio enzinl .itico ,` poor es la ahrc\ -iatura do ()xidasa fagocitica, ell ingles plurgon-tic oridnsc ) .

El defecto de adherencia leucocitaria (DAL) se debe a anomalias en el gen de la integrina Id & 1 .1 ]nrnlt)r:u111 de I()s f,lg()cit()s yue sc Line .11 Ik,ci)l(It-

(

NADPH oxidasa y sus componentes estado inactivo

estado activo n

7

.;hi

I)rcscntc ell la superficie tic los nlicrourganisnu)s ops0niz11dos CS csencial para la ingesti()n dc Isis hactcrias por parts dc dichos fagocitos . Los pacientes coil DAL careccn dc este receptor, una intcgrina dcn()Ininada receptor dc complclncnto 3 1(161, por to yue contr ;len gra\cs inteccioncs hactcrianas, especiallnentc en la hoca \ en el tracto gastrointestinal . (R3 csta compucsto tic dos cadenas polipcpti(fic .ls : LiIYa to ticna u dc 165 kcial ~ ( 1)111) i \una caticn ;l I3 tic 95 kd .ll (', I) I S ) . En cl LAD exists un tictccto gcnctic() de la cadcna 13, c()dificada por un gen del cronlt)sonla 21 . Fxisten otras don integrinas tic naturalcza protcica quc c(lnpartcn la misnla cadcna ji, en concrcto cl anrigcno funci()nal Icucocitario (I .FA-I1 \ p150 .95 (\'. cap . 5 I . Aunyuc each una do cllas posse una cadcna u propia I l a \- ( :1)1 I c, rcspccti\ anlcntc ) . los pacientes con I)AI . tanl hicn carecen de cstas protcinas . I .F.A I ejercc inlportantes funcioncs rclacionadas con la adherencia cclular, al intcraccionar con la nlt)Iccula tic adherencia intercclular 1 i I( :A11-I ) presents en la supcrhcic do cclular cndotchalcs \ ell otras mcnlhrana.s cell larcs . ()chid() al deficit tic I .FA-I, los tag()citos d1, los pacientes con DAL no sc puedcn fijar al cndotcho \;lscular, p(n- to yuc no pueticn abandonar cl torrents circulatorio \- dirigirse 11116,1 las regi(nles intcctadas . 1'or ell(), en Lu Icsi()ncs dc Ios pacientes C()I11 LAD n() sc pucdc 1`61- 111111, pus ; ('sit) permits discnlinarsc r,ipida111clltc a dl\crsas hactcri :is Ill\'as()Ias .

i (a)

] .is

Los varones con agammaglobulinemia ligada al cromosoma X presentan unas caracteristicas chnicas Clue no permiten distinguirlos de los Clue padecen deficit hereditario del tercer componente del complemento (C3), siendo ambos grupos de pacientes may susceptibles a las infecciones piogenicas . Explique este fenomeno .

Los pacientes con deficit de molecular CPH de clase II

Fig . 21 .15 . Nuestros conocimientos actuates sobre la NADPH oxicfasa sugieren Clue cuando no se encuentra activada algunos de sus componentes se encuentran situados sobre la membrana (citocromo b 55H y tat vez rap-1), mientras Clue otros son citosolicos (p47F"°', p67P^°^, el componente N Clue se Line al NADPH y un posible cuarto componente, denominado (u) . Tras los estimulos inducidos por la fagocitosis, los componentes citosolicos se asocian y se desplazan hacia la membrana, (ln acontecimiento Clue probablemente depende de la fosforilacion (P) de p4711"1" . Una vez Clue los componentes citosolicos se Linen a los de la membrana, la oxidasa adquiere capacidad catalitica y p47)'h^^ es fosforilado de nuevo . En cada una de las diferentes formas de EGC existen distintos defectos en los genes Clue codifican los diversos componentes de esta oxidasa . (Adaptado de R . M . Smit y J . T. Curnutte . Blood 1991 ;77(4) : 673-86, con autorizacion .)

clase I . ZDe clue subpoblacion de celulas T careceran estos tiltimos pacientes? Los pacientes con deficit de los primeros componentes del complemento (C1, C2, C4 e inhibidor de C1) no son especialmente susceptibles a las infecciones piogenicas, al contrario Clue los Clue presentan deficit de C3 . Explique este fenomeno .

carecen de celulas T CD4' . Se has descrito algunos casos de pacientes con deficit de molecular CPH de

LECTURAS ADICIONALES Conley ME . Molecular anproacnes to analysis of X-linked immunodeficiencies, Anti Rev Inlmunol 1992,10 215, Curnutte JT, Orkin SH, Dinauer MC . Generic disorders of phagocyte function. In Stamatoyannopoulos G, Nienhuis AW, Maierus PW, Varmus H (eds) The Molecular Basis of Blood Diseases Philadelphia: PA Saunders ;1994A43 Rosen FS, Cooper f., , -RJP The primary immunodeficiencies 1

N Engl J Med l '±:+_ 333-1 .'

Rosen FS, Seligman M .(eds) Imrnunodeficiencies- Switzerland- Harwood Academic Publishers GmbH, 1993 Von Andrian UH, Berger EM, Chambers JD, et al In vivo behaviour of neutrophils from two patients with diFir - - t irh~- - ed leukocyte adhesion deficiency syndromes . J Clip Invest 199 .,91 2893

Inmunodeficiencia secundaria " Los farmacos inmunomoduladores pueden hater disminuir en gran medida las funciones inmunitarias . " Los esteroides afectan los desplazamientos celulares, determinan leucopenia e inhiben la sintesis de citocinas . " La ciclofosfamida, la azatioprina y el mofetil micofenolato actual directamente sobre el ADN o su sintesis . " La malnutrition cal6rico-proteica tiene graves consecuencias sobre el tejido linfoide y la inmunidad mediada por celulas. " Las deficiencias en algunos nutrientes, como tint, selenio, sobre, hierro, vitaminas A, B6 y folatos, afectan la funci6n inmunitaria .

" La nutrition y la dieta constituyen unas novedosas armas para disminuir las enfermedades y las muertes producidas por las infecciones. " El SIDA es producido por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), un virus ARN de doble cadena que se une con CD4. " Una disminuci6n importante de CD4 se puede producir mediante diversos mecanismos, con la consiguiente alteraci6n en la inmunidad celular y muerte por infecciones oportunistas . " El tratamiento combinado con inhibidores de la transcriptasa inversa y de las proteasas obtiene un exito terapeutico razonable, pero con un elevado coste. " Todavia n4 se han identificado vacunas utiles .

II INMUNODEFICIENCIA PRODUCIDA POR FARMACOS

gad, cn cl numcro dc cosincifilos circulantes tr s cl tratamiento c% teroidco, to Clue contrast.t tern la noutrofilia prOClucid t .

Fit la ultinla dccada sc han producido notables as- ances cn la comprcnsion tic la regulacicin del sistenla innutnitario t . del posiblc cCcto dc los tarnlacos sobre cl mismo, Clctcrmin.ulo tanto innuurcxlcficicncias cOlrltr ;utnlontor do stt :tcti\iC1dd . En cstc capitulor sc analiian lo>s farmacors cmplcado~s cot inmunortcrapia sir t6llica .

Efectos sobre la funcion celular l .a tctic,tcicin 1 . hnrlitCr ., .iom lii L,s cel,tl ;ls'I'sC

Corticosteroides I-'I ~i ,tcma inn,ui,itarior sc rcgula mediante al mcnos cuatro nlc;ani,rnar' IUnd .,mrnt .lics ; hormonal jglucocorticoidcsI, cl sistc ma LIc citocinas I incluidas las intcrlcucinas V C1 interferon i, la red dc concxioncs I las rcspucstas dc tipo idiotipo-antiidiotipo'~ c los antigcnos. Los glucorcorrticoridc,, corn Icrs nurduladorrcs naturalcs del sistema innlunittlrior mat potcntcs, tom impcrrtantcs cfcctos sobre la mayoria dc Icrs nicelcs t . tic los clertlcntos del mismo. Adcmas dc una accicin hormonal dirccta sobre Is mm -ilidad v tuncion dc las celulas inmunitarias, Ions tortiCoStC1"oldCS ticncn una notable itltlucncia sobre la sintosis .1e citocinas, con Cl ecnlsiguicnte etecto indirccto-r a ni\cl innlunitarior.

: inhibc port lots Cs tcroidcs, yuc haccn tltic nor rc,pmdan a II,-l, impidicndo Cli coil sccucncia yuc sinteticcn I1 .-2 . Los corrticostcroides inhiben Lts fases inicialcs dc In nladuntcion (IC las CCIUlas 11, bloyucando la tuncioin dc loos nlornorciters, las celulas T, pero cjcrcen cscasos etcctcrs sobre las celulas 11 maduras. Sin ctnbaraor, tras la administra cion prolonggada tic closis altar, sc prOCiucc~una diSCrCTa oiisnlinu 6611 do earl, isotipo dc innrtmoglcrhulina. Icrs ccrrticorsteroides inhiben 1 .1 prorLluccion tie II .-1 c F\1~ Pot- lox nlonocitos is . rnas adclantc h, pent no bloqucan cl cfcctor de las citocinas sobre la fag,ocitosis, sing Clue la tar oreccn . Dc cstc louder, la administration do dosis hajas dc corticostcroidcs pucdc aunlentar la union del IFNh; y la consiguiente exprcsicrn do las molccul .v, I ILA-DR 1 . rccoptorrcs Fc . Sin embargo, la thncion do los polintZ . .S1 . El sarcoma do I;aposi, un tumor inultit6cal originado en las celulas cndotchalcs i_~q . ii.b), e1, el nt.is trccuente y sucle afectar anyliarnentc a la picl, 1,11, mucosas, [as aisccras (intcstino a . pulmoncsi y I()1, ganglion lintaticos . La infccci6n por virus herpes lulnlan() 8 NIMS) 1,c asocia con la aparici6n do tunaores . Tamhicn 1,c I)ucdcn pr()ducir linfmaas tic cclulas 13, yuc atcctan al cncctalo, .11 tuber digcstiso y a la nacdula osea . La mayor parte do la% inteccioncs oportunistas 1,c pr(Klucen por reactitaci()n de organislnos latcntes en cl hucsped y, en :tlgunos cas()s, por organismos ubicuos a Ion (luc 1,c csta cxpuesto continuanacntc . Rcsulta diticil diagnosticarlos 1, cl tratamicnto suck suprimirlos en lugar tic crradicarlos, sicndo trecucntcs las recidicas, I() que liacc necesari() un tratalniento continuado o do mantenimicnto con tarmac()% no eXcnt(n do clectos sccundarios . Se suclen afectar trcs sistcmas organic()% hlndanacntallnente : cl sistenaa rcspiratorio, cl who digestito y el sistcnaa nenioso . Es trccucntc la ncunaonia, causada cn la manor parts do los casos por Pricurrtoiwts car -inrr ??.b), aunquc tamhicn 1,c producen inteccioncs bactcrianas, por Jlrcnlreti 1.crium trsbe rculosis, o por h()ng()s . La intecci6n por candida suclc producir dificultad cn la dcgluciain, pero tamhicn citonlegalMirus puede I)r(aiucir ill-

ccras csofagicas . Los protoz(u)s 1 crVptosporidirnrr t. microsp()ri diosl son los pat()genos que con mas tircuencia se aislan cn I()1, pacientes con diarrea y pcrdida tic peso iaie . ??.b), aunquc tamhicn se pucden cncontrar hactcrias entcricas c()nao Salmonr11a y. t .'a nr pyloha rtcr . Las conaplicaciones ncur()I(ipgicas del Sll)A sc deben al &cto directo por VI H, a intecci()ncs oportunistas o linfbma . l a dcmencia rclacionada coil cl SI l):\ atectaha antes al 10-40% do los pacientes con naanitestacionc% do SIDA, pero la utilizaci6n do iratamicnt()s antisirales 111.11, clicaCCS 11 .1 reducida 1,u incidencia . tamhicn se produce atectaci(m (1c la nacdul,a espinal V ncuropatia ilcriferica . La tosoplasmosis, una infcccion por prot()z0(n, produce quisics ccrebrales \ deficit ncurologico i,l~f. i2A . CrYlrtricewcus neo/in-mans e1, un laongo clue produce meningitis . El citontcgal()s iron pucdc pr()(iucir intlamaci(m rrtiniana, dcl encctalo t. do la nacciula espinal, .1si como tic las raises nersiosas, y . JO cl polionaacirus (virus infccta a los ofg(nlcndrocitos del encctalo, determinando una enfcrnacdad dcsnaiclinizante rapidamcnte mortal, la Icucocncctalopatia multiti)cal progrcsica, Tratannientos antivirales I i) I')S_ , -mt,rii() la wiliia :i(na de ziclovudina IAZhi como I pmtxr do I(, nu,1 :widos inhibidor de la transcriptasa insrrsa i, Nit 11, del inglcs nurlcosidt anab)vui rcrcrsi transrriptasc inhibituri en cl tratamicnto do la intecci6n por VIH . 1)esde entonccs se ban producido notables asances, con cl ticsarrollo do otros \RTI v tamhicn do inhihidores do la transcriptasa imersa no nucle(isid()s i NNRTI ) c inhibidorcs do las protcasas 1 '? .4 1 . la mon()tcrapia con Ad()\ udina cn pacientes coil critcrincdad atanzada reduce la naortalidad a c()rto plate) 1, , la progrcsi(m (1c la

Historia natural del VIH recuento de linfocitos T CD4' (celulas/mm')

1 .200 1,100 1 .000 900 800

sindrome agudo por VIH diseminacion extensa del virus siembra de los 6rganos linfoides

100 viremia plasmatica Icopias de ARNiml x 10')

latencia clinica

75

700

0_e

600 500

50

400 300

25

200 100 0

4

5

6

anon

7

8

9

10

11

0

Fig. 22 .5 . Curso tipico de la infeccion por VIH, por gentileza del Dr . A . S . Fauci, IModificado con autorizacidn de Pantaleo G, Graziosi C, N Engl J Med 1993 ;328:327-35 .)

SIDA

cnternledad . En las fasts iniciales dc la inteccicin, se obticnc un beneticio clinico escaso v transitorio, sin mejorar Ia supcrsi\encia . Por eso se emplcan conlbinaciones dc dos o mas farnlacos, para tratar Lie aunlentar la eficacia por los cfectos sinergistas o aditia os de los naismos, tratando al ticmpo dc retrasar la aparicicin dc re sistencias al disminuir la cclocidad de aparicicin dc mutaciones del gen R't o tratando dc conterir mutaciones Lluc pucdcn relertir las resistencias o conseguir virus menos conlpctcntes . La combinaci6n dc dos NRTI reduce la \clocidad dc pro~grcsic ;n .1 SIDA a . la mucrtc en un 409) mas dc I a ; anos comparada con la n1onotcrapia . Las combinacioncs dc NRTI c inhihidorcs dc las protcasas tambicn ban denlostrado scr wiles a nip cl clinico . La conabinacion de multiples NRC1, NNRTl c inhibidorcs de Ix-,

proteasas consiguc prometedores electos antivirales, adcnlis de un aunlento inapresionante a corto plazo Lie ]as cifi-as dc cclulas T CI)4', que puede SCI. util a ni\el cluaico . TOxlaaia no csta claro cuando sc debt cnlpczar cl tratimien to, aunque la mayoria dc los medicos actuan cnanlio las cifras dc ( .D4 oscilan rcpctidamcnte entrc 200 \ . 400,r 1111 1 . en todos los pacicntcs sintonlaticos . Los ni\cles dc ARN del ~'IH cn sucro tambicn influvcn sobre esta dccisicin . El CoStC incluso de Is 1110 noterapia rcsulta prolaibitis o para la mayor parte de los paiscs cn desarrollo . Como hasta el nlonlento no Sc disponc dc cacuna ni dc trattmicnto curati\o, nuestra principal arnla cn la actualidad . cs Li prca cnci6n mcdiantc education sanitaria a control dc la in Iccci~in .

2

Fig . 22 .8. Caracteristicas frecuentes del SIDA . 1) Multiples lesiones de sarcoma de Kaposi en el torax y abdomen . 2) Radiografia de torax de un paciente con neumonia por Pneumocystis carinii, con un patron interstitial bilateral . 3) Biopsia del intestino delgado de un paciente con diarrea por Cryptosporidium, que muestra formas intermedias de criptosporidios (pequenos puntos rosas) en la superficie mucosa .

4) Tomografia computadorizada (TC) del craneo de un paciente

con toxoplasmosis cerebral . El paciente tenia antecedentes de convulsiones y debilidad del brazo y pierna izquierdos . La inyeccion de contraste demostro presencia de una lesion anillada que se reforzaba con contraste en el hemisferio derecho, rodeada de edema (area oscura) .

Inmunodeficiencia secundaria

~Por que son inmunosupresores los farmacos antimitoticos? 4Esperaria que los efectos de la ciclosporina y la rapamicina fueran aditivos, no aditivos o sinergistas? 0 Si fuera dirigente de un pais en vias de desarrollo con un presupuesto limitado, Zcuales serian sus prioridades de gasto para reducir las enfermedades infecciosas? ~Cuales son las consecuencias de las rapidas mutaciones de los virus ARN como el VIH?

Suponiendo que se pudiera transfectar las celulas con nucleotidos sin sentido combinados con el ARNm de las proteinas reguladoras del VIH, Zque celulas emplearia como diana para conseguir el maximo beneficio para el paciente? ~Que nutrientes consiguen mejorar la inmunidad,

administrados en pequenas cantidades?

4Cuales son los cambios mas habituales en el sistema inmunitario en situaciones de malnutricion calorico-proteica? 0 Si Listed cuidara de pacientes criticos y ancianos, que estrategia nutricional podria mejorar su salud y reducir el riesgo de infecciones?

LECTURAS ADICIONALES

Chandra RK led) Nutrition and Immunology St John's, NF, Canada ARTS Biomedical : 1992 Chandra RK Nutrition, immunity and infection Proc Natl Acad So USA 1996,93,14304-307 .

Chandra RK Graying of the immune system Cr :-I improve immunity m the elderly? JAMA 199 ',

supplements

277 1n98-99,

Gershwin ME, Beach RS, Hurley LS Academic Press; 1984

Nutrition and Immunity.

New Yorl

Hiperse nsibilidad de tipo I En los individuos atopicos/alergicos se produce IgE tras el contacto con cantidades muy pequenas de alergenos ambientales inocuos (polen, escarnas de origen animal o acaros domesticosl . Las IgE se unen a los mastocitos a traves de receptores especificos (FCt :RI) . La interaccion entre las IgE fijadas a los mastocitos y el alergeno induce la liberacion de los mediadores que contiene el mastocito (autacoides, citocinas), que son los que clan lugar a los sintomas clinicos de la alergia . Algunos ejemplos tipicos de reacciones alergicas son la fiebre del heno, el asma, el eccema atopico, la alergia a los farmacos y la anafilaxis . Entre los tratamientos para estas reacciones se encuentran los antihistaminicos, los broncodilatadores, la adrenalina, los corticosteroides y la inmunoterapia especifica .

I I tcrrninu hipcrsensibilidad SC apIICd ;t ht's situacio)nrs cn la, yuc SC prordtICC un ;t respuesta inmunitaria atlaplatna esagcracla t, in adccuada . Las reacciones tic hipcrSCnsibilidad Son COnuCCUCncia del m,11 :()trtp()rt .utticnto dc rcspucstts innntnitarias normalmcntc bc. ncfiiioosas, c a cC :cs I1Cg;ut a prMoc;u - rcacciuncs inflamaro)rias \ Icsi(ntes tisulares . Estu rea:tio)ncs puckIen set proaftrCidJs 1101- tnttJtors .lg; los agcntes con :apa Jdad pact pro\oCar hipCrSCnsibilid;tl

>nn dilcrctucs en Cada intjn iduo . I _ ;t IlipCI-sClINillilitiad 110 SC 111,111i fiesta tras la prinicra cslxnicion it :\g, Sino title suclc apareccr tras un ContaCto posterior . ( ox)ntbs \ bell oiCsCrihiCn)n :uMro) reaccioncs tic hipcrscnsibilidad I tipos 1, 11, I I l N 1\ l, pcro cn algunas ocaSioncs en la practica estas catcgurias se superponen unas coil otras. Los trcs printcros tipo )s tic rcaccioin cstan mctiiatlos por anticucrpos; . ell CI Warto) tipo Intel icnCn hts :ClUla', T s lox nlaCroit .t,os. I-ts rcacci(nCS 11C IIi)CrSCnSihiIidad do tip() 1 Linntccliatai sc lv-ordu :Cn :u :tndo SC dCSCnC .tdcna un ;t rCShucata do IgE. contra ;tgcntcs ambientales inocuos, como cl polen, Ion .team)" del pins() tiomcsticu o les cscarnas cutancas dc animalcS . La consiguiente li bcraci(m dc mctiiaclorcs con actin idad farmacologi :;t por parte tic lus ntusto)ciros Scnsibilizados pon laS lgF prodUCC una rcaccion in-

Los estudios epidemiologicos en grupos familiares, especialmente los de concordancia entre gemelos, han demostrado que la produccion de IgE es debida a una predisposicion genetica a la induccion de respuestas inmunitarias cle tipo TH2/IL-4 ante la presencia de alergenos. Los factores ambientales (grado de exposicion al alergeno, infecciones viricas o contaminacion ambiental) modifican y determinan la intensidad de respuestas de IgE y de sintomas clinicos . " Ell origen evolutivo de la IgE puede estar relacionado con la defensa frente a los helmintos parasitos. Su produccion como respuesta a los alergenos da lugar a reacciones alergicas, que se pueden considerar un lamentable efecto secundario de la activiclad normal de estas moleculas .

llamatoria a,, uda, yuc da lug;tr a Suu(ntas Co)nto CI asnm () Lt rinitis. Las rcac :ioncs tic ItilurSCnsibilidatf tic til)() 11, o) cit(no\iCa dcpcntjicnte dc anticuerpos, sc prOdUCen :uando un Ah, -'CncralrncntC IvG, Sc unc a A, propio)s o) ajcno s situados SubrC Su perljcics :clularcs, :on la Cortsit:uientc Artisa :ion tic Icos tagocitos, LIS celulas aSCSinas o) la lists tnrtilada pur CI C0ntplentcnto) is, cal, . 24, . Las rcaccio)ncs tic luhCrscnsibilidad dc tipor III aparcccn cuando sc prudu:Cn grantics cantidatics de inntuno)cornplcjos o cuando cl sistCma reticulocndutclial no es capaz tie Clintin ;tr loo quc hat a prCSCntCS . I() (]Lie da I agar a reacciones dcl tipo tic la cnlcrmrtiad del sucro i s. cap . 25 ) . I as manitcstaciuncs nras gra\cs de la hipersensibilidad dc tip() IV o) hipcrscnsibilidad tie tipo) rctartfado i HTR I w produccn Si algun()s antigc nos i p. cj ., Ion tic los ha :ilus dc la tubcrculosis) gUCtl;ut atrapado. en IOS mau'0tagos \ It() puCCiCn set destruidOS . (onto Co)n"CLUC11Cia SC produ :C una Cstirrtttlacion tic LIN CCIUIaS l, title prOdu:cn CitOcinaS me diatioras tic una antplia ganta tic fcnoimcnos inflamau)rio)s . ()trots aspcctos tic ] .is rcaccio)ncs H'I R son ci rccltazo do trasplantcs \ la ticrnruitis alert ica por contacto (s . cap. 26 . Los cuatro tip(» tic rc aCCioncs tic ItipcrscnSibilidad Sc rcsumcn en la J aurri 2.,. 1 i.

Resumen: Los cuatro tipos de reacciones de hipersensibilidad tipo I al%" r;~err-

antigeno (1e

tipo III

tipo 11 a siip(rrticic

celular

dcy;(aito u ;e nntunu

complejos -_

;,

celula ~', dianal go -

tip0 IV

f,

I

C`

*

efecto cltotoxlco -if ItI~-' . . ~.f0?I

desgranulacion de los mastocitos y liberacion de mediadores

I sin meo ad ; : per el complemento

')

Fig. 23 .1 . Existen cuatro tipos de reacciones de hipersensibilidad. Tipo I : Los mastocitos se unen a las IgE mediante sun receptores de Fc Cuando se produce la exposicion al Ag las IgE se entrecruzan, induciendo la desgranulacion y la liberacion de los mediadores que provocan las reacciones alergicas . Tipo 11 : Los Ab son especificos de Ag de las celulas del propio individuo (celulas diana) o de Ag ajenos, como eritrocitos transfundidos. Esto puede provocar efectos citotoxicos por parte de las celulas asesinas o la lisis mediada por el complemento. Tipo III: En primer lugar se

vaso sanguineo

macrofago activado

produce on deposito de inmunocomplejos sobre los tejidos . A continuacion, se activa el complemento y los polimorfonucleares son atraidos hacia el lugar en donde se ha producido dicho deposito, provocando lesiones tisulares e inflamacion . Tipo IV : Las celulas T sensibilizadas previamente por un Ag liberan linfocinas cuando son expuestas de nuevo al mismo antigeno . Estas citocinas provocan reacciones inflamatorias y activan y atraen a los macrofagos, que a su vez liberan man mediadores inflamatorias.

23

Hipersensibilidad de tipo I

HIPERSENSIBILIDAD INMEDIATA DE TWO I La hiperscnsibilidai de tipo I sc caracteriza por una reacci(in alcr(,ica i, .hq . 23 .21 clue aparece innaediatanicntc despucs Lie la cxposici(in a un antigcno, quc se dcnornina alergeno . El tcrnaino alcr gia file aCUiaado cn 1900 por Von fircluct, significa ,rcactiviciacl anS masarCitos medi ;uio por It E- sc libcran tarnbicn diccrsas Ci tocirms multifunci(nales . IL-3, c It. -4 pucden cjercer importantes CfCCtos autOCrinos sobre el propio mastocito \', ell colaboraejon con (atlas citocinas, pucden facilitar la produccicin do IgE por parts dc ]as celulas B . Adcmas, cxistcn dis crsas citocinas, entrc las quC SC CncuCruran IL-5 v los productos do las fantilias gcnicas Cic IL-8 c IL 9, Clue pucden scr intportantes cn los proccsos quinti(aniCtiCOS V en la actixacioin do las celulas inflarnatorias cn la zona do la reaccjon alcrgica . Sin embargo, no has quc olsidar clue cl papcl exact(, quc dewnipenan in rir(r ] .is citcacinas procecicntCs tic ION rtl;1NIOCilos no SC c011000 t0das la,

INMUNOGLOBULINA E l'na xez quC un alergeno establece CcntaCto Coil una supcrficic ntucosa sc produce una complcja scrie de acontccinticntos quc fin;tlmentC tienC Corm() resultado la prcxiUCCion (3,e IgE. I a rcspucsta de IgE cs un acontccimicnto local quc SC Pr(xiUCC cxClusixanacnte en el punter cn quC CI :alergeno penctra cn cl organismo, es decir, en las supcrficics rnucosas y o ell los ganglios linfaticos locales. 1'ara yuC las celulas R l,roxiuzcan It E cs precisa la prcsentacion del alergeno por parte dc las celulas presentadoras dc antigenos 'CPA!, asi conto la colaboracion cinrc las celulas B s las celuhs Ttr2 is- .l?rf. ?3,.31 . Las I'", pr(xiucidas a nis- cl local scnsibilizan en printer Ittgar a los mastocitos localizados en csd zona ; la IgE ~gsobrante» pasa a la circulaci()n V SC Line a los receptores espccifiCos Lie los basofilos circulantcs y do los mastocitos tisularcs quC se rncucntran distril,uidos a to largo dc t(ado cl organismo. l'na caractcristica importante do [as IgE CS Su alta alinidad dc union a tras- cs de sus ciorninios Fc a los mastocitos s' a los bas(ifilos. Asi, aunquc la sernisida cic la IgE librc en suero cs solo cic unOS pocos dias, los mastocitos pucden clucdar sensihilizados por la IgE durante ntescs cichiclo a la alta atjnidad dc union cntrc csta s ell receptor Fct:R1, clue exita la ciegraciacicin tie cstas inrnunoglobulinas peat' parte Lie Lis proteasas scricas i cl receptor FcrR11 prcscnta una afinidad mucho mas haja por las IgE 1 . Todo csto file dcntostradu clcgamemcnte en leas experintentos pioncros Lie Stanscorth . Para ello scnsibilizo docc puntos cutlneos ditcrcn tes cic sit propio hrazo coil suero atopico. A Continuacion expuso cacia scinana uno dc estos puntos al antigcno correspondientc, cfurantc trcs nacscs. En cada una cic cstas cxp(asiciones, incluicla la itltinaa, Sc produjO inntcdiatantcntc una reaccion do hinchazon s' critcma, coil to quc qucdoi dcmostraclo clue trcs ntescs dcspucs de la scnsihilizacion tociasia clucdaba una canticiad intporLie tantc IgE unida a IOs mastocitos cutancos rcgionalcs .

Inmunoglobulina E

Resumen : Inducci6n y mecanismos efectores de las reacciones de hipersensibilidad de tipo I

CPA 1

efectos farmacoldgicos vasos sanguineos, vias aereas, etc . infiltration y acumulaci6n celular (v . figs. 23.14 y 23.20)

-, procesamiento , - - y presentation

efectos clinicos fiebre del hero asma GM-CSF, TNFa, nrtivnri6n ~!n Ins °eUaS inf1B Tiab ;rias

IFN-1 presentation de antigenos

f ' production de IgE L ' 1 I

activation de los mastocitos

Fig . 23.3. Los Ag ambientales inocuos (alergenos) penetran en el organismo a travel de las superficies mucosas y son ingeridos por las celulas presentadoras de Ag (CPA) locales, que los procesan y los presentan a las celulas TH . Las celulas TH2 secretan citocinas que inducen la proliferation de las celulas B y promueven el inicio de una respuesta de IgE especifica del alergeno . Las IgE se Linen a los receptores de Fee (FCERl) de los mastocitos, y estos ultimos quedan sensibilizados . Cuando el alergeno contacta posteriormente con los mastocitos sensibilizados se produce el entrecruzamiento de las IgE

En las enfermedades alergicas las concentraciones de IgE se encuentran elevadas Las omcentraciones do Igl, en Ios pacicntes ton entcrmctiades alergicas suclcn SCr altar, V .11111 mil en Ios yuc h,idcecn intecciones parasitarias . Cuando sc cxamina a o adultos pant comprobar si padccen alguna Cntcrmetiad ate'~pica, una concentracidn eletada tic IgE pucde scrvir para oricntar el diagndstico, aunquc una concentracidn normal no CXCluvc la presencia tic atopia ifiq . 2.i .4) . Hay que tenor presente que una dctcrminacicin tic IgF. aislada no sirvc para cstablecer kill diagndstico tic alcrgia, va yuc existen factorcs gcneticos v ambientales que tambien dcscmpcnan kin papel importante en la exprcsipicas ntucstrcn la reaction cLisict do hinchazon v critcma dtspt S do LIS prutbas Llc puncion cutanea denuICstra quc cxistc 1gF unida a I(rs mastocitos do la pid, aunquc ,stir sintomas scan ILlSACS () bnmquialts . Sin tmbargo, cxistc una Pcqucn ;t propor-

microtrombos

triptasa

histamina

anafilotoxinas

REACCIQNES CUTANEAS

,

agentes espasmogenicos

C3a y C5a

Fig. 23 .14. La activation de mastocitos puede ser inducida por estimulos inmunitarios que entrecruzan los receptores Fce, asi como por anafilotoxinas y secretagogos (p . ej ., el compuesto 48/80, la melitina, el ionoforo de calcio A23187) . Algunos farmacos, como la codeina, la morfina y la ACTH sintetica, ejercen una action directa sobre los mastocitos . El acontecimiento fundamental que desencadena la desgranulacion es tin flujo de iones calcio hacia el interior celular, que induce la formation de microtubulos y el desplazamiento de los granulos hasta la superficie, donde se fusionan con la membrana plasmatica y liberan los mediadores almacenados que contienen. Los cambios que experimenta la membrane plasmatica, junto con la activation de la fosfolipasa A., inducen la liberation de acido araquidonico ; este puede ser metabolizado por la lipooxigenasa o por la ciclooxigenasa, segun el mastocito. Entre los metabolitos lipidicos sintetizados se encuentran las prostaglandinas IPGD,) y los tromboxanos, producidos por la via de la ciclooxigenasa, y los leucotrienos (LTC,, LTD,, y LTB,, con propiedades quimiotacticas), producidos por la via de la lipooxigenasa. Los mediadores lipidicos almacenados en los granulos y los mediadores lipidicos de nueva sintesis ejercen fundamentalmente tres acciones .

F

vasodilatation y aumento de permeab. vascular

contraction de la musculature lisa bronquial edema de la mucosa, secretion de moco

Agentes quimiotacticos : Diversas celulas son atraidas hacia la region de activation de los mastocitos, especialmente eosinofilos, neutrofilos y celulas mononucleares, entre las que se encuentran incluidos los linfocitos . Ademas, datos recientes indican que algunas de las citocinas almacenados y liberadas durante la desgranulacion de los mastocitos tambibn ejercen efectos quimiotacticos sobre las celulas inflamatorias . Activadores de la inflamacion: Pueden provocar vasodilatation, edema y microtrombos ; en este ultimo efecto tambien interviene el factor activador de las plaquetas (PAF). Todo ello conduce a la aparicion de lesiones tisulares locales . La triptasa, la principal proteasa neutra de los mastocitos pulmonares humanos, puede activar C3 directamente, funcion inhibida por la heparina . Tambien se liberan cininogenasas, que producen cininas a partir de los cininogenos y afectan a los pequenos vasos sanguineos, to que exacerba atin mas el proceso inflamatorio . Actividad espasmogenica : Estos mediadores ejercen tin efecto directo sobre la musculature lisa de los bronquios, pero es posible que tambien aumenten las secreciones mucosas, obstruyendo estas was aereas.

Reacciones cutaneas inmediatas y tardias reaction tardia (a las 5 horas)

reaction inmediata (a los 20 minutos)

1 :10 1 :100 1 :1 .000 1 :10.000

Fig. 23 .15. Pruebas cutaneas realizadas 5 horas (izq .) y 20 rninutos (dcha .) antes de obtener la fotografia . En las Pruebas de la derecha se observa el tipico punto final de una reaction inmediata (de tipo I) de habon y eritema. A las 5 horas se aprecia claramente la fase tardia de la reaction cutanea (izq .), especialmente cuando ha ido precedida de una intense respuesta inmediata. Los numeros indican las diluciones del extracto alergenico .

Reaccjones bronqujales

ci(Sn do paticntes con sintomas clams de, por cjentplo, rinitis alcrgica, c ut as pruebas c utanea% s, RAS I' son ncgatit os . PCSC a 1 .1 auscncia tic IgE ett la picl y en cl sucro, estos pacientcs si title presentan una rcspuesta tic IgE a ni%cl tic la mucosa local . F%to tic manific%to ntcdiantc pruchas tic pro%ocacion Sc puedc goner nasalcs o midicndo tnediantc BAST la IgE especitica directamcnte en ]as secreciones nasalcs . Si se estimulan in vitro linfiwitos tic estos pacientcs toil cl alergeno co~rrespomdictue, se produce una transformation tic Ion linf6ciuos c, %c proulucen citocina%, to yuc indica yuc sots tdula%'I' son :apace% tie responder al alcr gcno . Esto no implica clue Ios fcn()mcno% tie hipersensibilidad retardada intcrrengan dircctatncnte en las manitcstacioncs tie la cnfermcclad . Sin embargo, si yuc indica la prcsencia en cstos pacientcs tic cclulas TI12 espccificas del alergeno, yuc puedcn colalxtrar en la rcspuesta tic IgE . La prueba de parchc cutaneo . En la prucha tic parchc cuta-

neo sc aplica cl alergeno, s(,hrc una region de picl "" normal" ligc-

ramente crosionada prcsiamcntc . Por cjcmplo, la pructia tic parchc cs positita ante cl alergeno tic los acaros tic] polio dorntc%tico en los pacientcs con ccccnta atopico (/!q . 23 .161, yuc poscen antitucrixrs IgE trentc a dichm acarm ( /!q . 2 .3. /'I . Es intcrc%an to cl hccho tie title una cicrta proporci(')ii tic pacientc% tom rinitjs alcrgita cichida a los acaros tic polio domcstico l;firf . 2.3 .11) tamhicn presentan prucbas tie parchc positita% coil infiltration tic hasofilos Ircnte a di:1ur alergeno, for LItlC sugicre yuc csta in filtration no cs cspcofica dcl ccccnta atopico . (`uando~ %c describior onginalmentr la rca :cion cutanca tardia, se pcn%o title cl mccanisnu> podia ser cl tic una rcaccio'nt tic ttiperecnsibilidad tic tipo III Lmcdiada poir inntunocomplcjosl tic bide a la precipitacio'~n tic antictterpos IL',( ;, :onto la clue se produce cn la aspergilosis hromroopulmonar. Sin embargo, casi nunca sc hail deteitatio anticucrpos prccipitanics cn csta talc tardia tic la reaction, v [as imc%tigacionc% lxtstchorc% hail confirtnado title la rcspuesta tardia es depcndicnte tic IgE . REACCIONES BRONQUIALES

Fig. 23 .16. Aspecto de un eccema atopico on la mano de

un nino al6rgico al arroz y a los huevos .

Las reaccioncs broncluialc% a los alergeno% tamhicn consi%ten en una rcspuesta inmethata v una tardia Iiq . 23. 10) . El cronu~glicato tic sodio cs un tratanurnto rnut' cficaz part cl asma alcrgica y suprintc Canto la, reaction inmcdiata contor la tardia yuc sc pro duccn dcspuc% tic la c\porsi :iont bronyuial al alergeno . Esto implica clue cl dc%arrolloo tic la reaction pulntomar tardia tamhicn depcndc tic la interac :iom initial cntrc cl alergeno, la IgF \ Io% mastocito% ; cl cromoglicato tic sodio inhibc la tlcsgrattttlaciont tic los mastotitos c impidc clue sc produican tcxios los aconteci micntos posteriorrcs . Si lors pacientcs son tratados ton c(rrtjcosteroides or coil inhithidorcs tic prostaglandina %intctasa antes tie la exposition al alergeno, solo u anulan las reacciones tardia%, nticntras clue la rcspuesta initial no cxpcnmcnta pricticamcntc moxlificacioncs . Esto sugicrc clue en las reaccioncs tardia% intcnicnctt los mctabolito% del acido aracluidonjco yuc produccn los mastor citos, cs decor, las prostaglandinas _s' los leucotricnos (s'. jiq. 23. I4) . la mavoria tic los asmaticos coil obstrutejon rcscr,ible de las ties acrcas ntcjoran tra% cl tratanticnto~ coil cortico %tcroides adminjstrado % por via inhalatoria, clue rccfucen la infiltration tic tdulas inflamatorias clue sc produce en los bronyuio% especialmcntc durantc la fast tardia tic la reaccio'm (,/ia . 23 .211) .

SkILIO

Fig . 23 .17 . Pruebas de parchc cutaneo en un paciente con eccema atopico, Ilevadas a cabo utilizando antigeno purificado de bcaro de polvo domestico (Dermatophagoides pteronyssinus) . 1) Se elimina la queratina de una region no afectada mediante una ligera abrasion y se fija el extracto sobre la piel, donde debe permanecer 48 horas antes de examinar los resultados . Las lesiones que aparecen son de tipo eccematoso, y microscopicamente se detecta la presencia de eosinofilos y basofilos . 2) Control de solution saline . (Por gentileza del Dr . E . B. Mitchell .)

Fig . 23 .18 . Acaro de polvo domdstico : un alergeno importante. Microfotografia electronica en la que se observe Dermatophagoides pteronyssinus, junto a un deposito de excrementos fecales (abajo a la derecha) . Tambien se muestran granos biconcavos de polen (arriba a la derechal pare comparar el tamano . El principal alergeno son los excrementos fecales que quedan suspendidos en el aire y penetran en los pulmones, y no el propio bcaro . (Por gentileza del Dr . R. Tovey.)

Hinersensibilidad de tipo I

Reacciones bronquiales inmediata y tardia ratamiento previ-I 1. ninguno 2. cromoglicato rip sodio

alergeno'

Fastocito histurnina

L

3. indometacina, esteroides _

ieucotrienos y prostaglandinas

4

I

CGS

indometacina y esteroides

10

FEV

4

8

12

16 horas

Fig. 23 .19. En este grafico se representa el volumen espiratorio forzado (FEV), un parametro que sirve para analizar el funcionamiento pulmonar, en tres grupos de individuos antes y varias horas despues de la provocation bronquial con un alergeno . En el grupo decontrol (grupo 1) se produce una broncoconstriccion bifasica (initial y tardia) . La reaction initial dura aproximadamente una hora y va seguida de una reacci6n tardia (RT) que dura varias horas. Se tree que en los seres humanos el mediador principal de la reaction es la histamina liberada en la desgranulacion de los mastocitos . Los otros dos grupos fueron sometidos a dos tratarnientos previos diferentes. El grupo 2 fue tratado con cromoglicato de sodio (CGS), que inhibe la desgranulacion de los mastocitos y parece impedir tanto la reaction inmediata como la tardia . El grupo 3 fue tratado previamente con indometacina o con corticosteroides, que bloquean las vias metab6licas del acido araquidonico e inhiben la reaction tardia, pero no la inmediata. Esto implica que en la fase tardia de la reacci6n intervienen los ieucotrienos y las prostaglandinas . Aunque el tratamiento prolongado con esteroides puede suavizar la reacci6n inmediata, la RT queda totalmente suprimida. En muchas ocasiones, el tratamiento de primera linea para los asmaticos son los corticosteroides administrados por via inhalatoria, que reducen la infiltration de celulas inflamatorias . Esto sugiere que la RT y sus secuelas son de gran importancia en el asma cronica.

Resumen: Respuestas inflamatorias en los bronquios de los pacientes asmaticos

section transversal de un bronquio factores

LTB,,

PAF, citocinas

F- RI

*

a

'

"

.

.

* .

I

histamina

liberac. de mediadores

. "

,

enzimas lisosomales

microtrombos

complemento, proteina basica prostaglandinas principal i

hiperreactividad bronquial

ag . espasmogen . histamina, LT,

PG, PAF normal a broncoconstriccion (respuesta inmediata)

Fig. 23 .20. Entre los mediadores de los mastocitos figuran factores quimiotacticos y espasmogenicos . Estos ultimos inducen una broncoconstriccion inmediata, aumentan la permeabilidad de los pequenos vasos y provocan edema y migration celular . Los factores quimiotacticos y las citocinas (GM-CSF, IL-5, TNF(t) promueven la acumulacion activa de neutrofilos (1), bas6filos (2), eosinofilos (3), rnacrofagos (4) y plaquetas (5). A su vez, la production de moleculas inflamatorias par parte de estas celulas infiltradas provoca la fase tardia de la respuesta y el proceso

infiltration celular ~reaccion tardia y respuesta inflamatoria cronica)

inflamatorio cronico tipico del asma . El asma subaguda o cronica es el resultado de los efectos de muchos factores diferentes, entre los que se hallan la hipersecrecion de moco (M), la hipertrofia de la musculatura lisa (SM) y la infiltration celular (CI), clue va acompanada de hiperreactividad bronquial. Ademas, el tratamiento con corticosteroides reduce la infiltration celular y tambien la production de oxido nitrico (NO) .

Reacciones bronquiales

Los mastocitos broncoalveolares son importantes en las reacciones asmaticas

l a III/ bronquill tic los pacientcs cLm asma (Lmticnc nris nlast~r citt~s dc lo normal . Estas cclulas ruin situadas dc nlancra prn- ilegtlda para intcraccionar con los alcrgenos inllalados e iniciar la" rcspucstas tic IgF cn los pulnloncs. E:l analisis tic cstas CeILdas Yob tenicias mediantc las adcl broncoals color I L11A j rcs cla clue se dcsgranttlan Coil tacifdad, coma to LICI11UCStra cl alto contcrudo dc mediadores quc colnticne cl Iiquidol dc I .M . Es probable quc Cstas cclulas sean la diana principal del tarnlaco antiasmatico cro mogficato dc sodio, y pucdc clue tambicn dc otros farnlacos como la ciclosporina . Son cclulas facilcs dc inhibir, ell comparacion con

La lihcracion de pcptidos dc origcn neuronal, conlo cl I'll', la sustancia 1' v cl pcpticlo rclaciomado con cl gcn do la calcitonina I CGRP, del inglcs calcitoniu acne related peptide's potencia s, di tundc 1 :1 respucsta inflamatoria Cxistentc, Coil to quc SC Cxaccrba la hilxrrcactnidad bronquial .

Mediadores de los eosinofilos citocinas IL-3 :L-5 . GM-CSF, TGF,,

las clue se ohticncn a partir del parcnquinla pulnlonar i fiq. 2.) . M. Acicinas, datos obtcnidos rccicntcnlcntc inclican clue CI suhtipo prcdominante de cclulas 1 ell CI I .BA dc los pacientcs asnlaticos es cl Ttl2, to quc sugierc quc las respucstas i111111.1nitarias clue SC prodUCCn en cl puln1on asinatico son do naturalcra alirgica y Cstan asociadas a la produccioln tic Igl:: . l'ambicn cxistc una importantc infiltracion CClular ell la nntcosa bronquial, clue probable nlcnte contribusr a quc la cntcrinccfad sc 11aga cronica .

Existen otros factores implicados en el asma cr6nica

Hat n1uCho'Lht(~s yuC indic,ln ynC la infiltracio ll dc cclulas inflantitorias cicscnlpciia un papel crucial cn la tasc tar. dia dc estas rcacciLlnes . En concrcto, cl LBA 1 la n)uCOSa hronquial do cstos pacientcs conticncn una grail canticiad Lie eosinofilos durantc la talc tardia do las rcaccioncs asinaticas (pcro no durantc la fast innlcciiata > . La I I .-S clue liberan las cclulas Ti 12 y los nlastocitos poscc propicdaclcs yuinliotaCticas pare IL1s cclsin(Sfilos s, estinntla la liberacion dc mediadores c citocinas pox- parts dc cstas mismas cclulas l_liq . ?x .21) . I .os cosinotilos provocan Icsiones cn el cpitclio rcspiratorio al liberal- deterininadas proteinas basicas quc conticncn sus grantilos ifiq . 23.221 . FStO pu(:dc tacilitar la penetraci6n dc los alcrgcnos v el acceso dc los nlediadorcs intlanlatorios a Las tcrnlinaciomcs nct- iosas atcrcntcs, prLlxocandLl brtmcoconstricci6n a trascs dc las s'ias axcinicas rctlejas . Eosinofilos.

Fig. 23 .22 . Localizaci6n de la MBP an all pulm6n de un paciente con asma grave. 1) El epitelio respiratorio muestra una considerable infiltracion de eosinofilos en la submucosa y un grupo de celulas epiteliales que se ha desprendido y aparece situado en la luz bronquial (flecha), junto a un deposito de hollin con aspecto de ~ cordon» . Tincion RE . 2) Mismo corte tenido para revelar la proteina basica principal (MBP); la IF indica que se

mediad . de nueva sintesis derivad . de componentes de membrana

proteinas basicas en los grsnulos

proteins basica prlr~ ; :gpal +N16'i proteina cati6nica de eosinofilos (ECP)

neurotoxina de los eosinofilos (EDNI Iperoxidasa de los eosinofilos (EPO)

1.

LTC,, LTD,,

factor aclivaanr de [as plaquetas I PAF ) 15-HETE

I prostaglandina E IPGEI

Fig. 23 .21 . La desgranulacion de los eosinofilos puede ser desencadenada por los alergenos a troves de las IgE unidas a los receptores FCr;RI o FCi:Rll o por mediadores solubles, como el PAF y el LTB'. Los eosinofilos liberan citocinas con actividad inflamatoria y mediadores de nueva sintesis derivados de componentes de la membrana . Liberan tambien las proteinas basicas que contienen sus grsnulos, que son altamente citotoxicas y provocan las lesiones de las celulas epiteliales que aparecen en el asma cronica.

encuentra en los eosindfilos infiltrados . Tambien se observan depositos de MBP en ]as celulas epiteliales descamadas de la superficie luminal. 3) Un corte de control tenido con suero normal de conejo ; no se tinen los eosinofilos ni el tejido bronquial, pero el deposito de hollin se tine ligeramente de forma inespecifica . (Por gentileza del Dr . G. Gleich, en J Allergy Clin Immunol 1982 ; 70 :160-69, con autorizacion .)

Hipersensibilidad de tipo I

Hiperreactividadbronquial. El asma esta relacionado coil Una

IIij"Crrc .ICticidad br((ityuial trentc a 1 .1 histamina . Irentc a estinttil(>s no ( cspcoficos, Co mio cl airc trio sy cl \ apor kit aqua . Asi, los individuos norniales dcsarrollan asma tras la inlialaci(n dc 10 ng dc hist :unina, mientras yuc en cl caso dc pacientes asin :iticos stn suficientCS 0,S ng o inCluSo menos. El conccpto do quc csta Iupcrrcactisidac1 CS ConsecuenCia do una cxposicion cr()nica al alergcno csta solidamcntc apoyado pot- las obscrs acioncs dc PlattsMills, quc Iles() a Cabo un experimento consistente en alejar a pacicntcs asmaticos de stir do>niicilios (y, por unto, Lie Ios acaros de poli o domesticoI ingrcsandolos cn zonas limpias dc tin hos pital durantc trcs ruses. Transcurrido cstc ticmpo, la hipcrreac tiridad frentc a la histairtina sc habia rcduCiC1o cn gran nlc(iida o inCluM) habia cicsaparecidor la entcrinedad asntatica tambien cxpcrimcnroo una notable nicjoria .

bxido nitrico . l . ;t forma inducible de ciziclo nitrico sintctasa

I NOSi 1 cataliza la tormacion do cixiclo nitrico (NO I cn IIIUCIt1S celulas csrinniladas con citocinas. Rccicntcmente sc ban detec tado altas concentraciones (ic esta enzima en el cpitclio bronquial dc pacicntcs asmaticos, pcro not en cl dc individuos Sill ISIIla 23 .23i . EI NO que produce \()Si SC pucdc Cuantificar cn cl airs cspirado por los pacicntcs asinaticos no tratados ; su conccntracicin sc reduce considcrablcmcntc cuando sc apfca un trata micnto con corticostcroidcs adininistrados por Nia inlialatoria (h(/. l3 .?3;), Line se sabc quc rcgulan ncgatis'amcnte la Cxl)rcsi(in dc las citocinas v do \()Si . Estas obscrvacioncs sugiercn quc

El oxido nitrico (NO) en el asma

cl N( ) puedc dcscmpcnar algiin papcl cn la pato,,Cncsis del asma, yuc la detcrininacioin cicl No cSpirado pucdc ser iitil para cl diagnostico, cl seguinticnto s- cl trat ;unicnto .

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DESARROLLO DE LA ALERGIA Adenias dc la predispotsicion gcnctica a la alergia yuc \a Demos comcntacio, en la actualidad se conoccn otros t'actores yue tam bicn pucdcn scr intportantes cn su (Icsarrollo, y yuc SC analizan a Contlnuacion .

El deficit de celulas T esta relacionado con la atopia

Existcn hastantc, dat(o, Line indican yuc las cclula~ - 1 - uitcrcicncn tanto cn cl desarrollo onto cn la suprcsion dc las rcspucstas tic IgE (\ .jigs. ?.i. ~- ?,,(i1 . Esto Ilcs- o ell un principio a superir Line la ctiologia dc la atopia podia consistir cn algiui dctccto dc las celulas l_, y en concrcto dc las "" celulas T Supresoras- . 1)c hccho, sc ha dcmostrado quc los pacicntcs con eccema poseen bajas Cantidades dc celulas suprcs(iras (a8' (/ (z . 33 .?4j . Adcmas, las rcspuestas dc ] .IS celulas l trente a los mit(igenos son mcnos intensas en los paciciacs con atopia grasC fes dccir, los que presenraI ecccntaj . Esta rcduCCi('m do las rcSpucstas do las celulas T in vitro prew'nta corrclacion coil la rcduccion dc la inmunidad mcdiada poor Cclulas, to Line se I,ucdc rcilejar in vivo en forma tie una disminucio'm dc IaS respucstts Cutincas dc hipcrscnsibilidad retardacia . Hasta hacc poco ticmpo o no sc labia si cstc deficit dc cclulas T CS una do las Causal o una tic las C(n)SCCUCncias dc la entcrmedad at(ipica . Sin embargo, en la actualidad sc disponc dc datos quc in dican yuc czistc una rclaci(in causal cntre cl deficit dc celulas T s' la atopia, aunquc solo para cl caso dc lactantes iliiliciitidos coil bibcroncs . S(uxhill y cols . ban cicniostrado Line la incidencia tic eccema cn los ninos se reduCC cuandoi son alimcntados direct:mcntc por la macirc, t cn los trahajos do otros grupos Sc ha oil scrs - adot una rclacion cntrc la alintcntacion con bibcroncs do IcCltc Lie s aCa, la rcduCCi(')II do la canticlad dc celulas T rcguladoras pertcnccicntes a detcrininadas subpotblacioncs v cl aumcino do las

Las celulas T en la atopia

no atopicos 'atdpicos leves (rinitis y asmai eccema atopico grave

0

2

control

asmaticos asmaticos no tratados tratados

Fig. 23 .23. 1) Biopsia de un individuo asmatico . Intensa tincion especifica de NOSi en el epitelio bronquial, con lesiones en algunas zonas. 2) En el asma leve no tratada es frecuente que el aire espirado contenga cantidades de NO superiores a las de los individuos de control . Por el contrario, en el asma tratada con corticosteroides las concentraciones de NO son parecidas a las de los individuos normales . (Por gentileza del Dr . David Springall .)

25

celulas CD8`

50

75

100

porcentaje de linfocitos totales celulas CD3'

Fig. 23 .24. AI contrario que los pacientes con rinitis o asma, los que padecen eccema atopico grave poseen un ntimero reducido de celulas T CD3', que se debe fundamentalmente a la reduction del ntimero de celulas T CD8' detectables mediante tincion . Se tree que entre estas celulas existe una poblacion ((supresora,,, y la disminucion del numero de celulas circulantes de este tipo esta relacionada con las grandes concentraciones sericas de IgE que se suelen detectar en los pacientes con eccema atopico .

El concepto de alergia por desbordamiento

concentraciones dc IgE ( /iq. 2,3 .25j . Sin embargo, no se sabc coil certeza si la alinlentaci6n con biberones atecta al n6tnero de celulas T. Es exidcnte yuc existen otros tactores ambicntalcs yuc tambicn son importantes en la exprcsion de lots trastornos alcrgicos . Tantbicn cs preciso aclarar que relaci()n exacta existe entre Ias difcrcncias en cl ntimcrot dc celulas T supresoras yuc se obsersaron en los prinleros estudios y la inlportancia dcl equilibrio Till/TH2, conocida recicntcnlente . Los contaminantes ambientales aumentan la produccion de IgE especifica

Los contaminantcs anlbicntalcs otw(~ cl di(ixido dc aiutic, lit" (ixidos de nitrogen(), las particulas cxpulsadas por Icts nuttorcs diesel v [as ccntcas suspcndidas pucdcn proxocar :utmcntos do la pcrmcabilidad dc la mucosa y taxorecer la penctraci6n dc los alergenos y las rcspucstas dc IgF . Las particulas expulsadas por los motores diesel i, PEMD ) pucdcn actuar comp potentes adxvxan23 .2V Su dianlctro es me nor dc tes en la produccion dc IgF; 1 Pill, por to que cluedan suspendidas cn el acre dc Ins zonas con tarninadas v pucdcn scr inllaladas . La concentration en el acre urbano xienc a scr dc 2 ug/n1', pcro puedc Ilegar a alcanzar 30 ug/'m' ell las calles mas transitacias v hasta 500 ug/m' cn horas clue cl trifico es tnas intenso . La administration conjunta dc PEMD x, un alergcno por via intranasal induce un acusado aumcnto dc la produccion de IgE especifica . Estc etecto acfwcante se obserxa incluso cuando las dosis cfe antigeno a Ias yuc sc cxpone el indjxiduo son bajas, del tnisnlo ordcn de las yuc cabs espera " encontrar en el ambiente . El aumcnto de la incidencia dc rinitis alergica y asma en las tiltimas tres decadas prcscnta una correlacion dirccta con cl

Efecto de alimentacion con biberones sobre eel. T y concentraciones de IgE

IgE 20 serica

EL CONCEPTO DE ALERGIA POR DESBORDAMIENTO Es exidcnte yuc Ios proccsos alcrpicos sc produce)) COtll(t c(YnSC cucncia dc una scric dc tactores . La hip()tesis dc la alcrgia por tic" bordamienro sutncre que los sintonnas dinicos dc la alcrgia s( )lo Sc tnanificstan cuando sc supcra un cicrto nixcl dc actixidad innlunitaria ~`_/iq_ 23 .2,-} . Esto dcpcndc dc una scric dc condicioncs, como el grado dc exposicioin al alergcno, la predisposition genetica x . la tcndcncia a sintetizar IgE, asi como dc carets tactores, como la cxistcncia dc infcccioncs xiricas del tracto respiratorio superior, la participacibn rclatixa dc las tcltdas Ti ii/TH2 en la rcspucsta inntunitaria c cl deficit transitorio do IgA . El aumcnto dc la prcxalcncia dc la alcrgia sc ha atribuido a la contamination ambicntal, yuc cn la actualidad cs otro factor yuc dcbc scr considcrado dentro del concepto de alcrgia por desbordamiento .

Efecto de los agentes contaminantes sobre las respuestas de IgE OA (0,25 pg) + PEMD

alimentacion materna

alimentacion con biberon

aumcnto dc la contaminacio n ambicntal V la utilizacion dc tnct torts diesel . I'or tanto, cs probable yuc Icts contaminantcs alnbientales estcn taxorcciclIClo [as rcspuest :ts do IgE, coil Cl Cor1Si guiente aumcnto dc las cntcrmcdadcs alcrgicas . Obscrx ese clue Cl tatnaflo dc las unidac(cs tamiliarcs tambicn prcscnta una cicrta rclacion con la incidencia dc la alcrgia, ya que los primogenitos prcscntan mayor tcndcncia ,t xcrsc afectados . El cfccto del tabaco parccc scr dcpcndicntc do la dosis, clandot lugar a una estimulacion dc la sintesis dc IgF, cuando cl coil sumo cs bajo x suprinticndola atando CS clcs'ado . Los funtadorcs actixos mucstran una inlportantc rcduccio~n do ],is rcspucstas innxtnitarias ti -cntc a Ios antigcnos inllalados ; la inltalaci(in plsic -a dc Innno dc tabaco puedc aunlentar cl ricsgo dc asnla en los ninos .

titulo de 10 .240 anticuerpos IgE (prueba de anafilaxis cutanea pasiva)

(OLIMI)

5

2,5 -

3

6

9

12 0

- cantidad baja de celulas T

3

6

9

12

edad (meses)

cantidad normal de celulas T

Efecto de la alimentacion con biberones sobre las celulas T y las IgE . En un estudio en ninos con bajas cantidades de celulas T circulantes, los que habian sido alimentados con biberones de leche de vaca mostraban concentraciones sericas de IgE mas elevadas que los que habian sido alimentados por su madre . Estos ultimos presentaban concentraciones sericas de IgE parecidas a las de los ninos con una cantidad normal de celulas T, alimentados de manera natural o artificial . Esto indica que la alimentacion y el numero de celulas T afectan a las concentraciones de IgE, y sugiere que la atopia puede relacionarse con un defecto de las celulas T asociado a factores ambientales (alimentacion con biberones) . Fig . 23 .25 .

semanas tras la inmunizacion 0,25 Ng

de OA sola

0.25 Ftg

de OA + 1 Ng de PEMD

- 0,25 pg de OA + 5 pg de PEMD - 0,25 pg de OA + 25 pg de PEMD

Efectos de los agentes contaminantes, concretamente de las particulas expulsadas por los motores diesel (PEMD), sobre las respuestas de IgE anti-ovoalbdmina en los ratones . AI inmunizar ratones con ovoalbbmina (OA) por via intranasal, hay dos maximos en la concentration de Ab IgE a las 5 y a las 8 semanas de la inmunizacion ; estos Ab desaparecen despues . Si se administran PEMD al mismo tiempo que la OA, hay un aumcnto de la (IgEl dependiente de la dosis de PEMD, que persiste tras interrumpir el alergcno. De ello se deduce que las PEMD son buenos adyuvantes para la produccion de IgE, y que pueden motivar el aumcnto de la incidencia de alergia de los ultimos anos . (Por gentileza del Dr . S . Takafuji, de J Allergy Clin Immunol 1987 ;79:639-45, con autorizaci6n .) Fig . 23.26 .

Hipersensibilidad de tipo I

HIPOSENSIBILIZACION ell El tratanliennt tic hiposcnsibilizacion consists im ,cctar dosis crccicntcs del alergeno . :lunyuc ell nutch:u ocasioncs sr hrt>ducc una nlcjoria clinica, no sc conocc cl mecanisnto o mccanismos Clue la hrtnocan . Tras c'I tratamiento sc produce un aL1l1lCl1tO tic 1,11, concentracioncs scricas dc IgG osllccifica tic] :uttigenet, asi CUtt10 dc la actividad tic his celulas T supresoras, mientras yuc las con ccntracioncs tic IgE sc tiendcn a rcducir f. lirf . ?3 .?Ry ; Sill c1lit-tarp), en la ntavotria tic los casos no sc otbscrca unit corrclacion clam entre cstos llallazgos y la nteioria clinica ticl pacicntc . Sc ha ticntostrado clue las celulas T supresoras especifica% del :ilcrgcno prolitcran en hts pacientes alcrgicos ;t la ambrosia sontctidos coon c\ito .11 proccciimicnto tic hiposensibilizaciom csto queue acarrcar una Sc ric do COIINCCLICnclaS, cor11et la sullrcsiiin tic Itts rcshucstas tic Igl: Y do la acumulaciom dc ntastttcitos inducida por Ias celulas T. (:onto en ettros casos, csto pucdc scr debido a la CUttlltut.lCiUtt dC,dC una respucsta T112 frentc :tl alergeno a una resllttesta 1'ti I . En cl caso dc los individuos alcrgictts al vencno dc abcja cn los yuc Sc induce la produccitin tle Ig( ; mcdiantc un proceso tic hiposcnsibilizaci6n, csiste una bucna correlacitm entre las concentr;tcioncs sanguincas do anticucrlxts bloqucatiorcs lg( ; espccificos del %menu y la proteccioin clinica Irento a la :ut:tfilaxis.

La estructura de un alergeno puede scr modificada para inducir tolerancia

En inrestig.tcitttlc, rttitntcs accrc.t tic I ;t c,rrucrur.t Cl( 1()C At r gettos SC ha den1ostr:1do quc CS posilllc idctttificar los chitopos quc reconocen las celulas l' mcciiantc Cl estudio tic la llrolifer :tcioin in vitro do los lintocitos . I-os tratanlicntos inntuncttcral1cuticos Ilcvados a cabo corn pcptidos obtcniclos de esta mantra in ducen tolerancia en Las celulas T, v es llosiblc yuc puccian setutilizacios clinictnlcntc . Otra forma do controlar las rcshucstas dc IgE: en los ratotncs cs ht utilizacitin tic Acrgcnets ntttdificados mcdiantc glut :u- Addlidot, Clue induces la connnttacitin Intro las Alergia por desbordamiento en el scr humano : hipotesis

sintomas clinicos/ respuesta de IgE

individuo con respuest .a lye ititensa + X

t"CYI)LICSLIS Ti j2 'fool, comrirticndet, lletr tanto, la resllitcsta dc anticucrpots IgE -cn una respucsta [g(i2a i~._hrr . 23A. I'll aillbos casos SC rcducc la produccitin dc IL-nlplemento. Por tanto, la grat cdad dc la anemia es dircctatnerttc proporcional a la actividad del complenlcnto en cl stiero del pacicnte . ( En CstC prOCCSO no SC prOduCC clinlinacicin dc celulas mcciiada por Fc en cl haze ni cn cl higado, ya que en estos cirganos la tenlpcratura es dcmasiado coos ada N los eritrocitos no Sc uncn a Ios anticuerpos .) Las anemia% hcnloliticas debicias a autoanticuerpos frios son propias do indi\iduOS de cdad alanzada . No sc conocc su causa, pcro cs notable cl hccho dc que la clonalidad de Ios autoanti-

Las reacciones frente a otras celulas sanguineas estan asociadas con el lupus eritematoso sistemico y la trombocitopenia Anticuerpos frente a los neutrofilos y los linfocitos . 1 ~ . .1ut(),ulticucrpors frente a Icrs ncutr()til()s +, 6a . 2-1.1-1Y som rcrLIaLiC-

r,u11cnte cspecificos do tcjido ; sc uncn Cxclusis :trllentr ,1 Ion net trofilos . fPor cl contrario, los anticuerpos fi'cntc a los antigenos del sistcnla .AI;I1 tic Al-1111A, C~ tic til" 1) 10C,111/ado, \ ,ifccta a Irrs t,lsrn

N/B NAW pntriuien Tina sCric tic autctanticucrp~ts i :ulticritr()tito, ;uuinutlcarcs, anti-.Al)N v anti. S111 1 1 padCCCll una enfermedad por innltuloconnplcjos nun- prrccicia al I .ES humano . Estos ratcn,Cs no prcscntan sintomas clitic nicos al naccr, hero a los 2-3 nleses cida dcsarrollan anemia 11cniolitica . Las pruchas para detectar anticttcrprts antieritrctcitarios i prucba tic Coonlhs i, anticuerpos antinudcarcs, cclulas 111l1jcas C inn1un()CCtnlPICjos tl1-tulantCS son positjcas, y sc ohscrcan cicpcisitos tic innnulocomplejos cn los glonlcrttlos s' cn cl plc.s o coroidco . La cntcrnlcdad es macho nlas flcn-ida cn las tic 11cnibras, quo: mucrcn a los pocos nleses tic la aparicilin I( )s ejnto111as (f`7 .25 .8) .

sa11`aujncrrs tic pcquen() calibre t a Itn tcjidos circtuldantcs; normalnlcntc suck ser inducida cn la picl . I'ara cl1o, sc ininuniza repctidanlcntc a un animal hasty yuc SC tic detcctc una cantitidd tonSIdCrab1C anticuerpos scricos i princj pn1nlCntC I'G i . ( :uando so: jm ccta a continuation pttr s is stlbCUti nca o intradcrlnica cl antigcnct, SC I,r(xiuci una rcacticin Cn CI puntic to imcccion, qUC en n1nt11aS orasioncs to atctnlpallada tic un inrenso edema d1- henun-ragias, scgiul 1a cantidati t1c go: lo jn t-cctado . 1.:1 reaction alcanza x11 inazinla intcnsidad a las 4 1011oras, dcspucs cnlpicza a ticsaparccer \ apcnas es perceptible ;1 las 48 [it)ras tic la imcccicin f/icq . 2 .5.9) . ~kdialltC Cstudios de inn1t111ofluorescencia se 11a detnotstrado yuc cl dcllosito initial tic antigeno, anticucr-pos s . ccnnplenlento stabrc la pared tie] caret U segtlida tic un :i infiltration pctr ncutrofilos tic la agrrgaiicm intracas ill;u-dC plat quotas t/iq . 25 .10'1. Esta al"rcgacion playuctaria pucdc prococar oclusioncs sascularcs c intlusct necrosis cn los casos teas gralcs . I ranscurridas 24-48 floras, los nCUtroifilos soil sustituidos por cclulas n1cn1onucIcares, y finalinente aparecen algunas cclulas plasnlaticas . La actinacitin ticl conlpicnlcnto, 1 a %ca por la cia clasica o por la s'ia altcrnatil- a, CS cscncial tiara yuc sc prociuzca la reaction tic Arthus . Lit auscncia tic colnplclnento Ion ncutrofilos no son atrai tic dos llacia CI Ittgar la imCtti()I1, Y la itnica reaction yuc SC ohscr a cs un ligcro edema. EI I'NEo potcncia tic ditcrsas mantras las rcspuCStas inmunitarias nlccliadas 1101- cclulas c ~ . tap. 101 . F ..] tratanlicnto con :antiturrpcts 6i- cntc a FNF IntcdC rctiucir Id intcnsidad tic las rcac ciones tic Artllus. Tanlhicn sc 11a Sugcrido quo: cl anti-TNI : pttedc tic scr util para cl tratanliento la artritis rcunlatoidC . La relation Cntrc las tanticiadCS ti c antigen() anticuerpo est:i dircctanlcntc rclacionacia coil la intcnsidad tic la reaction . Los illnxtnoconlplcjos yuc so: 601-111;111 tuando cxistc cxccso tic anti-

Curso temporal de la enfermedad del suero experimental

Enfermedad autoinmunitaria de los ratones NZB/NZW

La enfermedad por inmunocomplejos de los ratones NZB/NZW es debida a fenomenos autoinmunitarios l irs rat(),rcs luhrid,)s 1

suero xenogenico °rodeAg remanente en sangre

antiq,nc:

nefritis y arteritis

`

a z

t :aal

inrnunocomplejo an!lge "lu fibre

anticuerfx> libre 7

0 dlas Fig. 25 .7 . Tras la inyeccion de un suero xenogenico se produce un periodo de latencia de unos cinco dias, en el que en el suero solo se detecta antigeno libre. Transcurrido este tiempo, se producen anticuerpos frente a las proteinas ajenas, con la consiguiente formation de inmunocomplejos sericos ; esta es la fase en la que aparecen los sintomas de nefritis y arteritis . AI principio existe un exceso de antigeno, y se forman inmunocomplejos de pequeno tamano ; segun va aumentando el titulo de anticuerpos, los complejos que se forman van siendo mayores, y se depositan y son eliminados posteriormente . En esta fase desaparecen los sintomas .

2

inmunocomplejos renales anticuerpos antinucleares

4

6

8

10

12

meses de edad -proteinuria -Ab frente a los eritrocitos

Fig. 25 .8 . Evolution de la enfermedad autoinmunitaria de los ratones NZBiNZW hembra con el tiempo . La incidencia indica el porcentaje de ratones que presenta cada una de las caracteristicas estudiadas . Los IC se detectaron mediante inmunofluorescencia de tortes de rinon. Los Ab antinucleares fueron detectados en suero mediante inmunofluorescencia indirecta . La proteinuria indica el grado de deterioro renal. Los auto-Ab frente a los eritrocitos aparecen en fases tardias, y no suelen presentar correlation con la patologia renal. La enfermedad autoinmunitaria en los ratones macho se produce unos tres meses mar tarde.

Persistencia de los inmunocomplejos

geno o do :uttjCucrpo sun ntucltu n1Cn0S tri\icos clue los quc fbrman cuandu Las cantidadcs son cyuintrrlccularcs .

SC

PERSISTENCIA DE LOS INMUNOCOMPLEJOS Los inmunocomplejos suelen ser eliminados por el sistema fagocitico mononuclear

Ir .u is .tcti~acirin clel crnrnplemcntrr, Irrs inmunrrannPlcjr , s sera ~~p :cmvadrn ;un ( "F) c climinadus purcl sistcma fagocitico mononuclear, cshcctalntentc en CI higadr~ \ cn cl barn . La climinadcin se produce mediante la unicin al receptor do (3b, ricnuntinado (Itl ; cn Ins primates, la nmsorm dc las mulcculas dc receptor dc (3b SC cncucntran situadas cn Irrs eritrucitos . i Los

Fig. 25 .9 . Aspecto de las tree reacciones cutaneas mas importantes . Las reacciones de hipersensibilidad de tipo 111) provocan un notable abultamiento de 5-7 mm de diametro en el plazo de 15 minutos, que presenta un borde bien definido . Las reacciones tie Arthus (hipersensibilidad de tipo III, 2) aparecen a

dcmas animalcs carccen dc rcccptorcs critrocitarius dc (;3b, prrr lo clue dcl,cttdcn csclusi\amcntc dc Ios rcccptorcs do C ;b dc Lis playuctas. i Cada critrocitu poscc unos 700 reccptrrres, \ su clictcia cs manor cuandu onus cuantos dc cllus sc cncucntran a,,ru pados cntre si, ya yuc dc csa forma aumcnta la l\idcz do uuirrn con Iris immulocumplcios dc gran tantaitu . (RI SC tmc con litcilidad a Irn innlunocumplcjus yuc 11,111 lijado CI cuntplemcnto, como sc ha demostrado ell cxperimcntos Ilc\adrrs a cabo con anintales despro\°istos dc complemcntu (. jilt . ?~ 11 ; . Los eritrucitus de los prjm ;ttcs centstituscn 1111 sjstcma de regulacirin, al unirse a Irrs complejos que han fijadu Cl cumplemento ~. clintinarlos del plasma . El llujrr laminar clue csistc cn los r:tsos dc pcclucnrr calibre hcrmite a Ir,s critrocitos manteitersc cn cl ccntro del \'asu, clucdando rodeados hex- cl flujo de plasma . Dc csta l'rrma solarncntc cl plasma establccc contacto con las pare

las 5-12 horas de la exposici ,-m, -m (50 mm o mas) y su borde no esta tan bien definido . Las reacciones de hipersensibilidad de tipo IV (retardada) dan lugar a una lesion rojiza con induracion a las 24-48 horas, de unos 5 mm de diametro (3). 1h[

P

]

.,

.-

La reaccion de Arthus

quimiotaxis de los rWutr0files

Fig. 25 .10. El antigeno inyectado por via intradermica se one a los anticuerpos especificos presentes en la sangre, dando lugar a la formation de inmunocomplejos. Estos complejos activan el cumplemento y ejercen ciertos efectos sobre las plaquetas, liberandose como resultado de ello aminas vasoactivas . Los inmunocomplejos tambien inducen la liberation tie TNF e IL-1 por parte de los macrofagos (no mostrado en la figural . Los fragmentos C3a y C5a del cumplemento inducen la desgranulacion de los mastocitos y atraen a los neutrofilos hacia el tejido afectado . Los productos de los mastocitos, entre los que se encuentran la histamina y los leucotrienos, aumentan el flujo sanguineo y la permeabilidad vascular . La reaccion inflamatoria es potenciada por las enzimas lisosomicas liberadas por los polimorfonucleares . Ademas, el C3b que se deposita sobre los complejos los opsoniza y facilita su fagocitosis . La reaccion de Arthus se produce en pacientes con anticuerpos precipitantes, como aquellos con alveolitis alergica extrinseca relacionada con la enfermedad del pulmon del granjero .

Hipersensibilidad de tipo III

dcs Lie lo)S cases IJirt . ?i.12) . LOS eritrocitos solo cntran en Contacto) con estos paredes en lo)s sinusoidcs del higado 1 . del bazo o) en las zonas de turhulencia . 1 .0% intllunocOnIPlejcn son transportadon hasta cl lugado c el bazo, en dondc son capturados por lo)S nlacroifagos ijos dc esos tcjidos I`/iq. ?5 .131 . I'M cstc proceso se elinlina tamhicn la macoria dc CRI, po)r h) quc cuando la tornlaci6n dc innutno complcios es conltinua, el nulncro de reccptores se va rcducen do progrcsicamcnic, altcrando el funcionamicnto normal del sis tcnla Lie climinaCioin do ill nlunoconIPICjo)s . I'or ejcnlplo, Ios pacicntcs coil LES pucdcn tenor solo la mittd Lie rcccptorcs quc tin indiciduo normal . l .on compIcion tamhicn K puetien dcsprcndcr dc JOs eritrocitos circulantes por la action clviniAtica del factor 1, quc cscin dc ('31) y dcja tin llcquctio fragnlcnto (('3dlz I unido al receptor CRI tic la nlcnlhrana celular. ,A continuation, Ios conlplcios soluhlcs dcsprendition star eliminados lx)r I,1s cclulas tagociticas quc poseen reccptorcs del dominio Fc dc Lu Ig( ; (ftp. 3i .1 .i1 . El complemento facilita la disolucion de los inmunocomplejos I)csdc Ion trahajon tic I lcildcrhtrgcr en 1 .1 dccada dc 1930 accrca dc la Curca de la prccipitina, sc sake quc cl complemento retrasa la prccipitacion dc IOs innlunOCOnlplejos, aunque durante algtin ticnlpo no se dio importancia a este hallazgo . La capacidad para mantener Ios innumocomplcion en forma soluble cs una timcitin de la via clasica del complrtncnto . I .os comlx)nentcs del complemento rcducen cl nunlcro de epitopon a Ios quc so : pueden unir Ios anticcierlx)s (cs decir, rcducen la calcncia del antigcnoi mccli ;ulte su inscrci()n cn la red del complejo, dando lugar a inmunocomplejos dc Efectos de la ausencia del complemento sobre el destino de los inmunocomplejos

inmunocomplejos quc permanecen en la circulation t%)

mcnor tanl :ulo c, po)r tanto, solubles . Estos complejos aSl)CLILiOS a componcntcs del complenlento se linen rapldallictlte al receptor do ('3b ICR11 dc Ion eritrocitos tic Ion primates . El complemento pucdc inducir la disolucioin dc Ios compic)os quc 11,111 prccipitado prccianlcntc a traces Lie la via altern :uica (/in. 35 .1-1). P; recc quc la diSOIUCi()t1 s< produce dchjdo a la insertion de Ios tiragnlcntos ('31) c ('3d Licl complemento) en Ios complejos . Es l,tnihle quc en los indisiduo s nortnalcs se estcn dclx-)sitando continuanlcine inmunocomplejos, quc serian eliminados nledianiC Liisoluci6n . En caso de title esto litcra cierto, cstc proceso prewntana anonlalias en ion haCICntes coal dCtctto5 del con1plemcnto~, to yue protocana tin Ll(7lscisito coaltinuo dc intnunocotnpIcio)s . 1)e llecho, se hart Licicctado dctccto)s en cl pro o:cso dc disolucion en cl suero do paciclucs coil cntcrmedades sistemicas tnctfiadas por innutnocompIcios, pero no) se salx coil Certeza si estc detccto cs dc naturaleza primaria o) sccundaria . El deficit del complemento altera el proceso de elimination de inmunocomplejos En los pacicntcs con Rajas conccntracio)ncs tic I) )s umll,)nclucs dc la via clasica ticl omlplcnlcnto, lo)s mtnunoconlplejos no sc unrtl hicn a Ios eritrocitos . El Licticit dc complemento sc puedc deber al agotainiento de sus componcntcs dchido) a una cnfermedad po)r ill nuuIOCOnlplejos o t algtin trastorno hcreditario, Como cl Licticit dc ('? . Cahria espcrar yue la consccuencia de estos detectos tuese la acunlulaci6n dc inmunocomplejos circulantcs, pcro de hccho Ocurrc to contrario N , Ios conlplcios dcsaparccen rapidamente dc la circulacion . Estos complcios quc no sc encuentran unidos a eritrocitos som capturados rapidamente por cl higado Ipcro no la)r cl bazo)i 1 . a continuacioin son hhrrados, dCPosit .inC1OSC en la picl, Ios rillones y Ios musculos, dondc pucden dar lugar a rcaccioncs inflanlatorias (/iq . 35.15) . La intitsi6n dc plasma fresco) corn conlplenlcnto hacc quc el proceso Lie eliminaci()n dc conlplejos s-uclsa t la nornlalidad, to quc dcnulcstra la importancia del complenlcnto en este proceso . La incapacidad del hazo para capturar Ios innunloco11hlcjos no scilo da lugar a cntcrmedades POI - ittttltulOCOtnplejOS, situ) quc tamhicn puede atectar ti torma importantr al desarrollo tic las Funciones de eritrocitos en enfermedades por IC

pared del vaso

plasma

inmunocomplejos unidos a eritrocitos

complemento normal - ausencia de complemento Fig . 25 .11 . Se inyectaron inmunocomplejos (ICI en forma de bolo en el sistema circulatorio de tin primate . En los animates qua poseian tin sistema del complemento normal los IC se unieron rapidamente a los receptores CR1 de los eritrocitos. Por el contrario, en los animates quc habian sido desprovistos del sistema del complemento mediante tratamiento con factor de veneno de cobra, los IC apenas se unieron a los eritrocitos . Paradojicamente, la elimination de los IC es mas rapida en los animales carentes de complemento, ya qua estos complejos an lugar de ser eliminados por el bazo se depositan en los tejidos . (Segun datos de Waxman y cots ., 1984 .)

2:0

.06 A&V411111PIPMW

Fig . 25 .12 . La sangre atraviesa los vasos sanguineos mediante tin flujo laminar, an el quc los eritrocitos permanecen en el centro del vaso, a su alrededor fluyen los leucocitos y unicamente establecen contacto con las paredes el plasma . Los IC unidos a los eritrocitos a traves de CR1 (1) se mantienen alejados de las paredes del vaso . Las anomalias del complemento impiden la union entre los eritrocitos y los IC, y los IC si establecen contacto con las parades de los vasos (2) .

Persistencia de los inmunocomplejos

respucstas inntunitarias adceuadas . Esto es debido ;a yuc cl bazo dcsempeita un papcl escncial en el procesamicnto de antigenos N cn Ia induction tic I .is rcspuestas inmunitarias (s . cap. 3) .

El tamano de los inmunocomplejos influye en el proceso de deposito de los mismos

Disoluci6n de los IC mediada por el complemento disolucion 100 de los inmunocomplejos (%) suero fresco

Ell

Soil Cj illj i general, IOS ill mtulotcnnl'lcj()s do masrn- tamano tic un0S pocos rt1irtutOS, micntras lurr el plazo nados cl hi;-ado en tic que los complejos m:is pcqucnos cirrulan durtntc periodos prolongados l lirf. ?S.16) . Esto es debido a yuc los inficmpo ntas nmnocontplejos tic may or tamano lijan el complemento con mas cficacia, por to yuc SC until ntcior a los eritrocitos. Adentis, los tic complejos manor tamano son lihcrados m.is Icntantente de los eritrocitos por la :tccicin dcl factor 1 . l'or tanto, cualquicr factic IOs inmunocomplejos afcctara tor quc iutlu'a en cl tamano elimination de los mismos . i, Sc ha sugeritambicn al proceso tic tic do que los defectos gencticos que fawreccn la production tic baja atinidad podrian dar IUgar a la tirrnraci" desprovistos de plaquetas tratados con inhibidores de las aminas vasoactivas Fig . 25 .17 . Se indujo la enfermedad del suero en ratones mediante una unica inyeccion de albitmina de suero bovino. Los animates se dividieron en tres grupos : no tratados, sin plaquetas y tratados con antagonistas de las aminas vasoactivas . Se determine la incidencia de lesiones cardiacas y pulmonares debidas a la enfermedad del suero . El tratamiento farmacologico redujo considerablemente los signos de la enfermedad, al disminuir la permeabilidad vascular y reducir de esa forma al minimo el deposito de IC .

Deposito de inmunocomplejos en los tejidos

ciim :a largo plaro dc antagonistas tic la, aminas yasoactiyas, como la cloricniramina o la metisergida, reduce considcralslenicnte cl deposito tic inmunoconiplcj()s lAq. 25 .171 . Adcnias, cs atin m:is iniportante cl liccho i;dcsdc cl lpunto tic vista dc la pt- c\ cncioin do la cntcrrnctlad i dc tiuc Ios ratoncs NZli ;i'\Z\V jhyencs tratados tom nretisrrgida ticsarrollan ntenots Icsioncs renales quc Ios ra

tones de control ;fist . 25 .18'j, El aurncnto dc la pernicahilidad yastular pucdc scr inducido mctiiantc diycrsols mccanismos tic inip(mtancia yariahlc, scuiin cull sea la entcrinedad cxistentc \ la especie animal implicatia . Esta uriabilidad hacc yuc la intcrprctacion tic los rcsuludos oib tenido(, cn alguno, nIOdcl(), animalcs sea diticil . Sin embargo), cl complcmcnto, los nlasto(citois, los hasofilos y las plaquctas Lichen set' sicml,rc considcradors fucnies potcncialcs de aminas yasoacti-

dente es la artritis rcumatoidc, cn domde Ios factorcs rcumatoidcs IgG anti-l-( ; sc li>rinan cn cl interior dc la cayidad sinmial ; a coriltinu.ICion csios anticucrpos sc combinan cntrc si v dcscnca(icnan la rc .i-coin inflamatomia .

El lugar de deposito de los inmunocomplejos depende en parte del tamano del complejo

L'n cjcinl, l() (lart) cs cl ritu'In: I,ts inniuiio(c(mylcj((s tic I .Imano pcqucfuo prtctien atraycs .u I .I iiictnhr .Itla halal Ioimcrular V SC ticpo,itan cn la lurch cpitclial tic dicha mcmhrana ; los inniuno tomplcjos dc nlay()r tamaiur no pucticn atra\csarla, por I(i yuc se SLiCICII acunuilar entrc Cl endtttclio \ ht nienihrana halal () Cl mc-

\as en tualquicr especie animal .

El deposito de inmunocomplejos es mas probable cuando la presion arterial es elevada o cuando existen turbulencias

cti I((s capilarcs glomcrula \lutha, nLtcrt nn()]C, LILT, rcs, cn Ios quc la prcsioin sangumca cs aprmimadamcnte cuatr() teas mayor clue cn cl rcsto do los capilarcs (/iq .25.1o9,1 . Cuando sc reduce la presi(m sanguinca glontcrular tic III) ctlnej() mctiiantc la constriccitrn partial tic la arteria renal o mctiiantc la lig.tdura dcl ureter, cl delshsito tic innrtmoconIIplejos tamhicn sc rcdu cc . I'or cl contrario, Si SC :umicnta la prcsion sanguinca glotlcrular incdiante la induccioin artificial do hipcrtcnsion, cl deposito do inntimotomplcjos aunicnta, ctm1o dcnttICSti'a cl IIcclio de la apariciln tic sintonras dc la cntcrntetiad tic[ ,t]er(). En otras regioncs corporalcs, [,is Icsioncs m;is inlportantcs sc prolduccn cn zomas tic flujo turhulcntol . Estc CS pr0hio tic las turyas y bifimcationcs tic las arterial, asi como tic ticterininadois hltros yasculares, conxi cl pie\o coroidco I. Cl cuer[1o cili ;u' tic] gloho ocular.

La afinidad de los antigenos por tejidos especificos puede dirigir a los inmunocomplejos hacia determinadas zonas La Ilihcriciisitin ,(rirrial .a nitcl [((cal pcrmite c\plicar por yuc Ios

inmtnt00nnplej()s tiCilticn a ticpositarsc cn cicrtos organos, llcr(( no pair yuc ell algunas cntcrniedadcs Its inmtinoconiplcjos sc drpo(sitan cn or ganos cspccilicoi% . E:n cl I .FS se Produce un COInsidcrahlc deposito tic complcjts cn Ios rifioncs, micntras yuc tit la artritis rcuntatoidc no, cn cstc ultimo caso, aunquc Its innnintitoml,lcjt,s circulantcs son ahundantes, cstos ticndcn a dclaisitarsc cn ],is articulaciomcs . Es posil,lc yuc cl antigen( Clue tilrma part( tie Ios cotmplejos conficra csl,ccificidad do ()rgano, y sc lie dcsarrollado, un nloxiclo quc denuicstra c(nmnccntcmcnte cstc heels( . En este model( st administra endoltol\ina a ratoncs, to yuc induce Icsioncs cclularcs y la liberation tic AI)\, yuc a contirtuacitn se Line a las IIICIII branas basalcs glonicrUlarCs sanas. I .a attiyati -+-- i Immunol 11,132 ?531-7 TheofilopoWo= ' . °on FJ The biology and detection of immune complexes - . -until 1979 ;28 89-220 . Warren JS, Yabro't ilR, Remick DG, et al Tumour necrosis factor participates in the pathogenesis of acute immune complex alveolitis in the rat J Chn Invest 1989 84 1 873-82 Waxman FJ, Hebert LE, Co , n,, :off JB, et al. Complement depletion accelerates the clearance of immune complexes from the circulation of primates . J Clin Invest 1984,74 :1329-40 . Whaley K Complement and immune complex diseases In Whaley K led) Complement in Health and Disease Lancaster MTP Press Ltd, 1987, Williams RC- Immune Complexes in Clinical and Experimental Medicine Massachusetts Harvard University Press, 1980 World Health Organization Scientific Group Technical Report 606. The Role of Immune Complexes in Disease Geneva WHO . 1977 °r

-"

Hipersensibilidad de tipo IV " Existen tres tipos de hipersensibilidad de tipo IV : por contacto . de tipo tuberculinico y granulomatosa. " Las celulas de Langerhans capturan y procesan los haptenos aplicacos sobre la pie), para presentarlos a las celulas T especificas de antigeno . " Las citocinas producidas por las celulas inmunocompetentes de la piel (p . ej . . queratinocitos, celulas de Langerhans cdltllas TI atraen a las celulas T no esoacificas de antigeno, asi como a los macrofagos . " Las reacciones de hipersensibilidad de tipo tuberculinico se utilizan para comprobar si ha existido una exposition previa a diversos agentes infecciosos.

. Scgijll la clasiticacj(nl tic ( :(x)n1bs 1 tic]], oats rcaccioncs tic Ilipcrscnsibilidad tic tip() 1\' ~ rctarda cia ) tardan alas do 12 horas cn ma . nitcstarse, l cn colas (stall inJIllicadas re .ccioncs illIllullitarlas Ille diadas por cclulas, sin illtcrlcllcio'n al ;'una dc ],is rcaccioncs Ilunloralcs. Sin cnlbaargo, cn la actualidad ac sabc (Iuc hay otnu rcaccioncs do Ilipcrscllsihili(taad yuc tanlbicn pucticn cncajar (1cn tro dc csta dcfinicion . POr cjcnlplo, la fast tarthA sic [as rcaccioncs

Incdiadas Pot IgF. S C ))cock nlanifestalr IIASta 12-_'4 floras dcspucs dcl contacto coon cl alcrgcnol. Aunquc cl mccanisnlo titndanlcntal dc csta rcaccicin csta mcdiado por Ias I ;-E, cn cola tanlbicn intcrt- icncn la's cclulas'f C01,11101 - adorats, to ]tic con1plicn alull nlas el panorama . I la \ horas rcaccioncs (coin() la reaccion dc hipcrscnsibilidad dc joncs-,\lot(, yuc pucdc (Itic sea analogy a las rcaccio

ncs de Ios haSOtilos cutancc)s dc los cobasasl yuc antiguan1cnte tanlhicn sc consicicraron rcaccioncs dc hipcrsensibilidad tic tip() IV, altlllytiC sus n1ccanismcn 1. su illlpOrtancia clinics todalia no hall side) aClaara(1os: cn cstc capitulo no o sc cobcra a haccr noon cirnl :a cstas re.tccionlcs . .-11 contrario dc I() yuc ocurrc cn otras ti)rnras dc hil,crscnsibilidad, la hipcrscnsillilidad tic tip() IV no pucdc scr transtcrida dc tin allinlal e toll'() nlc(iiantc la trallslcrcncia tic sucro, sin() yuc Cs necesari(o tr,ulstcrir cclulas 'L co)IabOradoorals Cool I cn cl rat6n ) . Es obs-io (111C cstc tip() dc hipcrscnsihilicfad cst.i rclacionado con Ion proccsos illnlunitarios pr()tcctorcs dcpcndicntcs dc cclulas l', pcro, sin cnlbargo, allnhos tcnomcnos no sicnaprc 1 -an nsociad(n: Cll algunas Ocasi(ollcs It() czjstc UIM co)rrclacio)n total clltrc la Ili1wrscnsibilidad dc tipo IV \ la innlttnidad protcctora . Las cclu Las l- yuc (1,111 lugar a lau rcspucstas sir tipo retardado ticncn yuc labor silo scnsibilizacias prcl- ianlcntc por csposicion al antigcllo, v sit nlision cs atracr cclulas dc otros tipos Iracia la zona (ic la

reaccion . I lay trcs rcaccioncs dc hipersensibilidad (IC til)o R' i /ir) . 26 .11. . La hipcrscnsibilidad po)r contacto 1 la (ic till() tuberculinico sc la% 72 horas postcriolrcs ;a la cxposicion manificstan durantc al Ag . Las rcaccioncs do tipo granulonlatoso tarcian tout 21 l 28 dills ell Illanlfestarsc ; los granul(nllas tic tormatl cool() collsc cucncia tic la agrcgacio)n v prolitcracion (Ic los nlacr(Aagos, y la rcaccion sc pucdc prolongar varias scnlaanas . En cuanto a sit inlportancia chnicaa, esta cs sin du(la lay rcaccicin nlas gralc (ic Ilipcrscnsitlilidad dc tipo I\'. 'bras la cxposici6n .1 till Ag puccic producir alas do till tip() dc reaccion ; Ias discrsas rcaccionhes sc

pucdcn so1lapar unas coil otras. Los trcs tipos dc hipcrscnsibilidad retardada sc ditcrcnciar(n scgun la rcaccicin quo sc product ail aplicar cl :1g s()brc la picl (adnlinistraaci(')n cpicutaancal o imcctaa- por lja intraticrmica. En los aminlalcs, la nlagnitud (ic la respuesta SC suck cictcrnlinar nli dicndo cl cngrosamicnto) producido cn la picl . Esta respuesta pucdc acompanaarsc dc un,1 scric tic rcaccioncs innlltnitarials sistcllllc'.is .

" En las reacciones granulomatosas existe tin equilibrio entre los efectos protectores del sistema inmunitario y las lesiones fisulares que producen las reacciones de las celulas T frente a los antigenos insolubles . Un buen ejemplo de este tipo de reacci6n es la lepra tuberculoide . " La persistencia del antigeno induce la transformation de los macrofagos en celulas epitelioides, que se fusionan entre si y dan lugar a celulas gigantes La respuesta patologica global se denomina reaccion granulomatosa, y provoca lesiones tisulares. " La formation de granulomas se inicia cuando las celulas T activan a los macrofagos, y para que se produzcan es precisa la presencia de TNF.

HIPERSENSIBILIDAD POR CONTACTO La hipcrscnsibilidad por contacto sc caractcriza Ilor una rcaccicin ccccnl .ltosa cn la /cola en yuc SC Ilroducr conttact) Coil till Acrgcno +h!r 26 .2'1 . Suclc aparcccr tras cl contacto coil agcntcs colllo cl niqucl, loos cromatos, los acclerad()rcs do la polinlcrizaacion tic Ins gonlas c cl pcnta oiccacatccol I; colllponcntc do la I11edl'd s cnc

Los tres tipos de

hipersensibilidad de tipo retardado

reaccion retardada

tiempo maximo de reaccion

por corltawto

48-77 horns

tuberculinica

48-72 horas

granulomatosa

21-28 dias

Fig. 26 .1 . Las reacciones de hipersensibilidad por contacto y ]as de tipo tuberculinico presentan tin curso temporal parecido, y su intensidad es maxima a las 48-72 horas. En determinadas circunstancias (p . ej ., ante Ag insolubles) tambien se pueden producir reacciones granulomatosas, a los 21-28 dins de la exposition (p . ej ., pruebas cutaneas para lepra) .

Fig. 26 .2 . Las lesiones inducidas por las reacciones de hipersensibilidad por contacto an tin caso clinico y en una prueba de parche . 1) Eccema on la inuneca debido a la sensibilidad irerlte al niquel que contiene la hebilla del reloi. 2) La sospecha de alergia se puede contirrnar mediante la aplicacion de los posibles alergenos, a concentraciones adecuadas y en los vehiculos apropiados, sobre la zona superior de la espalda del paciente (prueba del parche). Las reacciones positivas dan lugar a tin eccema localizado en el punto de aplicacion, 2-4 dias despues de la misma .

26

Hipersensibilidad de tipo IV

nosy 1 . hl coltlacto Colt agentes irritantes Line provocan Icsloncs Cutancas mccliantc nlecanismos t6xicon no rclacionados con la 1liperscnsibilidad pucdc dar lugar a cccenlas . Aunque las rca :cioncs inicialcs diheren, Ices aCo~tltCCnttic1ll0s innlunitariots +IC SC produces tras cl contacto con agcntcs irritantes v coil alergenos soil parccidos . Las regioncs con acti\idad inmunitaria tic los agcntcs cnumerados antcriorlnentc sc dcnominan haptcnos . Los. haptcnos, .11-CS C11VOS PCSOS n1010001 SUCIC11 scr inleriotrcs a 1 kdal, son dctnasiado pcqucnos conut para posccr inmunogcnicidad intrinscCa . Pcnetran cn la epidermis sc conjugan cost protrinas atrporalcs, generalnlentc tic forma co\ alcnte . l a potcncia xensibiliiadora tic un hapteno no pucde ser prediclta coon fiabilidad atendiendo tinicamente a su estructura quinlica, aunquc cxiste una cicrta cotrrclaci6n mire 01 nanlcro tic haptcnos unidos al transportatiotr N la capacidad tic la nlolccula para pcnctrar cn la picl . Adcnus, algunos agcntcs indUCtotrcs tic alcrgia por cotntai to poscen Carbonos unidos por dobles enlaces, por lot que sc o\idan con tacilidad . Algunos haptcnos, conto cl dinitroclorolxnccno i I)\('1 ;1, sensibilizan pricticantcntc a totdos Ios indi\iduos, por to gtlc puccicn scr utiliiados para cotntprotbar cl titncionan1i0nto tic lots Con1PoncntCS CClulares dcl sistcnia inntunitariot . EI I)\CB aplicado por \ia CpitLltanca sc uno a Ion grupos -\H, de la% lisinas tic las protcinas cpjdcrlnicas .

Las celulas de Langerhans y los queratinocitos desempetnan funciones esenciales en la hipersensibilidad por contacto

Las celulas de Langerhans son las principales celulas presentadoras de antigenos La Itiperscnsihilid .t d por contact() cs cscn :ialmcntc una rcaction cpitierinica, % Lis celulas dentintica% de Langgerhans de la rrgiun suprabasal tic la epidermis soil las principales celulas prcscntadoras de antigenos (CPA) quc intervicncn en cstas rcacciones . ?h .3) . 1 .,is celulas de Langerhans procedcn tic la inedula 6sca l-/?it \ exprcsan CD 1, antigenos CPI I tic clasc II \ reccptorcs tic sitpcrticic tic Fc \ dcl complenictm) +~ . cap . 21 . \Icdiantc microscoopia clectronica sc obscr\ - ,1 tiuc posccn lon ticnontinados gra nulos tic Birheck, unos organulos procedcntes de la nlcnlbrana celular espccitiCOS tic cstas Ccltdas . Las celulas do Langerhans soil inacti\atias por los ra\os ultra\iolcta 11, quo poor tanto pucticn anular o atcnuar lots etcctos tic la hipersensibilidad por contacto . 1 .1% Celulas tic Lanverlians sc contportan in ritro coma (PA, \ son alas Cticaccs Cn CSIC SCntitiO yuC Ion ntonocitos . Silt en1bargo, no sc conoccn los mccanismos qUC utilivan las celulas de Langerhans para proccsar logs antigenos . F% lutsiblc que cstos se unan a las moleculas C .PH tic claw 11 \ scan ingcridos mediante endocitosis dcpcndientc de receptorcs, tic acuerdo ion un me canislno en cl quc tatnbicn intcrsendnan los granulos de Birixck . \1

Fase de sensibilizacion de hipersensibilidad por contacto complejo hapteno-portador L

hapteno

epidermis

K

Fig . 26.3 . C61ulas de Langerhans. 1) Estas celulas dendriticas constituyen el 3% del numero total de c6lulas de la epidermis . Expresan diversos marcadores de superficie que permiten visualizarlas . En este caso pertenecen a una secci6n de piel normal y se has ter)ido mediante un anticuerpo monoclonal que reacciona con el antigeno CD1 (como colorante de contraste se ha utilizado haemalum de Mayer) . L . c6lula de Langerhans, K = queratinocito . .312 . 2) Microfotografia electr6nica de una c6lula de Langerhans con uno de los caracteristicos ~igrAinulos de Birbeck)> . Este org6nulo es una estructura plana con unas estrias centrales claramente visibles y que muchas veces presenta una prolongaci6n tipo flictena en uno de sus extremos. x 132 .000 .

Fig . 26.4. El hapteno da lugar a un complejo hapteno-portador en la epidermis . Las c6lulas de Langerhans ingieren el antigeno y migran a traves de los vasos linfaticos aferentes hasta las regiones paracorticales de los ganglios linfaticos locales, en donde adoptan la forma de c6lulas interdigitantes y presentan el antigeno a las celulas T CDC .

Hipersensibilidad por contacto

Los queratinocitos producen una serie de citocinas quc desempenan importantes funciones en las respuestas de hipersensibilidad por contacto

tlucratinocitors contfcrcn a I .i rpidcrmis integridad estructural dcsemhcnan kin papcl cscncial ell Icrs Icn6mcnos inmunitarios quc sc producen en la mjsma. Pueden exprcsar solve ski mcmhr; na cclular molecules ('PH de class II c I(`.N I-1 . Adcrnas lihcran citocinas, cntrc las que se encucntran 11, l, [l .-3, ll .-6, IL 8, . GM-(S[ ; , '1'NFu, TGFu s TGFj3. 11, 3 pucdc :tctir ;tr has celulas do [ant,gcrlrrns, actuar comp ,gems quitniotactico \ cocstinutlantc do las respuestas prolitcratisas do los mastocitos e inducir la sc10 \r'l*GFj3i, clue crcciiin dc citocinas inmtmostiptesoras I p . cj ., 11, tcn(imcnos tic ancrla respucsta innlunitarja den lugar a atclliian gia clonal {auscncia de respucsta inmunitaria) dc Ins cclulas Ti 11 . 1 .()S yucratinocitcrs pucticn set actisadors mcdiante disersos estintulos, cntrc los quc sc cncucntran Icrs alergcnos v Icrs agentcs irritantes. Una sez activados, producen citocinas jnnttm(restinutlantcs como T\Fu v GNl-(:SF, quc activan a ski vez a Las cclulas dc 1dos hts nlccanismos rcguladorcs yuc contrtalan las rcSPUCStas innTtnlitarias I; \. Cap. 13, 1 . Por tantct, la inntunohitalogia dc Itas trasplantes abarca pnacticanlcntc toxlos los aspccto.S dcl iclll:l Innlttilltario .

14

Trasplantes clinicos lirgano trasplantado

ejemplos de enfermedades

nrmr,

Insllicwrwla ienal terminal

corazon

insuficiencia cardiaca terminal

pulmon o corazon/pulmon

hipertension pulmonar, fibrosis quistica

higado

cirrosis, cancer, atresia biliar

cornea

distrofia, queratitis

pancreas o islotes

diabetes

medula osea

inmunodeficiencia, leucemia

intestino delgado

cancer

piel

quemaduras

Fig. 27 .1 . Los organos y tejidos se trasplantan para el tratamiento de diferentes enfermedades . Cada tipo de trasplante presenta sus propias dificultades medicos y quirurgicas.

27

Sis-

OBSTACULOS FRENTE A LOS TRASPLANTES

LOS ohst :icu1cn Ircntc a los trasplantes sc dchcn titndanlcntal

mcntc :a la disparitlatf gcnctica cntrc cl donantc \ cl receptor, hrs iiliCi-to, SC pucdcn tic\ idir ell auttrinjcrtos, isoinjcrtos, aloinjcrtos a \cnttinjcrtos i /trf . ? -.?Y . Los autoinjcrtos dcsdc una parts dcl CuCrpa a ctrl not suptmcn la inlplantacit'm do tcjidcts ajenas, por lo que no~ scan lugar a rccllazos. 1)c Ia nlisnla manera, hts istainIci- tt1S cntrc Intii\iduos Isogetlicos igCIicticattaclttc Idcntlcos}, ctrnu> hts gcnuhts nlanttcigoticos I:idcnticosl o Ias rarones dc una misnla ccpa cndogainica, no c\prcsan antigenos clue rcsultCn c\ trallttS para Cl rCCCPttn-, por Ict title tanlpoco dan lu(ar a rcacciti tics tic rechazo. Los trasplantes ntis h- ecucntcs Cn la practica Cli nice sail Itrs aloinjcrtos, ell Icts yuc tin indi\iduo demo tillt)rgano a tarts indi\- idua ;;cncticanlCnte ditercntc. En estc casts cl injerto cs alovenico (cs dccir, cntrc micnlhros tic la inisnla cspcCic title prcscntan difercmcs rariantes alclicas t1C algunos gCtICS ) . Las CC-

lulas tic Ios alc»njCl-to, C\pI_CSan aloanti`;enos Clue son rccollocidos coma ajcnois pttr cl receptor . La tiisp:u-it1 ;n1 gcnetic,a maxima cs la que C\iste Cntl-C n1icn1hro>s tic LiifcrcntCS cspct ics, \' 1os \cnoinlertos que SC 11C\ all a caber ticsatiando csta barrcra xcnogenica suclcn set- rcchazatlos rapider mcntc, \a sea por anticucrpos Ig,\1 naturalcs tic] receptor ti pttr una rCaCCitin innlcdiata tncdiada pctr celulas f \. ntas adclantc 1 . 353

w

Trasplante y rechazo

Barreras geneticas frente a los trasplantes

autoinjerto

isoinjerto

de una parte del cuerpo a otra ; p . ej ., desde el tronco al brazo

entre individuos geneticamente identicos; p . ei ., gemelos monocig6ticos o miembros de una misma cepa endogamica

Algunos tcjidos xcnogcnicos, armor ]a picl, los sasos sanguincos o [as s :ils'ulas cardiacas de Icrs certlers, puCden scr tratatios conccnicittcmcntc para reducir su innaunogcnicitiad, ptrdicndo scr in1plantatlers a con6nuaci6n ell SCITS IlUmanos . Sin embargo, los in tentos tic trasplantc tic 6rganos conapletos dcsde aninlales a seres humantrs ban dado lugar a estrcpitosos fi-acasos, aunquc sc hall conscguidcr algunos cxitos en I(rs trasplantes entrc aninaales tic cspccics ditcrcntcs . Si SC ccrnsiguen supcrar Icrs problenlas innauncrl(igicos do los xcnotrasplantcs, la utilizacicin tic 6rganos tic origcn animal podria paliar la actual escascz do cirganos humantrs . ltin asi scguirian cxistiendo cicrtos problcnlas, conao cl tanaaiao tic] 6rgano del cionantc, la posibilidad tie transmision tic entermcdades dcsdc cl animal al scr lusnancr \ Icrs aspectos cticos tic cstos procedinlicntos .

ANTIGENOS DE HISTOCOMPATIBILIDAD Los antigenos de histocompatibilidad constituyen las dianas de los procesos de rechazo

aloinjerto

xenoinjerto

entre miembros diferentes de la misma especie; p . ej ., del Sr . Smith al Sr . Jones

entre miembros de diferente especie ; p . ej ., de un mono a un scr humano

Fig . 27 .2 . El factor quc determina si se producira o no un rechazo es la relation gen6tica existente entre el donante y el receptor . Los autoinjertos y los isoinjertos no suelen ser rechazados, mientras que los aloinjertos y los xenoinjertos si to son .

Los antigcnos yuc prosocan cl rccliazo tic los tcjiti(), s,cncticanlCntc difCrCntCS a ticnonainan antigcnos tic histocompatibilidad (cs t1ccir, tic conapatibilidad 0sular), V cstan ccrdificados pot los gc tics tic histocompatibilidad . Existcn mas tic 30 loci gcnicos tic histocornlpatibilidad, algun()s de los cualcs provocan rccliazos coil nlas frcCucncia yuc otros . LOS aloantigencrs title induces las rcspucstas rnas cnergicas son los quc codifican los genes del CPH ; sc tanta tlc ]as molcculas yuc prcscntan Icrs :antigcnos a Ias celulas T do mantra title cstas pucdan reconoccrlos . Todas Ias cspccics tic \'crtchrados posccn (TH . El ( .PH tic los ratones sc dcnonaina H-2, micraras quc cl tie los sores hunlanos es cl sistcnra tic antigcncrs Icucocitarios humantrs f Hl A ; s'. cap . 7) . LOS producton tic ],is xariantcs alclicas de los ticnlas genes de histocompatibilidad pro\ocan rcspucstas tic rechazo rnas dchiles cuando actuan indiridualnaCntC, p(rr for yuc sc dcntnninan antigcnos tic histocompatibilidad secund ;u-icrs ; cstos antigcnos son comp(rnCntcs Cclularcs normalcs . Sill cinbar secundarios pucde dar lugar a cncrgicas rcspucstas tie rechazo 27. .31 .

Los haplotipos CPH se heredan de ambos progenitores y se expresan de forma codominante

Antigenos de histocompatibilidad murinos y supervivencia de los injertos

arable

MHC: H-2

Los genes tic] ( :PI I se Irercdan scgtin ill , csgUCnaa n1cndclian(r Simple \ sc eyrcsan tic tirrnm todorminantc . Fs dccir, coda indixidu(r paste riots -nacdias dortaciomcs- (haplotiporo tic genes, una proceticnte tic catia progenitor (r'irt . 274'i ; anahos laaplotipos sc cxprcsan cn la nrisnla meclida, do tal forma yuc ]as CeluIas do un indjc -iduo prcsentan cn sit supcrficic tanto la% molecular ( .PH proccdcntes del padre como las proccdentcs tic la macirc r ftq . 2 - .5y .

Los tejidos trasplantados expresan molecular CPH cuando son estimulados pot citocinas

H3 H-10

varios loci secundarios 0

25

50

75

100

tiempo de rechazo (dias) Fig . 27 .3 . Tiempo hasta quc son rechazados los injertos de piel entre ratones con diferencias en cicrtos loci de incompatibilidad secundarios (rojo) y en el locus principal de histocompatibilidad H-2 (verde) . Los injertos quc presentan disparidades en varios loci secundarios son rechazados con tanta rapidez como los quc difieren en el locus H-2. (Datos del Dr . R . Graff y Dr . D . Bailey .)

I .as nlolcculas ( PH nor se cxprcsan p(rr igual cn tondos Icrs tcjidors cicl orrganisnao . L :t mas - aria de Ias tCIuLts 0M ntiCICO (asi comp Icrs critrocitos 1. Lts PFaCIUCtas tic algunas cspccics s cxprcsan naolcculas ('PH tic claw I, rnicntras yuc las naolcculas CPH tic claw II solo soil expresadas pcrr Ias celulas presentadoras tic antigcnos i (PA ; p . Ci ., celulas dendriticas c, rnacr6fagos actjsados'~, ]as celulas 11 V, en algunas cspccics, pcrr las celulas T actisadas \ las celulas del cndcrtcho sascular. La exprcsicrn tic molcculas (11'11 cn Ias celulas csta sonlctida al control tic citocinas : cl intcrfer6n y (IF\y) y el factor tic necrosis tunaoral ('i'\F1 son potentes inductores do la cxprcsion tic n1orleculas CPH en naarch(rs tipos tic celulas title, en auscncia tic ellos, s6lo cxprcsan pcyUCnas canti datics tic Ias naisnlas . Congo sc s -cra pronto, Cstc tcn()rncno ConIlc\ :a consccuencias inaportantcs corn rcspccto al rcclaazcr tic trasplantca (\' . pag . 3,7 i .

Papel que desempenan los linfocitos T en el rechazo

Herencia de los haplotipos de los antigenos CPH madre HLA-A , HLA C HLA-B J HLA-D -

,,

Expresion codominante de los antigenos CPH

padre

b

b

d

Vi Fig. 27 .4 . El CPH humano (HLA) se encuentra situado en el brazo corto del cromosoma 6. Cada una de los progenitores aporta uno dotaci6n (haplotipo) de genes CPH de close I (HLA-A, B y C) y de close II (HLA-D), de acuerdo con un sistema de herencia mendeliana simple .

LAS LEYES DEL TRASPLANTE Los trasplantes originan una situaciOn MM' especial, va que ConstitutCn CI iutiCo caso en que ]as Cclulas T pucdCn scr actisadas directantcntc por moleculas (,PH ajenas . En las respuCstas normales dc las icltrlaS T ti-cntc a pro>tcinas cxtraf as los antigenos dchcn scr procesados c transtbrmados en peptidos, quC a coontinuacicin son prescmado s en la superficie do las CPA del luicspcd asociados .t moleculas (TH .

El rechazo es debido a las respuestas del huesped frente al injerto

l- liechoo que cictcrrnina yore un alooinjcrtor sea rccltazador Cs que cste ultimo posca cualquier antigcno del clue carczca cl receptor. En la fiqura ?r-.6 sc explica cste principio fundamental dc ]as rCaCCiomCS Itttespcd contra injcrto.

Las reacciones injerto contra huesped se producen cuando los linfocitos del donante responden frente a los tejidos del receptor

hi Ion tr,tsplantC, c :C MCClul3 trsCa sC hr()duCC una Sitttacicin CSPC vial : la ponil,iliclad dc dcsarroolloo dc la cnlerntcdad dc injcrto contra IuICSPCd i ER'll'h dcbido a la prcscncia ciC Cclulas T innnmoell un receptor alogcnicoo contpetcntcs proocccicntes del donante incapacidad pucdc scr cichich clue no cs capaz dc eliminarlas . Esta a las diterencias gencticas existentes entre el donante \ cl rccchtor o a la innuinoincoomhctcncia del receptor lea sea por inmadurez o por innrunosuprcsion J. En cstots Casos, las Cclulas 1' innntnOCOnt petentes trasplantadas junta con la mcdula cisea pueden atacar Ios tejidos del receptor (fig. 3i.-r. La EICI I Cs una de las principalcs . complicaciones del trasplante dc mcdula ()sea, s prenoca Icsioncs importantes, solve todo a niscl Cutanco C intCS6nal; S010 SC I)LIC dc prctcnir Ilcsando a caho una tipihCaCio'ort mCtiCUlosa, Climinando ]as celulas 'I maduras Prcscmcs en cl tcjido trasplantado ~' administrandor tarmacoos innurn0supresorcs.

moleculas de close II Fig. 27 .5 . Todos los genes CPH heredados son expresados en la superficie de las celulas . Cada uno de los genes de close I maternos y paternos codifica una molecula de close I, que se expresa en la membrana . Cada uno de los genes a y 13 de close II codifica una cadena u y 13 que se expresan en la superficie celular, pero estas cadenas se pueden asociar dando lugar a cuatro moleculas diferentes . Ademes existen otros genes u y 13 de close II que codifican los Ag DP y DQ . Una celula B posee 23 - toy moleculas de close I y una cantidad analoga de moleculas de close IL

PAPEL QUE DESEMPENAN LOS LINFOCITOS T EN EL RECHAZO

Las celulas T son esenciales en el rechazo de injertos

l .(n r(wdoores que naccn sin tint() I Itllliiclr>I c.ucccn dc celulas 1 nraduras % no son Capaces dc rcchazar lors injertos . Lo misnto oCUrrC en Cl caso de ratas o ratones nornrales somctidos a tintectomia en CI montcnto del nacintiento, antes dc quC las celulas 1' Sc hatan difundido poor la periferia . De la misnta forma, la tintcctennia dc ratas o ratones adultos (para interrumpir la prooduccioin dc celulas Ti, Seguida dc irradiacion i;para climinar la celulas T CzistCntes i ~ trasplante dc ntedula o)SCJ I Para rCStaurar la hematopo~csis}, da lugar a reccptorcs ,A I'x .Bi\t ,, i dcl ingles adult tln~_ mectomY y bone marrow J, clue carecen Lie Cclulas 'I' y, par consiguicntc, no son capaccs dc rcchazar injertos . Esta capacidad dc rCCllazo puddc scr rcCUperada poor Cualquicra dc estos anintalcs (atimicos, tintectomizados neonatalntcntc o A'Fx .B,%l) mcdiantc la imcccioin do celulas T procccientes dc un animal normal de la rnisma ccpa . Por tanto, esta claro quC las Cclulas T son precisas para quC sc produZC.ut loos tcn0mc noon cic rechazo . Esto no implica que en CI proccso no intcrwngan otros tzcton-CS, Comp Ios antiCttcrpos, las celulas B u otros Cclulas. ell Ios injertos, y Dc hecho, Ios anticuerpoos proo\ocan lesioncs tambicn cs posible quC loos macroifagos intcr\Cngan en I .ts rcacciooncs inflamatoorias que sc producen en Ios tejidos injertados .

La base molecular de las reacciones de rechazo son las interacciones TCR-CPH

Las celulas L que intcrsiCnen ell 1 .11 rC .rccio,nes dC rCCliaur rC(() noccn por mcdiot dc sus rcccptorcs I CR a pcptidoos proccdcrucs

Trasplante y rechazo

del d(mantr as()ciados :t antigcnos ('I'll cxpresado)s en cl tcjido injertad() . Como t-a sabcntcn, la cstructura Lie I(ts rcccptorcs do las CC lulas'I i T(A)I t . cap. ,' cs Cal yuc dichas cc lulas sdlo pitcdcn -tcr , a los antigcnos pcl)tjdiCOS cutndo cstos se encuentran as()Ciad()s con ttto1CCULts (.TH, una rcstricci("m impucsta por cl proceso de sclccci(in p(siiita yuc se Ilea a cabo en Cl [into C % . Caps . 12, 14 y1?zf. ?-A. I'(n- Canto, par, c(tmprcncicr cl papcl quc desctnpeftan las cclulaS T en Ios recltazos sc dcbcn cxaminar las diferencias quc existcn cntrc las moleculas (TI I del receptor ) . Lie] injerto, am conto la manes ell clue atcctan csas ditcrcncias al tip() do antigcnos prcscntado a los l-CR del receptor . La estructura de todas las moleculas CPH es parecida, pero los surcos de union al peptido de cad, una de ellas son diferentes La cstr-uctura Lie LAS ditcrcntcs trto1ecttl,ts ( PH cs practic ;uttcntc icicntica, estando fbrmadas por dos helices (i due sc apo\an en una Limina 13 cncinta do dos dominios do tipo Ill ntttnoglobulina, por ntcdi() do Ios cuales sc ntanticncn antarradas :t la mctnbrana cclular ~-. cap. ? ) . I_as hcliccs a torntan un prohtndo sure() dondc sc alojan los peptidos . ha region de la nt()lecula ('I'll quo: intcracciona cot) Ias celulas h es Cl bo)rde extern() tic cstas helices to, quc present, una sccttcncia ttttn bicn co)nscnada ell ]as ditcrcntcs moleculas ('I'll . Las diti:rvncias mns intportantcs en la sccucncia do atninoaciclo.s do dos moleculas ('I'll ditcrcntcs ip . cj ., I :ts \ariantcs ticlicas A2 t. ~A\toS del antigcno) I II A-A ;~ aparcccn ell la region ntns protitnda Lie] surco yuc h)rman Lts dos helices u, \ no ell la su pcrticic cxtcrna yuc cstablccc c()ntacto con cl TCR (\ . Cap. -j . I'or Canto, la principal ditcrcntca que cxiste cntrc Las ditcrcntcs nto1000Ias CPH con rcspccto al rcconocimicnto por parts Lie ]as

al ntisn- c la (wicntacion yuc ad()ptaran clichos peptidos en cl set rnonmcnto do - prcscntados a los'IVR ic . cap. 9j . Los peptidos que presentan las moleculas CPH del injerto y del huesped son diferentes En c()ndici()ncs fsi()I()gicas n()rntalcs cl sur(() tic I :IN ( PH No: cst .i ocupado p()r peptidos pr()ccdcntcs Lie componctttcs cclularcs no)rmalcs sontctidos t dc"radacilm intracclular. Los ntccanisntos do tolcrancia timica fcliminacion clonal Lie las MULLS h autorrcactit:ts, ) . cap. 14) garantizan yuc las celulas T no reconozcan cst()s I)cptidos de origen cndogcno, to clue conduciria al desa rroll() do pr(xcsos autoinnttutitarios . Pero, cuando las celulas %()it intcctadas (p . cj ., por tut t - irusl, los peptidos pr()ccdcntcs do los componcntes norntalcs Lie las celulas s()II sustituid(s p()r peptidos do origen ajcno, co)nto ocurre cn cl cas() dc las ('1'A -pr()lesionalcs11 . Esto induce una rrspucsta Lie las (elulas T ti- cntc a cstos peptidos cstraitos asociados a moleculas (.P1 I pr()I)ias. Sin embarg(), cn cl caso do tin tcjido trasplantado v gcncticantente clitcrente a I()s del receptor surge una tericra situaci(in . Los peptidos prcs(ntados sobrc la supcrfcic de las celulas del in jcrto son ditcrcntcs, dchido a clue la ti)rma .\ la carga del surco de sus m0Icculas ('I'H tantbicn to son. Acicntas, cl injerto pucdc cxprcsar torntas alclicas ditcrcntcs tic c()nlP(ntcntcs cclularcs normales {segtln los loci do histocontpatibilidad secundarios yuc posea'e, que pucdcn dar lugar. a Lilt conjunto Lie peptidos nuc)-os t .

celulas - I - cstriba cot la forma \ cn la carga del sure() tic uni(')n al peptido (t . cap. 7'), yuc determina los peptidos Clue SC lillil- all

totalmcntc desconocidos . Esta cs la r:tron por In quc las ditcrcncias cntrc las moleculas CPH del donantc y del receptor (en cuanto a la torma t. car`;, do sus surcos) o Intro sus antigcnos do Itistocontj)atibilidad sccunciarios ((Iuc Clan lugar a peptidos dife rentcs) pro\oca la cxprcsi()tt en los tejidos trasplantados de una Bran cantidad do antigcnos cxtranos, yuc pucdcn scr reccntocjdos por las celulas - h del receptor . Fstos antigcnos prcsentcs en Its tc-

Reacciones de huesped contra injerto

Enfermedad de injerto contra huesped

donante

receptor

resultado aceptado

2

B

celulas rrntnocompetentes

irradiacion X rece~~bo~ itr'i

3 A. 4

it

B

A - B

aceptado

receptor (A - B) Il

division- de las cal. del donantc ref- hazado

Fig. 27 .6 . Los injertos entre animales geneticamente identicos son aceptados . Por el contrario, los injertos entre animates geneticamente diferentes son rechazados, y la rapidez del rechazo depende de las diferencias geneticas existentes entre los animates . Por ejemplo, los animates singenicos con un locus CPH identico aceptan mutuamente los injertos (1). Por el contrario, los animates que presentan diferencias en el locus CPH los rechazan (2). Para quc un injerto sea aceptado es preciso quc el receptor posea todos los genes de histocompatibilidad del donantc. Esto se demostrara realizando injertos desde una cep, progenitora a animales (A ~ B) F . (3) y a la inversa (4). Los animales con diferencias en loci ajenos al CPH rechazan mutuamente los injertos, pero con una rapidez macho menor.

muerte del receptor

-

Fig. 27 .7 . Se inyectan celulas inmunocompetentes de un donante de tipo A en un huesped inmunodeprimido (mediante irradiacion X) de tipo C y en un receptor (A " B)F 1 normal . El huesped inmunodeprimido no es capaz de eliminar las celulas trasplantadas y el animal F. tolera de buen grado las celulas progenitoras de tipo A. En ambos casos las celulas del donantc reconocen los tejidos extranos de tipos B y C del receptor . En consecuencia, se dividen y atacan a las celulas de los tejidos del receptor, indttciendo la acumulacion de grandes cantidades de celulas del huesped en las regiones inflamadas . Este proceso conduce con frecuencia a la muerte del receptor .

Papel que desempenan los linfocitos T en el rechazo

Induccion de tolerancia en el timo y fuera del mismo tolerancia frente a aloantigenos

autotolerancia

medula osea del donante

medula dsea del huesped

celulas dendriticas del huesped

_

celulas dendriticas del donante_ antigeno PERIFERIA j induccion. de , tolerancia o supresion',

antigeno del donante-

tejido del twesped

tejido del donante linfocitos perifericos

Fig. 27 .8 . En condiciones fisiologicas normales las celulas pre-T procedentes de la medula dsea penetran en el timo y son sometidas a un proceso de seleccidn positiva (exclusion de la muerte celular programada) mediante el contacto con las celulas epiteliales del cortex, proceso que solo superan las celulas pre-T que son capaces de interaccionar con moleculas CPH propios. A continuacion son sometidas a un proceso de seleccidn negativa (eliminacidn de clones autorreactivos) mediante el contacto con las celulas dendriticas de la region corticomedular . Las celulas T autorreactivas producidas de novo pueden ser inactivadas (aunque no necesariamente eliminadas) en el exterior del Limo por el antigeno periferico ; tambien se pueden convertir en celulas supresoras activadas . En los animales alotolerantes la medula del timo puede contener antigenos ajenos (en forma de celulas dendriticas procedentes del donante, es decir, celulas ((pasajeras)), o como antigenos del donante presentados por las celulas dendriticas del receptor) . Estes antigenos pueden ejercer los mismos efectos que los antigenos propios e inducir tolerancia mediante seleccidn negativa de las celulas T que reaccionan con ellos (eliminacion clonal) . Ademas, la presencia de antigeno en los tejidos perifericos de estos animales alotolerantes puede inducir anergia clonal (ausencia de respuesta, induccion de tolerancia) o estimular los procesos de supresion activa .

jidos dc un donantc alogenico Pucden acti% ar hasty un I0'si, t1C la potHACiOll total tic cclttlaS T (IC un indi\ICiuo .

jerto dcpcnde ell gran ntetlida de la presencia do celulas pasaicvas i;hn. 2'.10"~.

Las celulas T colaboradoras (TH) y las linfocinas intervienen en las reacciones de rechazo Papel que desempenan las celulas T colaboradoras (TH) en las reacciones de rechazo La IM CCCi(in dC celulas I Ittrtc'nCCicntcs ,t la sullt(tldaCl()ll ( l)4' i cclttlas 1 11! Cor ICCepl(ICS uimicos o AI x.PM tienc como c(tnsccucncia un rechazo agutl(t do lo, injcrtots dc picl . Esto net

Papel que desempenan las linfocinas en el rechazo Adcnlas dc las celulas l l I ( :1)4 , ell ],is reacciones dc rechazo in tersicncn (Ir()s mcCanisnuts innuutittrios, cntre Its clue so enCuontran inCluidas l :ts llnf()CInaS . Gn la fittrrra 2.11 so: mucstra tut csyuCma CIcl proceso global . Las linktcinas quo: cjorccn funcioncs nias importantes en [as reacciones dc rechazo son la intcrlcucina 2 ( II . 2 i, quo Cs precis ;L para que SC aCtiscn la', celulas T( , \- CI IFN-,, que induce la CxprcsiOll CIc nt0lt'Cttla% (Tl 1, aunLCnta la actk - idad dc las ('l'A, actin -a a Ion linliicitos granulosos grandcs t, cn presencia dc T\Fj3 {linfotoxina ;h, icti\-a a Ios niacrutagos. (Notta : la mezcla dc IFNy y T\t 13 sc dcnontinu antiguamcntC factor actit- a-

ocurre CnanLIO SC inccct :ul celulas T CI)S' iCClulas 1'( ) sirgcncs, nO scnsihilizadas, IM-0 Cuandot cstas ultimo so: ntczclan corn una Cantidad mtn pcquCfla LiC celulas 1' (-1)T - o cstan sensibilizadas prc\i:unentc dente a Tots antigenos prcscntcs en cl inicrtct f cs dccir, si procedcn dc animales que U lean rcchazado un injcrto ticl mismo tipo I, cste es destruid(t en un cot - to cspacio de tic tnpot. 1 :1 tratanticnto dc tots animales reccptorcs COIL antiCUCrPOS nLCtnctclctnales anti (1)4' (fp. _' .9) cotnfirnta la importancia dc las ce-

lulas'l'fl en [as reacciones dc rccliazo . I .as celulas 111 son actitadas por CPA proccclcntcs do la me duly ()sea, quo: cxprcsan met1eCUI,LS (I'H do CIaSC II . Las (:p:\ que actisan Ios mccanismos de rcchaz() I,ucticn proceder del donante o del receptor. Las que pr()CCden LICI donante se Cncuentran Cn cl inicrtct en litrma do lCnt OCitOS I~paSajcrOS- (celulas dendriticas jntcrsticiales I, c induccn una actiucion -dircctu ., do las cclulas'l i t del receptor. Las clue proCCCIcn del receptor se cncucntran cii Icts ganglion lint:iticos lo.alCs capturan lots antigenos lilerados pow cl injcrto, prcscnt,indoscl()S dcspucs a Ian Cclttlas TI I del receptor, que en csto caso son actiudas de titrma ", indirccta- . I .a actiucion dil-CCta Cs un cstinurlo min ptlcntC para el rechazo que la s is que kenos (Icnominadct indirccta . Por cllo, Ia suI)crti\cncia del in-

dotr do: Ios ntacroifagos [ MAF, del in0cs tuacrophnttc aitiratiiott lititorl . l Las linlitcinas i 1IA, ; L, 61 tambicn soil nccesLrias para la acti\ .LCioin do las Cclulas li, Clue da Ittgar a la tiLrmaci(in Lie anti CucrI,oCs trCntc al injCrtO. ESIOS antiCUcrpos fijan el conLplcntcntot v pr()\ocan Icsioncs cn cl cndtttcliot sascul .u- , (itnCIO Ittgar a hcmorra,ias, agr"acion intraLascular do las plaquctas, tcnointc Ios tromthoticos cn cl injcrto, lisis de las celulas del ntisnto li hcracioin tic contponcmcs del complcmcnto con acti\idad intla

nratoria, cotncretamcnte (:3a v (:5a. Para LIuC sc prodtt/Cd cl rechazo no Cs prcciso clue so: ocasionc una agrcsion solve todas ] .is partCS del injcrto. I as dianas mss scnsiblcs soil el ondo tclio USCUlar Lie I(ts pcq achos \ asps v LLs ie lulus parcnquimatosas cspccializadas del ()rgano, como Ios tubuL" I - I n :dc', lots islotCS tie Langerlians del pancreas et los miocitos

357 .

Trasplante y rechazo

Papel que desempefian las celulas T en el rechazo de injertos

se-,-ana 0

semanas 3 y 4

timectomia

inyeccion de anticuerpos

semana 12

Papel de las celulas pasajeras en la destruccion de los injertos

semana 12-+ medula osea de la cepa A

medula osea de la ceps B

injerto cutaneo con celulas pasajeras procedentes de la medula osea

injertos 100 cutaneos supervivientes (%)

2

10

20

30 dias

(,primers instancia ,, : RECHAZO LENTO

(sas, yuc apenas suclcn cxprcsar moleculas dc estc tipo . Esta rcgulacicin positiva dc la espresicin cle molecular CPH cn las celulas del injerto puCCIC potcnciar la rcspucsta dc rechazo, al yucdar cxpucstas en cl ntismo un nutt or nutncro dc molecular liana para Ios anticuerpos V hu celulas actkadas . T\Fjl c IFNy ttmbicn rcgulan posititamcntc la cxprcsicin de nuOleculas dc adlaerencia cn cl endotclio vascular . Estas molcculas son ncccsarias para Clue los ICnCOUtOS sanguineos se adhicran a las paredcs dc los taros, contn una cxcclcntc supers is - cncia del traslllantc . Sin embargo, 11 .11-.1 Ilcs :u - a callo la 1( .\11, son ncccsarios 4-5 dial, per to clue csta tecniia tto Iltiedc SCI- utiliz:tda casi nurtc.t en la practica, \a clue Ios oirganos dc dorttantes lallccido~s or diagnorsticados dc ntuerte cerebral nor PUCLIen ser conscrvaclos durantc mas dc 24-48 horas. Por Cl COt1tt :lriO, cuando sc va a Ilcva1- a cabo till trasl)lantc a Imrtir do tin donalltc t i\-o p . cj ., tin familiarl csta tccnica si clue cs aplicablc. La RAIL cs espccialmentc impotrt:uttc ell lo>s trasplantcs dc ntcdula (')sea, \a clue sirs c para comprobar si las cclulas de la mcdula ()sea del do~-

Fig. 27 .18. La memoria inmunitaria interviene en el rechazo de los injertos . Un aloinjerto de piel humana se revasculariza totalmente a Ios 5 dias (1), y las cclulas comienzan a dividirse, pero transcurridos 12 dias (2) queda completamente destruido. Un segundo injerto procedente del mismo donante (injerto de «segunda instancia))) no se Ilega a revascularizar, y al septimo dia (3) se encuentra totalmente destruido. Esto indica quo la sensibilizaci6n tras el primer injerto induce memoria inmunitaria.

Tipificaci6n tisular mediante serologia

Supervivencia de trasplantes renales y compatibilidad HLA supervivencia al ano M)

~' C

100 -

Furotransplant

90

Oxford

80 -70 60 50 -

azul tripan

I

40 0

'

1 HLA-A y B

Fig. 27 .19. La tipificaci6n tisular mediante tecnicas serol6gicas se Ileva a cabo anadiendo tin antisuero con especificidad determinada (p . ej ., anti-HLA-B8), complemento y el colorante azul tripan a las cclulas problema situadas en los pocillos de una microplaca . El azul tripan tine las cclulas muertas, to quo confirma quo estas poseen el Ag (HLA-B8) . En la imagen derecha se observan cclulas muertas tenidas con azul tripan (color oscuro).

HLA-DR

n6mero de incompatibilidades Fig. 27 .20. Resultados de dos estudios en los quo se determinaron los porcentaies de supervivencia al ano de injertos renales humanos procedentes de cadaveres. En el primero (Eurotransplantl se determine la compatibilidad de los donantes con respecto a HLA-A y HLA-B (clase 1) . En el segundo (Oxford) se determinaron los Ag HLA-DR (clase II) .

Trasplante y rechazo

mate son capaccs dc responder a los antigenos del receptor y pro\ocar una FA'II i\, pig. 3 ;6 ) .

Antigenos HLA detectables serologicamente clase I locus

antigenos

A 1 2 3 9 10 11 w19 23 24 25 26 28 29 30 31 32 w33 w34 w36 w43 w66 w68 w69 w74

clase II

B 5 7 8 12 13 14 15 16 17 18 21 w22 27 35 37 38 39 40 w41 w42 44 45 w46 w47 w48 49

w50 51 w52 w53 w54 w55 w56 w57 w58 w59 w60 w61 w62 w63 w64 w65 w67 w70 w71 w72 w73 w75 w76 w4 w6

C

DR

DQ

DP

w1 w2 w3 w4 w5 w6 w7 w8 w9 w10 w11

1 2 3 4 5 w6 7 w8 w9 w10 w11 w12 w13 w14 w15 w16 w17 w18 w52 w53

w1 w2 w3 w4 w5 w6 w7 w8 w9

w1 w2 w3 w4 w5 w6

Fig. 27 .21 . Se conocen aproximadamente 80 moleculas diferentes de clase I (HLA-A, B y CI y mcs de 35 moleculas diversas de clase II (HLA-DP, DQ y DR) en los seres humanos. Las tecnicas de genetic- molecular clan lugar continuamente al descubrimiento de nuevas variantes . Sin embargo, algunas de estas nuevas variantes no pueden ser diferenciaclas serologicamente .

Tipificacion de tejidos : reaccion de mezcla de linfocitos

celula problem- DR3.7

reconocimiento

transformacion y proliferation

Para evitar las reacciones de rechazo se puede utilizar la inmunosupresion inespecifica

EXiStCll rich tipos do tr,uamirutcrs innrun(MuhrcsOrcs : icrs cspcciticos dc antigcno v lox incspcoticr~s . L()s tr .ILdnIICntOS inmunosupresores inespeciticos ticncn poi objeto rcducir la acti\idad global del sistcma inmunitario frcnte a cualquicr estinurlo antigenico . Estos trattmicntos ticncn el incom-enicntc dc clue inducen una gran susceptibilidad ti-cntc a las inteccioncs en los reccptores de los trasplantcs . Por cjcmplo, una dosis alta dc radiaci6n \ csita los rechazos, pero al mismo ticntpo prosoca nurcltos etectos nocisos v suprime la inn1unidad antimicrohiana . La mayoria dc los tratamicntos inespecificos clue se: utilizan en la actualidad son sclcctiscn pane cl sistcma innTtrnitario o son utilizados dc tal forma clue prcscntan una cicrta sclcctiviclad . El tratamicnto ideal scria aquel clue inactivase 6nicantentc los clones dc linfocitos especiticos de Icn antigenos del donantc, sin ifectar a los demas clones, dc tal forma clue cl pacicnte no padeciera infeccioncs ni ctectos secundarios. Este tipo de illmunosuprcsi()n especifica sigue sicndo cl -Santo Grial» dc la inntunobiologia dc los . 364) . trasplantes, v sera anali-zada Inns lLiClantC {v. pig

Los ties agentes jnespecificos mas utilizados en la actualidad en la practica clinic- son los estcroidcs, la ciclosporina y la azatioprina {fq. ?;7.231 . Los estcroidcs poscen propiedadcs antiinfanatorias y suprimen la uctisidad dc los macrcifagos, interficrcn en el tiuuionamiento dc las CPA v reducen la expresion dc iiltigcjios (TH . Ademas, los estcroidcs contrarrcstan machos dc Icn efectos clue ejercc cl IFNIy sohre los ntacr6fagos y los tejidos injcrtados . La ciclosporina CS un macr6lido ohtenido a partir de un liongo clue vive en cl suelo, 'v poscc propiedadcs inmunosrrpresoras may potentcs c intcresantcs . Su ptincipal etecto CS la suprcsicin de la procluccj6n dc lint*ocinas poi parte dc las cclulas TII, al intcrferir en la acti\acicin dc los genes quc codifican dichas linfocinas v rcducir de forma direct- o indirccta la ezpresi()n de reccptores de 11 .2 cn los linfocitos en proceso dc acti\aci6n . Se conocen

Inmunosupresion farmacologica

celula prohlerna DR4.7

ausencia de reconocimiento

" /,','

I

ausencia de reaccion

Fig. 27 .22. En la reaccion de mezcla de linfocitos se incuban las cclulas problema con cclulas «tipificadoras» de HLA conocido (en este caso DR4.4) . Las cclulas DR3.7 reconocen a la celula tipificadora como extrana; esto se manifiesta en forma de transformacion y proliferation de las cclulas problema (las cclulas tipificadoras son sometidas a un tratamiento previo para evitar clue proliferen como respuesta a las cclulas problema) . Por el contrario, las cclulas DR4.7, clue poscen el mismo antigeno clue la celula tipificadora (DR4), no reconocen a esta ultima y no clan lugar a reaccion alguna .

Fig. 27 .23 . Los agentes usados en la actualidad suprimen las respuestas de rechazo mediante la interferencia con pasos del proceso. Los esteroides poseen propiedades antiinflamatorias y ejercen un efecto supresor sobre los macrofagos activados, reducen la actividad de las CPA y reprimen la expresidn de moleculas CPH. La ciclosporina interfiere con la producci6n de linfocinas . La azatioprina impide la proliferacian de las cclulas activadas.

Prevention de los rechazos

otros ntacr6lidos quc tatrthien poscen propicdadcs inntttnctsuprcsoras, comet FK506 v la rapamicina . FK500 suprintc la producci6n dc linfocinas pctr parte de las Celulas 'I'H meciiante ntecanisntos parccidos a los dc la ciclosporina . La rapamicina intcrficrr coil la tea intracclular do transmisi6n dc scfmics procc cicntes del receptor dc [L-2, por to yuc intpide que esta citocina active a Icts linfocitos . En Ia /irttrra ?7.?4 se iontpara la cstrucrctr:t dc la ciclosporina, cl FK506 v la rapamicina . Part yuc sc produzc1 una rcaccion dc rechau, es prcciso que . los fnli,citos sc dividan t clitcrcttcicn rapiciantcntc i;prolifcracion}. La l/,ltietl,rina CS till tarnmco antiprcrlitcrativet coil una cstructura parecida a la de la 6 ntercaptopurina . Sc incorpora al Ah\ de las celulas en fast dc divisi6n c intpide yuc sigan prolitcrandct . En la actualidad se im- cstigan nuevos farmacos antiproliterativos, wino los dcrivados del acido micotcniilico. F.SCOS agcntcs pucden scr tatiles conto tratamicnto tinico, aunque cuando se administran dc esta manera suclen set- iicccsai-ia ,,

grander dcxis yuc aumcntan cl riesgct do ciuc aparczcan cfcitcn tcisiios . Cuando sc utilizan asociadcts cntrc si aititan dc ternrt sinergica, ya quc each uno dc diets hlctyuea un }nisei ditcrcntc dc la misma via inmuniraria . 1W csta titrma la dctsis aciministrada dc iada unet dc Icts agcntcs cs ntrnctr v sc reduce: al mininut la I,rcthahilidad dc yuc se prctduzcan efectos secundarios- Los resultadex clinicos ctbtenidcx dcsdc la introciuicicin do Ia cicletspenina utn mtw bucncts lauscniia dc rcihuzo ell cl 35 90"^a dc Icts trasplanrcs do riticin, icrrazvn e higacict en cl plarct dc till moil . Sill cntitargo, dcbidct n Irx problemas rclaiictnadcts ion cl rcihazct creSnicrt v a iluc I ;t utiliaacilm dc t:irmacets a target l,lazet tcrmina pinnlunidad suelc corrcspondcr al primer grupo, cs dccir, a iqucl cn quc las ICSiOnCS son pros ocadas por cl proccso autoinmunitario . Ell papel patogeno de la autoinmunidad se puede demostrar en modelos experimentales Ejemplos de autoinmunidad inducida

L.a li,rnra nris d1rCCL1 LIC C(n»pr((h.ar si I :a Aut(tinn1rmidad (" l .1 I'm sa tic llts ICSIOuCS (]Lie dpal-CCen ell una CntcrnICLI ;ui cs indUCir dclibcraciamcntc autoinmunidad ell un animal tic cxpcrinlcntaci('m y cornprobar si csto c(>nducc al ciesarrollo tic Icsioncs . I_a autoinmunidad lnrctic scr inducida en los aninlalcs do cxperinlcntaciim nit diantc la imcccilm conjunta do un autoantilleno (antiigeno propio i tic,ad%'ut :ultC C(rnIPICt(, Lie FrC11nd f\ . cap . 17 i, v sc ha dcmostratio clue cste pr()ccdimicnt(r da Itrgar a la aparici611 tic cntcrnledadcs cspccificas tic oruan(r. I'or cjcntplo, Lt imccciiin tic tiroglohulina pucdc inducir una cntcrn1CLiad intlanlatoria tic] tiroides, tic rnientras quc I :a prwcina bdsica do la nlidina pucdc dar hrgar a tic encetalorniclitis . En cl caso los aninralcs a los clue SC in\ccta tiroglohulina no s()1o SC produccn autoanticticrtios antitiroidcos, sino yuc Ia 91.indula cs im attida por cclulas n1on(muClcares y la estructic tura los acinos yuccia dcstruida i hl . ?(1' .(1' ;x . Aunyuc csta resPucsta no CS c.eact.unCntc igual a la obscn-ado ell la tiroiditis tic

Hashimoto, cl parccid() cntrc arnbas cnlcrnlcdadcs cs notable . l .a CapdCidad para inducir cnfcrnicdadcs autoinnlunitarias cz perinlcntalcs dcpendc Lie la cello de animal clue se utilicc . Por ejenlpl(), se ha dernostrado yuc la suscclitihilidad Lie ]as ratas N , ratones frcntc a la encetalcnnielitis inducida por la protcina basitic ca tic nliclina dcpendc de un nurncro rcducido loci genicos, tic tic cntrc Ios Cualcs cl mis importante es cl las rnoleculas ('1'H class 11 . Tarnhien CS posit)lc inducir cncetalomiclitis autoalcrgica en ccpas suSCCptibICS mcdiantc la imrCCi(in tic cclulas T cspccifitic tic cas la proteina basica miclina. 1;stas Celulas T colaboradoras tic (Ti l) son ('l)4', y se Ita obscrlado clue 1 ;1 aparici6n la cntcrmcclad PuCLic scr cs itada mcdiantc el tratamicnto de los .aninlalcs receptorCs con anticucrpos anti-CD4 justo antes del m(nlaento prcs into do aparicibn do los sintomas ; cstos anticucrPos hloclucan ] .is intcraccioncs cntrc ]as CeI111as'I rl CD4 - v las nIOICCUlas (.PH tic class 11 do [as cclulas prcscntad(lras de antigcnos (CPA) (v cap. 10 j . Estos 11allazgcas dcnlucsrran la inlportancia quC tiencn las CCILIIaN TI I autorrcacticas rcstringiclas por n1oleCUlas do class 11 tic cn cl dcsarrollo estos trastornos, asi (:onto cl papel prcpondcrantc quC LiCSCnlpcna el CI'l l .

Ejemplos de autoinmunidad espontanea I Js CnlcrnICdadcs aut((inntunitarru Csp(mt :inCas yuc

SC produccn cn algun()s aninlalcs han permitid(~ c(nnprcnder mejor n111C1105 aspcctos tic cstos proccsos . L 'n cjcmplo clasico cs la cepa tic poIlos obcsos ( ()S1 (ftq. ?9.91, yuC sc caractcri/a por la producci(in tic espontanca autoantiCtrerpos antitiroiticos y la dcstruCCi(in pro-

Patogenesis

grcsisa do la glandula dcbido a un protccso inllanaatorio cr(Snico . FI suero do cstos animales conticne autoanticucrpos trcntc a tiroglobulitra ijirt . 3 -.10 i . .Adcm as, aproximadamcntc cl I S"'. do

Ion sucros do cst(n aninaalcs rcaccionan coil celulas dcl cstomago i protentriculo i do pollos normalcs ell las prucbas do innlullo tluorcscencia. Esta situacilan cs parecida ,a la do los pacicnics coil

anemia pcrniciosa, yuc posccn anticucrpos capaccs de reaccionar ion CClulas parictalcs no~rntalcs do naannteros . La cntcrtnedad do la ccpa do pollos obesos sc parece a la en tcrmcclad tiroidca autoinmunitaria humana cn cuando a las lesion nes quo SC produccn ell la glandula, la producci(in de :ulticuorpos trcnte a dircrsos conaponcntcs del tiroidcs y cl solapalinicilto coil la autoinmunidad gastrica . Por cllo, cs intcrcsantc cl lacclao do quo: cuando sc altcra la situacion innunitaria de csto(s aninralos, Se produccn ctcctos cspcctacularcs cn la CVolucioin de la crtfernu dad. Por cjcmplo, si sc climina la hursa do Fahricio f lugar do maduraciGn do las CClulas 131 porn ticnapo dcspucs do I a Cdosl()n dcl hueVot, la grascdad do la tiroiditis Sc reduce considcrablctncntc, to quc indica gtrc en la patogcncsis do la cntcrmcdad inters icncn las celulas 11, bicn mo(iiantc la produccion (ic anticucrpoas o conu~ cc lulls prcscntacloras do antigcnts para Ion linfocitos 1 patdgcnos. Por cl contrariot, la climinacion del tinao ell cl naomcuto del nacimicnto exaccrba la tiroiditis, lo quc sugicre yuc Cl tinao ojcrcc un cicrto control sobrc la cntcrmcciad i:_liq. 38 .111) . Paradhjicamcntc, la chtninaci('n total do la pohlaci('n do celulas '1 cn los animales adultos nacciiantc la imcccioin do grandcs dosis cic SatCfo anticclulas 1' do pollos inhibc tottalmentc la produccicin do anticucrpos y los ctcctos Icsis os sobrc cl tiroidcs . Por tanto, se deduce yuc Lts celulas I' desctnpcnan un papcl escncial en esta enfermedad conto mc(iiadoras V rcluladoras do la misma. Los autoanticuerpos humanos pueden ejercer efectos patogenicos directamente Como Cs I(Sgico, la imcstigacioin dirccta (io la .atilc)III mtinidad hu many prcscjndicndo do modclos animalcs orifgina ma\orcs dificultadcs cuando So: quicrcn Ile\ ar a cabo dctcrtninados cxhcrjmcntos . Sin embargo, cxistcn machos d;ato~s quc indican yuc Ios autoanticucrpos dcscmpcnan un importantc papcl patoueneticot . A continuaci(in SC anahzan Ios cjcnaplos naas inaportantes ell cstc scnticio .

Tirotoxicosis. Sc conoccn djscrsas rnterntcdades cn ]as quc Ices aut((,uiticucrpoos Ircntc a receptores hornaonalcs puc(icn inducir los mismws etcctos quo: la hormona normal, dando lu ;1,ar a Ion corrcspondicntcs tratit()rn0S. 1 .1 tir()atxicotsis ILc la printcra cntcrnacdacl cn quc SC (iCalostr'() la pre,cncia de cste tipot de anticucrpots ticnto a receptores ijrq. 3.x'.11 i . La tirotoxicosis neonatal ,e pucde considorar un CstUdlo( tic -transtcrencia pasit-a " natural, cn cl yuc los anticucrpos IgG de una madre con tirotoxicosis atras iesan la placenta \. cjcrcen sus cfccton sohrc Cl fcto . Sc hall Lies

Efectos de la bursectomia y la timectomia neonatal sobre la tiroiditis de los pollos OS

gravedad de la tiroiditis

3 contro~

bursectomizados

contro . j

timectomizados

Fig. 28 .10. La gravedad de la tiroiditis es funcidn de la infiltracion linfocitaria . La bursectomia al nacimiento reduce la tiroiditis, to que sugiere que los Ab desempenan un papel importante en el proceso patogenetico . La extirpacion del timo al nacer exacerba la enfermedad, to que indica que las celulas T supresoras (Ts) ejercen un cierto control sobre la misma.

Autoinmunidad frente a receptores de superficie celular

anticuerpo frente a los receptores de TSH TSH

receptor de TSH

,

celula tiroidea Fig. 28 .9 . Cepa de pollos obesos (OS) . Los pollos de esta cepa padecen una tiroiditis autoinmunitaria espontanea parecida a la enfermedad de Hashimoto. Son macho alas pequenos (derechal clue los controles de la misma edad y muestran otros sintomas de hipotiroidismo, como hipersensibilidad al frio (plumas erizadas), anomalias cutaneas (plumas largas y sedosas), dificultades para la reproduccion, depositos de grasa subcutaneos y abdominales lde ahi su denominacion), suero lipemico, etc. Estos sintomas pueden set prevenidos mediante la administracidn temprana de tiroxina . (Por gentileza del profesor G. Wick .)

estimulo'

estimulo

Fig. 28 .11 . Las celulas tiroideas son estimuladas pot la union de la hormona estimulante del tiroides (TSH) a sus receptores (izquierda) . Los anticuerpos frente a este receptor que se detectan en los pacientes con tirotoxicosis (enfermedad de Graves o de Basedow) se Linen a el de la misma manera, induciendo un estimulo parecido en las celulas tiroideas (derecha) y dando lugar, pot tanto, a la produccirin excesiva de hormonas tiroideas .

37 1

Autoinmunidad y enfermedades autoinmunitarias

crito nuichos casos dc nitios nacido)s dc madrcs con tirotoxicosis cn los yuc se obsers a lupcractis id :txi tlrOIdCa, pci'o Cl problcnta desaparece espontancamcntc iu,utt1o Ios artticucrpo)s dc oorigen matcrno son catabolizados al cabo dc unas pocas scmanas . Miastenia grave. Sc ha obscrsado till ti :nonicno parecidoo al mcnoo)n,id() cn cl parrato anterior cn rclacioon colt Lis niadrcs (loo' padcten miastcnia,raw, consistente en yuc los anticucrpos dente :t Icts rccclitorcs do acctilcolina atrasicsan la placenta c cjcrccn ,us ctcctos sobrc cl tcto, dando lugar a dcbilidad muscular transitoria cn cl rccicn nacido) . Otras enfermedades en que intervienen receptores. Atm(iuc rs p()t(o frtturntc, cn algunas ocasiontcs sc 11,111 dctcctado auto) .uttitucrp()s trcntc :t I()s rcccpt(n- CN dc 1 .1 illsulina y Ios rcccptorcs ji adrcncrgicos, cstoos ultimos cn relation con asnia broon quial . tie PUCdcn producir dctcctos ncuronnuscularcs en stones inVcctando Cl st[Cr0 dc los pacicntes con sindromc dc EatonLantbcrt, yuc contienc anticucrpos trcntc a los canalcs dc calcio presinapticos, mientras yuc en Cl sindronnc do Guillain-Barre sc rcconoccn autoantiatcrpos trcntc a los canalcs dc sodio . Infertilidad masculine . Otro cicmplo dc cntcrrncdad autoinnrtmit :u-ia yue cs 1 .1 causal de una pequcita proporcio'm dc los casos de intcrtilidad masculine cs la prcscncia do anticucrpos trcntc a los cspcrniatozoidcs, yuc prosoca la aglutinacioon do cstas cclulas contcnidas cn cl semen por sus cabczas o po)r sus colas 1fri. 2(1.12) . Anemia perniciosa . En csta cnfcrmcded till :urtoanticucrpo in) pidc la abs(wcioin norm,1I do \itamina B ._ . Esta sitaunina no sc absorllc dircctanicntc, silo yuc se dcbe asociar en primer lugar con una protein, dcnoniinada factor intrinseco ; cstc complejo sitamina-protein, si yue pucde atras esar la ntt[tosa intestinal . Ell ono) do los prinicros cstudios dc transtcrcncia yuc SC 110,11-on a cabo SC dcmostro yuc al administrar conjuntuncnte a till illdi\ iduo sang sucro do tin pacicntc ton anemia perniciosa s' complcio (actor intrInsCCo - \itantltta B o _, la absorcion dc la \itamina yucc1aba inlti-

bide . aMas adclanic sc iclcntifico cl tactor scrico yuc inhibc la al,sorci()n do la s itamina, yuc rcsulto scr tin anticuerpo trcntc al (actor intrinseco . En la actualidad sc sabc yuc ]as cclulas plasniaticas dc la ntucosa gastric .( do los pacicntes colt dncntia perniciosa sc. 28 .13) . .q crctan cstc anticucrpo hacia la luz cst(unacal if/ Sindrome de Goodpasture . En cl sindromc do Gou)dpasture sc dctcctan anticucrpss trcntc a la mcmbrana basal glonicrular 2i3) . I'ara dcyuc scat cap atcs dC unirsc al rillon in tiru niostrar yuc cstos anticucrpos puccicn prmocar etcctos p .ttologicos sc Ilcs-o a cabo tin czpcrintento dc trautsferencia . Sc clMcron los anticucrpos dcl ritiom do tin pacicntc quo habia tallccido comet CUr1SCCLICtttla de csta entcrntcdad, c SC incectaront en pri mates ttls'OS antigcnos rcnalcs Iran suticicntcnictuc parccido)s coin() pare que estos anticucrpos sc fijasen en la nicmbrana basal glontcrular. Los mollos a los yue se imectaron los anticucrpos taIlccicron m .is tardc Comoo coonsccucncia dc glomcrulonctiitis . Trastornos sanguineos. La anemia IICtttolitiC .t autoinnnutitaria \ la purpura tr(,mb()citopcnica idiopatica sc dchc a la sintcsis dc autoanticucrl ()s lrcntc a los critrocitos \- I .ts playuctas, rcs pcctisantcntc . Id srndroonic primario por antitiostolipidoo sc caractcriza por tcnomcnos trombocmbolicos rcpctidoos s',1bort()s s . sc debt a la reacci6n dc autoanticuCrpos (tome a cardiolipina c la gducoprotcina 1-02 .

Parece que los inmunocomplejos desempenan tin papel patogenico en la autoinmunidad sistemica

En loos pacicntes c()n IES sc dctc~t .m iiti ;)urn,)c()mplcjo)s d(autc) .uttigWl1(, \ anticuCITo yuc sc dcp()sitan cn Ios rinoncs, I ;t pid, las Jrticul :tti()11cs s' Cl pleso coro)i(ico) c induccn rctcciones de hipcrsensibilidad dc tipo I I I comp ]as yuc sc hen descrito en cl capituloo ? ;, . Los pacicntes con una dcticicincia genctica dc los pri-

Anomalias de absorcion de B 12 en la anemia perniciosa anemia perniciosa

normal

dieta

dieta secretion por parte de las cclulas parietales

secretion por parte de las cclulas plasruaticas vitamina B, 1 absorbida en el intestino

Fig . 28.12 . Aglutinacion de espermatozoides . La presencia de autoanticuerpos frente a los espermatozoides pucde dar lugar a una aglutinacion entre sus cabezas (1) o entre sus colas (2) .

ausencia de absorcion de la vitamina B , Z

Fig . 28 .13 . Normalmente, la vitamina B,, de la dieta se absorbe en el intestino delgado en forma de complejo con el factor intrinseco (IF) quo sintetizan las cclulas parietales de la mucosa gastric, . En la anemia perniciosa se sintetizan a nivel local autoanticuerpos especificos del factor intrinseco, quo se combinan con el e impiden quo transporte la vitamina B,, .

Etiologia

meros componcntcs do la via del complcmcnto climinan mus oral Ios innttm0COmPICjos, resultando cspecialmeste suSCCptibles a desarrollar LES.

En Cttanto a los anintalcs tic cxpcrintcntacion, los ratones Iii brides do Ias ccpas Nueva Zelanda negra ~ : NuCSa Zelanda blan ca desarrollan espont ricamcnte I .ES merino, que se caracteriza POI - una ;-IomcrLllotlcfritis inducida por inmunocomplejos v la prcscncia do ttttoanticuCrpas anti A1)\ . El Itccho do quc las nIC didas CnCaminadas a suprimir la rCSI,uCSta innutnitaria ell estos animalcs f p. ej ., CI tratamicnto con anti-( :1)41 induces la tlcsaparicion tic la csferntctlad \ prolongan cl pcriOLIO tic supers i\Cncia dcnntcstra la intcr\cncioin de mCCanjsntos atttojnnutttjtarios en la misma 28.1-1 ; . I .as crosiones yue sc produccn en el hucso ~~ cl cartilago de los pacicntcs con artritis rcumatoidc cstan mcdiadas por macr6fagos ~ . fibroblastos Cstjnutlatlos por citocinas tic Ia ., celulas T acti\adas por los innutnocontplcjos producidos en CI Curso do una intensa reaccioin inmunotloigiia ac ;xcitia en d scno del trjido~ sinovial . Los complejos sc pucoicn producir por la asociacioin tic los factorcs rcumatoitics tic tipo IgG cspecificos para Ios dominios

Supresidn de las enfermedades autoinmunitarias NZW (Nueva Zelanda blanco)

Fcy, proceso quc SC \C tacilitado por la importautc dcticicncia de galactosa terminal en los oligo sacarido~s del Fc ligado al cxtrcmo N terminal . Esta glucotorma sin galactosa tic IgG presellte en los connhlejOS pucde cxaccrbar las rcaccioncs inflamatorias mediantc las rcaccioncs con las protcinas ligadoras tic manosa v IN F.

ETIOLOGIA Hay celulas B y T autorreactivas que persistent incluso en los individuos normales I'csc a Lt coomplejidad de loos ntccanisnuos dc ticlr-ioin ]tic inducCn la all tooto~lerancia durantc cl proceso, tic desarrolloo tic los lintocitos, cl organisnto conticne una Bran cantidad do lint6citos potencialmcntc autorrcactitos . Este cs cl caso de ]as Celulas - P u micas I tinxtCitos t title not son climinatias por AL,,till stibcomjunto do peptidots propios f epitopos propios Y . Norntalntcntc, las ( 1'A timicas portadoras do till cpitopo propio pronuICSrn la SCICCCioill nCgatna yuC da lugar a la ccstrucci6n do ] .is ciaulas T auto~rrc,tctjsas . Sin embargo, cxistcs algunos epitopos cripticos propios quc apareccn cn las (PA a concentraciones rclatisamcntc bajas, poryuc no son proccsacios clicazmentc V ''o poorytic prcscntan baja afiniclad por los surcos tic las moleculas ('I'I I, por to yuC no soil capaccs tic induCir tolerancia cn las Cclulas T autorreacti s'as ft1. 28.15) .

NZB (Nueva Zelanda negro)

Los epitopos cripticos propios no induces tolerancia en las eel . T autoanticuerpos anti-ADN, glomerulonefritis por inmunocomplejos

autoantigeno

timo

autoanticuerpos anti-ADN

1 :100

200

400

--T 800

T1 .600

3.200

seleccibn negativa de las celulas autorreactivas', -

titulo medio

nitr6geno ureico en sangre

10

20 control

30

40

D anti-CD4

50

60 mg/dl

Fig. 28 .14. Los ratones de la cepa Nueva Zelanda negra desarrollan una anemia hemolitica autoinmunitaria espontanea . Los hibridos entre estos ratones y los pertenecientes a la cepa Nueva Zelanda Blanca desarrollan autoanticuerpos anti-ADN y glomerulonefritis mediada por inmunocomplejos, como los pacientes con LES. La inmunosupresion mediante Ab monoclonales frente al marcador CD4 de las celulas TH reduce considerablemente la gravedad de la glomerulonefritis y el titulo de autoanticuerpos frente a ADN bicatenario a los 8 meses de edad, to que demuestra el importante papel que desempena el sistema inmunitario en la etiologia de esta enfermedad . (Seg6n datos de D. Wofsy y cols ., J Exp Med, 1985 ;161 :378 .)

celulas T tolerantes

celulas T autorreactivas

Fig. 28 .15. Los epitopos propios que aparecen a altas concentraciones y asociados a moleculas CPH sobre las celulas CPA una vez procesados epitopos dominantes, y son potentes estimulantes de la elimination o anergizacion de las celulas T autorreactivas en proceso de desarrollo, de tal manera que solo abandonan el timo las celulas T que presentan tolerancia frente a estos epitopos . Los epitopos propios de concentraciones may bajas en la superficie de las CPA se denominan cripticos, ya que no son capaces de eliminar las correspondientes celulas T autorreactivas, que a continuacidn pueden formar parte del repertorio periferico de celulas T adultas.

37 3

Autoinmunidad y enfermedades autoinmunitarias

Muc11os autoanti ;`cnos inLIuccn la sintcsis do autoanticucrpos en aninaales non-ntales cuand(( soil imectadors :tsociadoas a tin ad a on ante, to quc dcnnrestra la existcncia en la pohlacioin normal do cclulas B autorrcactisas, do las quo: pucden icicntificarsr An[nas (l' . cj ., trrnte :a la tiroglohulina I . Los indic iduos nornaalrs pot SMl tanlbicn celulas T autoarrcactivas, conlo denurestra cl 1lecho CIc title CS posihle olucnct lincas do cclulas '1 con acticidad autoinnaunitaria nacdiantc la rstinntlacion LIc cclulas - I - circul :uatcs normalcs con cl autoantigcno adccuado I p . cl ., protcina blsic1 do michna} c I1= 2 .

La autoinmunidad es inducida por antigenos

Suponicnd(~ quc caiman cclulas I> .uuo(rrc .1cticas- su prolifcracion t . la production dc anticucrpos pxiria scr inducida por autoantigcnos o por otros sistenaas, como actis adorcs policlonalcs incsl)ccificos o rcdes idiotipicas is, f16. 28 .1 .`, . La e.xistencia dc autoanticucrpos do alta afinidad gcncrados nlcdiantc mutacioin sonaatica, tin proccso quo : rocluicrc la prcscncia do cclulas T V autoanti;'cno, denule,tra clarantentc title las cclulas B soil actisad:ts por la prescncia dc antigeno . Adernas cxisten autoanticucrpos ti-cntc a conjuntos complctors do antigenos, quc cstan fiarmadors pot' disersos cpitopos unidos a la misma naolccula autodntigenica . \o cs ficil inaaginar otro sistcrtta capaz do clay 1ugar a rcspurstas tic anticucrpor sinltrltanc :as trcntc a ditcrcntcs cpitopos dc una misrna mole cull quc no sea la prescncia del propio autoantivcno . Los ditcrcntcs componentes ntoloculares dc los organulos intracclularcs ip . ej ., los nuclcosornas o los , spliccosomas~" que apar'eccn en tiarnaa dc ccsictilas sobrc la supcrficic dc las cclulas apoptoticasl o los antigenos rclacionados con tin mismo organo !p . rj ., la tiroglobulina \ la peroxidasa tiroidca) tunbien pucden day I11gu- a la production dc autoanticucrpos en tin inditiduo, dc la rnisma mantra quc 1,1s ag,tupaci(nlcs do .urtoantigcnos cicscritas antcriormcntc . l .a prucha naffs dirrcta dc quc la autoinntunidad cs inducida por antigenos surge dc los CSC11diOS Ilrs ados a cabo cn la cepa do porllos obesos quc, CUt11o SC lay indicado antcriormcntc, desarroILu1 cspontancanaentc una cnfcrmcdad til'OidCa tic naturalcza autoinnaunitaria . ( :uando se cztirpa a cstos polkas cn cl motncnt(o del nacimiento la glindula tiroidca i la fircntc do autoantigcnol, I((s aninralrs nmduran no Ilegan a sintetizar aut((anticuerpos antitiroridcos (ful . 2(".16) . Adcnras, la cztirpacioin do la glindula tuna \oz quc SC Ira dcsarr(tllado la entcrnardad tiroidca autoinnaunitatia induce una notable disnainucion dc la concrntracio'an de autoanticucrpos antitiroiclros, gcncralmcntc hasty nicclcs indctcctahlcs . Sc lain rcalizado cspcrintcntos similarcs cn ccpas do ratoncs

Efectos de la tiroidectomia neonatal en los pollos obesos tratam . en ell nacimiento ninguno hemitiroidectomia tiroidectomia sham tiroidectomia 50

100

incidencia de anticuerpos frente a tiroglobulina (°o) Fig . 28 .16 . Como la extirpaci6n del tiroides en el momento del nacimiento impide el desarrollo de autoanticuerpos antitiroideos, parece quc el proceso autoinmunitario es induccdo por los autoantigenos presentes en la glindula tiroidea . iSegun datos de L. C . P . Carvalho y cols ., J Exp Med 1982 ; 155:1255.)

diabcticos no obcs(>s i \()I)), quo sin en conio modelo para la diabetes autoinnTtrnitaria humana . La dcstruccion quimica dc las cclulas 11 laacc quo : disnainuta CI nurncro do anticucrpos p :utcrc :iticos . El trat.urnicnto con A1)\asa de I()s rat((ncs coil lupus nlciora la cnfcrmcdad, posiblcnlentc al oicstruir Ios conaplojos innaunitarios potencialmcntc patogenicos . Las cclulas T son cscncialcs cn cl desarrollo do ]as entcrrncda dcs autoinnntnitarias . La alta afinidad \ 13s nnrtaci(ntes sontaticas quc caracterizan a los autoanticuerpos de clase IgG se general en tin procrso en cl titre intercienen acticantrntr las celulas TH . Mcdiante la utilizacioin dc modelos animalcs so: ha tiertaostrado la participacioin de las cclulas Ten las entcrmedades :uatoinnaunitarias 7 1 i, pcro csto cs nays dificil dc dcmostrar cn cl caso \ . pigs . tic las entcrnacdadrs hun1 :ut :ts . Sin cnthamo, se ban aislado clones do cclulas T cspccificas del tiroides a partir dc las glandular dc pacicntcs con tirotoxicosis, y los tratainicnios anti-( :1)-1 pucden toner cfcctos hcncticiosos en pacicntes con artritis reunaatoide i;al igual yuc cn aninaalcs con cntcrntcdades autorinmtlnitarias ; t . fir7 . _'8.141 . Acicmas, la asociaci6n cntrc las cntcrmcdades autoinnuuaitarias s . detcrminadon tit,os dc ( :l'H fa-. )iq. 28 . `) prohablcnacntr son dchidas a la tuncion quc dcscnapcft :ui las molcculas ( :pH en la prcscutacicin de antigenos a Ids celulas T . En las entcrntedadrs especificas do oirgatto cxisten prucbas irretirtablcs dc: quc ]as cclulas l' responder ti-ente a los antigenos presentes en Ios cirganos agrcdidos . Sin embargo, ell la autOinnuutid id no cspccifica do organo so: sahc nun' poco accrca de cuales soil los : rcconoccn Ids cclulas T . L'na posibilidad cs quo: ]as antigenos quo cclulas T no detecten cl pcptido :uttigcnico coamencional f to que probablenaentc cs cicrto( cn las rcspurstas ti- cntc al Al)yl, silo quc rcconozcan 1111 idioltil,o del anticuer-po I tin detcrminante antigcnico tic la region \' ctel anticucrpoY . hcsdc cstc punto dr vista, cl LES, hen- cjcrnplo, scria una cnfcrmcdad tipica ,, , do acuerdor con el modelo quo SC natrcstra cn Ia firlura ?8.1-. Ell rstc model() se suPOnc quo: las celulas 11 produccn nornaalnicntc pcqucfias cantidades de autoanticucrpos mcdiante sus genes do: linca germinal . ( :uando cstos anticucrpos tornran contplcjos con el autoantigrno, pucden set capturados por [as ('RA i incluidas las cclulas B i, y los componrntes del complejo, entry Ion que sr cncucntra cl idior tipo del anticucrpo, pucden scr prescntados a las cclulas T. A continuacioin, las cclulas '1' csl,ccificas del idiotipo prcstarian su Colahoracioin a las cclulas li pl-Oductoras tic dutoanticucrpo .

Los mecanismos quc controlan el desarrollo de la autoinmunidad pueden sec eludidos de diversas maneras

La similitud molecular con antigenos microbianos que presentan reacciones cruzadas puede estimular a las celulas B y T autorreactivas

\oarnlalrnente, I :as cclulas'l aurorrcactic -as cirgenrs quc rrconoccn Ions cpitopos a'ipticos prol,ios no SC cncucnn-:ut actit'adas, porquc cl antigcno solo cs prcscntado a hajas conccntraciones por ]as ( :p:1 ~protcsionalcs ,, o porquc cs prrscmado por ('PA ~, no prolcsionales ,, , conto [as cclulas 1i de Ion islotes pancrcaticos o las celulas epitclialrs del tiroidcs, que carcccn LIr Iii y de otras moleculas coestimtrlantcs . Sin embargo, la intccci(in con tin microbio yuc ports antigenos capaccs LIo char lug:u- a reacciones cruzadas con los cpitopos cripticos I ;cs dccir, coil cpitopos conauncsi inducir.i la presencia do una cantidad suficientc de peptidos procesadors cn las (TA conlo para actisar [as cclulas I' autorrcactiaas \ trgcnes . l ; na \ cz actiuclas, cstas cclulas T soil cipaccs de rcco noccr cl cpitopo propio en las (:p:1 no proicsionalcs a. dc rcaccionar coil el, puesto quc ca no es necesaria una sepal cocstinua] .title \ la atidcz por su liana es mayor debido a la regula66n positiva dc las naolccttlas tie adlacrencia acccsorias ijiq. 28 .1(1') . Los antigenos quc prrscntan reacciones cruzadas, es decir, quc posecn cpitopos de cclulas 11 igualcs a los dc cieternainadas nao1cculas propias, tanlbien pucden anular la tolcrancia, pero mcdiantc tin mecanisn1o difer'ente . MUCIMS cclulas 11 autOrrcactisas

Etiologia

no pueden scr antis alas porcluc cn las celulas '1 - (;1)-t - clue deberian prestar su colaboracion sc ha inducido tolcrancia selectisamcntc, sa clue CStaS celulas '1' picrcicn su capacidad dc respucsta a conccntraciomcs Lie antigcno m;is bajas clue Ids CelUlaS B . Sill embargo, estas celUl;ts 11 quo carccen dc co~laboracitin sj clue pucdcn see estinnrladas Ni cl ;uttigcno clue prescnta I ;t reaction cruzada conticnc till epito~por transportador " s proccsos autoinmunitarias prolomgados .

VALOR DIAGNOSTICO Y PRONOSTICO DE LOS AUTOANTICUERPOS Sea Coal sea la rclaciim cxistente entre Ios autoanticucrpos ~ cl proceso patolcigiar, estos aut;ana sc pucdcn corrrgir mcdiantc Control ntetabolico . Por ejemplo, el hipotiroidismo se puedc controlar mcdiantc la administracioin de tiroxina v la tirotoxicosis mcdiantc tarntacos antitiroidcos . En la anemia perniciosa se imecta dircctantcnte s itamina B, \ en la ntiastcnia grave se administran inDefectos en el asa de retroalimentacion hipotalamohipofisario-adrenal/citocina en los procesos autoinmunitarios n6cleo anterior paraventricular anterior hipotalamico . 4.? ~0 5 .' --~ -I- ,,

indiferencia,

"

ACTH

glandula suprarrenal

citocinas, -' IL-1, IL-6 _.,

"

glucocorticoides

auto rreactividad --,` production de citocinas Las celulas TH autorreactivas no son estimuladas normalmente por los epitopos cripticos 0(indiferencia»), pero en caso de clue se actives son mantenidas bajo control por una red de senates supresoras, entre las clue se encuentra la supresion especifica de Ag por las celulas T, clue puede ser directa o mediada por citocinas supresoras como IL-10 y TGFIt . La supresion inespecifica (mediada por prostaglandinas) reduce la capacidad de respuesta de las celulas TH . En caso de clue la capacidad de respuesta de las celulas TH sea elevada, por ejemplo debido a altas concentraciones de receptores de IL-2, o si fallan los mecanismos supresores, el equilibrio se rompe y aparecen las enfermedades autoinmunitarias . Fig . 28 .22 .

La production de IL-1 es deficiente en los stones no obesos (RN0) (1) Y en las ratas predispuestas a la diabetes IBB, 2) y la enfcrmedad se puede corregir inyectando la citocina . Igual sucede en el caso de TNFoa en el raton NZBxW predispuesto al lupus (3)- Los pacientes con artritis reumatoide tienen una pobre respuesta hipotalamica frente a IL-1 e IL-6 (4) . El eje hipotalamo-hipofisario funciona mat en la cepa de pollos obesos y en la rata Lewis, clue tiende a desarrollar enfermedades autoinmunitarias experimentales mediadas por el adyuvante de Freund (5) . CRH : hormona liberadora de corticotropina ; M0 : macrofago . Fig . 28 .23 .

Autoinmunidad y enfermedades autoinmunitarias

Captacion de "'I por el tiroides de pollos tras la supresion deproduccion de TSH cepas normales

Utilidad diagn6stica de los Ab antimitocondriales cirrosis biliar primaria

exogamica K

cirrosis criptogenica

RLC

hepatitis cr6nica activa

RLR RLR

obstruccion biliar extrahepatica

cepa de pollos obesos

colestasis inducida por farmacos r 100 0 50 pacientes con anticuerpos antimitocondriales 1%1

cepa Cornell

C .P .M .

(x10 ')

Fig . 28.24. La captaci6n de "'I por el tiroides de los pollos obesos y de los pollos de la cepa Cornell, parecidos a los anteriores, es mucho mas alta que la de las cepas normales . Se suprimi6 la produccidn end6gena de TSH mediante la administraci6n de tiroxina ; por tanto, la captacidn de I 'l l que se midio es la que no depende de TSH. Los valores resultaron mucho mas elevados de to normal en los pollos obesos, que desarrollan espontaneamente tiroiditis autoinmunitaria, y atin mas elevados en los pollos de la cepa Cornell, que no presentan autoinmunidad y son la cepa originaria a partir de la cual se obtuvo la cepa de pollos obesos . Se demostr6 que esta anomalia no era mediada por mecanismos inmunitarios mediante la induccidn de inmunosupresi6n (barras azulesl, que de hecho aument6 la captaci6n de "'I por parte de la glandula tiroidea .

Valor predictive de los autoanticuerpos

9 diabetes mellitus a los 2 anos 'ca- indice) haplotipos HLA

OEM

I

diabetes mellitus a los 7 anos

Ab frente a hip6fisis y a L c6lulas de islotes aparicion de la diabetes

3 -4 --

I

Fig. 28.26. Estudio prospective de una familia con diabetes mellitus insulinodependiente (se muestran las edades de cada una at de los miembros de la familia en memento del inicio del estudio) . El hermano quo compartia un haplotipo con el case indice poseia Ab fijadores del complemento frente a las c6lulas de los islotes y desarro116 diabetes dos anos mas tarde.

Fig. 28 .25. La determinacidn de anticuerpos anti mitocondriales mediante inmunofluorescencia indirecta, en conjunci6n con la biopsia hepatica percutanea, se puede utilizar para el diagn6stico diferencial de estas enfermedades . Una alta proporci6n de pacientes con cirrosis biliar primaria poseen este tipo de anticuerpos, quo solo aparecen en menos de la mitad de los pacientes con cirrosis criptogenica o hepatitis cr6nica activa ; en las otras enfermedades la presencia de estos anticuerpos es poco comun.

hihidorcs de la colinesterasa . ( :candor la ttnci6n del organo sc Cncuentra an alada y no sc puede administrar un tratamicnto her monal sustitutiso, comp ocurre en la nctritis del 1 .1E v en la artritis reuntatoide cr6nica, sc pacden utilizar injertos Lie tejidos o dispositicos mecanicos sustitutisos . En cl case do loos injertos tisulares puede scr precise prortcger al tejiolor injertado> Lie los proccsos inmunitarios que destruteron el organo original . 1'.I tratamicnto innuntosuprcsor clasico con agcntes antimi toiticos puede Set- utilizado para atenuar ]as respuestas ininunitarias, pcro dchido a los pcligros que supine solo se sacle apticar en cases en Icrs yuc peligra la silo del pacicnte, comp en cl LES y en la dermatorniositis . To dasia no se conocen bien las posibiliciades de la ciclosporina v de otros agcntes parecidos, si bien se ban conseguido resultados Cspectacularcs en cl tratarniento de la diabetes de tipo 1. Como es I6gico, en cl case de las entermedades reumaticas se administran farmacos antiinflamatorios v se est.i n consiguiendo resultados prometedo~res tratando a los pacicntes con artritis reumatoide con bajas dosis de estcroides para corrcgir las altcraciones cn su producciorn relacionacias con las altcraciones Cn cl asa do retroalintentacion suprarrcnal. ( ;ttando se conozcan nicj(w los dctectos exactas title dan lugar .t cada una do estas entermedades t, se disponga de mejorcs sisternas para manipular cl cstado innurnitario de los pacierttes, es probable que pucdan ser utilizados algunoos tratannientos que en la actualidad se encuentran atin cn tase experimental qO. 28.2 .') . En concrcto, se ha conseguido tratar con exito algunas enfermcdacies autoiruttunitarias experimcntalcs administrando el anti gcno para inducir tolerancia oral, mcdiante la inhalacio5n de peptides auto~antigenicos V sits analogos, c mcdiante la ~~s acunacion~, con pcpticios Lie[ receptor csl)ecihco para cl antigeno de las celulas I autorrcactisas . 1'atO sugiere yuc la C,tinnrlaciun Lie las funC10 11Cs strpresoras normales, incluida la red idiotipica, puede ser un carnino prormetedor.

Tratamiento

Tratamientos actuales y potenciales de las enfermedades autoinmunitarias diferenciacidn

activacidn y proliferacidn

action efectora

maduracion

plasmaferesis

injerto mecanico o tisular

~ {autoanticuerpos

trasplante de medula osea

tolerancia inducida por Ag o peptidos, -balas magicas ,,

anti-IL-2R anti-clase II anti-CD4, farmacos antimitdticos i

irradiation total de ganglios linfaticos,factores supresores de las celulas T, antiidiotipos

Fig . 28 .27. Los tratamientos utilizados en la actualidad para corregir los efectos patologicos de las enfermedades autoinmunitarias se muestran en recuadros azules, mientras los que puede que Sean utiles en el futuro se muestran en recuadros verdes. Los farmacos antimitoticos se administran en casos graves de LES o de hepatitis cronica activa, y la utilization de agentes

ZPor cue es poco probable que el ADN sea un autoantigeno timodependiente y mediante que mecanismos se podria convertir en uno de ellos? ~Que datos indican que los autoanticuerpos desempenan un papel patogenico en las enfermedades atltoinmtinitarias? Se inyectan a un raton transgenes que codifican : 1) una glucoproteina virica del virus de la coriomeningitis linfocitaria (VCML) en un promotor de insulina y 2) el TCR de un clon de celulas T que presenta citotoxicidad frente a las celulas infectadas con el VCML . El raton solo desarrolla diabetes cuando es infectado por el VCML . ZPor clue?

s hipersensibilidad --- ~ mediada por cels .

antiinflamatorios en la artritis reumatoide esta muy extendida . Las enfermedades especificas de organo (p . ej ., el mixedema primario) se pueden tratar mediante la administracidn del componente deficitario (p . ej ., hormonas tiroideas) . Cuando es preciso Ilevar a cabo un trasplante tisular, los tratamientos inmunosupresores pueden evitar que se produman lesiones en el injerto .

~C6mo pueden predisponer determinados haplotipos CPH a ciertas enfermedades autoinmunitarias? " ~Que hemos aprendido acerca de las enfermedades autoinmunitarias mediante el estudio de la ceps de ratones obesos? ~Como se podrian manipular las celulas T para tratar las enfermedades autoinmunitarias?

Autoinmunidad y enfermedades autoinmunitarias

LECTURAS ADICIONALES Albany S, Keystone EC, Nelson JL et al. Positive selection in autoimmunity abnormal immune responses to bacterial dnaJ antigenic determinant in patents with early rheumatoid arthritis, Nat Med 1995 1 1:448-52Bach J-F led) Symposium on autoimmunity . J Auto;mmun 1996 ;9,205-304 . Brostoff J, Scadding GK, Male D, et al Clinical Immunology . London : Gower Medical Publishing, 1991 Chapel HM, Haeney M Essentials of Clinical Immunology 3rd edn . Oxford : Blackwell Scientific Publications, 1992 . Gelfand EW (ed) . Intravenous immune globulin : mechanisr-i :~ ,t a:',ion and model disease states . Clin Exp Immunol 1996104 l .jpol 11 :1-97 . Kingsley G, Lanchbury J, Panayi G Immunotherapy it rl -ieun _tic disease Today 1996,17 9-12 . Lanzaveo 'ua A Identifying strategies for immune intervention . Science 1993,260 937.

Lokki M-J, Colten HR . Genetic deficiencies of complement . Ann Med 1995 ;27:451-9 . Lichtenstein LM, Fauci AS leds) . Current Therapy in Allergy, Immunology and RheumatologySt Louis, USA:Mosby, 1996 . Peter JB, Shoenfeid Y (eds), Autoantibodies . Amsterdam: Elsevier, 1996 . Rademacher T, Williams P, Dwek RA Agalactosyl glycoforms of IgG autoantibodies are pathogenic . Proc Natl Acad Sci USA 1994 .91.6123-7 . Rich RR, Fleisher TA, Schwartz BD, et al (eds) Clinical Immunology. Principles and Practice . Vols I & II . St Louis, USA Mosby, 1996 Vandenbark AA, Chou YK, Whitham R, et al Treatment of multiple sclerosis with T-cell receptor peptides Alai Med 1996,2 1109-15. Weiner HL, Mayer LF, eds . Oral tc erance : mechan sms and applications. Ann N Y Acad Sci 1996 ;778 453. Wicker L, Wekerle H (eds~ A,itoirimunity . Curr Oprn Immunol 1995 ;6,783-852 . (Several critica essays in each annual volume .)

Tecnicas inmunologicas Las interacciones antigeno-anticuerpo son la base de mochas tecnicas inmunologicas, en las que se utiliza la alta especificidad de tin anticuerpo para identificar, aislar o cuantificar tin antigeno determinado . Las poblaciones celulares se pueden detector e identificar segun sus marcadores de superficie mediante tecnicas de inmunofluorescencia o inmunohistoquimicas. Las poblaciones celulares se pueden aislar de acuerdo con los marcadores de superficie que posean mediante

Los inntunologos utilizan un ;t scric do tecnicas quc tambien se entplcan ell otros Campus do: lus ciencins biulcigicas . Por cjemplo, los atttigcn0s V Ios antiCUCrpeK se aislan nteciiatttc las tccnic;u No~ quitniCas \ do fraccionamiento protcico clasicas, nticntras quo las sciuencias de Icts genCS do las nto1CCUlas rcle\ ;uttes tIC"de lilt puntot de vista inmunitario sc cictcrtninan mcdiantc las tecnicas habitualcs do la gcnctiCl ntolocular . Sin embargo, lo" innnmcilogos tantbicn halt dcsarrolladct tecnicas propias basadas principalmcn ell tc has intcraccioncs cntre antj :;cnos \- anticuerpo" . .1 su \cz, cstas halt side aplicadas a nutchas~otras ramas do las Cicncias bioIcigicas . Por cjcntplo, cualquicr moIccula con capacidad antigeniCa pucdc set- dctcctacla ell los tcjidos mrediante tecnicas inmunocitcuiuinticas, t . cl radi0inntunt, :ut,ilisis i RLA i t, la prucha dc

in mttnoabsorcicin ligada a cnzimas HASA, del ingles cuz que_ linked immuuosat-benr assay) sirccn Para CuantifiCar cantidacics nnn poyuCft;t% de es ;ts ntisntas nto1CCUlas . En la actualidad sc utilizan Ciento" (IC tCeniCas inntunologicas difcrcntcs, estado detiicado estc CaPitulo a la dcscripcicin do las mas importantcs.

tecnicas entre las que se encuentran la citometria de fluorescencca (FACS, del ingles fluorescence-activated cell sorting), la separation en placa y la centrifugation en gradiente de densidad . Las pruebas mas importantes para determinar el estado funcional de los linfocitos son las de production de Ab o citocinas, las de proliferation como respuesta a los Ag y las de citotoxicidad .

Hemaglutinaci6n y fijacion del complemento

l-t Itctttaglutinao(m hcrntitc' dctrct .t r t ctiantihcar lilt 1,ticlINP, ;t h,tj .ts ~luc 1 .1, (]tic x'n nCCC"trrot Lts tcCnicas dc Contl'alnmltnoCICCtt'ofi)t'CSiS \ CICCtrotorCsis LIc Coltctcs . ell Esta tccnica csta basada ht cipacidad dc I'~ . Estas tecnicas en gel solo perntitcu analizar los antigcnos ~los antiCUcrpos dc forma Cualitati\a, pcro ntcdianto una m()LjifiCacimprcndidas cntrc 20 u'/1111 2 mg/nil

inmunocomplejos precipitados

antigeno anadido --" Fig. 29 .1 . El ejemplo clasico de reaction antigeno-anticuerpo in vitro es la reaction de la precipitina . AI it aumentando la concentration de antigeno en presencia de una concentration constante de anticuerpo, la cantidad de inmunocomplejos precipitados aumenta en tin principio, pero mas adelante se empieza a reducir. La curva de precipitina obtenida de esta manera presenta tres zonas: Zona de exceso de anticuerpo : la cantidad de antigeno es insuficiente para saturar todo el anticuerpo presente y precipitarlo ; por tanto, en el sobrenadante se detects anticuerpo libre. Zona de equivalencia : el antigeno anadido es suficiente como para reaccionar con todo el anticuerpo presente y precipitarlo, por to que en el sobrenadante no se detects antigeno ni anticuerpo libre. Zona de exceso de antigeno (prozona) : la cantidad de antigeno es superior a la necesaria para precipitar todo el anticuerpo, por to que se produce una reduction de la cantidad de anticuerpo precipitarlo . Esto es debido a la disolucion de los inmunocomplejos en presencia de exceso de antigeno . La magnitud de este fenomeno depende del anticuerpo implicado y de la especie animal de la que proceda.

29

Tecnicas inmunologicas

Reaction de precipitina en gel: inmunodifusion doble Fig. 29 .2 . En la tecnica de inmunodifusion doble se vierte un gel de agar sobre la superficie de una lamina de vidrio y se deja solidificar ; a continuation se excavan unos pocillos en el gel y se anaden a los mismos las disoluciones problema de antigeno (Ag) y anticuerpo (Ab) . Las disoluciones se difunden hacia el exterior de los pocillos, formando un precipitado en el lugar de encuentro entre ambas. Estas bandas de precipitina se pueden visualizar lavando el gel para eliminar las proteinas solubles y tinendo luego los precipitados con un colorante de proteinas, como el azul de Coomassie. Esta tecnica se puede utilizar para determinar la relation existente entre diversos antigenos (azul) y un determinado anticuerpo problema (amarillo) . Basicamente, se pueden producir tres tipos de reaction . Los numeros que se muestran en los pocillos azules indican los epitopos que contiene cada uno de los antigenos investigados . En la reaction (1) las bandas de precipitina que se forman entre el anticuerpo y los dos antigenos se fusionan una con la otra, to que indica que las dos disoluciones antigenicas contienen un epitopo identico (epitopo 1) que reacciona con el anticuerpo . Esto no implica que los antigenos sean identicos; su parecido se limita al hecho de que el anticuerpo no es capaz de diferenciarlos . En la reaction (2) el anticuerpo reconoce tres antigenos diferentes, dando lugar a tres bandas de precipitina independientes . Finalmente, en la reaction (3) los dos antigenos comparten el epitopo 1, pero uno de ellos tambien posee el epitopo 2. En este caso la situation es analoga a la del caso (1), pero el anticuerpo sirve para distinguir los dos antigenos porque es capaz de reaccionar con los dos epitopos . La reaction con el epitopo 1 da lugar a la aparicion de una banda de identidad, pero ademas aparece un ((espolon» adicional en la zona de reaction entre el anti-epitopo 2 y el segundo epitopo, to que indica que la identidad entre las dos disoluciones antigenicas solo es partial .

1 . identidad

2. no identidad

anti-1,2,4

lAb 1

Inmunoelectroforesis 1 . separacidn de los antigenos

2. antisuero en ell surco

surco

Fig . 29 .3 . La inmunoelectroforesis permite comparar mezclas complejas de antigenos, como las que se encuentran en el surco. 1) Los antigenos son separados en un gel de agar mediante la aplicacion de una carga electrica a to largo del mismo. El pH del gel se selecciona de tal forma que las proteinas con carga positiva

0 00 0

3. difusidn y precipitation

se desplacen hacia el electrodo negativo y las cargadas negativamente hacia el electrodo positivo . 2) A continuation se excava un surco entre los pocillos, se anade Ab al mismo y se deja que difunda . 3) Los Ag y el Ab dan lugar a la formation de arcos de precipitina.

Interacciones antigeno-anticuerpo

I .as rcnccioncs all tigcno-anricuerl,o dan lugar a la formacicin dc innTtrnocomplcjos que induccn la tijacion del complcmcnto a tray cs de la s is clasicu, fi :nomCno yuC puedc Set- apro \cchado para cuantilicar la cantidad de antigcm> o anticicrpo prCSentc fairs. PI 29, -l . I .a Itcnraglutimacir'm V la fij .tcion dCl C()m PICmento ueden dctectar anticucrpos a concentraciones inferiorcs a 1 ligml.

tendC Il0- :tr a Cabo una dctcrminacirin Cuantitati\a do la concentr :tcion dc anticucrpos . La utilization de Cortcs tisularcs I yue conticncn ;ran ninncro de antigcnos i licrmitc idcntiticar anticuerpos frentc a unos anti,-Coos ditercntcs ell un solo portaobjctos, Si sc conocc la distribucion dc CsloS antigenos ell las Cclulas o en los difcrcntcs Compartimicntos subcelulares .

Inmunofluorescencia directs e indirecta

I .a inmunc41M,rrsccncia CS una tCCHICa nun utilizada para dctcC_ tar autcruntitucrpos anritutrlxis trcntc a antii;cnos tisularcs CClul.trcs i_hif. ?y.8I. Aunquc csta tecnica cs rttis laboriosn que l as descritas at ueriormcuc, presents al`,unas )asscntajas Cuand() Sc pre

Contrainmunoelectroforesis y electroforesis de cohetes contrainmunoelectroforesis agar a pH 8,0

sAb Inmunodifusion radial simple gel con Ab

anillo de precipitins

-" '

F-40

banda de precipitins electroforesis de cohetes

cohetes de precipitins

curva estandar

gel con Ab

diametro (del anillo

0

10

25 50 100 concentration del antigeno

Fig. 29 .4. La inmunodifusion simple permite cuantificar Ag . Se anade Ab a un gel de agar que, a continuation, se vierte sobre una lamina de vidrio y se deja solidificar. Cuando el agar ya esta solido, se excavan en el mismo unos pocillos y se anade a cads uno un volumen estandar del Ag problema a diferentes concentraciones . Las placas se incuban durante un periodo minimo de 24 horas, durante el cual el Ag se difunde hacia el exterior de los pocillos y forma complejos (en la zona de exceso de Ag) con el Ab . ~stos se siguen difundiendo hacia el exterior, uniendose cads vez a mss cantidad de Ab, hasta que se alcanza el punto de equivalencia y los inmunocomplejos precipitan formando un anillo . La superficie que abarca el anillo, que es funcion del cuadrado de su diametro, es proportional a la concentration del Ag . La concentration de las muestras problema se determina mediante interpolation a partir de una curva de calibration (grafico) . El proceso tambien se puede Ilevar a cabo a la inversa utilizando un gel con Ag para determinar concentraciones desconocidas de Ab .

Fig. 29 .5 . La contrainmunoelectroforesis se Ileva a cabo en geles de agar en los que se escoge un pH al que el Ab implicado presente carga positiva y el Ag negativa . AI aplicar una diferencia de potential a to largo del gel el Ag y el Ab se desplazan el uno hacia el otro y clan lugar a la formacion de un precipitado. El principio es el mismo que en el caso de la tecnica de inmunodifusion doble, pero la sensibilidad es entre 10 y 20 veces mayor. Los Ag tambien pueden ser cuantificados mediante electroforesis en un gel con Ab, mediante una tecnica denominada electroforesis de ((cohetes)) . El pH del gel se elige de tal forma que los Ab permanezcan inmoviles y el Ag se encuentre cargado negativamente . El proceso da lugar a la formacion de cohetes de precipitins ; la altura de cads cohete es proportional a la concentration de Ag, y la concentration de las muestras problema se determina mediante interpolation a partir de los estandares . En la parte derecha de la figura se muestra el aspecto de los cohetes tenidos. Ambas tecnicas estan basadas en la diferencia de carga que existe a un pH determinado entre el Ab y el Ag ; esta diferencia suele existir en el caso de la mayoria de los Ag, debido al punto isoelectrico relativamente elevado de los Ab (es decir, a que su carga electrica se neutraliza a un pH mss alcalino que la mayoria de los Ag) . Cuando las cargas del Ag y del Ab son demasiado parecidas, se puede modificar quimicamente el Ab o el Ag para que aumente la diferencia entre sus puntos isoelectricos . La electroforesis de cohetes tambien puede ser Ilevada a cabo a la inversa para determinar concentraciones de Ab, siempre que se disponga de un gel con un pH al que el Ag se mantenga inmovil sin alterarse y que no interfiera en la reaction Ag-Ab.

Tecnicas inmunologicas

Hemaglutinacion antigenos eritrocitarios

eritrocitos sensibilizados con antigenos

antigenos eritrocitarios

,911tlgellr) j

s~ :risihil

;rsa ;lr

anticuerpo valor reciproco de la dilucion del suero "6 3ti 6A Nti6 tih6 y"1 1 A % sueros problema

NO~ Qos'

C"CI"O'O'O'o'O'o~4~b~4 p e o o+o~o~o~o~o~o~cr~a

o c~o~o~o o o~o~o~o a~a +

+

,cWcWooo oo~o~o~o~©

,G~O~O~O OHO 0~0 011

I LA~~ G~Gw~tr_V ~WWW~~~

Fig. 29 .6 . La prueba de hemaglutinacion activa (recuadro de arriba a la izquierda) sirve para detectar anticuerpos frente a antigenos eritrocitarios . Los anticuerpos se diluyen de forma seriada (generalmente mediante el metodo de doble dilucion) en solution salina fisiologica y se vierten en los pocillos de una placa de hemaglutinacion (recuadro inferior, columnas 1-10 desde la izquierda) . En la misma placa se colocan tambien controles positivos (columna 11) y negativos (columna 12). En este ejemplo se analizan simultaneamente ocho antisueros diferentes (filas A-H) . A continuation, se anade a cada pocillo una suspension de eritrocitos (a la que se ha anadido previamente una proteina que impide que las celulas aglutinen de forma inespecifica) hasta alcanzar una concentration de celulas del 1% aproximadamente. Si la concentration de anticuerpo es suficiente como para aglutinar (entrelazar) las celulas, estas se depositan en el fondo del pocillo formando una capa uniforme . En caso contrario, las celulas ruedan por las paredes inclinadas del pocillo y se depositan en el fondo formando tin punto niticlo. Algunos anticuerpos carecen de capacidad para aglutinar los eritrocitos con eficacia, pero atin asi pueden ser detectados mediante pruebas de aglutinacion indirecta anadiendo un segundo anticuerpo especifico del anticuerpo no aglutinante fijado previamente sobre la superficie de los eritrocitos . La tecnica de hemaglutinacion tambien puede servir para detectar anticuerpos frente a antigenos que normalmente no se encuentran en la superficie de los eritrocitos, uniendo de forma covalente o no covalente diferentes antigenos a la superficie de estas celulas (recuadro de arriba a la derecha) . Para fijar estos antigenos sobre los eritrocitos se utilizan cloruro cromico, acido tanico, glutaraldehido y otros productos quimicos .

Fijacilin del complemento

2

L

complemento libre " O, ausencia 1, 0 de inmunocomplejos

3

complemento

00 001 O"

Fig. 29 .7 . La prueba de la fijacion del complemento sirve para detectar anticuerpos . 1) Se preparan diluciones seriadas dobles del antisuero y se anade a cada tubo o pocillo una cantidad fija de antigeno . En caso de que el suero problema contenga anticuerpos se formaran los correspondientes inmunocomplejos. 2) A continuation se anade complemento a la mezcla . En presentaa de inmunocomplejos estos fijaran el complemento y to l(agotaran» . 3) Finalmente, se anaden las celulas indicadoras (eritrocitos) y una cantidad no aglutinante de anticuerpos antieritrocitarios . En caso de que quede algo de complemento, las celulas seran lisadas ; por el contrario, si el complemento ha sido agotado en la fase 2 por los inmunocomplejos, la cantidad del mismo no sera suficiente como para lisar los eritrocitos . En esta tecnica se anade la cantidad exacta de complemento necesaria

Il celulas indicadoras

complemento fijado lisis d.,

las celulas indicadoras

ausencia de lisis celular

para lisar los eritrocitos cuando los IC no consumen nada del mismo . La determination se suele Ilevar a cabo en microplacas de plastico . Esta tecnica tambien puede ser utilizada para determinar la concentration de Ag, utilizando una concentration fija de Ab y diluciones seriadas del Ag . La utilization de controles adecuados en esta prueba es esencial, ya que algunos preparados de Ab fijan el complemento en ausencia de antigeno, por ejemplo cuando el preparado utilizado procede de un suero que contenia previamente inmunocomplejos. Ademas, algunos antigenos pueden presentar actividad anticomplemento. Por tanto, se debe preparar un control de anticuerpo y otro de antigeno para comprobar que ninguno de ellos fija el complemento por si solo .

Interacciones antigeno-anticuerpo

Adcm s, las I,ruehas LiC ill nrnrnotluoresccncia SC Ipuccien utilizar para icicntitic .u- un tiho cictcrminado do celulas en una susPcnsicin, cs dccir, para eictcctar antigenos en celulas viNas. Cuando sc introdUCC una suspcnsi6m do celulas %kas tenidas en un citr~metro do fluorescencia i FACS, dcl inglcstluorrsceu ce actuated cell mrtcr'I, cstc dispositivo es capaz dc medic la intcnsidad do fluorescencia dc cads una dc las Milks, sicnclo

posiblc separarlas scgtin diclia intensidad . Mcdiantc csta tccnica cs posiblc aislar di\rrsas poblaciones celulares segtin los antigcnos cic supcrticic yuc hrcscntcn, tltlcndolas cots difcrentcs ,uttjcucrpos tluorcsccntcs i itrf . 21).`)i . En C1 Capitulo 13 SC ha comcntado una aplicacicm de csta tccnica a la idcntiticacion do las difcrentcs pcrblaciones do timucitos cn dcs;trrollo i ~ . Jirf. 13.19').

Inmunofluorescencia directs e indirecta

Citometro de fluorescencia (FACS)

directs anticuerpo marcado con fluoresceina

indirecta

indirecta amplificada per el complemento

muestra

anticuerpo

camara de flujo vibratoria

liquido portador J -

dispersores del h .

anillo inductor de carga

tubos !_ colectores adicion de Ag anti -C3 marcados con fluoresceina

fluorescencia roja fluorescencia verde

_j t--dispersion frontal de la luz Itamano)

dispersion a 90° de la Iuz (contenido granular

1,

° 4 desechos

poblacion linfocitaria completa

poblacion CD8'

n lavado Fig. 29 .8 . La inmunofluorescencia permite detectar Ag in situ . En primer lugar se corta una seccion de un bloque de tejido congelado a temperaturas muy bajas en un criostato . La refrigeration impide que los Ag labiles sean danados por los fijadores . Directs: se cubre la seccion con una gota de disolucion de Ag fluorescente, se incuba y se lava . A continuacion, los Ab fijados pueden sec visualizados mediante microscopia; al iluminar la seccion con luz UV procedente del objetivo el fondo del campo queda oscuro, mientras que las zonas a las que se ha unido el anticuerpo presentan una fluorescencia verde. La distribution de la fluorescencia es caracteristica de cads antigeno tisular . Indirecta: se aplica un Ab a la seccion, y luego este Ab se visualiza mediante la utilization de una antiinmunoglobulina conjugada con una molecula fluorescente . Indirecta amplificada per el complemento: esta tccnica esta basada en el rnetodo indirecto para la detection de Ab que fijan el complemento (v . fig. 29.7) . En el segundo paso se anade complemento fresco, que queda fijado alrededor de las zonas a las que se ha unido el Ab . Una unica molecula de Ab puede inducir la union de muchas moleculas de C3b a la seccion, debido al proceso de amplification que se produce en la via clasica del complemento (v . cap. 5) ; a continuacion, estas moleculas de C3b pueden sec visualizadas mediante anti-C3 marcado con fluoresceina .

Fig. 29 .9. Las celulas se tinen con reactivos fluorescentes especificos capaces de unirse a diferentes moleculas de superficie. Se introducen en la camara de flujo vibratoria del FACS . Las celulas abandonan esta camara en un flujo de liquido tamponado y son iluminadas por un rayo laser, que permite detectar su tamano (segun la dispersion frontal de la luz), los granules que contienen (dispersion a 90°) y la fluorescencia verde o roja que presentan, que permite la detection de dos marcadores de superficie diferentes . La vibration inducida en el flujo de celulas to desintegra en diminutas goticulas cargadas, que pueden sec dirigiclas hacia diferentes tubos colectores mediante unas placas deflectoras controladas por un sistema computarizado; todo ello permite separar las diferentes poblaciones celulares de acuerdo con los parametros que se ban medido inicialmente . En la parte inferior se muestran unos graficos tridimensionales en los cue se representan el tamano (s), el numero (n) y la fluorescencia (f) de las celulas de una poblacion linfocitaria completa y de una poblacion CD8' separada mediante el citometro, ambas teriidas con anti-CD8.

Tecnicas inmunologicas

Inmunoanalisis

I u tctitit:u do inntunuslrilisis en Ins que se utilizan reacticos n)arcad()s para ~ictcttar antigenos \ anticuerpos prescntan una cstraordinaria sensibilidad, Y los reactivos yuc SC utilizan cn )as rnismas resultan mUV etoncSmicos f li)Z. 39.1(11 . Las detertninaciones tic anticuerpos en taSC s(iliLia utilizando ligandos marcados con radiois6t(~pos o con cnzimas i prucha de innninoabsorci6n Ii gada a cnzimas o ELISA, del inglcs cn do lipstcin-BAIT p11cdc inmortalizar las celulas R humanas, quc P(rsteh(trmcntc pucdcn Set- utilizadas para la pr(>dUC:i(rn Lie anticuerpos monoclonalcs . Lna 111,10 .1 tccnica para la ohtcncion Lie antictict- po's mono clonales es la (ic tagos scleccionados . ,\lediante esta intercsante tccnica cs Posiblc csprcsar sobrc la strpcrficic tic] fago filamcntoso ,\113 [as rcgi(mes (ariathles de los anticuerpos ;i Vi l v \'I i en t6rma de fragmcnt(rs nutlecularcs f Fv i con una (ictcnninada cs peciticidad (, Ifini(iaci Por un antigcno, do tal t6rma clue sc' pucda sclccci(mar a cstos ta,os mediante cl antic,cno. Adcmas, al intCCtaI" haQCTlas coil Cstl)5 t;t gos cstas sccrctan grandCS Cantlda(iC% do protcina F\ al medio do Cultis(~ . F.sta tccnica hacc inncccsaria la inmunizaci6n intencionada dC animales 0 Lie sere, hurnanos Aun(1uc 1111 antic11crPo nt(nt(rClonal CS un rcacti(o barn dcfinid(t, su CSPccificidad no cs mayor quc la de un antisucro policl(mal yuc rcc(nxuca ditcrcntcs rpit(tp(rs dcl anrigeno .

Produccion de Ab Fv mediante seleccion de fagos

detection de Ab en los pocillos

clones product. de Ab Fig. 29 .16. Se inmunizan animales (generalmente ratones o ratas) con un Ab . Una vez presentan una buena respuesta de Ag se extirpan scrs bazos y se prepara una suspension celular a partir de los mismos (tambien se pueden utilizar celulas de los ganglios linfaticos) . Estas celulas se fusionan con una linea celular de mieloma mediante la adicion de polietilenglicol (PEG), que promueve la fusion de las membranas celulares . Solamente se fusiona adecuadamente una pequena proportion de celulas . A continuacion, la mezcla obtenida tras el procedimiento de fusion se inocula en un medio de cultivo que contenga MAT,). HAT es una mezcla de hipoxantina, aminopterina y timidina . La aminopterina es una potente toxina que bloquea una importante via metabolica . Esta via puede ser eludida a traves de otra via de derivacion si se aporta a las celulas hipoxantina y timidina . Las celulas del bazo pueden crecer en presencia de HAT; las de mieloma son destruidas debido a un defecto metabolico que no les permite utilizar la via de derivacion mencionada . El inoculo contiene celulas de bazo, celulas de mieloma y celulas fusionadas . Las celulas de bazo mueren de forma natural en el medio de cultivo transcurridas 1-2 semanas, mientras que las celUlas de mieloma son destruidas por el HAT. Sin embargo, las celulas fusionadas sobreviven, ya que estan dotadas de la inmortalidad propia de las celulas de mieloma y, al mismo tiempo, de la via metabolica de derivacion de las celulas de bazo . Algunas de ellas habren adquirido tambien la capacidad de sintesis de Ab de las celulas del bazo . Todos los pocillos con crecimiento celular son analizados para detectar la presencia del Ab que se pretencle obtener (generalmente mediante inmunoanalisis en fase solida) ; si el resultado es positivo, son clonadas mediante cultivo en placas de tal manera que se pueda separar cads uno de los clones . Asi se obtienen clones procedentes de una unica celula progenitora que son inmortales y producen un Ab monoclonal .

J

ARNm de

VH

y Vt

Vn VL F

espaciado VH

- ADNc

_

ADN Fv VL

anticuerpo Fv expresado score el fago M13

Fig. 29 .17. Para producir anticuerpos Fv mediante la tccnica de seleccion cfe fagos, en primer lugar se amplifican los genes VH y Vt a partir del ARNm de las celulas B mediante la reaction en cadena de la polimerasa . Los genes se unen entre si mediante un espaciador, con to que se obtiene un fragmento Fv. A continuacion se transfecta el gen en bacterias mediante un seudofago vector que contenga una secuencia lider, un fragmento del gen que codifica la proteina 3 de la cubierta virica y un origen de replication del fago M13; finalmente se infectan las bacterias con el fago M13. Estos ultimos se replican y expresan Fv en sus extremos . Los fagos que presentan la especificidad adecuada se seleccionan mediante pases en placas que contengan el Ag y despues son amplificados . El fago con la especificidad deseada puede ser utilizado finalmente para infectar cepas de bacterias que de esta forma secretaran la proteina Fv en el medio de cultivo .

Tecnicas inmunologicas TECNICAS DE DETERMINACION DEL COMPLEMENTO

l.a ti(rIrt :t nra, sCncilla do: (ictcrminar la actjsjdad dcl C()ttal)lcmcnto es nadir la cnccntracicitos sangguineos . Las tccnicas dc fornaacion tic roseus 1 . dc separaci(in en placa ; :figs. 29 .20 1, 29.211 SC utilizan para separar subpoblacioncs cspccificas. I , ;a scparaciinl en placa tic linfixitos cs una espocic do crontatografia do afinidad aplicada a celulas ell lug,1r de a nlolcculas . Exists una tcaaita p,trccida basada en la utilizaci(Sn de cstcras nla`;ncticas rCCUbicrtas con antiarcrpos cspc-

Pruebas de celulas efectoras

cificos (p . cj ., anti-(-1)4 ;1 . Las cstcras sc naczclan con la pobla cion celular N. sc uncn a ]as celulas yuc reconoce el :utticuerpo . ,A c(mtinuacjon, cstas celulas puccicn scr scparacias de las dcmis mcdiantc la aplicacitin tic un campo magnetico. ()tra torma dc climinar las poblacioncs cclularcs no dcscadas es la utilization de anticuerpos y complcmcnto. C uando se :uia dc en primer lugar un anticuct- 1)o cspccitic(t ip . ej ., CI)8 i a una mezcla do celulas, \- dcspu~s SC ahadc complcmcnto, la subpoblacion de celulas seleccionada cs lisada . Como Cs logico, esta tecnica solo pucdc scr Ilc\nda a cabo con anticuerpos clue tijcn cl complcmcnto, sicnclo prcciso yuc la poblacicin do celulas diana posea una cantidad dc antigcnos dc supcrficic suficicnte como para fijar una dosis litica dc complcmcnto . C)tra posibiliclad para obtcncr linfocitos purificados Cs la obtcncion dc lincas dc celulaS T espccificas dc antigcno \ su cultic o du rants pcn(>d(ts prolongatios dc ticmpo (/tq. 29 .22) . Dc esta t6rma rcsulta innccesu'io aislar confiltn;tmentC celulas .a partir de animales .

PRUEBAS DE CELULAS EFECTORAS Sc han dcsarrollado disci-,,(),, m%todos para la cvaluacion dc las htnciones etcct(tras dc los linfOClt05, cntre los yuc se cncuentran la prucba dc producci('m tic anticuerpos, I a dc citotosicidad _~ ]as dc cola horaci(in V suprcsion dc las celulas T. Las celulas pr(xluctoras dc ,anticucrpo sc analizan mediante la 29.231, yuc permite detcctar prucba de titrnraciom dc placas celulas productoras tic IgG o IgAl . ()tra mantra dc dctcctar las celulas productoras dc anticucrpo CS mccfiantc la prucba cnzina;iti ca ELISP()1 29 .241 . Tanabicn czistc una tecnica derjs°ada dc la anterior clue permits culuar cl funci(mantiento dc [as celulas T dc acucrdo con los mcdiadorcs i citocinas,t lihcrad(~s . En csta tecnica la placa sc sensibiliza con un anticucrpo frcntc a una citocina concrcta i;p . cj ., anti-IEVj. Estc anticucrpo captt(ra la citocind Ijhcrada y da lugar a la fitrnraci(in tic un lsunt(( .tlrc dcdor do cada cclula T actin a.

Separation de linfocitos en gradiente de densidad en Ficoll Isopaque Fig. 29.19. Los linfocitos se pueden separar a partir de sangre total mediante un gradiente de densidad . Se desfibrina la sangre entera poi- agitation en presencia de esferas de vidrio y se separa el coagulo clue se forma . Se diluye la sangre con un medio liquido de cultivo celular y se deposita la suspension en un tubo Ileno hasta la mitad con Ficoll . La densidad del Ficoll es mayor clue la de los linfocitos, pero menor clue la de los eritrocitos y los granulocitos (p . ej ., neuirofilos) . Durante la centrifugation, los eritrocitos y los polimorfonucleares neutrofilos (PMN) atraviesan el Ficoll y se depositan en el fondo del tubo, mientras clue los linfocitos quedan retenidos en la interfase entre el medio de cultivo y el Ficoll . Los macrofagos y los pocos PMN clue pudieran haber quedado en la poblacion linfocitaria obtenida se pueden eliminar mediante la

sangre entera diluida y desfibrinada

plas(rna c',iluid(,

linfocitos Ficoll Isopaque

Ficoll Isopaque

eritrocitos . granuloc - ton

y pla(I(,ptas

adicion de limaduras de hierro ; estas son ingeridas por los fagocitos clue, a continuation, se separan mediante un iman potente. Los macrofagos tambien pueden ser eliminados dejando la

suspension celular en reposo sobre una placa de plastico . Se adhieren al plastico, y los linfocitos quedan libres y pueden ser separados .

Aislamiento de subpoblaciones fnfocitarias: formation de rosetas

~alula T~

2

antieritrocito de buey

Fig. 29 .20. La formation de rosetas se basa en el hecho de clue algunas poblaciones de linfocitos poseen receptores de eritrocitos . Las celulas T humanas poseen receptores de los eritrocitos de camero (E) ; estos receptores son las moleculas CD2 (1). Las celulas T de los ratones no poseen una cantidad suficiente de los mismos, por to clue no pueden ser aisladas mediante este sistema. Las rosetas se forman cuando se mezclan celulas T y eritrocitos, y pueden ser separadas de las celulas B (clue no forman rosetas) en

gradientes de Ficoll . Tambien se muestra una modification de est., tecnica clue permite aislar celulas con otros receptores (2). Poiejemplo, algunas celulas T (celulas T-;) poseen receptores del dominio Fc de Ig (Fc() . Estas celulas son identificadas y aisladas debido a su propiedad de formar rosetas con eritrocitos de buey sensibilizados con una cantidad no aglutinante de anticuerpos antieritrocito de buey . A la derecha se muestra un linfocito clue ha formado una roseta (3) . (Por gentileza del Dr . P. M. Lydyard.)

391

Tecnicas inmunol6gicas

Aislamiento de subpoblaciones linfocitarias : separar en placa antigenos de superficie correspondientes a los anticuerpos de la placa

I.

Ag -

Ill de celulas T

I

antigeno

adicion de la mezcla de linfocitos a la placa

TI

lavado de la placa para 1-- separar el resto de las celulas

eels . estimuladas da l ganglios linfaticos - -lcels . alimentad singenicas

eel . T aetivadas

cultivo durante 4 dias

ooooo~o~ determination de la especificidad Fig. 29 .21 . Las poblaciones celulares se pueden separar mediante placas sensibilizadas con Ab . Los Ab se unen de forma no covalence a la placa de plastico (de la misma forma que en los inmunoanalisis en fase solida) y a continuation se anade a la placa la mezcla de celulas . Las celulas que poseen el Ag (Ag') se unen al Ab, to que permite eliminar las celulas que no to poseen (Ag ) mediante tin cuidadoso lavado . En algunas ocasiones es posible recuperar las celulas unidas a la placa mediante la modification de las condiciones dal medio de cultivo o mediante digestion enzimatica . Las celulas que se Linen a la placa se suelen alterar como consecuencia de esta union ; por ejemplo, la union a la placa puede entrecruzar el antigeno e inducir la activation de las celulas. Por tanto, el metodo es especialmente titil para eliminar una subpoblacion de la poblacion celular total, mas que para aislar subpoblaciones. Algunas aplicaciones de este metodo son la separacion de las celulas TH y Tc mediante Ab frente a CD4 o CD8 y la separacion de las celulas T y B mediante anti-Ig Ique se Line a los Ab de superficie de las celulas B) . Tambien se puede sensibilizar la superficie de la placa con Ag, en cuyo caso se pueden separar las celulas que se Linen a tin Ag determinado de las que no se Linen.

Fig. 29.22. En esta figura se muestra uno de los muchos protocolos qua existen para la obtencion de lineas de celulas T. Los ratones son estimulados con antigeno (generalmente por via subcutanea en la planta de las patas traseras) y, una semana mas tarde, se extirpan los ganglios linfaticos que drenan la region en la que se ha inyectado el antigeno len este caso los ganglios popliteos e inguinales) ; estos ganglios son cultivados conjuntamente con el antigeno y con celulas alimentadoras singenicas, es decir, procedentes de la misma cepa endogamica (p . ej ., timocitos o esplenocitos normales) . Cuatro dias despues se separan los linfoblastos y se induce so proliferation con interleucina 2 (IL-2) . Cuando la poblacion de celulas se ha expandido to suficiente, se determina su especificidad antigenica y CPH mediante una prueba de transformation linfocitaria, y se mantiene mediante ciclos alternativos de cultivo en celulas alimentadoras tratadas con el antigeno y medio de cultivo con IL-2 .

Migration de los linfocitos

~ c\l)crintcntois hart tictcrininar Lis tits migratorias do los lin (i)titl~s iii viro suclcn cstar hasados en la invcccion intravellosa do: linl6cito s ntarcados t- cn cl lutstcrior seguimicnto do los ntismos ,t trascs do: Ion di)crsos orgattos . Las celulas SC puctlcn ntarcar radiactit antente o mediante colorantes 11uorescetttcs establcs . Las celulas marcadas ratiiacti\ anten(e w utiliian karat ntcdir do: ti)rnta cuantitati\a la migration celular. La distribution do: cstas celulas en N)s ditcrentes ()r`;anos se ptretiC (Ictcrminar mediante radioatttog,ratia o l X isttalizacioin directa do Las celulas fluorcscontcs utifzando till tniCrOSCt)pio con ilttrnillacion ultra\iolcta . El an ;ifsis do: [as molcttil as do adltcrcncia intplicadas en los to ncSmcm)e do: tnigracion do: los ICtiCOCitOS SC suck Ilccar a Cabo In vitro. l .a prueba do: Stamper 1V