Si ustedes recapitulan un poco recordaran que la RI adaptativa cuando celas presentadoras d ag o ag solubles llegan a los ganglios que son reconocidos por recetores d lt o x lb, cuando ag son reconocidos x cualquiera d estas formas se induce la expansin

Respuesta inmune celular 2008

(Transcrito por Katia Corral Halal)

Cuando los antgenos, ya sea de forma soluble o mediante clulas presentadoras, llegan a los linfonodos, son reconocidos por recetores de Linfocitos B o T, inducindose la expansin clonal de la clula que tiene este receptor especifico; se produce un proceso de diferenciacin que implica un cambio de funcin. Los LB se transforman en clulas plasmticas capaces de secretar anticuerpos y los LT se transforman en clulas efectoras capaces de secretar citoquinas.

Cuando se produce esta respuesta (luego de aproximadamente 7 das) se comienzan a eliminar los antgenos o patgenos debido a que se desata la inmunidad humoral y celular. Para el da 14 ya hay un descenso en el nivel d patgenos, lo que induce que las clulas que se activaron entren en apoptosis y que otras queden como clulas de memoria. No se sabe si stas se originan luego de la activacin ya nombrada como una subpoblacin independiente de las clulas efectoras o si stas ltimas, luego del proceso se diferencian a clulas de memoria.

Lo importante es q las clulas de memoria permiten que se produzca una respuesta ms rpida si hay un nuevo ataque de este antgeno (fundamento de vacunas).

Generacin de la respuesta inmune.

Para que se genere respuesta inmune, sobre todo en tejidos perifricos (piel y mucosas), se generan seales d peligro que atraen macrfagos y clulas dendrticas al sitio de de inflamacin; estas clulas poseen receptores de membrana que pueden reconocer patrones conservados en distintos tipos de microbios (bacterias, parsitos, etc.) llamados PAMPs, que son reconocidos por receptores PRRs (receptores d reconocimiento de patrones), los que han coevolucionado con los patgenos y son capaces d reconocer una variedad amplia de stos. Este reconocimiento permite que se activen las clulas, comenzando as su diferenciacin, su capacidad d secretar citoquinas, de movilizarse, de capturar antgenos, etc.

Hay varios tipos de receptores que reconocen PAMPs:

1) Receptores tipo TOLL (TLRs) Es una familia que se expresan en APC (macrfagos y clulas dendrticas) y son capaces de reconocer estructuras conservadas y mediar seales intracelular.

2) Receptor n-formil metionil Es otro tipo de receptor PRR. Reconoce otras estructuras asociadas a patgeno.

3) Receptores de manosa

4) Receptores scavengers Tambin reconocen estructuras conservadas en los patgenos. Esta familia de receptores son los que constituyen los primeros reconocimientos y sensibilizacin d neutrfilos.

Los receptores TLRs (hay del 1 al 9) reconocen cada uno estructuras distintas (pptidos bacterianos, peptidoglicanos bacterianos, lipoprotenas, LPS, elementos de los fungi, proteinas virales, flagelina, etc). Lo importante es entender que hay una amplia variedad de estos receptores y que todos ellos reconocen distintas estructuras presentes en patgenos y son capaces de generar activacin de clulas en las que estn presentes. Cuando estos receptores se activan producen reclutamiento de protenas intracelulares y se genera una cascada d fosforilaciones y desfosforilaciones que activan factores d transcripcin. Estos provocan que se active la transcripcin de genes d citoquinas, quimoquinas, molculas de adhesin, molculas coestimuladoras, citoquinas antivirales, etc.

Existen otros receptores que se encuentran en el intracelular y que son capaces de captar, por ejemplo, cido nucleico, RNA de una hebra u otro tipo de material gentico probablemente proveniente d un virus que infect la clula. Estos receptores tambin generan activacin de APC.

Es importante que recuerden que dentro de los PRRs estn los TLRs, todos los TLRs son PRRs, pero no todos los PRRs son TLRs.

Qu cambios induce dentro de la APC la activacin de TLRs?

Se induce expresin de molculas coestimuladoras (B7), por lo que se produce la capacidad de presentar antgeno asociado a una segunda seal. Esto lleva a q se genere expansin clonal y diferenciacin d linfocitos.

Cuando se activan los linfocitos se comienza a expresar en ellos el CD40L (presente solo en linfocito activado). El CD40L es el principal mediador de seales para las APC que poseen receptor CD40 (macrfagos, clulas dendrticas y LB), por los tanto, los linfocitos activados pueden interactuar con clulas que tienen CD40 y activarlos, sto genera que se induzcan ms molculas coestimuladoras en ellas. (Amplificacin d respuesta).

ltimamente se le ha dado mucha importancia a molculas que podran ser homologas a los PAMPs, llamadas DAMPs. Estas molculas son patrones asociados a dao y son producidas por las clulas tumorales, clulas infectadas por virus, etc. que generan estados de estrs, producindose exposicin de proteinas que generalmente no se encuentran expuestas, por ejemplo, heat shocks proteins que generalmente no se expresan a menos que se est en un estado de emergencia o irritacin debido a calor, irradiacin, toxicidad, etc y pueden unirse a receptores d APC y producir una RI; proteinas nucleares que son proteinas asociadas a ADN, sin embargo, en clulas alteradas pueden ser expuestas e interactan con receptores TLR o de otro tipo q active a APC; o calreticulina, protena chaperona que est asociada a presentacin antignica en contexto MHC clase I, pero que tambin se moviliza la membrana y es capaz d inducir activacin de clulas dendrticas, por ejemplo, nosotros tenemos un lisado tumoral que es capaz d inducir maduracin de clulas dendrticas y esta maduracin esta asociada solo a clulas tumorales, las normales no inducen maduracin, esto se debe a que molculas como calreticulina ante ciertos factores irritantes (en este caso una droga de quimioterapia), hace q se migre a la membrana e interacte con APC.

Otros factores inductores de estrs, tales como luz ultravioleta y calor, genera que calreticulina se mueva a membrana, ocurriendo una mayor activacin de clulas dendrticas.

Entonces, tenemos en el ganglio linftico aparecen las clulas dendrticas capaces d presentar antgeno en contexto de MHC que, junto con la coestimulacin, generan activacin de LT, producindose:

1) Clulas efectoras que pueden migran a la periferia a cumplir funciones, como por ejemplo, a activar macrfagos mediante CD40L.

2) Activacin de LB Algunos LT (dependiendo del tipo que sean) son capaces de ir al sitio donde se encuentran agrupados los LB y mediante CD40L inducen activacin de stos y su expansin clonal.

Por lo tanto los LT helper (CD4) pueden tener diversas funciones, sto depende del panel de citoquinas que expresan. Lo importante es que estas clulas a travs d CD40L pueden activar LB y macrfagos.

La activacin de LT CD4 y CD8 vrgenes ocurre mediante 2 seales (TCR y coestimulacin). Luego de esta activacin comienza la secrecin d citoquinas, principalmente de IL-2 que est asociada a la expansin de LT y tambin ayuda a la proliferacin d los LB, es decir, puede actuar en forma autocrina (actuando sobre si misma) o paracrina (actuando en otras clulas del mismo tipo o de otro tipo). Esto genera la expansin clonal de CD4 y CD8. Por lo tanto, la IL2 es otro factor, adems de la coestimulacin, que esta asociada a proliferacin de linfocitos

Diferenciacin de linfocitos T

1) Clulas efectoras

CD4 Pueden activar macrfagos, LB o clulas dendrticas

CD8 Capaces d secretar grnulos citotxicos y matar clulas afectadas

2) Produccin de clulas de memoria Que se quedan en linfonodos o van a mdula sea, y generan una capacidad de reaccin ms rpido en 2 evento.

Presentacin cruzada

Las clulas infectadas por virus son capaces de producir antgeno asociado a MHC clase I, sin embargo, para poder producir respuesta contra esta clula, ya q NO migra al ganglio, tiene q ser capturada por una clula dendrtica (La clula dendrtica tiene la capacidad de comerse clulas infectadas). Esta estructura permanece en un compartimiento exgeno y luego es transportada al citoplasma para entrar a la va de presentacin MHC clase I y, algunas veces, tambin a la de MHC clase II, por lo que APC puede activar LT CD8 o CD4. Cuando se activan los CD8 vrgenes generan la respuesta citotxica contra este antgeno, es decir, el LT citotxico es capaz d reconocer a la clula y destruirla, sto se conoce como presentacin cruzada.

Activacin de linfocitos T

Se requieren dos seales para activar a un linfocito citotxico: Presentacin de antgeno en contexto MHC (seal 1), coestimulacin (seal 2).

Existe una tercera seal, que es mediada por citoquinas y que se produce debido a que los linfocitos tienen receptores para stas molculas. Al activarse se producen ms citoquinas que, a su vez, estimulan la activacin de los linfocitos.

Un linfocito CD8 reconoce entonces a una APC y a travs de las seales 1 y 2 se generan secrecin de citoquinas por parte de las APC, sto estimula la diferenciacin de los linfocitos.

La clula T citotxica virgen no tiene grnulos.

La clula activada, a diferencia de las vrgenes no necesita la coestimulacin para activarse.

Los linfocitos tambin se pueden activar en forma paracrina. Cuando una APC capta un antgeno lo presenta. La clulas dendrticas tienen una estructura con muchas prolongaciones, por lo que pueden generar interacciones con muchos linfocitos al mismo tiempo y, por lo tanto, pueden generar que un linfocito CD4 reconozcan un antgeno en el MHC clase II, secrete citoquinas como IL-2 o IFN y esto genere que otro linfocito virgen (sin grnulos) que tambin est interaccionando con la clula dendrtica reciba las seales 1 y 2 y se active por las 3 estimulaciones posibles. (TCR, coestimulacin y citoquinas).

Los CD4 que son activados comienzan a expresar CD40L, ste es capaz inducir la expresin de molculas coestimulatorias que facilita que LT virgen reciba seal 1 y 2, se active y prolifere.

El Linfocito helper estimula a la clula dendrtica mediante CD40L, haciendo que aumente la coestimulacin y liberacin d citoquinas, sto repercute en activacin de LT vrgenes, los cuales se convierten en efector y proliferan.

Las clulas dendrticas pueden tener fenotipo y funciones distintas de acuerdo a los estmulos que recibieron en la periferia (de los ligandos d los PRRs), por sto hay poblaciones q inducen diferenciacin d LT a Th1 (que produce un tipo d citoquinas), asociado a la respuesta inmune celular, activacin de macrfagos, Th2 (que produce otro tipo d citoquinas), asociado a la respuesta inmune humoral y a Th17 (que produce otro tipo d citoquinas), asociados a respuesta autoinmune.

La clulas dendrticas tambin pueden inducir otras poblaciones, q son los linfocitos T reguladores. Existen distintos tipos de stos, tales como linfocitos que expresen TGFbeta (llamados Th3), linfocitos CD4+CD5+Foxp3 (reguladores tradicionales) y linfocitos Tr1, q expresan mucha IL-10.

Por lo tanto, dependiendo del tipo de clula dendrtica, de los niveles de MHC que tengan, de los niveles de molculas coestimuladoras, de las citoquinas que secreten, etc. estas clulas dendrticas van a producir que el linfocito T se diferencie a clulas efectoras (Th1, Th2 o Th17) o van a producir respuestas reguladoras (Tr1, Th3, y reguladores tradicionales).

Este tipo de respuesta se da porque generalmente cuando no hay infeccin las clulas dendrticas estn constantemente migrando (ms lentamente) desde periferia a linfonodos y van captando antgenos propios, en ausencia de seales d peligro el fenotipo de estas clulas dendrticas es inductor de tolerancia, por lo que genera este tipo de clulas, impidiendo enfermedades autoinmunes. En caso de que exista un patgeno, se genera una activacin ms potente de estas clulas, ms rpida, con mayores niveles de molculas coestimuladoras y de MHC, y eso genera q los linfocitos q se activan sean efectores.

TCR

Los linfocitos son fundamentales en RI celular y se caracterizan por tener una gran variabilidad de receptores en su membrana, estos receptores son para un solo antgeno (especfico).

La estructura del receptor T est formada por dos cadenas, una alfa y otra beta. Ambas cadenas poseen un dominio conservado y otro variable. Los dominios variables generan zonas de interaccin con MHC y con el pptido. Dentro de zonas variables se encuentran zonas hipervariables, que generan especificidad del receptor por un antgeno y por un MHC determinado.

Existe mucha similitud entre un receptor B y uno T, la estructura de la inmunoglobulina tiene un segmento Fc y 2 segmentos Fab, el cual posee segmentos constantes, variables, e hipervariable, ste ltimo se asocia con el antgeno. El receptor T tiene un segmento parecido al Fab de la inmunoglobulina (es de la misma familia), pero siempre est asociado a la membrana del LT, en cambio, el del LB puede ser secretado cuando la clula se transforma en una clula plasmtica.

El receptor T no se encuentra solo en la membrana, est asociado a complejo TCR CD3. Este complejo est constituido por las cadenas alfa y beta del TCR, por la cadena Epsilon y Gamma de CD3 y por las cadenas Epsilon Delta tambin de CD3, adems, el complejo est asociado a un segmento intracelular llamado Cadena z.

TCR CD3 genera que cuando se produce interaccin de TCR con MHC unido a antgeno, se generan cambios conformacionales que desencadenan una cascada de fosforilacin y desforforilacin (mediadas por quinasas) que producen seales intracelulares que activan factores d transcripcin, estos factores van al ncleo y producen transcripcin de genes de citoquinas, genes asociados a proliferacin, etc.

Los receptores T y B son reordenamientos genticos que se producen en cada clula de un individuo. Generalmente, en LT inmaduros los genes que van a codificar receptores T se encuentran completos y alineados; en un momentos determinado se produce una recombinacin y genera combinaciones q van a dar una diversidad enorme de receptores. Una vez que se genera esta recombinacin ste ya no puede cambiar porque hay segmentos que se han perdido, a diferencia de los receptores B, no hay mutaciones puntuales, por lo q no cambia su afinidad a lo largo del tiempo.

Las recombinaciones (que suceden de forma similar en los LB), generan que se elijan al azar segmentos variables que se unen a segmentos J y que despus se unen a segmentos constantes, generando un receptor. Lo mismo pasa con la cadena B, producindose una variabilidad gigante d receptores.

De esta enorme gama d receptores mas del 90% son eliminados porque se generan combinaciones que no tienen ninguna afinidad por el MHC propio, por lo tanto, al no tener ninguna afinidad no puede tener funcin y es eliminado en el timo durante la seleccin.

Un receptor T no es que reconozca un antgeno 100%, puede ser que reconozca ms fuerte un MHC-pptido que otro MHC-pptido, etc. si lo reconocen demasiado fuerte no reacciona, si lo reconoce demasiado dbilmente tampoco, la afinidad tiene q ser intermedia.

Es importante saber que reconoce tanto MHC, como al pptido. Si se mantiene el pptido y se cambia MHC no hay reconocimiento

Mediacin de seales intracelulares

La idea central est en que al producirse la interaccin, se generan seales de activacin que generan fosforilacin de la cadena z, esto produce una serie de eventos: Se fosforila una protena y eso permite que tenga afinidad por otra protena, se fosforila esta otra protena, se activa, etc. y termina en generar factores de transcripcin, tales como NFkB, AP-1, nfat? que tienen capacidad de migrar al ncleo y asociarse al ADN formando complejos. Debido a sto, se puede asociar protenas de diversos tipos para generar complejos que generan transcripcin. Dependiendo del tipo de seal en la membrana se generan diferentes factores de transcripcin y compiten entre ellos generando complejos activadores, inhibidores, generando citoquinas de un tipo u otro, etc.

Activaciones aberrantes

Las activaciones aberrantes se producen por los super antgenos. Son estructuras producidas por algunas bacterias o virus que codifican una protena que se expresa en la membrana y lo que hace es mediar afinidad entre un MHC y un TCR, aunque entre ellos no exista afinidad, produce efectos dainos, por ejemplo, infeccin descontrolada.

CTLA4

Cuando los macrfagos y las clulas dendrticas estn en reposo no expresan molculas coestimulatorias, cuando estas clulas sin molculas coestimuladoras exponen antgenos a linfocitos vrgenes se produce anergia. Por ejemplo, hay linfocitos q son especficos para el tumor, pero son anrgicos.

Cuando las APC son activadas por receptores PRRs se comienzan a expresar ms molculas coestimuladoras y esto genera las seales 1 y 2. Con sto, se produce secrecin de citoquinas, secrecin d IL-2 (que acta de forma autocrina) y proliferacin de linfocitos.

A veces un mismo receptor puede tener acciones opuestas dependiendo de su ligando.

LT vrgenes expresan CD28 constitutivamente, pero una vez que se activan comienzan a acumular CTLA4, que es un ligando competidor de B7. CTLA4 genera seales negativas que producen anergia o apoptosis, es decir, es una molcula que genera que se apague la respuesta. Se ha dicho que CTLA4 tiene mucha ms afinidad por B7 que CD28, por lo que el linfocito queda sin seal 2. Cuando se activa CTLA4 se activa una cascada que inhibe la cascada mediada por CD28 y se bloquea la activacin del linfocito. En resumen, hay que asociar CD28 al linfocito virgen y CTLA4 al activo; ambos se unen a B7, generando diferentes respuestas.

Existen muchas molculas coestimuladoras aparte de B7 (son una familia de protenas q se expresa en APC en mayor o menor cantidad). Adems existen molculas de adhesin que son capaces d actuar tambin como molculas coestimuladoras.

Sinapsis inmunolgica

La interaccin entre LT y APC se llama sinapsis inmunolgica; sta no solo se dada por un receptor y un MHC, sino que por acumulacin de protenas en un lugar concreto del LT que puede interactuar con otro grupo de protenas presentes en APC. En la parte central de la sinapsis (csmac) se genera interaccin entre varios MHC y varios TCR; y en la zona perifrica (psmac) hay interaccin de molculas coestimuladoras y de adhesin.

Una vez que los receptores T son utilizados envejecen y son degradados (como todas las protenas), se genera ubiquitinizacin, la que puede ser detectada por proteosomas. Estas protenas se reciclan y se utilizan para ser presentadas en MHC clase II (no son intracelulares, ya que estn en membrana y deben endocitarse).

Activacin de LB

El primer nivel de activacin que tienen es a nivel del antgeno (soluble), el LB ahora es capaz de recibir estmulos de LT a travs de CD40, mediante CD40L y, gracias a esta interaccin, se genera expansin clonal de los LB. Esta expansin clonal tambin sufre proliferacin y diferenciacin, producindose:

1) Clulas plasmticas Secretan anticuerpos

2) Cambio de isotipo Se comienza a generar IgG soluble q tiene que ver con la respuesta 2

3) Maduracin de afinidad Los LB van mutando en el tiempo, seleccionndose los que tienen alta afinidad (esto no pasa con los LT)

4) Clulas de memoria

Cada una de estas etapas requiere de diferentes estmulos.

Generalmente para q se produzca la respuesta de los LB (cuya sealizacin intracelular es casi igual a la de los LT), se requiere de un cross linking. Varios receptores de inmunoglobulinas tienen que interactuar con el mismo antgeno para que se enven seales potentes, sino no se produce activacin.

Cuando una APC se encuentra con un linfocito y se producen las primeras interacciones hay una condensacin (polarizacin) de molculas en un lado de la clula, por eso pueden interactuar muchas molculas con muchos ligandos (pasa lo mismo en el LT)

El cross Linking tambin se puede producir entre receptores distintos, en vez de haber 2 receptores d inmunoglobulinas con el mismo antgeno puede ser que el complemento se asocie a bacterias o patgenos directamente o mediado por anticuerpos pegados al patgeno, as van a haber segmentos del complemento (como c3b), que va a estar siendo reconocido por un receptor para esta molcula, que va a estar asociada al patgeno y al lado puede haber una inmunoglobulina q reconozca al patgeno. Esto va a generar ms de una seal y se activara el LB. (Vean el monito de arriba)

El cross Linking va producir un aumento en la proliferacin y sobrevida, en los niveles de molculas coestimuladoras, en la expresin de receptores de citoquinas como IL-2 y IL-4 (inducen proliferacin del LB y aumento de expresin de CCR7 que hace que migre desde los folculos hasta el rea del LT en el ganglio).

El LB recibe activacin a travs del antgeno que llega soluble, eso hace que migre hacia la periferia del folculo (a su vez el LT migra hacia el folculo, activado por APC), producindose la interaccin entre ambos. Para sta es necesario que el LT reconozca el antgeno que le presenta el LB, al reconocerlo genera la interaccin CD40L CD40 que permite el cambio de isotipo y la transformacin a clula plasmtica.

Por otro lado, existen dentro de la zona folicular otras clulas dendrticas que no son presentadoras de antgeno, llamadas clulas dendrticas foliculares, stas no expresan MHC de ninguna clase, y su funcin no es activar linfocitos. Las clulas dendrticas foliculares son capaces de reconocer por fuera antgeno y los concentran en sus membranas, permitiendo que los LB tambin puedan reconocerlos, as se testea su afinidad, los q tienen baja afinidad son eliminados por apoptosis, seleccionndose los que afinidad alta.

Una forma de apagar la RI de los LB se regula por la capacidad de stos de reconocer una gran concentracin de antgeno soluble, cuando se acumulan muchas inmunoglobulinas secretadas se produce este efecto: el LB capta el antgeno, se produce cross linking, pero hay segmentos Fc que reconocen segmentos Fc de las inmunoglobulinas solubles, que son captadas y van a poder interaccionar con el antgeno generando seales negativas que bloquean la activacin de linfocitos y apagan respuesta. Mientras mayor es la acumulacin d inmunoglobulina ms posibilidades hay de apagar la respuesta.

Cuando los macrfagos capturan patgenos en la etapa de RII los mantienen en vesculas sin destruirlos, ya que para poder generar la destruccin se deben activar y esto se hace a travs de LT helper (CD40L CD40).

Por otro lado, los LT son capaces de reconocer clulas que han adquirido patgenos y los presentan en MHC, gracias a esta seal se activan LT CD4 y CD8 vrgenes que son capaces de salir a la periferia y reconocer lugares de inflamacin (gracias a molculas expresadas en el endotelio), generndose la infiltracin de LT activados, que permite la interaccin de estas con clulas infectadas, activacin de macrfagos y citlisis de clulas infectadas.

LT Th1 y Th2

Se habla ms de respuestas tipo Th1 o Th2, que de LT Th1 o Th2.

Estas se producen por un predominio de citoquinas que determinan si la respuesta es de un tipo o del otro. Siempre hay presente una mezcla de clulas que tienen un predomino de respuesta tipo Th1 o Th2, sin embargo, una predomina por sobre la otra. Estas clulas se diferencian por las citoquinas que producen:

Th1 (asociada a respuesta celular) Su citoquinas por excelencia es el IFN gamma, tambin puede secretar receptores de IL-12 e IL-18 y otros tipos de ligandos para selectinas.

Th2 (asociada a respuesta humoral) Secreta IL-4, IL-5, IL-6 e IL-13.

El patrn de citoquinas que secrete el linfocito (Th1, Th1 o Th17) va a estar determinado por el tipo de clula dendrtica que lo activ y por otros factores:

Th1: IL-12 induce una respuesta de este tipo. Esta IL es secretada por la clula dendrtica. Th1 hace que se secrete ms IFN gamma.

Th2: Se induce este tipo de respuesta en ausencia de IL-12. (Puede ser que IL-14 tenga un papel en inducir esta respuesta, pero no est claro).

Los factores q inducen secrecin de IL-12 por clulas dendrticas son: receptores de IFM gamma que es producido por la clula NK, algn tipo de TLR, y tambin interaccin CD40L CD40.

Th1 puede ayudar a activacin de macrfagos, neutrfilos y LT CD8. Adems aumenta la opsonizacin del complemento.

Cuando las clulas de memoria infiltran los tejidos y no est el antgeno que buscan vuelven a circulacin, en cambio los LT efectores tienen receptores de adhesin que los hacen permanecer en la periferia, mediando su interaccin con la clula infectada.