Inmunidad celular

Generalidades

La inmunidad celular (IC) es la respuesta específica donde intervienen los LT en la destrucción de agentes patógenos, tumorales, propios y también en el rechazo de aloinjertos.Se le llama celular porque está mediada por células.En la respuesta inmune innata la inmunidad celular está a cargo de los macrófagos, células NK, PMNN, entre otras y en la respuesta inmune adaptativa las células responsables de esta inmunidad son los LT.A continuación vamos a estudiar la activación de los LT vírgenes cuando se ponen en contacto con un Ag por primera vez.

Primer encuentro con el antígeno

La respuesta del LT virgen ante un primer encuentro con el Ag se divide en varias fases que pueden tomar de 7 – 14 días para desarrollarse, ellas son;1. Reconocimiento del Ag.2. Activación de los LT.3. Expansión clonal.4. Función efectora de las subpoblaciones de LT.5. Finalización de la respuesta.6. Desarrollo de la memoria.

Segundo encuentro con el antígeno

Ante un segundo encuentro con el mismo Ag :1. El LT necesitará menos tiempo para activarse.2. Es menos dependiente de la coestimulación.3. Su fase de activación se desarrollará más

rápido.

Reconocimiento del antígenoOcurre en los OLP.En estos órganos el LT establece contacto con muchas células dendríticas pero solo estrecha la unión con la que le presenta el Ag compatible con su receptor.Las moléculas de adhesión presentes en los LT principalmente las integrinas unen fuertemente estos linfocitos a las CPA y así aseguran una adecuada activación de los LT.Las principales integrinas son:a) CD2b) LFA-1c) VLA-3Los LT solo van a reconocer Ag que han sido procesados dentro de las CPA y presentados a través de las moléculas MHC.El reconocimiento de los complejos péptidos –MHC por el TCR proporciona especificidad a la respuesta subsiguiente de los LT.

Reconocimiento del antígeno (2)

Los LT que participan en la inmunidad innata ( gamma delta, NK ) no reconocen péptidos sino glicolípidos presentados por una molécula similar al MHC-I conocida como CD-1.

Activación de los LT

Se inicia con la interacción entre un péptido antigénico y el TCR, esta interacción es de baja afinidad y se estima que un TCR se une a un péptido asociado a una molécula MHC durante un tiempo breve ( menos de 10 segundos) y de forma débil.La detección de unas pocas moléculas de un péptido antigénico puede inducir una fuerte activación de los LT vírgenes pero para que estos se conviertan en células efectoras se necesitan:a) Correceptores.b) Moléculas de activación.c) 3 sistemas de señales.

Primera señal de activación

Es la unión del TCR al péptido/MHC.Una vez que el péptido se ha unido al TCR esta señal se transluce al interior de los LT por medio del CD3, CD4, CD8,Ocurre una señalización a través de las cadenas zeta, CD2, CD45, estas 2 últimas son moléculas accesorias.Esta señal es de corta duración ( segundos a pocos minutos) y ocurre en la cara externa de la membrana.

Segunda señal de activación

Esta señal dura de 30 – 50 minutos y ocurre en la cara interna de la membrana y en el citoplasma.Comprende:a) Señalización a través de moléculas

coestimuladoras.b) Sinapsis inmunológica.

Segunda señal de activación (2)

Moléculas coestimuladoras.Son moléculas que no pueden activar los LT per se , pero pueden amplificar o contrarrestar las señales emitidas por el complejo TCR.Ellas se encuentran en las CPA y son las células dendríticas maduras las que expresan los niveles más elevados de coestimuladores y por lo tanto son los estimuladores más potentes de los LT.

Segunda señal de activación(3)

En ausencia de coestimulación los LT que se encuentran con antígenos no responden y mueren por apoptosis o entran en un estado de no respuesta llamado anergia.La vía coestimuladora mejor caracterizada es la de CD28 molécula que se encuentra en los LT la cual se une a moléculas coestimuladoras B7-1 (CD80) y B7-2 (CD86) presentes en las CPA profesionales.Estas moléculas B7 son inducidas por diversos estímulos como:a) Endotoxinas.b) IFN gamma.c) Unión del CD40L al CD40.

Segunda señal de activación (4)

Otras señales coestimuladoras:a) CD2 del LT que se une al ligando LFA-3 (CD

58) de las CPA.b) IL-1 , IL-6 suministradas por las CPA.La vía del CD40 amplifica indirectamente la respuesta de células T y probablemente no actúa como vía coestimuladora por sí misma.

Segunda señal de activación (5)

Sinapsis inmunológica.Es la estructura que se forma en las membranas de las CPA y del LT por contacto entre ellos minutos después del reconocimiento del Ag.Consiste en un complejo molecular altamente organizado que permite el flujo bidireccional de información.Está dividido en 2 regiones:a) Central:Compuesta por el TCR-CD3 Ag-MHCI/II, CD4/CD8,CD28-CD89/CD86, o sea lo que conocemos por señales primaria y secundaria de activación.

Segunda señal de activación (6)

b) Periférica:La forman las moléculas de adhesión LFA-I, ICAM-I, CD2-LFA-3.Alrededor de esta última zona se encuentran las moléculas CD45 y CD43 que por su gran tamaño están excluídas de la sinapsis.

Sinapsis inmunológica de los LTCD4

1. Tarda entre 5 – 30 minutos.2. Se mantiene varias horas ( 10 – 24) antes de dar lugar a

liberación de citocinas y la diferenciación de LT a células efectoras.

3. Requiere señalización continua del TCR y es dependiente de la coestimulación del CD28.

4. La proliferación del LT y la generación de clones específicos para cada Ag comienza 24 – 48 horas después y dura varios días.

5. O sea estos linfocitos sufren una diferenciación más progresiva y más dependiente de la calidad de la presentación antigénica y de la coestimulación.

Sinapsis inmunológica de los LTCD8

1. Dura menos tiempo ( 3- 5 minutos).2. Pueden interactuar con varias células blanco al

mismo tiempo.3. Son menos dependiente de coestimulación y más

sensibles al efecto de IL-2 y 15 durante la proliferación celular.

O sea este linfocito requiere de menos tiempo de exposición al Ag, sus divisiones celulares se inician más temprano y se diferencian más rápido a células efectoras.

Tercera señal de activación

Ocurre en el núcleo y dura horas o días.Consiste en la activación de genes para iniciar ;a producción de citosinas.Gracias a la señalización y transducción que desencadenan las señales 1 y 2, el LT expresa receptores para la IL-2 e inicia la síntesis de la misma.Esta IL-2 al actuar de manera autocrina y paracrina activa vías de señalización que conducen a la blastogénesis o expansión clonal, por medio de la cual el LT prolifera dando origen un gran número de LT con un receptor idéntico (clon) capaz de reconocer únicamente al Ag que inició su activación.

Tercera señal de activación (2)

La unión de la IL-2 a la membrana del LT es indispensable para que el ciclo celular pase de la fase G0, a G1 y luego a S, proceso que permite la expansión clonal.La IL-2 es el principal factor de crecimiento de los LT que les permite expandir sus clones pero también intervienen en este proceso la IL-15 y la 21.El CD71 o receptor para la transferrina en el LT le permite a la célula tomar el hierro necesario para su crecimiento.

Diferenciación en células efectoras y sus funciones

Después de la expansión clonal, los LT vírgenes se diferencian en células efectoras que realizan diversas funciones.Los LTCD4+ se diferencian en células efectoras productoras de citoquinas que van a activar los fagocitos y diversos linfocitos.Estas citosinas actúan sobre los propios LT y sobre otras células como LB, macrófagos, granulocitos y el endotelio vascular.Estas citosinas regulan las RI humorales, celulares y la inflamación.

Diferenciación en células efectoras y sus funciones (2)

Una característica importante de las funciones efectoras de los LTCD4+ es que las células que presentan el Ag a estos linfocitos también son las células que responden a ellos.Por lo tanto en la inmunidad humoral y mediada por células los LB y los macrófagos presentan Ag a estos linfocitos y son activados por ellos.Los LTCD4+ activados por el Ag expresan el CD40L que se une al CD40 de los LB y los macrófagos y los activa.

Diferenciación en células efectoras y sus funciones (3)

Los LTCD4+ se diferencian en Th1, Th2, Th17.a) Los LTh1 intervienen en las reacciones de hipersensibilidad retardada.b) Los LTh2 intervienen en la citotoxicidad mediada por anticuerpos.c) Los LTh17 intervienen en procesos inflamatorios crónicos y autoinmunes.Los LTCD8+ se diferencian en LTc con capacidad para destruir células diana, o sea realizan citotoxicidad directa específica.

Finalización de la respuesta

Ocurre cuando el Ag es eliminado por las células efectoras y entonces los LT se ven privados de los estímulos de supervivencia que les proporciona el Ag, los coestimuladores y las citosinas y mueren por apoptosis.Aquí interviene el CD152 que es un regulador negativo de los LT e induce tolerancia periférica y anergia.Su mecanismo es interrumpir por medio de señales negativas la señalización del TCR, disminuyendo la producción de varias citosinas fundamentalmente IL-2 con lo cual frena la progresión del ciclo.

Desarrollo de la memoria (1)

Parte de la progenie de los LT estimulados se convierten en células memoria específicas del Ag.Los LT memoria expresan niveles elevados de algunas moléculas de superficie en especial integrinas y CD44 las cuales promueven su migración a sitios periféricos de infección e inflamación y su retención en otros sitios.Esto posibilita que estos linfocitos localizen y eliminen rápidamente el Ag.

Desarrollo de la memoria (2)

Estos linfocitos no expresan marcadores de activación ya que se encuentran funcionalmente quiescentes ( en reposo) y no proliferan ni realizan funciones efectoras hasta que se exponen nuevamente al Ag.Los LT memoria son CD45RA-/CD45RO+.Por lo tanto cuando el LT se pone nuevamente en contacto con el Ag:a) Necesita menos tiempo para activarse.b) Es menos dependiente de la coestimulación.c) Su fase de activación se desarrollará más rápido.Como conclusión podemos decir que las fases de respuesta del LT al Ag y a los coestimuladores son:

Desarrollo de la memoria (3)

a) Síntesis de citosinas y de moléculas efectoras.b) Proliferación celular.c) Diferenciación en células efectoras y de

memoria.d) Realización de las diversas funciones

efectoras.

Transducción de señales por el TCR

El agrupamiento de los TCR por el reconocimiento antigénico pone en marcha vías de señalización intracelular que conducen a la producción de factores de transcripción que activan diversos genes de los LT.Esta señalización intracelular puede dividirse en:a) Acontecimientos de membrana.b) Vías de señalización citoplasmática.c) Transcripción nuclear de genes.

Transducción de señales por el TCR (2)

Los primeros acontecimientos bioquímicos de membrana en los LT que siguen al agrupamiento del TCR y los correceptores son:1. Activación de las PKT ( Fyn y Lck) por el retiro

del fosfato de las mismas por el CD45 lo que permite su activación.

2. Fosforilación de los ITAMs de las cadenas zeta y el CD3.

Transducción de señales por el TCR (3)

Esta fosforilación va a atraer la molécula ZAP-70 que es una PKT de una familia diferente a la Src.La activación de la ZAP-70 desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la cascada de señalización que se pone en marcha por el reconocimiento del Ag por el TCR.Esta ZAP=70 activada fosforila diversos sustratos que actúan como proteínas adaptadoras para la unión a moléculas de señalización.2 de estas proteínas son;a) LAT ( linker of activation of T cells).b) SLP-76 ( proteína leucocitaria de 76 KD con dominio SH2).

Transducción de señales por el TCR (3)

Una vez fosforiladas estas proteínas adaptadoras ellas actúan de sitios de acoplamiento para otras proteínas que participan en numerosas vías de señalización.1. Vía de señalización de la calcineurina y la proteína

quinasa C.En esta vía se activa la isoforma gamma 1 de la fosfolipasa C (PLC gamma1).Esta enzima hidroliza el PIP2 ( fosfatidilinositol bifosfato) en IP3 ( inositol trifosfato y DAG ( diacilglicerol).

Transducción de señales (4)

El IP3 produce un rápido aumento del calcio citosólico el cual va actuar como una molécula de señalización y va a unirse a la calmomodulina que es una proteína dependiente de calcio.Estos complejos calcio –calmomodulina activan diversas enzimas como la calcineurina la cual interviene en la activación del factor de transcripción NFAT.

Transducción de señales por el TCR (5)

El DAG va a activar las PKC la cual va a participar en la generación del factor de transcripción NF-kbeta.2. Via de señalización de Ras y Rac.La proteína LAT recluta varias proteínas que van a permitir una transferencia de nucleótidos de guanina del GDP al GTP, ellas son Sos y VaV.

Transducción de señales por el TCR (6)

a) Vía de la proteína Ras.1.Va a ocurrir una transferencia de nucleótidos de guanina del GDP al GTP. A través de la proteína Sos.2. Este GTP va a activar la proteína Ras.3. La proteína Ras activada va a activar las MAP (quinasas activadoras de mitógenos).4. Estas MAP activadas van a activar la enzima ERK ( quinasa activada por el receptor).5. La enzima ERK va a fosforilar la proteína Elk.6. La proteína Elk va a estimular la transcripción de uno de los 2 componentes del factor de transcripción AP-1.

Transducción de señales por el TCR (7)

b) Via de la proteína Rac.1. Ocurre también una transferencia de nucleótidos del

GDP al GTP pero en este caso a través de la proteína VaV.

2. Se activa la proteína Rac.3. La proteína rac activada activa las MAP.4. Las MAP activadas activan la enzima JNK ( quinasa N

terminal o proteína quinasa activada por el stress).5. Esta enzima JNK fosforila el segundo componente del

factor de transcripción AP-1.

Transducción de señales por el TCR (8)

Las actividades de estas enzimas ERK y JNK se desactivan por acción de proteínas tirosina treonina fosfatasas de doble especificidad que constituyen un mecanismo de retroalimentación negativa para terminar la activación de los LT.Hasta ahora hemos visto 4 vías de transducción de señales diferentes iniciadas por la unión del Ag al TCR y que conducen a la activación de 4 enzimas: ERK, JNK, Calcinuerina y PKC.Estas enzimas generan factores de transcripción que estimulan la expresión de diversos genes como el de la IL-2, su receptor, moléculas de adhesión celular, CD40L, Fas-L , liberación de vesículas secretoras y aumento de las proteínas antiapoptóticas.

Inmunidad frente a bacterias intracelulares. Generalidades

Las bacterias intracelulares facultativas tienen la capacidad para sobrevivir e incluso replicarse dentro de los fagocitos.Como estos microorganismos son capaces de encontrar un nicho donde se hacen inaccesibles a la acción de los anticuerpos circulantes para su eliminación se necesitan los mecanismos de la inmunidad celular.

Generalidades (2)

Ellas son poco tóxicas, las células infestadas sobreviven.Entran por aire, sangre, alimentos.Tienen una incubación larga y producen enfermedad persistente.Aunque el sistema inmune puede abortar la infección antes de que se produzca la enfermedad o eliminarla completamente lo más frecuente es que estas bacterias produzcan infecciones crónicas por un equilibrio entre la proliferación del patógeno y su eliminación.

Generalidades (3)

Tipos de bacterias intracelulares:a) Facultativas:1. Micobacterium TB, leprae y bovis.2. Brucela.3. Legionela neumófila.4. Listeria monocitogenes.5. Francesella tularensis.b) Obligadas;6. Riketsias7. Clamidias.

Inmunidad innata frente a bacterias intracelulares

La respuesta inmune innata frente a estas bacterias depende principalmente de los fagocitos y de las células NK.Los fagocitos primero los neutrófilos y luego los macrófagos ingieren e intentan destruir estas bacterias, pero las bacterias intracelulares patógenas son resistentes a la degradación dentro de los fagocitos.Las bacterias intracelulares activan las células NK ya sea directamente o estimulando a los macrófagos a producir IL-12 que es una potente activadora de estas células.Las células NK producen IFN gamma que a su vez activa los macrófagos y favorece la destrucción de las bacterias fagocitadas., de esta forma las células NK proporcionan una defensa precoz frente a estas bacterias, antes del desarrollo de la inmunidad adaptativa.

Inmunidad innata (2)

Esta inmunidad puede limitar el crecimmiento bactriano por algún tiempo pero generalmente no consigue erradicar estas infecciones, ya que para ello requiere de la inmunidad celular.

Inmunidad adaptativa

La principal respuesta inmunitaria adaptativa frente a estas bacterias es la inmunidad celular.Los LTCD4+ y CD8+ responden a los Ag proteicos de los microorganismos fagocitados.Los LTCD4+ se diferencian en LTh1 bajo la influencia de la IL-12 producida por los macrófagos.Estos LTh1 van a expresar el CD40L y secretan IFN gamma, estos 2 estímulos van a activar los macrófagos para que produzcan:a) ERO.b) Öxido nitríco.c) Enzimas lisosómicas.

Inmunidad adaptativa (2)

El IFN gamma estimula la producción de isotipos de anticuerpos que activan el complemento y opsonizan bacterias para su fagocitosis ayudando así a los macrófagos en sus funciones efectoras.Resumiendo podemos decir que los LTh1 aumentan la fagocitosis.

Inmunidad adaptativa (3)

Las bacterias fagocitadas cuyos Ag bacterianos son transportados desde los fagosomas al citosol o si las bacterias escapan de los fagosomas y entran en el citoplasma de las células infectadas estimulan a los LTCD8+ los cuales erradican la infección mediante la destrucción de estas células por estos linfocitos.En este caso ya las bacterias dejan de ser sensibles a los mecanismos microbicidas de los macrófagos.

Evasión de la respuesta inmune

1. Resistencia a la fagocitosis:a) Evasión del contacto con el fagocito.b) Inhibición de la ingestión.c) Supervivencia dentro del fagocito.--- Inhibición de la formación del fagolisosoma.--- Supervivencia en el fagolisosoma.---Escape del fagolisosoma.d) Lesión del fagocito.2. Secuestro de metabolitos activos del oxígeno.3. Inhibición de mecanismos de presentación del Ag.

Consecuencias perjudiciales de la respuesta del huésped

Reacción de hipersensibilidad retardada producida por la activación de los macrófagos en respuesta a estas bacterias.Estas bacterias han evolucionado para resistir la destrucción en el interior de los fagocitos donde a menudo persisten por largos períodos provocando una estimulación antigénica crónica, activación de células T y macrófagos.Esto puede propiciar la formación de granulomas alrededor de la bacteria y de hecho algunas bacterias intracelulares se caracterizan por dar esta inflamación granulomatosa.

Consecuencias perjudiciales de la respuesta del huésped (2)

Este tipo de reacción inflamatoria puede servir para localizar y evitar la diseminación de estas bacterias pero también se asocia a un grave deterioro funcional por necrosis y fibrosis tisular.De este modo la respuesta del huésped es la principal causa de lesión tisular y enfermedad en algunas bacterias intracelulares.