Grupo
III
Presentado
por:
Carminia
Balbuena P. 2-10-0891
Roseli
Leonardo Molina 1-11-6412
José
Ramón Carela 1-10-2406
Rayniela
Polanco 1-11-0864
Mompremier
Herntz 1-11-2107
Jahnna
Beatriz Sánchez 1-11-1730
Rosanna
María Brito 1-11-1263
Ernesto
Jiménez 1-11-2526
Nathalie
Barthelemy 1-10-1556
Mario
Jeune 1-11-1911
Profesor(a):
Dra.
Mirtha Villar
Materia:
Inmunología
Grupo:
001
Tema:
Moléculas de superficie de las células T y vacunas.
MOLÉCULAS DE SUPERFICIE DE LAS CÉLULAS T
INTRODUCCION
EN este capítulo nos vamos a centrar en las
proteínas de superficie de los linfocitos T que están implicadas de una forma u
otra en la detección de antígenos y en
la transmisión de la señal al interior de dicha célula, haciendo especial
hincapié en el receptor clonotípico (específico).
El receptor de los linfocitos T se presenta
como heterodímeros, que pueden ser de dos tipos:
* El
TCR-2 está compuesto por una cadena alfa y otra beta
* El
TCR-1 está compuesto por una cadena gamma y otra delta
Estructura del TCR
El TCR-2 alfa y beta
Está formado por dos cadenas polipeptídicas
distintas, asociadas con cadenas polisacárídicas.
Las dos cadenas están unidas entre sí por
puentes disulfuro, en una secuencia cercana a la membrana.
El TCR-1 (gamma y delta)
Son
poco abundantes en la circulación, pero son los predominantes en el epitelio
intestinal.
10.3.3 Exclusión alélica
Existe exclusión alélica
estricta para las reordenaciones de las cadenas b. Pero para cadenas aparece
que no se da una exclusión alélica: de vez en cuando se pueden expresar
simultáneamente los dos alelos de a en la misma célula T.
10.3.4
Rescate de reordenaciones improductivas
Los genes de las cadenas del TCR tienen una
propiedad en su reordenación que no aparece o aparece raramente. En el caso de
los genes de cadena b hay en línea germinal dos bloques distintos D-J-C. Esto
permite que se puedan intentar varias reordenaciones sucesivas, y eleva la
probabilidad de lograr una productiva, En el caso de las cadenas a, hay que
considerar la abundancia de segmentos J en línea germinal. Ello permite que se
intente una tras otras varias reordenaciones en el mismo alelo.
10.3.5
Estructura de los genes reordenados del TCR
Los genes C constan de un conjunto de exones e
intrones:
·
primer
exón determina el dominio globular de tipo Ig (Ca o Cb )
·
segundo
exón (H) determina el segmento conector que hay desde el domino globular hasta
la parte de membrana
·
tercer
exón ( Tm) determina el segmento transmembrana
·
cuarto
exón (ct) codifica la cola citoplásmica
10.2.6.1 Unión aleatoria entre V, (D) y J
·
Para
cadenas a: 100 Va x 50 Ja = 5·103 combinaciones
·
Para
cadenas b: 25 Vb x 2 Db x 12 Jb = 6·102 combinaciones
·
Total
combinaciones aleatorias de a con b = 3·106 combinaciones
10.3.6.2
Unión alternativa de segmentos D
permite que en el caso de las cadenas b y d se
puedan unir dos o más segmentos D, ocurriendo estas varios tipos de uniones
adicionales:
·
unión
directa entre V y J (sin intervención de D)
·
unión
V+D+J (lo normal en el caso de las Ig)
·
unión
V+D+D+J (es decir, dos segmentos D) , (en humanos) V+D+D+D+J (tres segmentos D)
10.3.6.3
Flexibilidad de unión
Se produce como lo ya visto para las Ig: al
producirse el empalme entre segmentos, se puede dar un "recorte" de
algunos nucleótidos en los extremos originales, y posterior empalme aleatorio
escogiendo entre varios de los nucleótidos de cada zona terminal.
10.3.6.4
Adición de N-nucleótidos y P-nucleótidos (horquilla P)
Este mecanismo se debe a la acción de la
desoxinucleotidil-transferasa terminal (TdT). Teniendo en cuenta las
posibilidades entre segmentos que hemos visto en el apartado 10.3.5.2 los
cálculos de las nuevas combinaciones posibles de cadenas son:
·
para
V+J:5.461 = 5.5·103
·
para
V+D+J(5.461)2 = 3.3·107
·
para
V+D+D+J(5.461)3 = 1.6·1011
Los números que resultan de combinar las
posibilidades de los diferentes mecanismos generadores de diversidad son
inimaginables:
·
Combinando
el efecto de los N-nucleótidos con el de la flexibilidad de unión, resultan 10
billones (1013) de posibilidades
·
combinando
todas las posibilidades para a b obtenemos 1015 posibilidades distitintas de
receptores TCR2
·
combinando
todas las posibilidades para g d resulta la inimaginable cantidad de 1018
combinaciones de TCR1.
El complejo receptor TCR-CD3
El
TCR se asocia a proteínas que constituyen el marcador de células T conocida
como CD3, implicadas en la transducción de señal al interior del linfocito T.
El
complejo TCR-CD3, formado por cuatro tipos de dimero:
·
Heterodimero
TCR clonotípico.
·
Tres
dimeros del CD3: la expresión adecuada del TCR, estabilizar al TCR y
transducción intracelular de la señal que
supone la unión TCR-péptido-MCH.
La
secuencia en la cola citoplasmática de
los péptidos de CD3 se denomina ARAM (Motivo de Activación tras Reconocimiento
de Antigeno).
El
complejo formado por el TCR y CD3 cumple un papel central en la unión con el
antigeno procesado.
Moléculas de membranas accesorias
La
célula T madura cuenta con moléculas accesorias de membrana .con funciones de:
·
Adhesión
a la célula presentadora del antigeno o a la célula diana.
·
Transducción
de señales desde el TCR al citoplasma: CD4 (MHC-II), CD8, CD2,
LFA-1(CD11a/CD18), CD45R y CD28.
Interacción TCR-Antigeno
El
primer contacto entre célula T y célula presentadora o dianas por moléculas de
adhesión mutuamente interactuantes y TCR rastrea la superficie en busca de
complejos específicos,
TCR-péptido-MHC
y finalmente se desligan.
MOLÉCULAS DE MEMBRANA
ACCESORIAS
Aparte del
complejo formado por el TCR y el CD3 que cumple un papel central en la unión
con el antígeno procesado, la célula T madura cuenta con varias moléculas
accesorias de membrana, con funciones de
Adhesión
a la célula presentadora de antígeno o a la célula diana, reforzando la
interacción;
(varias de ellas) transducción de
señales desde el TCR al citoplasma.
CD4: es una
glucoproteína monomérica de unos 55 kDa, con 4 dominios extracelulares de tipo
Ig (D1, D2, D3 Y D4), región transmembrana y larga cola citoplásmica en la que
existen tres serinas fosforilables. Cumple funciones de adhesión y
co-señalización: se une al dominio proximal b 2 del MHC-II de las células
presentadoras de antígeno. Su presencia suele conferir al linfocito T papeles
de célula coadyuvante (TH).
CD8: Suele
ser un heterodímero a b donde las dos cadenas están unidas por puente
disulfuro. Cada cadena tiene de 30 a 38 kDa y un solo dominio extracelular de
tipo Ig, una región transmembrana y cola citoplásmica de 25 a 27 aminoácidos,
varios de ellos susceptibles de ser fosforilados. Cumple papeles de adhesión y
co-señalización al unirse al dominio a 3 de la MHC-I de las células diana. Su
existencia en los linfocitos suele caracterizar a las células T matadoras
(citotóxicas, TC).
CD2: se une
a LFA-3 (también conocida como CD58).
LFA-1
(=CD11a/CD18): se une a ICAM-1
CD45R: se
une a CD22
CD28 (de TH)
se une a la molécula B7 de la célula presentadora de antígeno, suministrando
una segunda señal que se requiere para la activación del linfocito T
coadyuvante
INTERACCIÓN TCR-ANTÍGENO
Aún sabemos
poco "en directo" sobre cómo es la interacción ternaria entre el TCR,
el péptido procesado y el MHC (ello se debe en buena parte a la falta de datos
de difracción de rayos X del TCR de membrana).
Por sí
mismo, el TCR tiene una Kd hacia {péptido-MHC} de sólo 4 a 6·10-5M (frente a
10-7 a 10-11M para la interacción Ac-Ag). Ello sugiere que aunque la
interacción específica depende del TCR, el aumento de la afinidad que realmente
se observa se debe al papel de moléculas accesorias y de adhesión.
Se piensa
que en principio, el primer contacto entre la célula T y la célula presentadora
o célula diana se produce por moléculas de adhesión mutuamente interactuantes,
y entonces el TCR del linfocito T puede "rastrear" la superficie de
la membrana de la célula que tiene enfrente en busca de complejos específicos
{péptido-MHC}. A su vez, cuando se ha efectuado el contacto ternario
TCR-péptido-MHC se induce un incremento transitorio en las moléculas de
adhesión (CD2, LFA-1) que permite un contacto más estrecho y más prolongado,
durante el cual la célula T ejecuta su papel (liberar ciertas citoquinas en el
caso de la TH y excretar sustancias citolíticas en el de la TC). Finalmente, la
célula T se desliga de la célula presentadora o de la célula diana.
Modelo hipotético de interacción
TCR-péptido-MHC:
De los tres
CDR de cada cadena del TCR, los dos primeros (CDR1 y CDR2) son menos variables
que el CDR3:
Recuérdese
que la enorme diversidad generada por la flexibilidad de unión, lectura en las
tres fases posibles y por la adición de N-nucleótidos afecta al CDR3.
En cambio, las CDR1 y CDR2 derivan
directamente de las secuencias V de línea germinal que cada linfocito haya
elegido para la reordenación.
En cuanto al MHC, el sitio de unión
al antígeno (que algunos llaman desetopo) reside, como vimos, en el surco que
queda entre las dos a -hélices.
El péptido (que como estudiamos,
suele ser anfipático), mostraría su lado hidrófobo (el agretopo) al surco del
MHC, mientras que por su porción hidrófila (epitopo) se uniría con el paratopo
del TCR.
Maduración, activación, diferenciación de linfocitos t
Introducción
El receptor
clonotípico de las células T (TCR) presenta dos funciones principales según la
fase de desarrollo en que se encuentre la célula dentro del linaje de los
linfocitos T:
Durante la
maduración de los timocitos en el timo, participa en la selección tímica
positiva y negativa.
Una vez que
el linfocito T ha madurado, emigra a la periferia, y entonces el receptor
participa en el reconocimiento de antígenos, lo que desencadena un programa de
activación que lleva a la proliferación y diferenciación de las células T en
dos subclones: uno de células efectoras, y otro de células de Refiriéndonos a
los linfocitos con receptores de tipo a b, podemos hacer un avance resumido de
estos procesos de maduración y activación:
Maduración: la enorme diversidad
antigénica potencial se reduce a un 2% durante la maduración intratímica de los
timocitos: sólo llegan a madurar aquellas células restringidas a reconocer lo
no-propio en el contexto del haplotipo MHC propio (autorrestricción y
autotolerancia). Las fases finales de la maduración ocurren por dos rutas de
desarrollo diferentes que generan dos subpoblaciones: linfocitos
CD4+(restringidos por MHC-II) y linfocitos CD8+ (restringidos por MHC-I).
Activación:
La activación de células T maduras periféricas se inicia con la interacción
entre el TCR y un péptido antigénico enclavado en la hendidura del MHC. Como ya
comentamos, la baja afinidad (10-5M) de esta interacción ternaria se ve
potenciada por la presencia de correceptores y otras moléculas de membrana, que
funcionan para fortalecer la interacción ternaria TCR-péptido-MHC, y para transducir
la señal activadora al interior de la célula T. Ello desencadena la
proliferación clonal y diferenciación en dos subpoblaciones, una de T efectoras
y otra de T de memoria.
MADURACIÓN DE LAS CÉLULAS T
Desarrollo
del timo:
El estroma
tímico surge al inicio del desarrollo embrionario a partir de capas
ectodérmicas y endodérmicas procedentes del tercer bolsillo faríngeo y de la
tercera hendidura branquial. Estas dos estructuras se invaginan, y se cierran,
y las dos capas quedan superpuestas, de modo que la ectodérmica rodea a la
endodérmica, formando el llamado rudimento tímico.
·
La
capa ectodérmica formará los tejidos epiteliales corticales del timo;
·
La
capa endodérmica formará los tejidos epiteliales medulares.
En su corteza encontramos sólo
timocitos en fases tempranas de su maduración, junto con algunos macrófagos,
dentro del estroma cortical a base de células corticales epiteliales.
En la médula encontramos timocitos
en fases más avanzadas de maduración con células dendríticas y macrófagos,
todos inmersos en un estroma medular a base de células epiteliales medulares.
Rutas de
desarrollo e n el linaje de las celulas T
El primer marcador de superficie en aparecer en el ratón es
el Thy-1 equivalente al CD2 de humanos, se trata de un marcador que caracteriza
al linaje de T. Estas células Thy-1+ CD4
CD8 (dobles negativas) pueden escoger dos vías alternativas:
1- Las células
hacen reordenaciones productivas de gamma y delta y expresan CD3 en su
membrana. Suponen solo menos de un 1% de los timocitos.
2- La mayoría
escoge una vía alternativa, que discurre de la siguiente manera:
Día 16°, las células reordenan genes de cadenas beta. Si la
reordenación es productiva, la cadena beta se asocia con la cadena alfa
sustitutiva generando el receptor pT alfa: beta. Este receptor induce la
proliferación celular y la coexpresión de CD4
y CD8: de esta forma aparecen los timocitos grandes dobles positivos.
Día 17°: CD4+CD8+TCR-2+ (alfa y beta) CD3+. Se trata de los
pequeños timocitos dobles positivos. Estas células van a ser sometidas hasta la
época del nacimiento a selección positiva y negativa:
Selección
positiva: sobreviven aquellas células que tengan TCR capaces de
reconocer MHC-I o MHC-II de células epiteliales del timo.
Selección
negativa: de aquellas células que han pasado la selección positiva
mueren por apoptosis las que posean TCR que reconozcan péptidos propios.
Localización
intratímica de las diversas fases madurativas:
-
Los timocitos doble negativos se localizan en la zona
subcapsular de la corteza.
-
Los pequeños timocitos dobles positivos se localizan
en la corteza
-
Los timocitos maduros
CD4+ y CD8+ se ubican en la médula
Selección
tímica positiva y negativa
En ambos procesos selectivos
las células del estroma tímico: células epiteliales tímicas, macrófagos
y células dendríticas; todas ellas expresan en sus membranas grandes niveles de
moléculas MHC-I y/o MHC-II.
En la
selección positiva se da
interacción de los timocitos con células epiteliales corticales del timo.
De los timocitos que sobreviven a la selección positiva
algunos llevan TCR de baja afinidad hacia auto-péptidos presentados por MHC, y otros llevan TCR con
alta afinidad hacia auto-péptidos presentados por ese MHC: estos últimos sufren
selección negativa, que ocurre en la zona de transición cortico-medular y en la medula tímica, y en la que las
células dendríticas y los macrófagos
interaccionan con los timocitos portadores de TCR de alta afinidad hacia
auto-péptidos o hacia MHC solo.
Así pues la autotolerancia se consigue eliminando células
T autorreactivas, y permitiendo el
desarrollo de las específicas que reconocen péptidos extraños (no propios)
enclavados en el MHC propio.
La selección positiva también regula otros dos fenómenos:
-
Regulación de reordenaciones de cadenas alfa.
-
Regulación de la expresión del correceptor (CD4 0 CD8)
en las células maduras.
ACTIVACIÓN DE LOS LINFOCITOS T COADYUVANTES
La activación y expansión clonal de TH es un
acontecimiento central en la producción de las respuestas inmunes específicas .
Se trata de un proceso complejo que en los últimos años está siendo
paulatinamente desentrañado. Antes de entrar en detalles, podemos resumirlo
para tener una idea general:
los
linfocitos T vírgenes son células en reposo que se encuentran
"aparcadas" en la fase G0 del ciclo celular. La activación,
proliferación y diferenciación de estas células es un fenómeno complejo.
La
activación se inicia cuando el linfocito TH interacciona, a través de su
complejo TCR-CD3, con el antígeno peptídico -procedente de procesamiento
endosómico- enclavado en el surco de MHC-II de una célula presentadora. En esta
interacción inicial, y en la señal que se va a producir, participan, además,
moléculas accesorias, como el correceptor CD4.
Esta
interacción inicial "dispara" una compleja cascada de acontecimientos
bioquímicos, en la que son esenciales actividades quinasas y fosfatasas, y que
culminan con la activación y expresión de diversos genes, entre los que se
cuentan el de la IL-2 y el de su receptor.
La
secreción autocrina de IL-2 por parte de los linfocitos TH hace que éstos
salgan de la fase G0 y entren y progresen en el ciclo celular: ello provoca la
proliferación y diferenciación de la célula T en dos subpoblaciones: una de
células efector y las TH de memoria.
Pero
para que ocurra esto se requieren, además señales coestimulatorias. Si tales
señales químicas no se suministran al tiempo en que se está produciendo la
interacción específica TCR-péptido-MHC, se induce un estado de incapacidad de
respuesta inmune que se denomina anergia, que se manifiesta en tolerancia
inmunológica hacia el estímulo antigénico.
Rutas de señalización intracelular
El TCR tiene colas citoplásmicas cortas que por sí mismas
son incapaces de señalización intracelular. Una vez que dicho TCR se une al
péptido:MHC, esta señal se transduce al interior de la célula T por medio de
los dominios citoplásmicos de CD3, el correceptor CD4 y varias moléculas
accesorias (CD2, CD45). Dicha transducción de señal se realiza por medio de una
serie de proteín-quinasas y proteín-fosfatasas. Antes de pasar a ver las rutas
bioquímicas de transducción de señal, haremos una breve descripción de algunas
de estas enzimas implicadas.
Algunas enzimas de la ruta de
señalizació
Proteín-quinasas
de la familia del protooncogén src
1) Proteína p56lck
Se trata de una proteín-quinasa que
se une a membrana mediante ácido mirístico engarzado a la glicocola en posición
2 (Gly2).
Posee
dos secuencias homólogas con otras proteínas (SH2 y SH3).
La SH2
participará en el reconocimiento de tirosinas fosforilables en la proteína
diana.
La
porción carboxiterminal es la que tiene actividad de quinasa. Obsérvese la
existencia de dos tirosina: la que está en la posición 394 (denominada de
regulación positiva) es la tirosina que se fosforila al activarse el linfocito
T, mientras que la que está en posición 505 negativo está fosforilada en las células
T en reposo, y se desfosforila cuando las células se activan.
En el
primer tercio se encuentra una cisteína que será la encargada de unirse por
puente disulfuro con CD4 (o en el caso de TC, con CD8). También se asocia
físicamente con las cadenas x y e del CD3.
2) Proteína p59
fyn
Su estructura es muy parecida a la de
p56lck. También se encuentra anclada a la membrana por miristilación.
Igualmente
posee una Tyr cerca del extremo carboxi-terminal, que cuando está fosforilada
hace que la p59fyn esté inactiva, y otro sitio Tyr capaz de recibir fosfato por
autofosforilación de esta quinasa, lo cual hace que la proteína pueda
fosforilar a otras proteínas.
Contiene
una Tyr capaz de autofosforilarse, pero a diferencia de las proteínas de la
familia src, carece de Tyr de regulación negativa.
En las
células T en reposo, la ZAP-70 no se encuentra asociada al complejo TCR-CD3;
sin embargo, cuando se inicia el proceso de activación celular, y una vez que
las cadenas x y e de CD3 quedan fosforiladas por otras proteín-quinasas, la
ZAP-70, por medio de sus dominios SH2 se une a estas cadenas fosforiladas, y
entonces queda activada en su capacidad de fosforilasa.
Fosfatasa CD45 (=LCA=T200)
El CD45 es en realidad una familia de
fosfatasas específicas de tirosina, que aparecen en todas las células del
linaje hematopoyético excepto en los eritrocitos.
Existen
varias isoformas, de entre 180-200 kDa, que proceden de procesamiento
alternativo de un mismo tipo de ARN, y cada una de ellas aparece en determinados
tipos celulares. Por ejemplo, CD45RA aparece en T vírgenes mientras que CD45R0
en T cebados.
Tiene un
dominio extracelular, que está glucosilado; se une a la CD22.
Su
porción citoplásmica es larga, y cuenta con dos dominios dotados de actividad
fosfatasa de tirosinas.
Parece
ser que una de sus funciones es desfosforilar la Tyr-P situada cerca del
extremo carboxi-terminal de las proteín-quinasas p56lck y p59fyn.
Modelo actual de la activación del
linfocito TH
La señalización a través del complejo
TCR-CD3 requiere que se agreguen muchos complejos junto con sus
correspondientes correceptores CD4, y con CD45. Los numerosos conjuntos
TCR-CD3-CD4 interaccionan simultáneamente con muchos complejos péptido:MHC-II
de la célula presentadora de Ag (se requieren al menos unos 100 de tales
complejos). Cada TCR se une al péptido antigénico enclavado en el MHC-II de la
célula presentadora de antígeno. Al mismo tiempo, el CD4 interacciona (por su
dominio extracelular) con el dominio b 2 de la MHC-II. Esta interacción parece
que provoca un cambio conformacional que se transmite a las colas citoplásmicas
de los polipéptidos del CD3 y del CD4. Ello induce la yuxtaposición de p56lck
con las secuencias ARAM (=ITAM) de las proteínas de CD3.
Entonces,
la actividad fosfatasa de CD45 provoca la desfosforilación de la tirosina
fosforilada carboxi-terminal de p56lck y
de p59fyn, lo que supone la activación de estas dos proteín-tirosínquinasas :
se autofosforilan en la otra tirosina (la de regulación positiva).
La
activación de las dos PTK citadas por autofosforilación provoca que a su vez
éstas fosforilen las cadenas del complejo CD3, reconociendo las secuencias ARAM
en x y en e . También se fosforila la cola
A las
colas fosforiladas de CD3 y CD4 se une ahora la ZAP-70, de modo que ésta
adquiere a su vez su actividad de proteínquinasa, con lo que puede fosforilar a
cadenas del CD3 y a otras proteínas.
La
ZAP-70 activa y la Fyn activa fosforilan a la fosfolipasa Cg 1, que
originalmente es una proteína citoplásmica; al fosforilarse la PLCg1 se activa
y emigra al lado citoplásmico de la membrana, reconociendo otras proteínas que
tienen tirosinas fosforiladas. Al hacer esto, se facilita que la PLCg 1 entre
en contacto con su sustrato: el fosfatidil-inositol-bifosfato.
Entonces,
la PLCg 1 hidroliza a este PIP2, generando inositol-trifosfato (IP3) y
diacilglicerol (DAG), cada uno de los cuales suponen el arranque de sendas
rutas dentro de esta compleja cascada activadora:
A) Ruta del
inositol-trifosfato :
El IP3 se une a un receptor específico situado en el REr,
provocando la salida al citoplasma de grandes cantidades de Ca++, y junto con
IP4 provoca también la entrada desde el exterior celular, a través de canales
de calcio de la membrana citoplásmica, de más cantidades de este catión.
El aumento intracelular de Ca++ estimula a la enzima
calmodulina, que es una serín/treonín-quinasa.
La calmodulina activada activa a su vez a la
calcineurina, que es una fosfatasa.
La calcineurina activada cataliza la desfosforilación del
factor NF-AT citoplásmico fosforilado.
Una vez desfosforilado, el NF-AT emigra al núcleo, donde
se junta con el factor nuclear AP1, formando entrambos un factor de activación
transcripcional de varios genes, entre ellos el que codifica la citoquina IL-2.
Aparte de esta secuencia de acontecimientos, los altos
niveles citosólicos de Ca++ pueden estimular igualmente a la proteín-quinasa C y
la quinasa MAP-II.
B) Ruta del diacilglicerol (DAG)
1. El diacilglicerol estimula, junto con el Ca++, a la
proteín-quinasa C (PKC)
2. al activarse, PKC emigra a la
cara interna de la membrana citoplasmática
La señal coestimulatoria
Además de las señales
suministradas a partir del contacto
entre el complejo TCR-CD3 con el péptido-MHC, la activación del
linfocito Th requiere una señal adicional, denominada coestimulatoria, que
puede consistir en algunas de las siguientes:
·
La citoquina
IL-1
·
La citoquina
IL-6, de la APC
·
La señal más
potente es la que supone el contacto entre la molécula B7 de la célula
presentadora y la CD828 o la CTLA-4 del linfocito Th.
Activación génica
Resumiendo la idea central
emanada de lo anterior podemos decir que tras la interacción del linfocito Th
con el péptido enclavado en el surco de MHC-II de una célula presentadora de
antígeno, se pone en marcha unas rutas que conducen a la activación de una
serie de genes.
Anergia clonal
La unión de un
linfocito TH con un complejo péptido-MHC II de una célula
presentadora de antígeno puede conducir a dos tipos de respuestas opuestas:
La anergia clonal
es la incapacidad proliferativa de un linfocito tras un contacto con el
complejo péptido-MHC, y se debe a la carencia de la señal coestimulatoria
proporcionada por la interacción entre CD28 del linfocito TH y B7 de la APC. No se trata de una mera no-respuesta
pasiva, sino que la anergia es un estado activo de no proliferación
La anergia clonal ocurre frecuentemente en los tejidos periféricos y consiste en la incapacidad de respuesta por parte de un linfocito una vez este ha sido estimulado por su antígeno específico18. Este linfocito es activado por el antígeno de una manera inadecuada o en ausencia de señales co-estimulatorias y entra en un estado refractario del cual sólo sale después de un periodo de tiempo prudente y de una estimulación y co-estimulación adecuadas. Las células dendríticas además de procesar y presentar antígenos a los linfocitos T, expresan ciertas moléculas (CD 80, CD 86, CD 40L) o productos celulares (IL-12), que actúan como señales alternas o co-estimulatorias indispensables para la activación adecuada de dichas células T19. Su expresión depende de los estímulos por parte de citocinas pro-inflamatorias (IL-1, TNF-alfa, IFN gama) o ciertos productos bacterianos (patrones moleculares) que interactúan con receptores similares a Toll20 (receptores para patrones moleculares), los cuales indican a la célula dendrítica sobre el peligro inminente en que se encuentra el tejido injuriado21. De esta manera, si un tejido es lesionado, se producen mensajeros que alertan a las células dendríticas y éstas a su vez disparan la respuesta de los linfocitos T. En ausencia de peligro las células dendríticas pueden presentar antígenos (autoantígenos) pero sin señales alternas lo cual se traduce en una ausencia de respuesta por parte de la célula T22.
POBLACIONES PERIFÉRICAS
DE CÉLULAS T MADURAS
CÉLULAS T A B
Un 90-95% de las
células T periféricas son de tipo a b (o sea, TCR-2), existiendo una
proporción de CD4+ doble que las CD8+.
En general, las CD4+ funcionan como células
T coadyuvantes (TH) y las CD8+ lo hacen como T citotóxicas (TC), aunque parece
que ambas poblaciones expresan el mismo repertorio de segmentos variables (Va
y Vb ).
La población circulante
(periférica) de células T consiste en T vírgenes, T efectoras y T memoria.
Linfocitos T vírgenes: resumen de su ciclo de
vida y de su activación hasta células efectoras
Las células T CD4+ y T CD8+ vírgenes inmunocompetentes que acaban de madurar abandonan
el timo y entran en circulación en un estado de reposo (G0del
ciclo celular). Se caracterizan por:
bajos niveles de
moléculas de adhesión
altos niveles del
receptor de alojamiento (homing) llamado L-selectina, que les permite unirse a la dirigina (addressin) vascular de las vénulas
de endotelio alto (HEV) de los ganglios linfáticos. Esto permite la
extravasación del linfocito virgen hasta el interior del ganglio a partir de
la circulación.
Expresan la isoforma de
alto peso molecular de CD45 (llamada CD45RA), implicada en la transducción de
la señal de activación.
TH2:
denominadas T colaboradoras o coadyuvantes en sentido estricto,
especializadas en secretar ciertas citoquinas que son esenciales en la
activación de células B y T. Suelen ser CD4
|
Linfocitos T efectores
Unas 48 horas después
de su activación, la célula T se convierte en un blasto y comienza a proliferar
en el ganglio linfático, diferenciándose al cabo de 5-7 días en una
subpoblacion de células efectoras especializadas y otra de T memoria.
Las celulas T efectoras pueden ser de tres tipos funcionales:
·
Tc: son las T matadoras
·
Th1: son las T inflamatorias
·
Th2: T colaboradoras o coadyuvantes
Las T efectoras pueden ser de tres tipos, todas comparten una
serie de importantes caracteres que la distinguen de las T vírgenes:
·
No necesitan señal coestimulatoria
·
Tienen más sensibilidad a la activación
·
En los humanos, la mitad de las T efectoras pierden la
L-selectiva (receptor de alojamiento).
·
Expresan otra molécula, la VLA-4 que permite que el T
efector se una al endotelio vascular cercano al sitio de la infección.
Todas las funciones efectoras de las T armadas dependen de
que interaccionen adecuadamente con una célula propia, que llamaremos célula
objetivo.
ANEXO
VACUNAS
La disciplina de la inmunología tiene sus raíces en las
primeras pruebas de vacunación que efectuaron Edward Jenner y Louis Pasteur.
Desde esos esfuerzos iniciales, se han desarrollado vacunas
para muchas enfermedades que antes eran los grandes azotes del género humano. La incidencia de enfermedades como
difteria, sarampión, parotiditis, tos ferina, rubeola, poliomielitis y tétanos
ha disminuido de manera impresionante al volverse más frecuente la vacunación
contra esos padecimientos.
Algunas vacunas potenciales producen efectos adversos
inaceptables y algunas más pueden incluso
empeorar los trastornos que tal vez deberían prevenir. Las vacunas de
virus vivos representan una amenaza especial para quienes experimentan
inmunodeficiencia primaria o adquirida.
El desarrollo de una vacuna se inicia con investigación
básica.
La identificación de las diferencias en los epitopos
reconocidos por las células T y B ha permitido a los inmunólogos empezar a
diseñar vacunas candidatas para maximizar la activación de ambas ramas del
sistema inmunológico.
Inmunizaciones
activa y pasiva
Se puede lograr
inmunidad contra los microorganismos infecciosos mediante inmunización activa o
pasiva. Los agentes empleados para inducir inmunidad pasiva son anticuerpos de
seres humanos o animales, en tanto que la inmunización activa se logra al
inocular agentes microbianos que inducen inmunidad, pero no causan enfermedad,
o componentes antigénicos de esos microorganismos.
La
inmunización activa confiere protección prolongada
La finalidad de la inmunización pasiva es la protección
transitoria o el alivio de un trastorno existente; la de la activa es conferir
inmunidad protectora y memoria inmunológica.
La inmunización activa con diversos tipos de vacuna ha desempeñado una
función de primera importancia en la reducción de las defunciones por
enfermedades infecciosas, de manera especial entre niños.
La vacunación de los niños se inicia cerca de los dos meses
de edad. El programa incluye las siguientes vacunas:
-
Vacuna de la hepatitis B
-
Vacuna combinada de difteria, tos ferina y tétanos
-
Vacuna inactivada contra la poliomielitis
-
Vacuna combinada de sarampión, parotiditis y rubeola
-
Vacuna de Haemophilus influenzae
-
Vacuna de varicela zoster
-
Vacuna neumocócica conjugada
Las recomendaciones para la vacunación de los adultos
dependen del grupo de riesgo. Se administran a menudo las vacunas de
meningitis, neumonía e influenza a los miembros de los grupos que habitan en
sitios cerrados y los sujetos que tienen atenuada la inmunidad.
Diseño de
las vacunas para la inmunización activa
El desarrollo de una reacción inmunitaria no significa
que se consigue un estado de inmunidad protectora. Lo que es a menudo de
importancia crítica es la rama del sistema inmunológico que se activa y por
este motivo los elaboradores de las vacunas deben reconocer las diferencias
notorias entre la activación de las ramas humoral y mediada por células. Un
segundo factor es el desarrollo de memoria inmunológica.
La función de las células de memoria en la inmunidad
depende del periodo de incubación del agente patógeno. En el caso del virus de
la influenza, que tiene un periodo de incubación muy breve de uno o dos días.
La protección eficaz contra la influenza depende, por
ese motivo, de conservar concentraciones elevadas de anticuerpo
neutralizante mediante inmunizaciones repetidas, quienes están en el más alto
riesgo inmunizan cada año.
Vacunas con microorganismos enteros
Muchas de las vacunas comunes que se emplean en la
actualidad consisten en células bacterianas o partículas virales inactivadas
(muertas) o vivas pero atenuadas (avirulentas).
Los virus y las
bacterias atenuados producen inmunidad sin enfermedad.
En algunos casos es posible atenuar los
microorganismos de modo que pierdan su capacidad para causar afección de
consideración (patogenicidad), pero retengan su capacidad para crecer de manera
transitoria dentro de un huésped
inoculado.
Muchas veces la atenuación se logra si se hace crecer
la bacteria o el virus patógenos durante periodos prolongados bajo condiciones anormales de cultivo.
Las vacunas atenuadas tienen ventajas y desventajas.
Por su capacidad para el crecimiento transitorio, los microorganismos de estas
vacunas ofrecen exposición prolongada de los epitopos individuales de los
microorganismos atenuados al sistema inmunitario, lo que tiene como
consecuencia aumento de la
inmunogenicidad y producción de células de memoria.
Las vacunas atenuadas pueden relacionarse también con
complicaciones semejantes a las observadas durante la enfermedad natural.
Los
microorganismos se inactivan mediante tratamiento con calor o productos químicos.
Otro criterio frecuente para la elaboración de vacunas
es la inactivación del agente patógeno mediante calor o sustancias químicas, de
tal modo que no sea capaz de multiplicarse en el huésped. Es de importancia
conservar la estructura de los epitopos
sobre los antígenos de superficie
durante la inactivación.
Las vacunas atenuadas suelen requerir sólo una dosis
para inducir inmunidad duradera. Por
otra parte las vacunas de microorganismos muertos requieren a menudo refuerzos
repetidos para conservar el estado de inmunidad del huésped. Por consiguiente,
estas vacunas inducen una reacción de anticuerpos de predominio humoral y tienen menos eficacia que las de
microorganismos atenuados para inducir inmunidad mediada por células y
desencadenar una reacción secretoria de
IgA.
Macromoléculas
purificadas como vacunas
Algunos de los riesgos que acompañan a las vacunas de
microorganismos enteros atenuados o muertos pueden evitarse si se emplean
vacunas constituidas por macromoléculas purificadas específicas que se derivan
de agentes patógenos. Se utilizan en la actualidad tres formas generales de estas vacunas:
Exotoxinas inactivadas
Polisacáridos capsulares
Antígenos microbianos recombinantes
Se emplean
como vacunas cápsulas polisacáridas bacterianas
La virulencia de algunas bacterias patógenas depende
sobre todo de las propiedades antifagocíticas de su cápsula polisacárida
hidrófila.
Cubrir la capsula con anticuerpos, complemento o ambas
cosas incrementa de manera notable la capacidad de los macrófagos y los
neutrófilos para fagocitar a estos microorganismos patógenos.
Una limitación de las vacunas polisacáridas es la
incapacidad para activar las células Th.
Una manera de hacer participar a las células Th en la
reacción a un antígeno polisacárido consiste en conjugarlo con alguna clase de proteína
portadora.
Los
toxoides se elaboran a partir de toxinas bacterianas
Algunas bacterias patógenas, como las causantes de
difteria y tétanos, producen exotoxinas.
Estas originan muchos de los síntomas de enfermedad que son resultado de
la infección. Las vacunas de difteria y tétanos, por ejemplo, se pueden
elaborar mediante purificación de la exotoxina bacteriana y, a continuación,
inactivación de ésta con formaldehido para formar un toxoide.
La vacunación con el toxoide induce la formación de anticuerpos
antitoxoide, que son también capaces de fijarse a la toxina y neutralizar sus efectos.
Las proteínas de los agentes patógenos se producen por
técnicas recombinantes
El gen que codifica
cualquier proteína inmunógena se puede clonar y expresar en células
bacterianas, de levaduras o mamífero
mediante tecnología recombínate del DNA.
Vacunas
recombinantes con vectores
Se pueden introducir genes que codifican antígenos
mayores de agentes patógenos en particular virulentos en virus o bacterias atenuados.
El microorganismo atenuado funciona como vector, se multiplica en el
huésped y expresa el producto génico del agente patógeno.
De forma amplia se ha empleado como vector el virus de
la vaccinia, que es el microorganismo atenuado que constituye la vacuna contra
la viruela.
Otras vacunas
con vectores atenuados podrían ser más seguras que la de virus de la
vaccinia.
La inmunidad eficaz contra diversas enfermedades, entre ellas el cólera y la gonorrea, depende del aumento de la
producción de IgA secretoria en las superficies
de las mucosas. El
desencadenamiento de inmunidad sobre la superficie de la mucosa podría
ofrecer excelente protección en la
puerta de entrada que usa el agente patógeno.
Vacunas de
DNA
En una medida de vacunación desarrollada en la
actualidad se inyecta DNA plásmido codificador de proteínas antigénicas de modo
directo en le musculo estriado del
receptor. Las células musculares captan el DNA y expresan en antígeno
proteínico codificado, lo que precipita una reacción de inmunidad humoral y
otra mediada por células.
El DNA parece integrarse en el DNA cromosómico o
conservarse durante periodos prolongados en una forma de episoma.
Las vacunas de DNA ofrecen ventajas sobre muchas de
las existentes. Los aspectos prácticos de las vacunas de DNA son también muy
promisorios. Las pruebas efectuadas con vacunas de DNA en modelos animales han
demostrado que son capaces de conferir inmunidad protectora contra diversos
agentes patógenos, entre ellos el virus de la influenza.
Vacunas de
subunidades multivalentes
Una de las limitaciones de las vacunas de péptidos
sintéticos y de las proteínas recombinantes es que tienden a ser
deficientes desde el punto de vista
inmunógeno; en consecuencia, muestran una tendencia a precipitar una reacción
de anticuerpos humoral, pero es menos
probable que induzcan una mediada por células.
Un criterio consiste en preparar complejos de matriz
sólida, anticuerpo y antígeno mediante fijación de anticuerpos monoclonales a
matrices sólidas en partículas y, a continuación, saturar el anticuerpo con el
antígeno deseado. Después se emplean los complejos resultantes como vacunas. Se ha demostrado que estos
complejos multivalentes provocan reacciones humorales y celulares intensas.
Su naturaleza en partículas contribuye a la
inmunogenicidad que poseen al facilitar la fagocitosis por las células del
huésped.
Otro medio para producir una vacuna multivalente
consiste en emplear detergente para incorporar los antígenos proteínicos en
micelas de proteínas, vesículas lipídicas (liposomas) o complejos
inmunoestimulantes.
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