UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE SANTIAGO

(UTESA)

Grupo: 04

Presentado por:

Joselina Guerrero 1-11-1030

Alfred Polanco 2-10-2516

Jefry Nuñez 2-10-2116

Karina Rodriguez 1-11-0561

Karla ovalle 1-11-0490

Stephanie Duran 1-11-0465

Jose Rafael 2-10-1328

Dorianny Salas 1-11-0306

Wirline flaurisco 2-101078

Andy 1-11-0771

Tema:

MOLÉCULAS DE LINFOCITOS T Y VACUNAS

Presentado a:
Dra. Mirtha Villar

MOLÉCULAS DE SUPERFICIE DE LAS CÉLULAS T.

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.

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.

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.

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

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

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)

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.

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

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 T_H con un complejo péptido-MHC II de una célula presentadora de antígeno puede conducir a dos tipos de respuestas opuestas:

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.

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.