TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INMUNOLOGÍA. INMUNIDAD NATURAL

1.1. Concepto de inmunología, características y breve historiaLa inmunología es la ciencia que estudia el sistema inmune (SI) tanto

moléculas, células, tejidos y órganos. La función fisiológica del SI es la defensa contra microorganismos infecciosos y contra elementos internos que generan patologías como células cancerosas (inmunitas=defensa).

La inmunología es una ciencia con aspectos médicos y metodológicos. El SI desde el punto de vista médico es muy complejo y la alteración produce inmunodeficiencias, enfermedades autoinmunes, alergias, tumores… - Inmunodeficiencias: Son un grupo de procesos patológicos heredados o adquiridos, debidos a la ausencia o funcionamiento defectuoso de algunos elementos celulares o moleculares de la inmunidad innata o adquirida. Ejemplo: Enfermedad granulomatosa crónica, se forman múltiples granulomas como resultado de una eliminación defectuosa de las bacterias por las células fagocíticas. Es causada por un defecto en el sistema de NADPH oxidasa de enzimas que generan el radical superóxido implicado en la eliminación de las bacterias. - Enfermedad autoinmune: Enfermedad cuya patología se debe a respuestas inmunitarias adaptativas contra antígenos propios, debidos a la mala educación del las células del sistema inmune. Ejemplo: Artritis reumatoide, esclerosis múltiple, lupus eritematoso… - Alergias: Es una reacción sintomática a un antígeno ambiental normalmente inocuo. Resulta de la interacción entre el antígeno y los anticuerpos o las células T sensibilizadas o primed generadas por la exposición previa al mismo antígeno. - Tumores: El SI detiene la aparición de tumores, ya que chequea el crecimiento de las células y una alteración de esta función puede provocar la aparición de un tumor. Ejemplo: Leucemias y Linfomas.

Se estudia inmunología por los aspectos metodológicos: ha conseguido crear herramientas como los anticuerpos monoclonales que permiten la identificación de células y tejidos e incluso se puede utilizar en otras ciencias de la vida como la farmacología para la administración de fármacos que nos interesa que actúen en un lugar concreto y específico del organismo y no en otro, es decir, que el anticuerpo se cargaría con el fármaco y actuaría como una bala mágica que se dirige al punto concreto donde se quiere que ese fármaco tenga una intervención terapéutica.

Los grandes avances de la inmunología se han conseguido cuando los científicos consiguen manipular de forma controlada el sistema inmune y de esta manera empezaran a aparecer las primeras vacunas.

El origen de la inmunología se atribuye a Edward Jenner (1749-1823), que descubrió en 1798 que la viruela vacuna proporcionaba protección frente a la viruela humana, enfermedad a menudo letal. Jenner tomó líquido de una pústula de una vaquera y lo inoculó a un niño de ocho años, James Phipps, quien desarrolló la enfermedad vacuna leve. Dos meses después volvió a inocularlo, pero esta vez con materia procedente de pústulas de viruela humana y el niño no desarrolló la enfermedad.

En la década de 1880, Louis Pasteur (1822-1895) elaboró una vacuna contra el cólera de las gallinas y desarrolló una vacuna frente a la rabia que obtuvo un éxito espectacular tras su primer ensayo en un niño que había sido mordido por un perro rabioso. Pasteur utilizó el virus de la rabia inactivado (cultivado en un medio en el cual perdió su virulencia) y se convirtió en el primer gran inmunólogo experimental.

1.2. La respuesta inmune innata y adquiridaLos agentes patógenos se presentan en múltiples formas diferentes.

Por tanto, es necesaria la existencia de una amplia variedad de respuestas inmunitarias para combatir los distintos tipos de infección. Este gran sistema inmunitario agrupa dos tipos de estrategias frente a lo no propio (antígenos) estrechamente interrelacionadas: - Sistema inmunitario innato (respuesta innata=natural=inespecífica). Este mecanismo defensivo innato, aunque es inespecífico, posee una cierta capacidad para distinguir entre lo propio y lo ajeno. Constituye la primera barrera defensiva que tiene el organismo. Son los primeros sensores de la infección. Se caracteriza porque en el intervienen una serie de de células y señales intercelulares, que intentan frenar la infección. Cuando al SIN no puede frenar el proceso infeccioso activa al SIA. - Sistema inmunitario adaptativo (respuesta adquirida=adaptativa=especifíca). Es el sistema inmunitario propiamente dicho. Es exclusivo de los vertebrados y proporciona una respuesta adaptativa que se caracteriza por presentar.

Especificidad: Los antígenos inducen una respuesta específica contra ellos que supone la interacción con receptores antigénicos específicos.

Memoria: Esta característica es la base de la adquisición activa de inmunidad, y supone una capacidad mayor de respuesta inmunitaria en el segundo o posteriores contactos con el antígeno (respuesta más rápida y contundente).

Tolerancia: El sistema inmunitario debe eliminar o inactivar cualquier célula capaz de reconocer y responder frente a lo propio.

1.3. Inmunidad natural o innata, barreras defensivas:Los microorganismos al penetrar en las superficies epiteliales del

cuerpo por primera vez, se encuentran inmediatamente con células y moléculas que pueden desencadenar una respuesta inmunitaria innata.

Barreras físicas o anatómicas. La piel (epidermis y dermis) y las mucosas.

La piel es la primera barrera defensiva. Tiene un pH ácido (ácidos grasos) producido por las glándulas sebáceas, que son efectivos contra las infecciones producidas por hongos. En personas que han perdido la piel, por ejemplo en individuos con quemaduras pueden producirse infecciones cutáneas y desencadenar un shock. Personas que se lavan mucho pierden este pH y sufren muchos forúnculos.

Barreras bioquímicas. Producto de las secreciones mucosas (lágrimas, jugos gástricos, mucosa respiratoria y mucosa urogenital).

Las mucosas producen sustancias que evitan la colonización de patógenos. Las lágrimas y la saliva poseen lisozimas implicadas en la lisis bacteriana. El jugo gástrico tiene un pH ácido, que individuos que toman sustancias alcalinas pierden y son más propensos a padecer enfermedades gástricas infecciosas. La flora saprófita del intestino y de la vagina impide que estos órganos sean colonizados por agentes patógenos, ya que compiten con los microorganismos patógenos tanto por el espacio como por los nutrientes y además pueden producir sustancias antibacterianas. La espermina del semen tiene una capacidad antiséptica. Barrera fagocítica: células y factores solubles implicados (el complemento). · Células del sistema monocito/macrófago: Son células capaces muy eficaces en fagocitar y destruir microorganismo, células alteradas y restos celulares. Todos los fagocitos derivan de células primordiales de la médula ósea. A este grupo pertenecen los monocitos (en el torrente sanguíneo) y los macrófagos, que son monocitos que emigran y se sitúan en los tejidos (células microgliales cerebrales, células de Kupffer hepáticas, fagotitos mesangiales renales, células A sinoviales, macrófagos alveolares, macrófagos esplénicos, etc.).

Fagocitosis: Proceso por el cual una célula enguye al agente patógeno y lo destruye. El patógeno opsonizado es reconocido por el macrófago y es engullido formando un fagosoma (vacuola). Éste se fusiona con los lisosomas que contienen enzimas proteolíticas que degradan al patógeno pasando a ser un fagolisosoma. Durante la fagocitosis, el fagocito produce y/o libera una serie de agentes bactericidas: acidificación del medio (pH = 3,5-4,0), productos tóxicos derivados del oxígeno (superóxido O2

-, peróxido de hidrogeno H2O2, radical de oxigeno 1O2

·, radical hidroxilo OH·, hipohalito OCl), óxidos de nitrógeno tóxico (NO), péptidos antimicrobianos (defensinas y proteínas catiónicas), enzimas (lisozimas e hidrolasas ácidas), y competidores (lactoferrina y proteínas de unión a la vitamina B12).

· Células natural killers (NK): Son linfocitos de apariencia grande y habitualmente con granulación citoplasmática; su acción consiste en lisar ciertas células tumorales. Las células NK son importantes en la inmunidad innata contra los virus y otros patógenos intracelulares, así como en la citotoxicidad mediada por células T y dependientes de anticuerpos (ADCC). Posee receptores KIR, KAR y de la fracción Fc de las Ig G. En condiciones normales la NK chequea a las células del organismo y si reconoce a una célula como propia se activa el receptor KIR (inhibición) y sigue con su camino. En el caso de que la NK reconozca a una célula infectada por virus se activa el receptor KAR (activación) y desencadena la liberación de los gránulos de perforinas y granzimas que destruyen a la célula infectada.

· Sistema del complemento: Conjunto de proteínas que se activan en cascada. Controlan la inflamación, son sintetizadas principalmente en el hígado, aunque en los tejidos inflamados pueden producirlas los macrófagos. Este conjunto de proteínas tienen funciones como la capacidad de lisar a las bacterias, produciendo poros en la membrana a través del complejo de ataque; la capacidad de atraer a los fagotitos al foco de infección por medio

de las fracciones C5a y C3a (quimiotaxis); y la capacidad de opsonización de la fracción C3b para facilitar la fagocitosis.

· Proteínas de fase aguda: Se trata de proteínas, sintetizadas en el hígado, que se encuentran en la sangre poco después del inicio de una infección, en respuesta a la liberación de IL1 e IL6 por parte del macrófago. Estas proteínas participan en las primeras fases de la defensa del huésped contra la infección. Ejemplo: proteína C-reactiva, lectina de unión a manosa (MBP o MBL), fibronectina, fibrinógeno, proteína amiloide del suero (SAP), etc. Estas proteínas actúan como opsoninas, que son moléculas que recubren a los patógenos y facilitan la fagocitosis ya que sus receptores se encuentran en los fagocitos, y también activan al complemento. Hacen que los patógenos se eliminen antes.

· Mediadores solubles:Interferón (inmunoferón) alfa y beta (INF e INF): Son

producidos por leucocitos y fibroblastos respectivamente, al igual que otras células y son citoquinas que pueden inducir a las células no infectadas a resistir la replicación vírica. Se producen en fases muy precoces de la infección y constituyen la primera línea defensiva frente a muchos virus. Los INF desempeñan tres funciones principales. En primer lugar, inducen resistencia a la replicación vírica activando los genes celulares que destruyen el ARNm e inhiben la traducción de proteínas víricas y algunas del huésped. En segundo lugar, inducen la expresión del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I en la mayoría de las células no infectadas del cuerpo, aumentando así la resistencia a las células NK y en las nuevas células infectadas por el virus, haciendo que sean más susceptibles de eliminación por células T CD8 citotóxicas. En tercer lugar, activan las células NK que destruyen las células infectadas por el virus de forma selectiva.

Interleucinas: Son citocinas producidas por los leucocitos. Inducen el crecimiento y diferenciación de linfocitos y células precursoras hematopoyéticas. Muchas interleucinas conectan la respuesta inmunitaria innata con la adaptativa.

Factor de necrosis tumoral (TNF): Se trata de un citoquina secretada por las células T CD4 inflamatorias y es directamente citotóxica para algunas células.

Quimioquinas (IL8):Las citoquinas TNF, IL-1 e IL-6 presentan un amplio espectro de

actividades biológicas que ayudan a coordinar las respuestas del cuerpo a la infección, hacen lo mismo pero TNF es el más potente. Las IL-1, IL-6 y el TNFa activan a los hepatocitos para sintetizar proteínas de fase aguda, y al endotelio de la médula ósea para liberar neutrófilos. Las proteínas de fase aguda actúan como opsoninas, mientras que la eliminación de los agentes patógenos opsonizados se incrementa por un reclutamiento amplificado de neutrófilos desde la médula ósea. Las IL-1, IL-6 y el TNFa son también pirógenos endógenos que aumentan la temperatura del cuerpo, lo cual parece contribuir a eliminar las infecciones. Un efecto importante de estas citoquinas es su actuación en el hipotálamo alterando la regulación de la

temperatura del cuerpo, y en las células musculares y adipositos alterando la movilización de la energía a fin de aumentar la temperatura del cuerpo. A temperaturas elevadas, la replicación vírica y bacteriana disminuye, mientras que la respuesta inmunitaria adaptativa opera de forma más eficiente. El TNFa estimula la migración de las células dendríticas de sus localizaciones en tejidos periféricos al ganglio linfático, y su migración a células presentadoras de antígeno no fagocíticas, pero altamente coestimuladoras.

Barrera inflamatoria: el proceso de inflamación, aspectos beneficiosos y perjudiciales.

La inflamación se define tradicionalmente por los cuatro signos principales que son: calor, dolor, rubor (enrojecimiento) y tumor (hinchazón), siendo todos ellos consecuencia de los efectos que producen las citoquinas y otros mediadores inflamatorios al actuar sobre los vasos sanguíneos locales.

Los macrófagos que encuentran bacterias en los tejidos son inducidos a liberar citocinas que incrementan la permeabilidad de los vasos sanguíneos, permitiendo que líquidos y proteínas pasen al interior de los tejidos. También producen quimiocinas que dirigen la migración de los neutrófilos al sitio de inflamación. La capacidad de adhesión de las células endoteliales de los vasos sanguíneos también cambia, de tal forma que dichas células se adhieren a la pared del vaso sanguíneo y son capaces de migrar a través de él. Se ha demostrado que los neutrófilos son los primeros que penetran en los tejidos desde la sangre, seguidos de los macrófagos. La acumulación de líquido y células en el sitio de infección causa enrojecimiento, hinchazón, calor y dolor, síntomas que en conjunto se denomina inflamación. Los neutrófilos y los macrófagos son las principales células inflamatorias. En fases posteriores de la respuesta inmunitaria, los linfocitos activados también contribuyen a la inflamación.

A veces no se puede destruir al patógeno por inflamación, se produce inflamación permanente que lleva a la formación de un granuloma y de esa forma se aisla el patógeno.

ESTRUCTURA MOLECULAR DE LA INMUNIDAD INNATAEs poco específica, para el reconocimiento de los agentes patógenos,

tiene receptores llamados PRR que reconocen a los PAMP (patrones moleculares asociados al patógeno) que son estructuras conservadas en los patógenos. Estos PRR se clasifican en: - Secretados, que funcionan como opsoninas - Endocíticos, van en la superficie de los fagocitos como receptores - Señalizadores, que activan las vías de señales de traducción en el interior de la célula y se conocen como TLR en humanos y como Toll en la mosca que inducen la liberación de citoquinas (IL) y señales coestimulatorias para activar a las células de la inmunidad innata para que se ponga en marcha la respuesta inmune.

RESUMEN DE LOS MECANISMOS DE LA INMUNIDAD INNATALos fagocitos reconocen a los microbios que han penetrado: fagocitan,

engullen y destruyen con los lisosomas (respuesta inmune sencilla).

Las células NK van chequeando todas las células a su paso y cuando localiza la célula infectada por un virus, se activa y descarga sobre ella todo el contenido de sus gránulos, provocando perforaciones en la membrana y alteraciones electrolíticas que produce la muerte de la célula.

Proteínas del complemento: que actúan como opsoninas, o neutralizando y matando al agente infeccioso; sino es así la FC del complemento atraen a los neutrófilos al foco; y también las proteínas del complemento activan la fagocitosis para que otras células del sistema inmune innato engullen a los microbios y lo destruyen en su interior.

Citoquinas o IL. Los agentes infecciosos van a ser reconocidos por receptores de fagocitos, que se activan y liberan IL: TNF-a que activa a los neutrófilos encargados de la inflamación, e IL-12 que activa a las NK que liberan IFN-g que activa la capacidad bactericida de los macrófagos.

Preguntas por temas1. Respecto al sistema Inmune natural, innato o inespecífico, señale la característica incorrecta:

a) No deja memoria.b) Sus moléculas circulantes son las proteínas de fase aguda

y el sistema del complemento.c) Participan los eosinófilos, basófilos, neutrófilos, macrófagos

y células NK (Natural Killer).d) No incluye la secreción de interleuquinas.e) Es una respuesta parcial e inmediata.

La afirmación incorrecta es la 4 debido a que la respuesta inmune innata si incluye la secreción de citoquinas, entre estas están IL-1, IL-8, TNF-a, IL6...etc. que son secretadas, principalmente por macrófagos. El resto de afirmaciones son correctas y son las principales características del sistema inmune innato: es una respuesta parcial e inmediata, sus moléculas circulantes son las proteínas de fase aguda y el sistema del complemento, no deja memoria y participan los eosinófilos, basófilos, neutrófilos, macrófagos y células NK.

2. Respecto al sistema del complemento señale la respuesta incorrecta:a) La activación del complemento por la vía alternativa es

más rápida que por la vía clásica. b) Ambas vías convergen con la activación de C3 convertasa.c) Determinantes bacterianos pueden activar la vía

clásica y la alternativa en ausencia de anticuerpos.d) La IgM e IgG activan exclusivamente la vía clásica.e) Las tres consecuencias principales de la activación del

complemento son: la opsonización, reclutamiento de células inflamatorias y la muerte directa de patógenos.

La afirmación incorrecta es la 3 debido a que mediante determinantes bacterianos, y en ausencia de anticuerpos sólo puede ser activada la vía alternativa y la vía MB-Lecitina del complemento. La vía clásica necesita de la IgM o IgG. (IgM es más eficiente que IgG para activar el complemento por la vía clásica).

El resto de afirmaciones son correctas ya que la vía alternativa de activación del complemento dispara las mismas acciones antimicrobianas que la vía clásica, pero sin la demora de 5-7 días necesaria para la producción de anticuerpos. También es correcto que las tres vías convergen en la activación de la actividad enzimática C3 convertasa. La IgM y la IgG son exclusivas y necesarias para la activación de la vía clásica. Por último, las tres consecuencias principales de la activación del complemento son: la opsonización, reclutamiento de células inflamatorias y la muerte directa de patógenos.

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INMUNOLOGÍA. INMUNIDAD NATURAL.

1.1. Concepto de inmunología, características y breve historia.La inmunología es la ciencia que estudia el sistema inmune (SI) tanto moléculas, células,

tejidos y órganos. La función fisiológica del SI es la defensa contra microorganismos infecciosos.La inmunología es una ciencia con aspectos médicos y metodológicos. El SI es muy complejo y la alteración produce inmunodeficiencias, enfermedades autoinmunes, alergias, tumores…

Inmunodeficiencias: Son un grupo de procesos patológicos heredados o adquiridos, debidos a la ausencia o funcionamiento defectuoso de algunos elementos celulares o moleculares de la inmunidad innata o adquirida. Ejemplo: Enfermedad granulomatosa crónica, se forman múltiples granulomas como resultado de una eliminación defectuosa de las bacterias por las células fagocíticas. Es causada por un defecto en el sistema de NADPH oxidasa de enzimas que generan el radical superóxido implicado en la eliminación de las bacterias.

Enfermedad autoinmune: Enfermedad cuya patología se debe a respuestas inmunitarias adaptativas contra antígenos propios. Ejemplo: Artritis reumatoide, esclerosis múltiple, lupus eritematoso…

Alergias: Es una reacción sintomática a un antígeno ambiental normalmente inocuo. Resulta de la interacción entre el antígeno y los anticuerpos o las células T sensibilizadas o primed generadas por la exposición previa al mismo antígeno.

Tumores: El SI detiene la aparición de tumores, ya que chequea el crecimiento de las células y una alteración de esta función puede provocar la aparición de un tumor. Ejemplo: Leucemias y Linfomas.

Se estudia inmunología por los aspectos metodológicos: ha conseguido crear herramientas como los anticuerpos monoclonales que permiten la identificación de células y tejidos e incluso se puede utilizar en otras ciencias de la vida como la farmacología para la administración de fármacos que nos interesa que actúen en un lugar concreto y específico del organismo y no en otro, es decir, que el anticuerpo se cargaría con el fármaco y actuaría como una bala mágica que se dirige al punto concreto donde se quiere que ese fármaco tenga una intervención terapéutica.

Los grandes avances de la inmunología se han conseguido cuando los científicos consiguen manipular de forma controlada el sistema inmune y de esta manera empezaran a aparecer las primeras vacunas.

El origen de la inmunología se atribuye a Edward Jenner (1749-1823), que descubrió en 1796 que la viruela vacuna proporcionaba protección frente a la viruela humana, enfermedad a menudo letal. Jenner tomó líquido de una pústula de una vaquera y lo inoculó a un niño de ocho

años, James Phipps, quien desarrolló la enfermedad vacuna leve. Dos meses después volvió a inocularlo, pero esta vez con materia procedente de pústulas de viruela humana y el niño no desarrolló la enfermedad.

En la década de 1880, Louis Pasteur (1822-1895) elaboró una vacuna contra el cólera de las gallinas y desarrolló una vacuna frente a la rabia que obtuvo un éxito espectacular tras su primer ensayo en un niño que había sido mordido por un perro rabioso. Pasteur utilizó el virus de la rabia inactivado (cultivado en un medio en el cual perdió su virulencia) y se convirtió en el primer gran inmunólogo experimental.

1.2. La respuesta inmune innata y adquirirda.Los agentes patógenos se presentan en múltiples formas diferentes. Por tanto, es necesaria la

existencia de una amplia variedad de respuestas inmunitarias para combatir los distintos tipos de infección. Este gran sistema inmunitario agrupa dos tipos de estrategias frente a lo no propio (antígenos) estrechamente interrelacionadas:

Sistema inmunitario innato. Este mecanismo defensivo innato, aunque es inespecífico, posee una cierta capacidad para distinguir entre lo propio y lo ajeno. Constituye la primera barrera defensiva que tiene el organismo. Son los primeros sensores de la infección. Se caracteriza porque en el intervienen una serie de de células y señales intercelulares, que intentan frenar la infección. Cuando al SIN no puede frenar el proceso infeccioso activa al SIA.

Sistema inmunitario adaptativo. Es el sistema inmunitario propiamente dicho. Es exclusivo de los vertebrados y proporciona una respuesta adaptativa que se caracteriza por presentar.

Especificidad. Los antígenos inducen una respuesta específica contra ellos que supone la interacción con receptores antigénicos específicos.

Memoria. Esta característica es la base de la adquisición activa de inmunidad, y supone una capacidad mayor de respuesta inmunitaria en el segundo o posteriores contactos con el antígeno (respuesta más rápida y contundente).

Tolerancia. El sistema inmunitario debe eliminar o inactivar cualquier célula capaz de reconocer y responder frente a lo propio.

DIFERENCIAS ENTRE INMUNIDAD INNATA Y ADQUIRIDAInnata Adquirida

Reconocer patógenos Parcial TotalTiempo de respuesta inicial Inmediata RetardadaEspecífica No SíMemoria No Sí

Elementos celulares, moleculares y mediadores solubles del Sistema InmuneInnata Adquirida

CÉLULASNeutrófilos, Eosinófilos y Basófilos Linfocitos T y BFagotitos/MacrofagosNK

MOLÉCULAS CIRCULANTESSistema del complemento AnticuerposProteínas de fase aguda

MEDIADORES SOLUBLESCitoquinas de macrófagos Citoquinas del linfocito TInmunoferón alfa y beta Inmunoferón gammaIL 1, IL 6 Otras interleuquinasIL 8TNF alfa

1.3. Inmunidad natural o innata, barreras defensivas:Los microorganismos al penetrar en las superficies epiteliales del cuerpo por primera vez, se

encuentran inmediatamente con células y moléculas que pueden desencadenar una respuesta inmunitaria innata.

- Barreras físicas o anatómicas. La piel (epidermis y dermis) y las mucosas. La piel es la primera barrera defensiva. Tiene un pH ácido (ácidos grasos) producido

por las glándulas sebáceas, que son efectivos contra las infecciones producidas por hongos). En personas que han perdido la piel, por ejemplo en individuos con quemaduras pueden producirse infecciones cutáneas y desencadenar un shock. Personas que se lavan mucho pierden este pH y sufren muchos forúnculos.

- Barreras bioquímicas. Producto de las secreciones mucosas (lágrimas, jugos gástricos, mucosa respiratoria y mucosa urogenital).

Las mucosas producen sustancias que evitan la colonización de patógenos. Las lágrimas y la saliva poseen lisozimas implicadas en la lisis bacteriana. El jugo gástrico tiene un pH ácido, que individuos que toman sustancias alcalinas pierden y son más propensos a padecer enfermedades gástricas infecciosas. La flora saprófita del intestino y de la vagina impide que estos órganos sean colonizados por agentes patógenos, ya que compiten con los microorganismos patógenos tanto por el espacio como por los nutrientes y además pueden producir sustancias antibacterianas. La espermina del semen tiene una capacidad antiséptica.

- Barrera fagocítica: células y factores solubles implicados (el complemento).o Células del sistema monocito/macrófago. Son células capaces muy eficaces en

fagocitar y destruir microorganismo, células alteradas y restos celulares. Todos los fagotitos derivan de células primordiales de la médula ósea. A este grupo pertenecen los monocitos y los macrófagos, que son monocitos que emigran y se sitúan en los tejidos (células microgliales cerebrales, células de Kupffer hepáticas, fagotitos mesangiales renales, células A sinoviales, macrófagos alveolares, macrófagos esplénicos, etc.).

Fagocitosis: El patógeno opsonizado es reconocido por el macrófago y es engullido formando un fagosoma. Éste se fusiona con los lisosomas que contienen enzimas proteolíticas que degradan al patógeno pasando a ser un fagolisosoma. Durante la fagocitosis, el fagocito produce y/o libera una serie de agentes bactericidas: acidificación del medio (pH = 3,5-4,0), productos tóxicos derivados del oxígeno (superóxido O2

-, peróxido de hidrogeno H2O2, radical de oxigeno 1O2

·, radical hidroxilo OH·, hipohalito OCl), óxidos de nitrógeno tóxico (NO), péptidos antimicrobianos (defensinas y proteínas catiónicas), enzimas (lisozimas e hidrolasas ácidas), y competidores (lactoferrina y proteínas de unión a la vitamina B12).

o Células natural killers (NK). Son linfocitos de apariencia grande y habitualmente con granulación citoplasmática; su acción consiste en lisar ciertas células tumorales. Las células NK son importantes en la inmunidad innata contra los virus y otros patógenos intracelulares, así como en la citotoxicidad mediada por células T y dependientes de anticuerpos (ADCC). Posee receptores KIR, KAR y de la fracción Fc de las Ig G. En condiciones normales la NK chequea a las células del organismo y si reconoce a una célula como propia se activa el receptor KIR (inhibición) y sigue con su camino. En el caso de que la NK reconozca a una célula infectada por virus se activa el receptor KAR (activación) y desencadena la liberación de los gránulos de perforinas y granzimas que destruyen a la célula infectada.

o Sistema del complemento. Controlan la inflamación, son sintetizadas principalmente en el hígado, aunque en los tejidos inflamados pueden producirlas los macrófagos. Este conjunto de proteínas tienen funciones como la capacidad de lisar a las bacterias, produciendo poros en la membrana a través del complejo de ataque; la capacidad de atraer a los fagocitos al foco de infección por medio de las fracciones C5a y C3a (quimiotaxis); y la capacidad de opsonización de la fracción C3b para facilitar la fagocitosis.

o Proteínas de fase aguda. Se trata de proteínas, sintetizadas en el hígado, que se encuentran en la sangre poco después del inicio de una infección, en respuesta a la liberación de IL1 e IL6 por parte del macrófago. Estas proteínas participan en las primeras fases de la defensa del huésped contra la infección. Ejemplo: proteína C-reactiva, lectina de unión a manosa (MBP o MBL), fibronectina, fibrinógeno, proteína amiloide del suero (SAP), etc. Estas proteínas actúan como opsoninas, que son moléculas que facilitan la fagocitosis ya que sus receptores se encuentran en los fagocitos, y también activan al complemento.

o Interferón alfa y beta (INF e INF). Son producidos por leucocitos y fibroblastos respectivamente, al igual que otras células y son citoquinas que pueden inducir a las células no infectadas a resistir la replicación vírica. Se producen en fases muy precoces de la infección y constituyen la primera línea defensiva frente a muchos virus. Los INF desempeñan tres funciones principales. En primer lugar, inducen resistencia a la replicación vírica activando los genes celulares que destruyen el ARNm e inhiben la traducción de proteínas víricas y algunas del huésped. En segundo lugar, inducen la expresión del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I en la mayoría de las células no infectadas del cuerpo, aumentando así la resistencia a las células NK y en las nuevas células infectadas por el virus, haciendo que sean más susceptibles de eliminación por células T CD8 citotóxicas. En tercer lugar, activan las células NK que destruyen las células infectadas por el virus de forma selectiva.

o Interleucinas. Son citocinas producidas por los leucocitos. Inducen el crecimiento y diferenciación de linfocitos y células precursoras hematopoyéticas. Muchas interleucinas conectan la respuesta inmunitaria innata con la adaptativa.

o Factor de necrosis tumoral (TNF). Se trata de un citoquina secretada por las células T CD4 inflamatorias y es directamente citotóxica para algunas células.

Las citoquinas TNF, IL-1 e IL-6 presentan un amplio espectro de actividades biológicas que ayudan a coordinar las respuestas del cuerpo a la infección. Las IL-1, IL-6 y el TNF activan a los hepatocitos para sintetizar proteínas de fase aguda, y al endotelio de la médula ósea para liberar neutrófilos. Las proteínas de fase aguda actúan como opsoninas, mientras que la eliminación de los agentes patógenos opsonizados se incrementa por un reclutamiento amplificado de neutrófilos desde la médula ósea. Las IL-1, IL-6 y el TNFa son también pirógenos endógenos que aumentan la temperatura del cuerpo, lo cual parece contribuir a eliminar las infecciones. Un efecto importante de estas citoquinas es su actuación en el hipotálamo alterando la regulación de la temperatura del cuerpo, y en las células musculares y adipositos alterando la movilización de la energía a fin de aumentar la temperatura del cuerpo. A temperaturas elevadas, la replicación vírica y bacteriana disminuye, mientras que la respuesta inmunitaria adaptativa opera de forma más eficiente. El TNF estimula la migración de las células dendríticas de sus localizaciones en tejidos periféricos al ganglio linfático, y su migración a células presentadoras de antígeno no fagocíticas, pero altamente coestimuladoras.

- Barrera inflamatoria: el proceso de inflamación, aspectos beneficiosos y perjudiciales.

La inflamación se define tradicionalmente por los cuatro signos principales que son: calor, dolor, rubor (enrojecimiento) y tumor (hinchazón), siendo todos ellos consecuencia de los efectos que producen las citoquinas y otros mediadores inflamatorios al actuar sobre los vasos sanguíneos locales. Los macrófagos que encuentran bacterias en los tejidos son inducidos a liberar citocinas que incrementan la permeabilidad de los vasos sanguíneos, permitiendo que líquidos y proteínas pasen al interior de los tejidos. También producen quimiocinas que dirigen la migración de los neutrófilos al sitio de inflamación. La capacidad de adhesión de las células endoteliales de los vasos sanguíneos también cambia, de tal forma que dichas células se adhieren a la pared del vaso sanguíneo y son capaces de migrar a través de él. Se ha demostrado que los neutrófilos son los primeros que penetran en los tejidos desde la sangre, seguidos de los macrófagos La acumulación de líquido y células en el sitio de infección causa enrojecimiento , hinchazón, calor y dolor, síntomas que en conjunto se denomina inflamación. Los neutrófilos y los

macrófagos son las principales células inflamatorias. En fases posteriores de la respuesta inmunitaria, los linfocitos activados también contribuyen a la inflamación.

ESTRUCTURA MOLECULAR DE LA INMUNIDAD INNATAEs poco específica, para el reconocimiento de los agentes patógenos, tiene receptores llamados PRR que reconocen a los PAMP (patrones moleculares asociados al patógeno) que son estructuras conservadas en los patógenos. Estos PRR se clasifican en:

- Secretados, que funcionan como opsoninas- Endocíticos, van en la superficie de los fagocitos como receptores- Señalizadotes, que activan las vías de señales de traducción en el interior de la célula y se

conocen como TLR en humanos y como Toll en la mosca que inducen la liberación de citoquinas (IL) y señales coestimulatorias para activar a las células de la inmunidad innata para que se ponga en marcha la respuesta inmune.

RESUMEN DE LOS MECANISMOS DE LA INMUNIDAD INNATAa) Los fagocitos reconocen a los microbios que han penetrado: fagocitan, engullen y

destruyen con los lisosomas (respuesta inmune sencilla).b) Las células NK van chequeando todas las células a su paso y cuando localiza la célula

infectada por un virus, se activa y descarga sobre ella todo el contenido de sus gránulos, provocando perforaciones en la membrana y alteraciones electrolíticas que produce la muerte de la célula.

c) Proteínas del complemento: que actúan como opsoninas, o neutralizando y matando al agente infeccioso; sino es así la FC del complemento atraen a los neutrófilos al foco; y también las proteínas del complemento activan la fagocitosis para que otras células del sistema inmune innato engullen a los microbios y lo destruyen en su interior.

d) Citoquinas o IL. Los agentes infecciosos van a ser reconocidos por receptores de fagocitos, que se activan y liberan IL: TNF-a que activa a los neutrófilos encargados de la inflamación, e IL-12 que activa a las NK que liberan IFN-g que activa la capacidad bactericida de los macrófagos.

Preguntas por temas1. Respecto al sistema Inmune natural, innato o inespecífico, señale la característica incorrecta:

f) No deja memoria.g) Sus moléculas circulantes son las proteínas de fase aguda y el sistema del complemento.h) Participan los eosinófilos, basófilos, neutrófilos, macrófagos y células NK (Natural

Killer).i) No incluye la secreción de interleuquinas.j) Es una respuesta parcial e inmediata.

La afirmación incorrecta es la 4 debido a que la respuesta inmune innata si incluye la secreción de citoquinas, entre estas están IL-1, IL-8, TNF-a, IL6...etc. que son secretadas, principalmente por macrófagos. El resto de afirmaciones son correctas y son las principales características del sistema inmune innato: es una respuesta parcial e inmediata, sus moléculas circulantes son las proteínas de fase aguda y el sistema del complemento, no deja memoria y participan los eosinófilos, basófilos, neutrófilos, macrófagos y células NK.

2. Respecto al sistema del complemento señale la respuesta incorrecta:f) La activación del complemento por la vía alternativa es más rápida que por la vía clásica. g) Ambas vías convergen con la activación de C3 convertasa.

h) Determinantes bacterianos pueden activar la vía clásica y la alternativa en ausencia de anticuerpos.

i) La IgM e IgG activan exclusivamente la vía clásica.j) Las tres consecuencias principales de la activación del complemento son: la

opsonización, reclutamiento de células inflamatorias y la muerte directa de patógenos.

La afirmación incorrecta es la 3 debido a que mediante determinantes bacterianos, y en ausencia de anticuerpos sólo puede ser activada la vía alternativa y la vía MB-Lecitina del complemento. La vía clásica necesita de la IgM o IgG. (IgM es más eficiente que IgG para activar el complemento por la vía clásica).

El resto de afirmaciones son correctas ya que la vía alternativa de activación del complemento dispara las mismas acciones antimicrobianas que la vía clásica, pero sin la demora de 5-7 días necesaria para la producción de anticuerpos. También es correcto que las tres vías convergen en la activación de la actividad enzimática C3 convertasa. La IgM y la IgG son exclusivas y necesarias para la activación de la vía clásica. Por último, las tres consecuencias principales de la activación del complemento son: la opsonización, reclutamiento de células inflamatorias y la muerte directa de patógenos.

TEMA 2. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INMUNOLOGÍA. INMUNIDAD

ESPECÍFICA O ADQUIRIDA

Un agente patógeno se adhiere a un epitelio, si éste se encuentra íntegro el patógeno se desprende y no hay infección. Cuando hay un epitelio debilitado, el patógeno puede penetrar al interior de este tejido, una vez dentro se activa la respuesta inmune innata y en concreto llega al foco de la infección local una gran cantidad de célula fagocíticas e inflamatorias, que tienen el objetivo de destruir el agente patógeno para neutralizar y paralizar la infección.

En el caso de no ser suficiente se activa la respuesta inmune adaptativa, las células presentadoras de antígenos se activan y migran por vía linfática a los ganglios linfáticos y le presentan el antígeno a los linfocitos T y B que tardan una semana en activarse y transformarse en células T efectoras o células plasmáticas que por vía linfática se dirigen a la infección para destruirlo y acabar con el proceso infeccioso.Inmunidad adaptativa - Celular: Linfocitos T, helper (Th1 y Th2) o citotóxicos - Humoral: Linfocitos B – célula plasmática – liberación de anticuerpos

Th1 y Th 2 son iguales, sólo se diferencian en el tipo de citoquinas que producen. Cuando el li8nfocito B se activa se transforma en célula plasmática que es la que libera los anticuerpos.

Se tarda aprox. 8 días desde que la respuesta innata avisa a la adquirida hasta que llegan los anticuerpos a la sangre.

2.1. Respuesta inmune específica o adquirida (características)

· Especificad. Capacidad de montar una respuesta concreta al agente patógeno que ha penetrado y será diferente dependiendo del agente y de la entrada utilizada. · Diversidad. El individuo cuando nace, lo hace con un repertorio inmunológico y este está entorno a 109 y 1011 especificidades diferentes, es decir capacidad de respuesta frente a diferentes patógenos. Un individuo siempre posee el mismo repertorio inmunológico, solo dependiendo de los antígenos a los que ha estado expuesto unas clonas estarán más expandidas que otras. Tenemos un repertorio que reconoce patógenos que nunca veremos en nuestra vida. · Memoria. Cuando padecemos un proceso infeccioso se tarda una semana en montarse la respuesta inmune específica. Si se produce una segunda infección, el sistema inmune posee memoria de la primera infección y produce una respuesta más rápida y más contundente. Esta memoria son células que viajan en el torrente circulatorio. En esta característica se basan las vacunas (patógenos atenuados). Cuando se forman defensas una parte va a defender y la otra se guarda (con vida media larga) por si hay una segunda infección. · Autolimitación. Cada vez que el SI desencadena una respuesta inmune, conlleva un coste energético. Por lo cual, esta respuesta se inactiva cuando se elimina al patógeno, hasta que se aisle o hasta que sea contraproducente. Esta capacidad de autolimitación o feed-back negativo la efectúan las propias células inmunes. Las células que han formado parte de la defensa y han muerto o están lesionadas son fagocitadas por los macrofagos. · Autotolerancia. El SI posee tolerancia a lo propio, y rechaza a lo ajeno. Por ello los linfocitos son educados en la médula ósea y timo, para reconocer las moléculas propias. También se produce una reeducación en los órganos linfoides secundarios. En ocasiones el individuo puede desarrollar enfermedades autoinmune (artritis reumatoide o lupus eritematoso), en las cuales el SI afecta al propio organismo. · Especialización. La respuesta inmune adaptativa desarrolla respuestas muy específicas para cada patógeno.

2.2. Tipos de respuesta inmune específica: humoral y celularSe distinguen dos tipos de respuesta inmune: la inmunidad humoral y

la inmunidad celular, que poseen fuertes interacciones entre ellas. La inmunidad celular es llevada a cabo por el linfocito T, y este linfocito madura y se educa en el timo, por ello es timo-dependiente. En cambio la inmunidad humoral es llevada a cabo por el linfocito B, y madura en la médula ósea y por ello se denomina timo-independiente.

Los linfocitos B forman un complejo binario para reconocer (receptor – antigeno). Sus receptores son los anticuerpos. Los linfocitos T forman complejos trimoleculares porque para reconocer al antigeno necesita del MHC complejo mayor de histocompatibilidad para que se lo presente.Epitopo: Parte del anigeno que es reconocible por el receptor.Paratopo: Parte deñ receptor que se une específicamente al epitopo.

2.3. Fases de la respuesta inmunitaria1. Fase de reconocimiento.

Se produce el reconocimiento específico del patógeno mediante los receptores de la superficie de los linfocitos B y T, el BCR (B Cell Receptor) y el TCR (T Cell Receptor), respectivamente. Ambos receptores pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas.

2. Fase de activación. La hipótesis de las dos señales: Para la activación del linfocito se

necesitan dos señales; el antígeno del microorganismo y las proteínas secretadas por el macrófago que provocan señales coestimulatorias que van a estimular tanto al linfocito B como al T. Cuando un linfocito se activa ocurren unos procesos: la nueva síntesis de proteínas, la proliferación celular y la diferenciación en células efectoras (linfocito B transformado en célula plasmática y linfocito T actuando sobre la célula infectada).

Una vez que se han formado las células efectoras, estas pueden atacar directamente al antígeno, o se reservan en el torrente circulatorio como células de memoria. Estás tienen una vida muy larga, y son muy importantes en el caso de una segunda infección por el mismo patógeno. En esta propiedad se basa la creación de las vacunas.

3. Fase efectora o de resolución: eliminación del microorganismo.Se produce la eliminación del microorganismo. Una vez terminado el

proceso, se debe volver a la normalidad (homeostasis) con lo cual deben eliminarse los restos celulares generados. Estas células muertas se retiran del medio por acción del sistema monocítico-macrofágico que las engulle.

2.4. Linfocitos B. Anticuerpos y sus funciones biológicasLos linfocitos B, se denominan así porque en las aves maduran en la

bolsa de Fabricio, mientras que en los mamíferos maduran en la médula ósea (Bone Marrow). Poseen receptores de membrana específicos, que son inmunoglobulinas, denominados BCR, capaces de reconocer antígenos.

Cuando los linfocitos B se activan, se convierten en células plasmáticas, responsables de la producción de inmunoglobulinas solubles, que son los anticuerpos específicos que reconocen antígenos en su forma nativa en la denominada inmunidad humoral.

Los anticuerpos son los receptores del linfocito B. Cuando se activa el linfocito B, se liberan anticuerpos al medio que pueden neutralizar al agente patógeno y facilitar la fagocitosis; actuar como opsoninas recubriendo al microorganismo y producir la fagocitosis; o también pueden provocar directamente la lisis del patógeno junto con la activación de opsoninas del complemento.

2.4. Linfocitos T. Tipos y funciones biológicasSe denominan así porque maduran en el timo. Son los responsables de

la llamada inmunidad celular específica. Presentan en su membrana receptores denominados TCR. Los TCR reconocen, en la membrana de células presentadoras de antígeno, péptidos antigénicos sobre proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad. Cuando esto ocurre los linfocitos pasan a ser células efectoras.

Los linfocitos se dividen en dos tipos:

- Linfocitos T helper o cooperadores. Estos linfocitos presentan la glucoproteína CD4 en su membrana. Cuando una célula presentadora de antígenos (APC), por ejemplo un fagocito, el antígeno se degrada en el interior celular. Los péptidos generados se cargan sobre las moléculas del MHC tipo II. Esto permite la presentación del antígeno al linfocito Th, que se activa y pasa a ser una célula efectora que libera citoquinas. Estas citoquinas actúan directamente sobre el macrófago o fagocito infectado, y aumentan la capacidad bacteriolítica del fagocito. Para infecciones bacterianas. - Linfocitos T citotóxicos. Éstos presentan en su membrana la glucoproteína CD8. Matan directamente células cancerosas o infectadas, especialmente por virus. Cuando una célula es infectada, la célula presentadora de antígeno (APC) procesa las proteínas víricas y las carga en las moléculas del MHC tipo I. Estas moléculas migran desde el RE hasta la membrana, y le muestra el antígeno al linfocito T citotóxico que se activa. Éste libera unas sustancias tóxicas que actúan sobre la célula huésped infectada destruyéndola. Para infecciones víricas.

2.5. Hipótesis de la selección clonalLa enunciaron Talmage, Lederberg y Burnet. Recoge los postulados de

la teoría de la selección natural. Postula que los linfocitos B portan en su membrana celular receptores que son anticuerpos. Cada linfocito B tiene un único tipo de anticuerpo. Cuado penetra un antígeno en el organismo sólo se unirán a él los linfocitos con los anticuerpos específicos para reconocer sus determinantes antigénicos. Cuando un linfocito reconoce y se une a un determinante antigénico, se produce su activación. Esta activación provoca que el linfocito se divida rápidamente y se diferencie para producir un clon de células que se dividen en células de memoria y células plasmáticas. Las células plasmáticas segregan grandes cantidades de anticuerpos específicos contra el antígeno.

Cuando morimos tenemos el mismo repertorio inmunológico que cuando nacemos, pero tendremos distintos clones expandidos según donde hayamos vivido.

Postulados de la teoría de la selección clonal: - Cada linfocito posee una sola clase de receptor con especificidad única. - La interacción entre una molécula de antígeno extraña y un linfocito con un receptor capaz de unirse a dicha molécula con afinidad elevada da provoca la activación linfocitaria. - Las células efectoras diferenciadas derivadas de un linfocito activado poseerán receptores con especificidad idéntica a las de las células parentales de las que dichos linfocitos derivan. - Los linfocitos que poseen receptores específicos contra moléculas propias ubicadas son delecionados en un estadio temprano del desarrollo de las células linfoides, y por tanto no están presentes en el repertorio de linfocitos maduros.

Preguntas por temas

1. Con cual de estos antígenos reaccionaría, con una mayor probabilidad los linfocitos encargados de la inmunidad celular:

a) Antígenos lipídicos solublesb) Antígenos lipídicos insolublesc) Antígenos de naturaleza polisacáridad) Antígenos proteicos de secuencias peptídicas cortase) Antígenos proteicos de secuencias peptídicas largas

2. ¿Cuál de estas funciones no es propia de las inmunoglobulinas?:a) Lisis directa del patógenob) Lisis indirecta del patógeno por activación del

complementoc) Opsonización del patógenod) Degranulación de las células cebadase) Liberación de citoquinas

3. De las siguientes afirmaciones cuál es incorrecta sobre la teoría de la selección clonal:

a) Cada linfocito posee una sola clase de receptor con especificidad única.

b) La interacción entre una molécula de antígeno extraña y un linfocito con un receptor capaz de unirse a dicha molécula con afinidad elevada provoca la activación linfocitaria.

c) Las células efectoras diferenciadas de un linfocito activado poseen receptores con especificidad similar a la de las células parentales de las que dicho linfocitos derivan.

d) Los linfocitos que poseen receptores específicos contra moléculas propias son seleccionados en un estadio temprano del desarrollo de las células linfoides.

e) El repertorio de linfocitos maduros carece de linfocitos que reconocen antígenos propios, evitando reacciones autoinmunes.

Las células efectoras diferenciadas que derivan de un linfocito activado poseen receptores con especificidad idéntica a la de las células parentales de las que dichos linfocitos derivan.

4. Acerca de las características de las respuestas inmunitarias adaptativas, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?:

a) El sistema inmunitario responde de diferentes formas ante diferentes microorganismos.

b) El repertorio global de linfocitos de un individuo es extremadamente amplio.

c) Las respuestas inmunitarias son específicas para los diferentes agentes.

d) Las respuestas inmunitarias normales aumentan de intensidad con el tiempo después de la estimulación por el antígeno, permitiendo una respuesta más eficaz del sistema inmune.

e) El sistema inmunitario tiene capacidad para reconocer, responder y eliminar agentes extraños a la vez que no reacciona perjudicialmente frente a sustancias antigénicas propias del individuo.

Las respuestas inmunitarias normales disminuyen de intensidad con el tiempo después de la estimulación por el antígeno, devolviendo al sistema inmunitario a su estado basal de reposo. Esta característica de las respuestas inmunitarias adaptativas se denominan autolimitación.TEMA 2. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INMUNOLOGÍA. INMUNIDAD ESPECÍFICA O ADQUIRIDA.

Un agente patógeno se adhiere a un epitelio, si éste se encuentra integro el patógeno se desprende y no hay infección. Cuando hay un epitelio debilitado, el patógeno puede penetrar al interior de este tejido, una vez dentro se activa la respuesta inmune innata y en concreto llega al foco de la infección local una gran cantidad de célula fagocíticas e inflamatorias, que tienen el objetivo de destruir el agente patógeno para neutralizar y paralizar la infección. En el caso de no ser suficiente se activa la respuesta inmune adaptativa, las células presentadoras de antígenos se activan y migran por vía linfática a los ganglios linfáticos y le presentan el antígeno a los linfocitos T y B que tardan una semana en activarse y transformarse en células T efectoras o células plasmáticas que por vía linfática se dirigen a la infección para destruirlo y acabar con el proceso infeccioso.

2.1. Respuesta inmune específica o adquirida (características). Especificad. Capacidad de montar una respuesta concreta al agente patógeno que ha

penetrado y será diferente dependiendo del agente y de la entrada utilizada. Diversidad. El individuo cuando nace, lo hace con un repertorio inmunológico y este está

entorno a 109 y 1011 especificidades diferentes, es decir capacidad de respuesta frente a diferentes patógenos. Un individuo siempre posee el mismo repertorio inmunológico, solo dependiendo de los antígenos a los que ha estado expuesto unas clonas estarán más expandidas que otras. Tenemos un repertorio que reconoce patógenos que nunca veremos en nuestra vida.

Memoria. Cuando padecemos un proceso infeccioso se tarda una semana en montarse la respuesta inmune específica. Si se produce una segunda infección, el sistema inmune posee memoria de la primera infección y produce una respuesta más rápida y más contundente. Esta memoria son células que viajan en el torrente circulatorio. En esta característica se basan las vacunas (patógenos atenuados).

Autolimitación. Cada vez que el SI desencadena una respuesta inmune, conlleva un coste energético. Por lo cual, esta respuesta se inactiva cuando se elimina al patógeno. Esta capacidad de autolimitación o feed-back negativo la efectúan las propias células inmunes.

Autotolerancia. El SI posee tolerancia a lo propio, y rechaza a lo ajeno. Por ello los linfocitos son educados en la médula ósea y timo, para reconocer las moléculas propias. En ocasiones el individuo puede desarrollar enfermedades autoinmune (artritis reumatoide o lupus eritematoso), en las cuales el SI afecta al propio organismo.

Especialización. La respuesta inmune adaptativa desarrolla respuestas muy específicas para cada patógeno.

CARACTERÍSTICAS LINFOCITO B LINFOCITO TIntegración con antígenos Complejo binario formado

por IG de superficie y AgComplejo trimolecular que comprende: TCR, péptido y molécula MHC

Unión de antígenos solubles

Sí No

Participación de MHC No SíNaturaleza química del Ag Proteína, polisacárido, Sólo proteína

lípidoPropiedades del epitopo (determinante antigénico)

Accesible, hidrofílico, móvil, a menudo péptido conformacional

Interno, desnaturalizado, péptido lineal capaz de unirse a MHC

2.2. Tipos de respuesta inmune específica: humoral y celular.Se distinguen dos tipos de respuesta inmune: la inmunidad humoral y la inmunidad celular, que poseen fuertes interacciones entre ellas. La inmunidad celular es llevada a cabo por el linfocito T, y este linfocito madura y se educa en el timo, por ello es timo-dependiente. En cambio la inmunidad humoral es llevada a cabo por el linfocito B, y madura en la médula ósea y por ello se denomina timo-independiente.

2.3. Fases de la respuesta inmunitaria.1. Fase de reconocimiento.

Se produce el reconocimiento específico del patógeno mediante los receptores de la superficie de los linfocitos B y T, el BCR (B Cell Receptor) y el TCR (T Cell Receptor), respectivamente. Ambos receptores pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas.

2. Fase de activación. La hipótesis de las dos señales: Para la activación del linfocito se necesitan dos señales; el antígeno del microorganismo y las proteínas secretadas por el macrófago que provocan señales coestimulatorias que van a estimular tanto al linfocito B como al T. Cuando un linfocito se activa ocurren unos procesos: la nueva síntesis de proteínas, la proliferación celular y la diferenciación en células efectoras (linfocito B transformado en célula plasmática y linfocito T actuando sobre la célula infectada).Una vez que se han formado las células efectoras, estas pueden atacar directamente al antígeno, o se reservan en el torrente circulatorio como células de memoria. Estás tienen una vida muy larga, y son muy importantes en el caso de una segunda infección por el mismo patógeno. En esta propiedad se basa la creación de las vacunas.

3. Fase efectora o de resolución: eliminación del microorganismo.Se produce la eliminación del microorganismo. Una vez terminado el proceso, se debe volver a la normalidad (homeostasis) con lo cual deben eliminarse los restos celulares generados. Estas células muertas se retiran del medio por acción del sistema monocítico-macrofágico que las engulle.

2.4. Linfocitos B. Anticuerpos y sus funciones biológicas.Los linfocitos B, se denominan así porque en las aves maduran en la bolsa de Fabricio, mientras que en los mamíferos maduran en la médula ósea (Bone Marrow). Poseen receptores de membrana específicos, que son inmunoglobulinas, denominados BCR, capaces de reconocer antígenos.Cuando los linfocitos B se activan, se convierten en células plasmáticas, responsables de la producción de inmunoglobulinas solubles, que son los anticuerpos específicos que reconocen antígenos en su forma nativa en la denominada inmunidad humoral.

Los anticuerpos son los receptores del linfocito B. Cuando se activa el linfocito B, se liberan anticuerpos al medio que pueden neutralizar al agente patógeno y facilitar la fagocitosis; actuar como opsoninas recubriendo al microorganismo y producir la fagocitosis; o también pueden provocar directamente la lisis del patógeno junto con la activación de opsoninas del complemento.

2.5. Linfocitos T. Tipos y funciones biológicas.

Se denominan así porque maduran en el timo. Son los responsables de la llamada inmunidad celular específica. Presentan en su membrana receptores denominados TCR. Los TCR reconocen, en la membrana de células presentadoras de antígeno, péptidos antigénicos sobre proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad. Cuando esto ocurre los linfocitos pasan a ser células efectoras.

Los linfocitos se dividen en dos tipos: Linfocitos T helper o cooperadores. Estos linfocitos presentan la glucoproteína CD4 en

su membrana. Cuando una célula presentadora de antígenos (APC), por ejemplo un fagocito, el antígeno se degrada en el interior celular. Los péptidos generados se cargan sobre las moléculas del MHC tipo II. Esto permite la presentación del antígeno al linfocito Th, que se activa y pasa a ser una célula efectora que libera citoquinas. Estas citoquinas actúan directamente sobre el macrófago o fagocito infectado, y aumentan la capacidad bacteriolítica del fagocito.

Linfocitos T citotóxicos. Éstos presentan en su membrana la glucoproteína CD8. Matan directamente células cancerosas o infectadas, especialmente por virus. Cuando una célula es infectada, la célula presentadora de antígeno (APC) procesa las proteínas víricas y las carga en las moléculas del MHC tipo I. Estas moléculas migran desde el RE hasta la membrana, y le muestra el antígeno al linfocito T citotóxico que se activa. Éste libera unas sustancias tóxicas que actúan sobre la célula huésped infectada destruyéndola.

2.6. Hipótesis de la selección clonal.La enunciaron Talmage, Lederberg y Burnet. Recoge los postulados de la teoría de la selección natural. Postula que los linfocitos B portan en su membrana celular receptores que son anticuerpos. Cada linfocito B tiene un único tipo de anticuerpo. Cuado penetra un antígeno en el organismo sólo se unirán a él los linfocitos con los anticuerpos específicos para reconocer sus determinantes antigénicos. Cuando un linfocito reconoce y se une a un determinante antigénico, se produce su activación. Esta activación provoca que el linfocito se divida rápidamente y se diferencie para producir un clon de células que se dividen en células de memoria y células plasmáticas. Las células plasmáticas segregan grandes cantidades de anticuerpos específicos contra el antígeno.

Postulados de la teoría de la selección clonal: Cada linfocito posee una sola clase de receptor con especificidad única. La interacción entre una molécula de antígeno extraña y un linfocito con un receptor

capaz de unirse a dicha molécula con afinidad elevada da provoca la activación linfocitaria.

Las células efectoras diferenciadas derivadas de un linfocito activado poseerán receptores con especificidad idéntica a las de las células parentales de las que dichos linfocitos derivan.

Los linfocitos que poseen receptores específicos contra moléculas propias ubicadas son delecionados en un estadio temprano del desarrollo de las células linfoides, y por tanto no están presentes en el repertorio de linfocitos maduros.

Preguntas por temas

1. Con cual de estos antígenos reaccionaría, con una mayor probabilidad los linfocitos encargados de la inmunidad celular:

f) Antígenos lipídicos solubles

g) Antígenos lipídicos insolublesh) Antígenos de naturaleza polisacáridai) Antígenos proteicos de secuencias peptídicas cortasj) Antígenos proteicos de secuencias peptídicas largas

2. ¿Cuál de estas funciones no es propia de las inmunoglobulinas?:f) Lisis directa del patógenog) Lisis indirecta del patógeno por activación del complementoh) Opsonización del patógenoi) Degranulación de las células cebadasj) Liberación de citoquinas

3. De las siguientes afirmaciones cuál es incorrecta sobre la teoría de la selección clonal:f) Cada linfocito posee una sola clase de receptor con especificidad única.g) La interacción entre una molécula de antígeno extraña y un linfocito con un receptor

capaz de unirse a dicha molécula con afinidad elevada provoca la activación linfocitaria.h) Las células efectoras diferenciadas de un linfocito activado poseen receptores con

especificidad similar a la de las células parentales de las que dicho linfocitos derivan.i) Los linfocitos que poseen receptores específicos contra moléculas propias son

seleccionados en un estadio temprano del desarrollo de las células linfoides.j) El repertorio de linfocitos maduros carece de linfocitos que reconocen antígenos propios,

evitando reacciones autoinmunes.

Las células efectoras diferenciadas que derivan de un linfocito activado poseen receptores con especificidad idéntica a la de las células parentales de las que dichos linfocitos derivan.

4. Acerca de las características de las respuestas inmunitarias adaptativas, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?:

f) El sistema inmunitario responde de diferentes formas ante diferentes microorganismos. g) El repertorio global de linfocitos de un individuo es extremadamente amplio.h) Las respuestas inmunitarias son específicas para los diferentes agentes.i) Las respuestas inmunitarias normales aumentan de intensidad con el tiempo

después de la estimulación por el antígeno, permitiendo una respuesta más eficaz del sistema inmune.

j) El sistema inmunitario tiene capacidad para reconocer, responder y eliminar agentes extraños a la vez que no reacciona perjudicialmente frente a sustancias antigénicas propias del individuo.

Las respuestas inmunitarias normales disminuyen de intensidad con el tiempo después de la estimulación por el antígeno, devolviendo al sistema inmunitario a su estado basal de reposo. Esta característica de las respuestas inmunitarias adaptativas se denominan autolimitación.TEMA 3. ESTRUCTURA DEL SISTEMA INMUNE: CÉLULAS DEL SISTEMA

INMUNE

3.1. Ontogenia del sistema inmunitario: Formación y maduración de las células implicadas en la respuesta inmunitaria.

Las células del sistema inmune provienen de una célula madre pluripotencial de la médula ósea. Ésta se encuentra en el interior de los huesos largos, cortos y planos, en el tejido óseo trabecular o esponjoso. Existen dos tipos: la médula ósea amarilla, que tiene un papel de

reservorio energético, y la médula ósea roja, donde se encuentran los precursores de las células sanguíneas y células del sistema inmune.

A partir de las células madre hematopoyéticas se originan todas las células de la sangre, incluidos los linfocitos. Estas células pluripotentes se dividen para producir dos tipos de células madre más especializados:

Progenitor linfoide, que genera los linfocitos T y B. Estos se distinguen por las localizaciones donde maduran y por sus receptores de antígeno. También a partir de este progenitor se genera las células Natural Killer (NK).

Progenitor mieloide, que genera los polimorfos nucleares: eosinófilos, neutrófilos y basófilos, un precursor desconocido que dará lugar a los mastocitos, monocitos que formarán los macrófagos (glóbulos blancos), eritrocitos (glóbulos rojos) y megacariocitos que producen plaquetas.

Aún no se conocen los factores que determinan la transformación de la célula madre a los progenitores linfoide y mieloide.

Células del Sistema InmuneCélulas reconocedoras de antígeno: Linfocitos, y células accesorias:

sistema monocítico/macrofágico y células dendríticas.Células efectoras: Neutrófilos, Eosinófilos, Sistema

monocítico/macrofágico y Linfocitos activados.Los linfocitos y las células accesorias las encontramos en los órganos

linfoides; y los linfocitos y las células efectoras se encuentran en los órganos linfoides, sangre y tejidos.

3.2. Linfocitos: desarrollo y heterogeneidad.

Todos los linfocitos T tienen CD3. Los Th son además CD4+ y los Tc CD8+.CD: Cluster of Differentiation (Marcador fenotípico). Son proteínas de membrana que nos permiten reconocer una célula específica.

Células Natural Killer (NK): Son células grandes, con núcleo excéntrico, con una gran cantidad de gránulos en el citoplasma que llevan perforinas y granzimas. Son células citotóxicas, que atacan principalmente a líneas tumorales y a células infectadas por virus. Poseen receptores KIR, KAR y receptores para la fracción Fc de la IgG.

La NK chequea todas las células que encuentra a su paso, si la célula es normal se suelta y sigue su camino. En el caso de que la NK reconozca un célula tumoral, se une fuertemente y vierte los gránulos de perforinas y granzimas, y la NK se suelta. En este proceso, la célula pierde parte de su citoplasma e induce la apoptosis de la célula tumoral. Esta NK al perder parte de ella, es una célula debilitada; en el caso de tumores el paciente posee una población de células NK muy debilitado debido al combate continuo con las células tumorales.

3.3. Antígenos de diferenciación leucocitaria.

3.4. Fagocitos mononucleares (Monocitos): desarrollo, activación y función.

Los macrófagos intervienen tanto en la inmunidad natural como en la adaptativa, y en esta última tanto en la inmunidad celular como en la humoral.Inmunidad natural:

Fagocitan y destruyen gérmenes que han penetrado en los tejidos.Actúan también como células basureras del organismo recogiendo y

destruyendo tejidos lesionados, células viejas y células inservibles.Producen citoquinas (en concreto citoquinas proinflamatorias) que

atraen al foco infeccioso a otras células inflamatorias, especialmente a los neutrófilos, siendo responsables de los efectos sistémicos de la inflamación.

Producen factores para los fibroblastos y el endotelio vascular que promueven la reparación de los tejidos lesionados.Inmunidad especifica o adquirida:

Inmunidad celular: Actúan como células presentadoras de antígeno al linfocito T CD4+ activándolo: son APCs en la fase de reconocimiento de la respuesta inmunitaria. Cuando se activan por el linfocito T se aumenta su capacidad bactericida, aumentando su potencial fagocítico, degradativo y citosólico: son células efectoras de la inmunidad celular.

Inmunidad humoral: Fagocitan partículas opsonizadas con anticuerpos: células efectoras de la inmunidad humoral.

Los macrófagos poseen en su superficie una serie de proteínas que permiten su identificación: CD14, que es un receptor del lipopolisacárido bacteriano (LPS); CD64, CD32 y CD16, que son receptor de la fracción Fc de los anticuerpos; CD35, que es el receptor para C3b (proteína del complemento); y CD11a, b y c, son moléculas de adhesión del macrófago.

3.5. Células presentadoras de antígenos.Las células dendríticas son células presentadoras de antígenos

(APC), tienen un núcleo central y una forma estrellada con una gran cantidad de prolongaciones digitiformes. Existen dos tipo de células dendríticas: interdigitantes y foliculares. Si se habla en el sentido amplio de célula dendrítica, nos referimos a las interdigitantes.

Las células dendríticas interdigitantes que se localizan en la epidermis se llaman células de Langerhans, y tienen gránulos de Birbeck. Son células muy inmaduras, las primeras en llegar al foco de infección. Al atrapar un patógeno se activan y empiezan a madurar cambiando su morfología externa y los receptores de membrana, de tal manera que se dirigen al ganglio linfático más próximo y allí presentan el antígeno a los linf Th.

3.6. Fagocitos polimorfos nucleares (PMN): neutrófilos, eosinófilos, basófilos y mastocitos.

Se denominan polimorfos nucleares, porque sus núcleos tienen distintas formas. También son conocidos como granulocitos, porque en el interior de sus citplasma poseen gránulos de enzimas. Derivan de la médula ósea, de la células madre pluripotenciales. - Neutrófilos: Son las células más comunes en el proceso inflamatorio, son las primeras en llegar; tienen una vida media muy corta y dan lugar al pus. Producen la fagocitosis y tienen un elevado poder bactericida. En la superficie, podemos encontrar receptores para la fracción Fc de los

anticuerpos y para C3b: CD16, CD32 y CD35, además estas proteínas nos permiten identificar a los neutrófilos. - Eosinófilos: Estas células intervienen en la destrucción de parásitos helmintos(lombrices) recubiertos de anticuerpos. Se encuentran elevados en niños con lombrices, y también en procesos alérgicos como el asma. Sus gránulos poseen un pH ácido. Se caracterizan por la presencia de receptores de alta y baja afinidad para la Ig E (FcE RI y FcE RII, respectivamente) y además el CD23.

Cuando somos infectados por lombrices, se transforman los linfocitos B en células plasmáticas que liberan anticuerpos, y entre ellos los Ig E. La Ig E se pega a los receptores de los eosinófilos, y por ello se pegan a los antígenos de la lombriz, lo que conlleva a la desgranulación del PMN y destrucción del parásito. - Basófilos: Poseen gránulos en su citoplasma con un pH básico. Su precursor es desconocido, pero proviene de la médula ósea. Se caracteriza por poseer receptores de membrana de alta afinidad para la Ig E (FcE RI). Actuan de forma similar a los mastocitos. - Mastocitos: Intervienen cuando se necesita una respuesta inmune muy rápida. Se caracterizan por llevar receptores de alta afinidad para la Ig E (FcE RI) e intervienen en los procesos de alergia y anafilaxis fundamentalmente.

Cuando se activa el mastocito por Ig E, es decir cuando penetra un patógeno en el organismo, entonces se produce un entrecruzamiento entre la Ig E y los antígenos del patógeno. Esto conlleva a la desgranulación del mastocito, y se libera histamina, dopamina, leucotrienos y citoquinas; de tal manera que estas sustancias provocan una vasodilatación, un aumento de células inflamatorias y un aumento de secreción. Esto explica la rojez, la inflamación y la secreción (el aumento de moco y lagrimeo) en un proceso alérgico.

Preguntas por temas

1. En cual de estas estructuras de la célula plasmática se sintetizan los anticuerpos:

a) La cromatina en rueda de carro del núcleob) RERc) Aparato de Golgid) Mitocondriae) Lisosomas

2. Cual de estas sentencias es falsa, con respecto a las células dendríticas:

a) Son células presentadoras de antígenosb) Solo pueden actuar a nivel local y en la puerta de entrada

del antígenoc) Están como células inmaduras en la epidermisd) A medida que maduran van adquiriendo un mayor número de

receptores de membranae) Se conocen con el nombre de células de Langerhans.

3. Las células con receptores de alta afinidad para la parte Fc de las IgE (FceRI) son:

a) Eosinófilos y neutrófilos.b) Neutrófilos y macrófagos.c) Histiocitos.d) Linfocitos T y linfocitos B.e) Basófilos, mastocitos y eosinófilos.

La respuesta correcta es la 5, ya que las células con FceRI son los basófilos y mastocitos, de forma constitutiva y los eosinófilos de forma inducible.

El resto de respuestas son incorrectas, ya que:-Fc?RI (CD64) aparece en macrófagos, neutrofilos, eosinófilos y células dendríticas.-Fc?RII-A (CD32) se encuentra en macrófagos, neutrófilos, eosinófilos,

plaquetas y células de Langerhans.-Fc?RII-B2 (CD32) está en macrófagos, neutrófilos y eosinófilos.-Fc?RII-B1 (CD32) aparece en células B y mastocitos.-Fc?RIII (CD16) está en células NK, eosinófilos, macrófagos, neutrófilos,

y mastocitos.-FcaRI (CD89) se encuentra en macrófagos, neutrófilos y eosinófilos.

4. De los siguientes tipos celulares, indique aquellas que son CPA (células presentadoras de antígeno profesionales):

a) Células T CD8+.b) Células de Langerhans.c) Neutrófilos.d) Células T CD4+.e) Histiocitos.

De las células que se exponen en las respuestas solo las células de Langerhans son células presentadoras de antígeno (APC). Las APC son los linfocitos B, las células dendríticas (las células de Langerhans son células dendríticas de la epidermis) y los macrófagos. Ni los linfocitos T (CD4+ o CD8+), ni los monocitos ni los neutrófilos son células presentadoras de antígeno profesionales.TEMA 3. ESTRUCTURA DEL SISTEMA INMUNE: CÉLUAS DEL SISTEMA INMUNE.

3.1. Ontogenia del sistema inmunitario: Formación y maduración de las células implicadas en la respuesta inmunitaria.

Las células del sistema inmune provienen de una célula madre pluripotencial de la médula ósea. Ésta se encuentra en el interior de los huesos largos, cortos y planos, en el tejido óseo trabecular o esponjoso. Existen dos tipos: la médula ósea amarilla, que tiene un papel de reservorio energético, y la médula ósea roja, donde se encuentran los precursores de las células sanguíneas y células del sistema inmune.

A partir de las células madre hematopoyéticas se originan todas las células de la sangre, incluidos los linfocitos. Estas células pluripotentes se dividen para producir dos tipos de células madre más especializados:

Progenitor linfoide, que genera los linfocitos T y B. Estos se distinguen por las localizaciones donde maduran y por sus receptores de antígeno. También a partir de este progenitor se genera las células Natural Killer (NK).

Progenitor mieloide, que genera los polimorfos nucleares: eosinófilos, neutrófilos y basófilos, un precursor desconocido que dará lugar a los mastocitos, monocitos que formarán los macrófagos (glóbulos blancos), eritrocitos (glóbulos rojos) y megacariocitos que producen plaquetas.

Aún no se conocen los factores que determinan la transformación de la célula madre a los progenitores linfoide y mieloide.

Células del Sistema InmuneCélulas reconocedoras de antígeno: Linfocitos, y células accesorias: sistema monocítico/macrofágico y células dendríticas).

Células efectoras: Neutrófilos, Eosinófilos, Sistema monocítico/macrofágico y Linfocitos activados.

Los linfocitos y las células accesorias las encontramos en los órganos linfoides; y los linfocitos y las células efectoras se encuentran en los órganos linfoides, sangre y tejidos.

3.2. Linfocitos: desarrollo y heterogeneidad.LINFOCITOSTipos Linfocitos B Linfocitos Th Linfocitos Tc NKFunciones - Reconocen

antígenos solubles- Responsables de la

inmunidad humoral con la producción de anticuerpos

- Reconocen antígenos en APC con MHC clase II

- Secretan citoquinas que activan linfocitos B y macrófago, Tc y NK

- Reconocen y lisan células diana infectadas por virus y tumorales con MHC clase I

- Capacidad de activar a macrófagos

- Lisis de células diana infectadas por virus o tumorales

- Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos

Receptor de antígeno

- Inmunoglobulinas de membrana (anticuerpos)

- Ti receptor de membrana (TCR)

- Ti receptor de membrana (TCR)

- Receptor activador: KAR

- Receptor inhibidor: KIR

Marcadores fenotípicos

- Receptores de Fc.- CD19, 20, 21 y 22- Moléculas clase II

del MHC.

- CD3+- CD4+- CD8-

- CD3+- CD4-- CD8+

- Receptor de Fc de Ig G (CD16)

- CD2- CD56

Distribución - 10-15% sangre periférica

- 20-25% ganglios linfáticos

- 40-45% bazo

- 50-70% sangre periférica

- 50-60% ganglios linfáticos

- 50-60% bazo

- 20-25% sangre periférica

- 15-20% ganglios linfáticos

- 10-15% bazo

- 10% sangre periférica

- Rara en ganglios linfáticos

- 10% bazo

CD: Cluster of Differentiation. Son proteínas de membrana que nos permiten reconocer una célula específica.

Células Natural Killer (NK):Son células grandes, con núcleo situado en la periferia, con una gran cantidad de gránulos en el citoplasma que llevan perforinas y granzimas. Son células citotóxicas, que atacan principalmente a líneas tumorales infectadas por virus. Poseen receptores KIR, KAR y receptores para la fracción Fc de la Ig G.

La NK chequea todas las células que encuentra a su paso, si la célula es normal se suelta y sigue su camino. En el caso de que la NK reconozca un célula tumoral, se une fuertemente y vierte los gránulos de perforinas y granzimas, y la NK se suelta. En este proceso, la célula pierde parte de su citoplasma e induce la apoptosis de la célula tumoral. Esta NK al perder parte de ella, es una célula debilitada; y en casos de tumores crónicos el paciente posee una población de células NK muy debilitado debido al combate continuo con las células tumorales.

3.3. Antígenos de diferenciación leucocitaria.

3.4. Fagotitos mononucleares (Monocitos): desarrollo, activación y función.Los macrófagos intervienen tanto en la inmunidad natural como en la adaptativa, y en esta última tanto en la inmunidad celular como en la humoral.

o Inmunidad natural:Fagocitan y destruyen gérmenes que han penetrado en los tejidos.Actúan también como células basureras del organismo recogiendo y destruyendo tejidos lesionados, células viejas y células inservibles.Producen citoquinas (en concreto citoquinas proinflamatorias) que atraen al foco infeccioso a otras células inflamatorias, especialmente a los neutrófilos, siendo responsables de los efectos sistémicos de la inflamación.Producen factores para los fibroblastos y el endotelio vascular que promueven la reparación de los tejidos lesionados.

o Inmunidad especifica o adquirida:a) Inmunidad celular:Actúan como células presentadoras de antígeno al linfocito T CD4+ activándolo: son APCs en la fase de reconocimiento de la respuesta inmunitaria.Cuando se activan por el linfocito T se aumenta su capacidad bactericida, aumentando su potencial fagocítico, degradativo y citosólico: son células efectoras de la inmunidad celular.

b) Inmunidad humoral:Fagocitan partículas opsonizadas con anticuerpos: células efectoras de la inmunidad humoral.

Los macrófagos poseen en su superficie una serie de proteínas que permiten su identificación: CD14, que es un receptor del lipopolisacárido bacteriano (LPS); CD64, CD32 y CD16, que son receptor de la fracción Fc de los anticuerpos; CD35, que es el receptor para C3b (proteína del complemento); y CD11a, b y c, son moléculas de adhesión del macrófago.

3.5. Células presentadoras de antígenos.

Las células dendríticas son células presentadoras de antígenos (APC), tienen un núcleo central y una forma estrellada con una gran cantidad de prolongaciones digitiformes. Existen dos tipo de células dendríticas: interdigitantes y foliculares. Si se habla en el sentido amplio de célula dendrítica, nos referimos a las células dendríticas interdigitantes.

CÉLULAS DENDRÍTICASTipos Interdigitantes FolicularesFunciones - Presentar AG a células

Th CD4+- Atrapar Ag opsonizados- Mostrar Ag a linfocitos

BOrigen - Precursores de médula

ósea- No derivan de

precursores de médula ósea

Distribución - Intersticio de la mayoría de los órganos.

- Ganglios linfáticos y bazo

- Epidermis: células de Langerhans (Gránulos de Birbeck)

- Centros germinales de folículos linfoides secundarios en ganglios linfáticos

- Bazo- Tejidos linfoides

asociados a mucosasEn el caso de las células de Langerhans, son células muy inmaduras que al atrapar a un patógeno se activan y empiezan a madurar cambiando su morfología externa y los receptores de membrana, de tal manera que se dirigen al ganglio linfático más próximo y allí presentan el antígeno a los linfocitos T.

3.6. Fagocitos polimorfos nucleares (PMN): neutrófilos, eosinófilos, basófilos y mastocitos.

Se denominan polimorfos nucleares, porque sus núcleos tienen distintas formas. También son conocidos como granulocitos, porque en el interior de sus citplasma poseen gránulos de enzimas. Derivan de la médula ósea, de la células madre pluripotenciales.

o Neutrófilos: Son las células más comunes en el proceso inflamatorio; tienen una vida media muy corta y dan lugar al pus. Producen la fagocitosis y tienen un elevado poder bactericida. En la superficie, podemos encontrar receptores para la fracción Fc de los anticuerpos y para C3b: CD16, CD32 y CD35, además estas proteínas nos permiten identificar a los neutrófilos.

o Eosinófilos: Estas células intervienen en la destrucción de parásitos (lombrices) recubiertos de anticuerpos. Se encuentran elevados en niños con lombrices, y también en procesos alérgicos como el asma. Sus gránulos poseen un pH ácido. Se caracterizan por la presencia de receptores de alta y baja afinidad para la Ig E (FcE RI y FcE RII, respectivamente) y además el CD23.

Cuando somos infectados por lombrices, se transforman los linfocitos B en células plasmáticas que liberan anticuerpos, y entre ellos los Ig E. La Ig E se pega a los receptores de los eosinófilos, y por ello se pegan a los antígenos de la lombriz, lo que conlleva a la desgranulación del PMN y destrucción del parásito.

o Basófilos: Poseen gránulos en su citoplasma con un pH básico. Su precursor es desconocido, pero proviene de la médula ósea. Se caracteriza por poseer receptores de membrana de alta afinidad para la Ig E (FcE RI).

o Mastocitos: Intervienen cunado se necesita una respuesta inmune muy rápida. Se caracterizan por llevar receptores de alta afinidad para la Ig E (FcE RI) e intervienen en los procesos de alergia fundamentalmente.

Cuando se activa el mastocito por Ig E, es decir cuando penetra un patógeno en el organismo, entonces se produce un entrecruzamiento entre la Ig E y los antígenos del patógeno. Esto conlleva a la desgranulación del mastocito, y se libera histamina, dopamina, leucotrienos y citoquinas; de tal manera que estas sustancias provocan una vasodilatación, un aumento de células inflamatorias y un aumento de secreción. Esto explica la rojez, la inflamación y la secreción (el aumento de moco y lagrimeo) en un proceso alérgico.

Preguntas por temas

1. En cual de estas estructuras de la célula plasmática se sintetizan los anticuerpos:f) La cromatina en rueda de carro del núcleog) RERh) Aparato de Golgii) Mitocondriaj) Lisosomas

2. Cual de estas sentencias es falsa, con respecto a las células dendríticas:f) Son células presentadoras de antígenosg) Solo pueden actuar a nivel local y en la puerta de entrada del antígenoh) Están como células inmaduras en la epidermisi) A medida que maduran van adquiriendo un mayor número de receptores de membranaj) Se conocen con el nombre de células de Langerhans.

3. Las células con receptores de alta afinidad para la parte Fc de las IgE (FceRI) son:f) Eosinófilos y neutrófilos.g) Neutrófilos y macrófagos.h) Histiocitos.i) Linfocitos T y linfocitos B.j) Basófilos, mastocitos y eosinófilos.

La respuesta correcta es la 5, ya que las células con FceRI son los basófilos y mastocitos, de forma constitutiva y los eosinófilos de forma inducible.El resto de respuestas son incorrectas, ya que:-Fc?RI (CD64) aparece en macrófagos, neutrofilos, eosinófilos y células dendríticas.-Fc?RII-A (CD32) se encuentra en macrófagos, neutrófilos, eosinófilos, plaquetas y células de Langerhans.-Fc?RII-B2 (CD32) está en macrófagos, neutrófilos y eosinófilos.-Fc?RII-B1 (CD32) aparece en células B y mastocitos.-Fc?RIII (CD16) está en células NK, eosinófilos, macrófagos, neutrófilos, y mastocitos.-FcaRI (CD89) se encuentra en macrófagos, neutrófilos y eosinófilos.

4. De los siguientes tipos celulares, indique aquellas que son CPA (células presentadoras de antígeno profesionales):

f) Células T CD8+.g) Células de Langerhans.h) Neutrófilos.i) Células T CD4+.j) Histiocitos.

De las células que se exponen en las respuestas solo las células de Langerhans son células presentadoras de antígeno (APC). Las APC son los linfocitos B, las células dendríticas (las células de Langerhans son células dendríticas de la epidermis) y los macrófagos. Ni los linfocitos T (CD4+ o CD8+), ni los monocitos ni los neutrófilos son células presentadoras de antígeno profesionales.

TEMA 4. ANATOMÍA FUNCIONAL DE LOS ÓRGANOS LINFOIDES

El sistema linfático recoge todo el líquido intersticial en los diferentes tejidos del organismo, para terminar drenando en el

sistema circulatorio sanguíneo a través de la vena cava superior. El sistema linfático es un sistema paralelo al circulatorio, y es donde

se filtran todos los patógenos que entran en la linfa.Las células del sistema inmune recorren todo el cuerpo, lo que

permite ponerse en contacto con cualquier organismo independientemente de la vía de entrada.

Cadena linfática: Agrupación de ganglios linfáticos.

4.1. Órganos linfoides primarios: Médula ósea y Timo

· Médula óseaEn la médula ósea hematopoyética, o médula ósea roja, se producen

las células sanguíneas mediante un proceso denominando hematopoyesis. Esta médula ósea roja se encuentra en el tejido trabecular o esponjoso. Durante el desarrollo embrionario, la hematopoyesis ocurre en el hígado.

En lo mamíferos, la médula roja se localiza en las cabezas de los huesos largos, como el fémur, y en los intersticios de los huesos esponjosos, como el esternón, cuerpos vertebrales o la pelvis. En ella se forman y diferencian la mayoría de las células sanguíneas a partir de una población común de células madre, indiferenciadas y pluripotenciales. Estas células se consideran:

Células madre, por ser el origen de todas las células sanguíneasIndiferenciadas, porque no se han especializado en funciones

definidasPluripotenciales, por poseer el potencial de generar cualquier tipo de

célula sanguínea. La demanda del organismo, según las necesidades, y la actuación de los diferentes factores de crecimiento, permite la diferenciación de las células sanguíneas.

Los leucocitos se originan en la médula ósea (leucopoyesis), desde donde pasan a la sangre. Durante más o menos tiempo, según el tipo de células, se mantienen como leucocitos circulantes que recorren el cuerpo por el torrente circulatorio. Los monocitos abandonan posteriormente la sangre para establecer en diversos tejidos y cavidades del cuerpo, donde se convierten en macrófagos. Los linfocitos abandonan, asimismo, el torrente circulatorio para ubicarse en los distintos órganos linfoides secundarios.

En la médula ósea, es donde maduran y se educan los linfocitos B.

· Timo

Es un órgano bilobulado, situado en el tórax, bajo la parte superior del esternón. Está rodeado por una cápsula de tejido conjuntivo que forma invaginaciones denominadas trabéculas. Estas trabéculas dividen al timo en lobulillos. La vascularización y la inervación discurren por estas trabéculas. En el timo encontramos en cada lóbulo, una región superficial denominada corteza y una región más profunda denominada médula.

En el timo maduran y se educan los linfocitos T. La médula ósea suministra células precursoras que entraran en el timo para su diferenciación. Cuando llegan a la corteza, se denominan pretimocitos o timocitos, que son células inmaduras y en proliferación. Además en la corteza, también encontramos células estromales del timo (células epiteliales y otras células que intervienen en la diferenciación de los linfocitos como son las células dendríticas y los macrófagos). Cuando los timocitos pasan de la corteza a la médula van diferenciándose a linfocitos T, ello implica la existencia de un gradiente de diferenciación desde la corteza hacia la médula.

La mayoría de los timocitos (>95%) no superan los procesos de selección y mueren dentro del timo, siendo eliminados por células fagocíticas con función de basurero (corpúsculos de Hassall). Esta criba se produce a nivel de la frontera cortico-medular., y sólo pasan los timocitos que no reconocen a lo propio. Los que sobreviven, convertidos en células T maduras, abandonan el timo para sumarse al torrente circulatorio, a través del endotelio especializado de las vénulas postcapilares, o por los vasos linfáticos eferentes. Pueden ser linfocitos T helper o T citotóxicos. Los linfocitos T maduros se dirigen hacia los ganglios linfáticos, el bazo o el MALT.

La importancia del timo en la maduración de los linfocitos se demostró mediante el siguiente experimento. Se cogieron dos ratones mutantes: un ratón con la mutación scid, que posee un defecto en el proceso de maduración de los linfocitos, otro ratón nude, que posee un defecto en el desarrollo del epitelio cortical del timo. Las células no se desarrollan en ninguna de las dos cepas. Las células de la médula ósea de ratones nude pueden restablecer las células T en ratones scid, ello demuestra que la médula ósea de los ratones nude es intrínsecamente normal y capaz de producir células T en el entorno normal. Las células epiteliales del timo de ratones scid pueden inducir la maduración de las células T en ratones nude, así se constata que el timo proporciona el microambiente esencial para el desarrollo de las células T.

4.2. Órganos linfoides secundarios: Ganglios linfáticos, bazo y otros tejidos linfoides periféricos. · Ganglios linfáticos

Son organizaciones de tejido linfoide encapsulado, de forma globular o arriñonada. Se encuentran a lo largo del sistema circulatorio linfático. Los ganglios linfáticos constituyen centros de vigilancia local o regional, forman parte de una red donde las células fagocíticas filtran la linfa, atrapando las partículas antigénicas. Los antígenos son procesados y presentados a los linfocitos T, que cooperan con los linfocitos B para iniciar las respuestas específicas. Existen agrupaciones de ganglios linfáticos estratégicamente situados en zonas como el cuello, las axilas, las ingles, el mediastino y la cavidad abdominal, que drenan diferentes regiones superficiales y profundas del organismo.

Los ganglios linfáticos poseen una cápsula que lo envuelve, y emite trabéculas que dividen al ganglio en lóbulos. Encontramos una corteza, que posee folículos linfoides primarios y secundarios. Los folículos primarios poseen linfocitos B en reposo, mientras que en los secundarios se produce la activación del linfocito por la presencia de un antígeno, y aparece un centro germinal donde los linfocitos B en reposo se activan. También encontramos una zona paracortical, donde están los linfocitos T; los senos y cordones medulares donde se encuentran células plasmáticas, células dendríticas y macrófagos. Esta disposición de las células favorece la presentación del antígeno por la APC tanto al linfocito B como al linfocito T, y también se consigue esta disposición celular gracias a un proceso que se conoce como homing (que es distinto del reclutamiento). Cuando hay un proceso inflamatorio, hay un efecto de llamada por las citoquinas para que las células vayan al foco inflamatorio a defender, pero en este caso las citoquinas no intervienen en esta disposición, sino que son unas moléculas

de adhesión que hacen que las células estén en esa disposición específica para favorecer la presentación del antígeno a los linfocitos T y B.

Los microorganismos que, por sus factores de virulencia, resisten frente a las defensas existentes en los ganglios salen de ellos con la linfa y alcanzan la circulación sanguínea que los disemina por el organismo. Esta infección de la sangre por microorganismos se denomina septicemia. Según sean los microorganismos infectantes, bacterias, virus u hongos, la septicemia puede denominarse bacteriemia, viremia o fungemia, respectivamente. Cuando esto ocurre (o cuando los microorganismos llegan directamente a la sangre), la mayor probabilidad de controlar inmunológicamente la situación correrá a cargo del bazo.

· BazoEste órgano, que ejerce funciones de depuración sanguínea, se

encuentra dentro de la cavidad peritoneal, detrás del estómago y cercano al diafragma. Todo el bazo se encuentra irrigado por la arteria esplénica, que forma grandes redes que recubre al órgano. Es un órgano que sangra con mucha facilidad. Está rodeado por una cápsula conjuntiva que emite trabéculas hacia el interior y sirven de apoyo a las diferentes células que forman el parénquima del bazo está constituido por dos tipos de tejidos:

La pulpa roja, donde se destruyen los eritrocitos que han perdido funcionalidad (aclaramiento sanguíneo). Por lo tanto, los individuos sin bazo, poseen una mayor cantidad de células en el torrente circulatorio y por consiguiente una mayor viscosidad y un mayor riesgo de trombosis.

La pulpa blanca. Es la encargada de filtrar los patógenos que penetran por vía sanguínea. En cada trabécula se encuentra una arteriola de la arteria esplénica, y está rodeada por un seno marginal que posee una lámina linfoide pariarteriolar (PALS) rica en linfocitos T, y folículos donde se encuentran los linfocitos B. Esta disposición favorece la presentación del antígeno y la cooperación entre los linfocitos B y T.

· Tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT)Forma agrupaciones de tejido linfoide no encapsulado que se asocia a

las mucosas, y agrupa: - BALT: Tejido linfoide asociado a la mucosa bronquial, filtra los patógenos que penetran por vía respiratoria. - MALT: Tejido linfoide asociado a las mucosas, de forma genérica. - GALT: Tejido linfoide asociado al tubo digestivo, que incluye al adenoides, las amígdalas, el apéndice y las placas de Peyer. Es el encargado de filtrar los agentes patógenos que penetran por vía digestiva, junto con los alimentos.

Una característica de MALT es la capacidad de realizar la transocitosis. Es el trasiego de los patógenos desde la luz intestinal hacia la pared intestinal. En la zona de la luz, se encuentran las células M que producen en el tránsito de los agentes patógenos hacia la pared, pasando la lamina media, en este paso se encuentras las áreas parafoliculares ricas en

linfocitos T y los folículos, ricos en linfocitos B, que cuando se activan forman el centro germinal. Esto permite la información del sistema inmune de la penetración de un patógeno por vía digestiva, por ejemplo.

En ocasiones el tejido linfoide asociado a las mucosas, no se encuentra tan definido como el bazo y los ganglios linfáticos, sino que tiene una disposición difusa.

4.3. Circulación linfocitaria. Los linfocitos provienen de la médula ósea, y desde aquí son lanzados

al torrente circulatorio. Los linfocitos T se dirigen hacia el timo, y los linfocitos B, en las aves se dirigen hacia la bolsa de Fabricio y, en mamíferos se retienen en la médula ósea. Desde los órganos linfoides primarios, se dirigen hacia los órganos linfoides secundarios por vía linfática los linfocitos T, y por vía sanguínea los linfocitos B y T. Cuando se produce una infección los linfocitos vuelven al torrente circulatorio para llegar al foco de infección. Hay algunas células que tienen un ciclo continuo, ya que tienen la misión de ir chequeando las células del organismo.

Preguntas por temas1. Cuál de estas sentencias es cierta respecto a la infección de un niño

por amigdalitis.a) La estructura del ganglio linfático ha aumentado como

consecuencia de la exposición al antígeno.b) La infección ha hecho que los centros germinales

aumenten de tamaño.c) Hay un aumento en la proliferación de los linfocitos en los

ganglios cercanos como consecuencia de la infección.d) Todas son falsas.e) Todas son ciertas.

2. A un individuo se le extirpa el bazo, cual de estas situaciones puede padecer:

a) Aumento de linfocitos viejos en sangre periférica.b) Aumento del número de infecciones por gérmenes

encapsulados.c) Aumento del número de trombosis por disminución del

aclaramiento sanguíneo.d) Aumento de antígenos sanguíneos.e) Todas pueden ser padecidas.

3. De los siguientes lugares señale donde hay mayoritariamente linfocitos T maduros:

a) Área cortical del timo.b) Centro germinal del ganglio linfático.c) Áreas paracorticales del ganglio linfático.d) En la pulpa roja del bazo.e) En ninguno de los lugares anteriores hay células T

maduras.En el área cortical del timo hay linfocitos pero son inmaduros

(timocitos), en el centro germinal del ganglio linfático hay principalmente

células B. La pulpa roja del Bazo es un lugar de destrucción de eritrocitos. De los lugares que aparecen en las respuestas sólo en las áreas paracorticales del ganglio linfático hay mayoritariamente linfocitos T maduros. Por tanto la respuesta correcta es la 3.

4. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa sobre la circulación linfocitaria?:

a) El proceso por el cual subpoblaciones específicas de linfocitos acceden de forma selectiva a determinados tejidos, pero no a otros, se conoce como asentamiento linfocitario (homing).

b) Los patrones de recirculación linfocitaria están gobernados por la expresión de moléculas de adhesión presentes en los linfocitos y en las células del endotelio vascular.

c) Las vías de recirculación de los linfocitos vírgenes y de los linfocitos efectores y de memoria son comunes.

d) Un ciclo completo de recirculación de un linfocito tarda 24 h.

e) Los receptores de asentamiento de los linfocitos son miembros de 3 familias de moléculas: selectinas, integrinas y la superfamilia de las inmunoglobulinas.Las vías de recirculación de los linfocitos no estimulados (vírgenes)

difieren de las de los linfocitos efectores y de memoria, y estas diferencias son fundamentales para la forma en la que se desarrollan las respuestas inmunitarias. Así, los linfocitos vírgenes abandonan preferentemente la sangre para entrar en los ganglios linfáticos, los linfocitos activados en los ganglios linfáticos retornan a la circulación a través de los vasos linfáticos eferentes y el conducto torácico, y las células efectoras y de memoria abandonan preferentemente la sangre para entrar en los tejidos periféricos a través de las vénulas en los focos de inflamación.TEMA 4. ANATOMÍA FUNCIONAL DE LOS ÓRGANOS LINFOIDES

El sistema linfático recoge todo el líquido intersticial en los diferentes tejidos del organismo, para terminar drenando en el sistema circulatorio sanguíneo a través de la vena cava superior. El sistema linfático es un sistema paralelo al circulatorio, y es donde se filtran todos los patógenos que entran en la linfa.

4.1. Órganos linfoides primarios: Médula ósea y Timo. Médula ósea

En la médula ósea hematopoyética, o médula ósea roja, se producen las células sanguíneas mediante un proceso denominando hematopoyesis. Esta médula ósea roja se encuentra en el tejido trabecular o esponjoso. Durante el desarrollo embrionario, la hematopoyesis ocurre en el hígado.

En lo mamíferos, la médula roja se localiza en las cabezas de los huesos largos, como el fémur, y en los intersticios de los huesos esponjosos, como el esternón, cuerpos vertebrales o la pelvis. En ella se forman y diferencian la mayoría de las células sanguíneas a partir de una población común de células madre, indiferenciadas y pluripotenciales. Estas células se consideran:

Células madre, por ser el origen de todas las células sanguíneas Indiferenciadas, porque no se han especializado en funciones definidas

Pluripotenciales, por poseer el potencial de generar cualquier tipo de célula sanguínea. La demanda del organismo, según las necesidades, y la actuación de los diferentes factores de crecimiento, permite la diferenciación de las células sanguíneas.

Los leucocitos se originan en la médula ósea (leucopoyesis), desde donde pasan a la sangre. Durante más o menos tiempo, según el tipo de células, se mantienen como leucocitos circulantes que recorren el cuerpo por el torrente circulatorio. Los monocitos abandonan posteriormente la sangre para establecer en diversos tejidos y cavidades del cuerpo, donde se convierten en macrófagos. Los linfocitos abandonan, asimismo, el torrente circulatorio para ubicarse en los distintos órganos linfoides secundarios.

En la médula ósea, es donde maduran y se educan los linfocitos B.

TimoEs un órgano bilobulado, situado en el tórax, bajo la parte superior del esternón. Está rodeado por una cápsula de tejido conjuntivo que forma invaginaciones denominadas trabéculas. Estas trabéculas dividen al timo en lobulillos. La vascularización y la inervación discurren por estas trabéculas. En el timo encontramos en cada lóbulo, una región superficial denominada corteza y una región más profunda denominada médula.

En el timo maduran y se educan los linfocitos T. La médula ósea suministra células precursoras que entraran en el timo para su diferenciación. Cuando llegan a la corteza, se denominan pretimocitos o timocitos, que son células inmaduras y en proliferación. Además en la corteza, también encontramos células estromales del timo (células epiteliales y otras células que intervienen en la diferenciación de los linfocitos como son las células dendríticas y los macrófagos). Cuando los timocitos pasan de la corteza a la médula van diferenciándose a linfocitos T, ello implica la existencia de un gradiente de diferenciación desde la corteza hacia la médula.

La mayoría de los timocitos (>95%) no superan los procesos de selección y mueren dentro del timo, siendo eliminados por células fagocíticas con función de basurero (corpúsculos de Hassall). Esta criba se produce a nivel de la frontera cortico-medular., y sólo pasan los timocitos que no reconocen a lo propio. Los que sobreviven, convertidos en células T maduras, abandonan el timo para sumarse al torrente circulatorio, a través del endotelio especializado de las vénulas postcapilares, o por los vasos linfáticos eferentes. Pueden ser linfocitos T helper o T citotóxicos. Los linfocitos T maduros se dirigen hacia los ganglios linfáticos, el bazo o el MALT.

La importancia del timo en la maduración de los linfocitos se demostró mediante el siguiente experimento. Se cogieron dos ratones mutantes: un ratón con la mutación scid, que posee un defecto en el proceso de maduración de los linfocitos, otro ratón nude, que posee un defecto en el desarrollo del epitelio cortical del timo. Las células no se desarrollan en ninguna de las dos cepas. Las células de la médula ósea de ratones nude pueden restablecer las células T en ratones scid, ello demuestra que la médula ósea de los ratones nude es intrínsecamente normal y capaz de producir células T en el entorno normal. Las células epiteliales del timo de ratones scid pueden inducir la maduración de las células T en ratones nude, así se constata que el timo proporciona el microambiente esencial para el desarrollo de las células T.

4.2. Órganos linfoides secundarios: Ganglios linfáticos, bazo y otros tejidos linfoides periféricos. Ganglios linfáticos

Son organizaciones de tejido linfoide encapsulado, de forma globular o arriñonada. Se encuentran a lo largo del sistema circulatorio linfático. Los ganglios linfáticos constituyen centros de vigilancia local o regional, forman parte de una red donde las células fagocíticas filtran la linfa, atrapando las partículas antigénicas. Los antígenos son procesados y presentados a los linfocitos T, que cooperan con los linfocitos B para iniciar las respuestas específicas. Existen agrupaciones de ganglios linfáticos estratégicamente situados en zonas como el cuello, las axilas, las ingles, el mediastino y la cavidad abdominal, que drenan diferentes regiones superficiales y profundas del organismo.

Los ganglios linfáticos poseen una cápsula que lo envuelve, y emite trabéculas que dividen al ganglio en lóbulos. Encontramos una corteza, que posee folículos linfoides primarios y secundarios. Los folículos primarios poseen linfocitos B en reposo, mientras que en los secundarios se produce la activación del linfocito por la presencia de un antígeno, y aparece un centro germinal donde los linfocitos B en reposo se activan. También encontramos una zona paracortical, donde están los linfocitos T; los senos y cordones medulares donde se encuentran células plasmáticas, células dendríticas y macrófagos. Esta disposición de las células favorece la presentación del antígeno por la APC tanto al linfocito B como al linfocito T, y también se consigue esta disposición celular gracias a un proceso que se conoce como homing (que es distinto del reclutamiento). Cuando hay un proceso inflamatorio, hay un efecto de llamada por las citoquinas para que las células vayan al foco inflamatorio a defender, pero en este caso las citoquinas no intervienen en esta disposición, sino que son unas moléculas de adhesión que hacen que las células estén en esa disposición específica para favorecer la presentación del antígeno a los linfocitos T y B.

Los microorganismos que, por sus factores de virulencia, resisten frente a las defensas existentes en los ganglios salen de ellos con la linfa y alcanzan la circulación sanguínea que los disemina

por el organismo. Esta infección de la sangre por microorganismos se denomina septicemia. Según sean los microorganismos infectantes, bacterias, virus u hongos, la septicemia puede denominarse bacteriemia, viremia o fungemia, respectivamente. Cuando esto ocurre (o cuando los microorganismos llegan directamente a la sangre), la mayor probabilidad de controlar inmunológicamente la situación correrá a cargo del bazo.

BazoEste órgano, que ejerce funciones de depuración sanguínea, se encuentra dentro de la cavidad peritoneal, detrás del estómago y cercano al diafragma. Todo el bazo se encuentra irrigado por la arteria esplénica, que forma grandes redes que recubre al órgano. Es un órgano que sangra con mucha facilidad. Está rodeado por una cápsula conjuntiva que emite trabéculas hacia el interior y sirven de apoyo a las diferentes células que forman el parénquima del bazo está constituido por dos tipos de tejidos:

La pulpa roja, donde se destruyen los eritrocitos que han perdido funcionalidad (aclaramiento sanguíneo). Por lo tanto, los individuos sin bazo, poseen una mayor cantidad de células en el torrente circulatorio y por consiguiente una mayor viscosidad y un mayor riesgo de trombosis.

La pulpa blanca. Es la encargada de filtrar los patógenos que penetran por vía sanguínea. En cada trabécula se encuentra una arteriola de la arteria esplénica, y está rodeada por un seno marginal que posee una lámina linfoide pariarteriolar (PALS) rica en linfocitos T, y folículos donde se encuentran los linfocitos B. Esta disposición favorece la presentación del antígeno y la cooperación entre los linfocitos B y T.

Tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT)Forma agrupaciones de tejido linfoide no encapsulado que se asocia a las mucosas, y agrupa:

BALT: Tejido linfoide asociado a la mucosa bronquial, filtra los patógenos que penetran por vía respiratoria.

MALT: Tejido linfoide asociado a las mucosas, de forma genérica. GALT: Tejido linfoide asociado al tubo digestivo, que incluye al adenoides, las

amígdalas, el apéndice y las placas de Peyer. Es el encargado de filtrar los agentes patógenos que penetran por vía digestiva, junto con los alimentos.

Una característica de MALT es la capacidad de realizar la transocitosis. Es el trasiego de los patógenos desde la luz intestinal hacia la pared intestinal. En la zona de la luz, se encuentran las células M que producen en el tránsito de los agentes patógenos hacia la pared, pasando la lamina media, en este paso se encuentras las áreas parafoliculares ricas en linfocitos T y los folículos, ricos en linfocitos B, que cuando se activan forman el centro germinal. Esto permite la información del sistema inmune de la penetración de un patógeno por vía digestiva, por ejemplo.En ocasiones el tejido linfoide asociado a las mucosas, no se encuentra tan definido como el bazo y los ganglios linfáticos, sino que tiene una disposición difusa.

4.3. Circulación linfocitaria. Los linfocitos provienen de la médula ósea, y desde aquí son lanzados al torrente circulatorio. Los linfocitos T se dirigen hacia el timo, y los linfocitos B, en las aves se dirigen hacia la bolsa de Fabricio y, en mamíferos se retienen en la médula ósea. Desde los órganos linfoides primarios, se dirigen hacia los órganos linfoides secundarios por vía linfática los linfocitos T, y por vía sanguínea los linfocitos B y T. Cuando se produce una infección los linfocitos vuelven al torrente circulatorio para llegar al foco de infección. Hay algunas células que tienen un ciclo continuo, ya que tienen la misión de ir chequeando las células del organismo.

Preguntas por temas1. Cuál de estas sentencias es cierta respecto a la infección de un niño por amigdalitis.

f) La estructura del ganglio linfático ha aumentado como consecuencia de la exposición al antígeno.

g) La infección ha hecho que los centros germinales aumenten de tamaño.h) Hay un aumento en la proliferación de los linfocitos en los ganglios cercanos como

consecuencia de la infección.i) Todas son falsas.j) Todas son ciertas.

2. A un individuo se le extirpa el bazo, cual de estas situaciones puede padecer:f) Aumento de linfocitos viejos en sangre periférica.g) Aumento del número de infecciones por gérmenes encapsulados.h) Aumento del número de trombosis por disminución del aclaramiento sanguíneo.i) Aumento de antígenos sanguíneos.j) Todas pueden ser padecidas.

3. De los siguientes lugares señale donde hay mayoritariamente linfocitos T maduros:f) Área cortical del timo.g) Centro germinal del ganglio linfático.h) Áreas paracorticales del ganglio linfático.i) En la pulpa roja del bazo.j) En ninguno de los lugares anteriores hay células T maduras.

En el área cortical del timo hay linfocitos pero son inmaduros (timocitos), en el centro germinal del ganglio linfático hay principalmente células B. La pulpa roja del Bazo es un lugar de destrucción de eritrocitos. De los lugares que aparecen en las respuestas sólo en las áreas paracorticales del ganglio linfático hay mayoritariamente linfocitos T maduros. Por tanto la respuesta correcta es la 3.

4. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa sobre la circulación linfocitaria?:f) El proceso por el cual subpoblaciones específicas de linfocitos acceden de forma selectiva

a determinados tejidos, pero no a otros, se conoce como asentamiento linfocitario (homing).

g) Los patrones de recirculación linfocitaria están gobernados por la expresión de moléculas de adhesión presentes en los linfocitos y en las células del endotelio vascular.

h) Las vías de recirculación de los linfocitos vírgenes y de los linfocitos efectores y de memoria son comunes.

i) Un ciclo completo de recirculación de un linfocito tarda 24 h.j) Los receptores de asentamiento de los linfocitos son miembros de 3 familias de

moléculas: selectinas, integrinas y la superfamilia de las inmunoglobulinas.Las vías de recirculación de los linfocitos no estimulados (vírgenes) difieren de las de los linfocitos efectores y de memoria, y estas diferencias son fundamentales para la forma en la que se desarrollan las respuestas inmunitarias. Así, los linfocitos vírgenes abandonan preferentemente la sangre para entrar en los ganglios linfáticos, los linfocitos activados en los ganglios linfáticos retornan a la circulación a través de los vasos linfáticos eferentes y el conducto torácico, y las células efectoras y de memoria abandonan preferentemente la sangre para entrar en los tejidos periféricos a través de las vénulas en los focos de inflamación.TEMA 5. EL RECEPTOR ANTIGÉNICO DEL LINFOCITO B: LAS INMUNOGLOBULINAS.

En el siglo XIX; se empieza a hablar de anticuerpos. Behring observó que en el suero de los pacientes que padecían la epidemia de difteria había una sustancia que se oponía a la toxina diftérica bloqueándola. A estas moléculas las llamó anticuerpos. En 1937, Tiselius inventa la electroforesis, y esta nueva técnica tiene la capacidad de separar las proteínas del suero sanguíneo. Descubrió que los anticuerpos denominados por Behring se sitúan en la banda de las gammaglobulinas. En 1953, Grabar aplica la inmunoelectroforesis, y observa que los anticuerpos se sitúan además de en la banda de las gammaglobulinas en las bandas de las alfa y beta globulinas. En 1959, Porter y Edelman establecen la estructura básica de estas sustancias con una conformación tetrapéptica tal como se conoce actualmente y propone el término de inmunoglobulinas. En 1964, la Organización Mundial de la Salud (OMS) acepta el término de inmunoglobulina, pasando a denominarse las conocidas hasta entonces como Ig M, Ig A e Ig G. Posteriormente Rowe e Ishizaka descubrieron la Ig D e Ig E, respectivamente.

Los anticuerpos pueden aparecer en la membrana del linfocito B como receptores de membrana; o en forma secretada, que en el caso de la IgM y de la Ig A forma estructuras pentaméricas y dimérica, respectivamente. Cuando el anticuerpo se encuentra en la membrana, su función es el reconocimiento de los antígenos patógenos por medio de la región variable; y cuando está en forma soluble, tiene una función de reclutamiento de células y moléculas para destruir el patógeno por medio de la región constante.

5.1. Estructura básica de las inmunoglobulinas.Los anticuerpos tienen una estructura en forma de Y, integrada por cuatro cadenas polipeptídicas: dos pesadas y dos ligeras.

Cadenas ligeras y pesadaso Dos cadenas ligeras (L) idénticas, de unos doscientos aminoácidos cada una (24 KDa),

divididas en dos dominios globulares: uno variable o V en el extremo N-terminal y otro constante o C en el extremo C-terminal. En cada linfocito B sólo se expresa uno de los dos tipos posibles de cadena ligera: kappa () o lambda ().

o Dos cadenas pesadas (H), también idénticas, de unos cuatrocientos aminoácidos cada una (55-70 KDa), divididas en cuatro dominios globulares: uno variable o V en el extremo N-terminal y tres constantes o C en el extremo C-terminal. Las cadenas pesadas determinan el isotipo de anticuerpo:

Ig G: cadena pesada . Posee cuatro subtipos: IgG1 (1), IgG1 (2), IgG1 (3) e IgG4 (4).Ig A: cadena pesada . Posee dos subtipos: IgA1 (1) e IgA2 (2).Ig M: cadena pesada .

Ig D: cadena pesada .Ig E: cadena pesada .

Regiones variables y constantesLas cadenas se mantienen unidas por uniones no covalentes y covalentes (puentes disulfuro intercatenarios),además presentan unos puntos de glicosilación, y poseen dos tipos de regiones:o Región constante: los aminoácidos que la forman son iguales en cada anticuerpo. Está

formada por los dominios constantes de las cadenas ligera y pesada. El conjunto de determinantes presentes en los dominios de la CH caracterizan la clase i tipo de inmunoglobulina (Ig) y constituyen el isotipo de un anticuerpo.

o Región variable: es una región formada por los dominios variables de las cadenas ligera y pesada. El conjunto de determinantes singulares o idiotopos de los dominios variables constituyen el idiotipo del anticuerpo. En esta región el anticuerpo forma unos bolsillos por donde reconoce al antígeno específico. Cada anticuerpo posee dos sitios de unión al antígeno, por eso se denominan divalentes.

La zona entre las regiones Fc y Fab se denomina bisagra, que proporciona flexibilidad a la molécula de anticuerpo, para adaptarse al antígeno y facilitar el reconocimiento del mismo. Hay anticuerpos que no poseen esta región bisagra, por ello son más rígidos. También ayuda a la especificidad del antígeno.

Dominios molecularesLos distintos dominios de los anticuerpos se disponen formando bucles debido a la existencia de puentes disulfuro intracatenarios, que aparecen entre las cadenas ligeras y pesadas, entre los residuos de cisteína. Estos dominios han configurado la superfamilia de las inmunoglobulinas.

Regiones hipervariablesLas cadenas variables poseen cierta variabilidad que le sirve para reconocer distintos tipos de antígenos. Pero esta variabilidad se agrupa en las regiones variables. En estas regiones variables se distinguen dos tipos de regiones: las regiones marco o FR (framework region) (FR1, FR2, FR3 y FR4), que son algo más constantes y dan el armazón a las regiones hipervariables, y las regiones CDR o regiones determinantes de complementariedad (CDR1, CDR2 y CDR3, esta última es la más hipervariable) que son zonas hipervariables y son las zonas donde se une el antígeno.

Estructura espacial de las inmunoglobulinasPara estudiar la estructura de los anticuerpos, se utilizaron las enzimas papaína y pepsina, que son capaces de romper los puentes disulfuro. En el caso de la papaína, lo hace a nivel de los puentes intracatenarios que mantiene unidas las cadenas pesadas, por lo cual se obtienen una fracción Fc, la cual otorga la función al anticuerpo y dos fracciones Fab, que son las que tiene la capacidad de reconocer al antígeno. Cuando se utiliza la pepsina, está rompe por detrás de los puentes disulfuro intercatenarios, con lo cual se obtiene una fracción Fab2, y dos restos de las cadenas que terminarían degradándose.

Los dominios constantes y variables de los anticuerpos tienen una disposición fibrilar, antiparalela, que se conoce como diposción . En el centro de esta disposición aparece un barril, que se mantiene así debido a la presencia de aminoácidos hidrofóbicos. En el caso de los dominios variables, y más concretamente los dominios hipervariables se encuentran fuera de este plegamiento, ya que participan en el reconocimiento del antígeno.

COROLARIO DE LA ESTRUCTURA BÁSICA DE LOS ANTICUERPOS

1) El extremo amínico, tanto de las cadenas pesadas como ligeras, es muy variable, y esta variabilidad condiciona la especificidad para el antígeno. Este extremo forma parte del fragmento Fab.

2) El extremo carboxílico de las cadenas ligeras k o l es constante.3) El extremo carboxílico de las cadenas pesadas de cada una de las clases de Ig es

constante, sólo varía de una clase de Ig a otra. Una parte de este extremo corresponde al fragmento Fc y determina su función.

FUNCIONES DE LAS INMUNOGLOBULINAS SEGÚN SU EXTREMO FC:Clases Fijación del

complemento

Transferencia placentaria

Presencia en LCR

Sensibilización cutánea

Secreción seromucosas

Ig G + + + + -Ig A - - + - +Ig M + - - - -Ig D - - - - -Ig E - - - + -

LCR: Líquido Cefalo-Raquídeo

Los calostros, que son las primeras secreciones de leche tras el parto, son muy ricos en IgA. Por esto se ha de potenciar la lactancia, ya que confiere inmunidad pasiva al lactante. En el caso de la Ig M, si se encuentra en el niño recién nacido, este ha sufrido una infección intrauterina y ha tenido que desarrollar una respuesta inmune por si mismo (vía de urgencia), ya que estos no han podido cruzar la barrera placentaria desde la madre.

5.2. Variaciones antigénicas de las inmunoglobulinas: isotipos, alotipos e idiotipos.Las Ig son proteínas entonces también pueden actuar como antígenos, esto permitió hacer diferencias isotípicas, alotípicas e idiotípicas.

Las diferencias isotípicas se estudiaron cuando a un individuo de una especie se inocularon anticuerpos de otra especie. Por ejemplo, cuando a un ratón se inoculan Ig de un conejo. Entonces, el ratón produce anticuerpos anti-anticuerpos de conejo. Estas diferencias isotípicas se encuentran en los dominios constantes de las cadenas pesadas. De este modo se determinaron las cinco clases de Ig y los diferentes subclases.

Las diferencias alotípicas se encuentran en algunos alelos de los dominios constantes de las cadenas pesadas. No tienen ninguna significación fisiológica, pero se pusieron de manifiesto cuando a un individuo de una especie (A) se inocularon anticuerpos de otro individuo de la misma especie (B). El individuo A producía anticuerpos anti-anticuerpos del individuo B.

Las diferencias idiotípicas se pusieron de manifiesto cuando a un individuo de una especie se le inoculan anticuerpos de un individuo de la misma especie genéticamente idéntico. Entonces se observa que el primer individuo produce anticuerpos anti-anticuerpos de su gemelo (o clon). Se encuentran en las regiones variables tanto de las cadenas ligeras como de las pesadas. Esto significa que un mismo individuo produce anticuerpos contra sus propios anticuerpos, que es como se frena la respuesta inmune mediante un feed-back negativo (autotolerancia): cuando un individuo produce una respuesta inmune y anticuerpos, llega un momento en el que la respuesta es innecesaria ya que el patógeno ha desaparecido. La forma de parar la producción de estos anticuerpos es la formación de anticuerpos contra los propios anticuerpos. La autotolerancia depende de la cantidad de los anticuerpos, para que se formen los anticuerpos anti-idiotipos se necesitan gran cantidad de Ig.

5.3. Características de los principales isotipos.Las diferencias entre las distintas clases de Ig radican en la presencia de región bisagra, ya que hay Ig que no poseen esta región. Otras diferencias son la cantidad de dominios, o el número de los puntos de glicosilación. Las formas monoméricas aparecen en la membrana del linfocito B como receptores.o Ig G. Es el principal anticuerpo presente en sangre: supone el 80% de los anticuerpos que

componen un suero normal y constituye el 20% de las proteínas plasmáticas totales. Se produce en gran cantidad durante la respuesta secundaria a un antígeno. Aparece entre 24 y 48horas después de que el antígeno estimule la diferenciación de los linfocitos b, y continúa la interacción antígeno-anticuerpo iniciada por la Ig M. Proporciona resistencia a largo plazo, por ser la inmunoglobulina producida por un alto porcentaje de las células B de memoria. Atraviesa la placenta, pasado de la madre al feto, lo que proporciona inmunidad pasiva. Además se secreta también en la leche materna, por lo que realiza la misma función sobre el neonato. Puede unir el complemento y facilitar la fagocitosis. Es el anticuerpo más opsonizante.

o Ig A. Es la segunda inmunoglobulina en mayor concentración en el suero (10-15% de los anticuerpos de un suero normal). Existen dos formas: IgA sérica, presente en el suero y parecida a la Ig G; y la Ig A secretada que es un dímero formado por dos monómeros que se mantienen unidas por puentes disulfuro y estabilizada por una cadena J. Se acumula en las secreciones corporales proporcionando resistencia, al inhibir la adhesión de parásitos y microorganismos a los tejidos. Esta estructura dimérica es capaz de realizar la transcitosis, que permite la liberación de la Ig A y el reconocimiento de los antígenos que han penetrado por el sistema digestivo (placas de Peyer).

o Ig M. Constituye el 5-10% de los anticuerpos que componen un suero normal. Se le denoina macroglobulina, por ser la molécula de anticuerpo más grande. Forma un pentámero integrado por cinco monómeros conectados por las regiones Fc mediante puentes disulfuro intercatenarios y una cadena polipeptídica denominada cadena J. La presencia de cinco monómeros le proporciona diez sitios de unión al antígeno (valencia 10). La Ig M es el primer anticuerpo presente en sangre en la respuesta primaria a un antígeno. También en su forma monomérica, es el primero en aparecer en la membrana de los linfocitos B durante su desarrollo ontogénico. Su múltiple valencia, que facilita la precipitación, la aglutinación y la fagocitosis, y sus capacidades para activar el complemento son cruciales en los primeros estadios de la respuesta específica.

o Ig D. Se encuentra, desde las primeras etapas del desarrollo ontogénico, en la membrana de los linfocitos B como receptor antigénico BCR (B Cell Receptor). Su función es poco conocida y, al contrario que la Ig M, raramente se encuentra en forma soluble.

o Ig E. Se encuentra distribuida principalmente en la piel, y su porcentaje en sangre es muy bajo (menos de un 1%). Tiene especial afinidad por receptores de la membrana plasmáticca de basófilos en sangre, y de mastocitos o células cebadas en los tejidos. Cuando Ig E une a los antígenos responsables de las alergias (alérgenos), se secretan sustancias como la histamina que produce síntomas de alergia. Parece que una de sus funciones fisiológicas es la protección frente a los parásitos metazoos, ya que los individuos con parasitosis presentan valores altos de Ig E.

5.4. Distribución y purificación de los anticuerpos.Los anticuerpos monoclonales son anticuerpos que provienen de un clon, y que reconocen a un único antígeno. La técnica de obtención de anticuerpos monoclonales fue desarrollada en 1975 por Köhler y Milstein, se basa en inocular a un ratón un antígeno X, y a los días lo sacrificamos y obtenemos los linfocitos del bazo. Entre estos hay linfocitos que sintetiza anticuerpos antígenos X. Ahora le fusionamos a estos linfocitos una línea mutante de mieloma, que no crece en medio

HAT (no pueden sintetizar nucleótidos); las células híbridas crecen en medio HAT y tienen dos características importantes: la inmortalidad y la capacidad de sintetizar anticuerpos anti-antígeno X. Luego realizamos diluciones seriadas para localizar los linfocitos deseados. De este modo se obtienen los anticuerpos monoclonales, que se utilizan en inmunohistoquímica, farmacia, medicina; y por ejemplo nos permite identificar células, su funcionalidad o la capacidad de direccionar fármacos a determinados tumores.

En una electroforesis de las proteínas plasmáticas aparecen dos bandas: la albúmina y las globulinas.

DISTRIBUCIÓN NATURAL DE LOS ANTICUERPOS:1. En los linfocitos B: membrana plasmática, retículo endoplasmático rugoso y aparato de

Golgi. En este caso, cuando es el receptor se encuentra en forma monomérica.2. En el plasma sanguíneo y en los fluidos intersticiales.3. En la superficie de ciertas células efectoras que poseen receptores para Fc de los

anticuerpos: NK, macrófagos, eosinófilos y basófilos. En el caso de las células NK, poseen receptores específicos para las Ig G. Los eosinófilos y basófilos poseen receptores para la Ig E. En el caso de los macrófagos, poseen receptores para Ig G (opsoninas).

4. En los fluidos secretados por el organismo: moco o leche.

PURIFICACIÓN DE LOS ANTICUERPOS:1. Precipitación con sulfato amónico (40-50%): La muestra se trata con una disolución de

sulfato amónico y se centrifuga.2. Cromatografía: filtración en gel, intercambio iónico, de afinidad, proteína A de

Staphylococcus, HPLC. El precipitado anterior se disuelve en tampón (buffer) y se separa mediante cromatografía. La separación en gel, separan las proteínas por tamaño; y la de intercambio iónico mediante la carga. La cromatografía de afinidad y por proteína A, separan las proteínas mediante una determinada especificidad. El HPLC es una cromatografía que separa por tamaño y carga, pero se le añade una presión para obtener los datos más rápidamente.

Preguntas por temas.1) Los sitios de unión al antígeno en la molécula de anticuerpo está formado por:

a) Las regiones variables de una cadena ligera y una cadena pesada.b) Las regiones variables de las dos cadenas pesadas.c) La región constante de una cadena ligera y la región variable de una cadena pesada.d) La mitad N-terminal del fragmento Fc.e) La mitad C-terminal del fragmento Fab.

2) Cuál de estos lugares no es una zona natural de distribución de los anticuerpos:a) En los líquidos intersticiales.b) En las secreciones del organismo como moco o leche.c) En la zona medular del timo.d) En la superficie celular como molécula receptora del linfocito B.

3) Cuál de estas diferencias entre isotipos es falsa: a) Número y localización de puentes disulfuro.b) Número de residuos oligosacarídicos unidos.c) Número de dominios constantesd) Tipo de cadena ligera.e) Longitud de la región bisagra.

4) ¿Dónde se encuentra el sitio de unión del antígeno al anticuerpo?a) Está formado por el fragmento variable de las cadenas ligeras.b) Está formado por el fragmento variable de las cadenas pesadas y ligeras.c) Se encuentra en el extremo amino-terminal de las cadenas de la inmunoglobulina.d) Se encuentra en el extremo carboxilo-terminal de las cadenas de la inmunoglobulina.e) b y c son ciertas.

El lugar de unión al antígeno lo forma el extremo amino terminal de las cadenas tanto pesada como ligera y está situado en la fracción variable de la inmunoglobulina.

5) Los distintos tipos de inmunoglobulinas llevan a cabo funciones diferentes según la estructura de la región Fc, puesto que ésta determina la función del anticuerpo. Según esto, ¿cuál de las siguientes afirmaciones acerca de la función de los distintos tipos de anticuerpos es falsa?:

a) Las IgG e IgM están implicadas en la activación de la vía clásica del complemento.b) La IgA es responsable de la inmunidad de las mucosas.c) La IgG está implicada en la opsonización de antígenos para fagocitosis por macrófagos y

neutrófilos.d) La IgD es responsable de la activación del complemento por la vía alternativa.e) La IgE induce la desgranulación de los mastocitos en las reacciones de hipersensibilidad cutánea.

La IgD de membrana es utilizada únicamente como receptor para el antígeno en las células B no estimuladas (vírgenes).

TEMA 6. INTERACCIÓN DEL ANTICUERPO CON EL ANTÍGENO

6.1. Características estructurales de los antígenos biológicos

Concepto de antígeno, de inmunógeno y de hapteno.Antígeno: Es una sustancia extraña al organismo, capaz de unirse a un anticuerpo o a un TCR (T Cell Receptor). Inmunógeno: Es una sustancia que por si sola es capaz de producir una respuesta inmune, de tal manera que una exposición secundaria a ese inmunógeno daría lugar a una respuesta inmunológica más enérgica, contundente y rápida. Es una respuesta secundaria o de memoria. [Todos los inmunógenos son antígenos, pero no a la viceversa].Hapteno: Son antígenos de bajo peso molecular que son incapaces de producir una repuesta inmunológica por si mismo. Para ello necesitan una proteína transportadora conocida como carrier.

Se produce la inmunización de un conejo con un conjugado hapteno-portador, y el animal produce tres conjuntos distintos de anticuerpos. Un conjunto incluía anticuerpos hapteno-específicos que reaccionaban con el mismo hapteno en cualquier portador, así como con haptenos libres (específico de hapteno). El segundo conjunto de anticuerpos era específico contra la proteína portadora aislada. Finalmente, algunos anticuerpos sólo reconocían el conjugado específico de hapteno y portador empleado en la inmunización, ya que al parecer se une a sitios en la reacción en que el hapteno se asocia a dicho portador; se denomina específico de conjugado. La suma de estos tres tipos de anticuerpos produce la respuesta inmune.

Factores de los que depende la inmunogenicidad de un antígeno.

La condición de sustancia extraña. Mayor respuesta mientras más extraña sea a la especie.

El peso molecular será mayor la respuesta a mayor tamaño.

La composición y complejidad química. Cuanta mayor complejidad posea la molécula, más inmunógena es.

La capacidad de ser degradado por enzimas macrofágicas. Una vez que es degradado, el macrófago tiene la capacidad de destruirlas; y sino las expone al exterior junto con moléculas del MHC y enseñárselas al linfocito T.

Factores que afectan a la inmunogenicidad de las proteínas

Parámetro Inmunogenicidad aumentada

Inmunogenicidad disminuida

Tamaño Grande Pequeño (PM<2500)Dosis Intermedia Alta o baja

Vía Subcutánea > Intraperitoneal > Intravenosa o Intragástrica

Composición Compleja Simple

FormaParticulada Soluble

Desnaturalizada NativaSimilaridad con

proteínas propiasMuchas diferencias Pocas diferencias

AdyuvantesLiberación lenta Liberación rápida

Bacterias Ausencia de bacteriasInteracción con el MHC

del huéspedEficaz Ineficaz

Concepto de adyuvante.Adyuvante o Coadyuvante: Son sustancias que cuando se mezclan con el antígeno aumentan la inmunogenicidad.

Se caracterizan por su liberación lenta del antígeno, por lo tanto aumenta el tiempo de exposición de ese antígeno al sistema inmune; y por activar al macrófago mediante la precipitación del antígeno, facilitando la fagocitosis.

Algunos adyuvantes pueden ser un potente activador de los macrófagos como el muramildipéptido (MDP), que suele ir en la pared de algunos patógenos bacterianos. Otros inducen una reacción inflamatoria y la aparición de granulomas (cuando el sistema inmune produce una inflamación crónica o fibrosis alrededor de una sustancia extraña para evitar una respuesta inmune).

Adyuvantes que aumentan las respuestas inmunitariasNombre del adyuvante Composición Mecanismo de acción

Adyuvante incompleto de Freund

Emulsión de aceite en agua

Liberación retardada de antígeno, aumento de la captura por macrófagos.

Adyuvante completo de Freund

Emulsión de aceite en agua con micobacterias

muertas

Liberación retardada de antígeno, aumento de la captura por macrófagos,

inducción de coestimuladores en

macrófagos.

Adyuvante de Freund con MDP

Emulsión de aceite en agua con

muramildipéptido (MDP), un constituyente de

micobacterias

Similar al adyuvante completo de Freund

Alúmina (hidróxido de Gel de hidróxido de Liberación retardada de

aluminio) aluminio antígeno, aumento de la captura por macrófagos

Alúmina másBordetella pertussis

Gel de hidróxido de aluminio con Bordetella

pertussis muerto

Liberación retardada de antígeno, aumento de la captura por macrófagos,

inducción de coestimuladores

Complejos inmunoestimuladores

(ISCOM)

Matriz de Quil A que contiene proteínas víricas

Introduce antígenos en el citosol, permite la

inducción de células citotóxicas

Determinantes antigénicos y sus tipos.Epitopo o determinante antigénico: Es la fracción más pequeña del antígeno que se une a un anticuerpo. El paratopo es la fracción del anticuerpo que se une al antígeno.

NATURALEZA DE LOS DETERMINANTES ANTIGÉNICOSLa mayoría de los epitopos son proteínas, con lo cual poseen una

estructura tridimensional. - Determinante conformacional. El anticuerpo solo reconoce al epitopo en su conformación tridimensional. Si el antígeno se desnaturaliza, el anticuerpo deja de reconocer al epitopo. - Determinante lineal. Puede ser accesible o inaccesible. En el primer caso, el epitopo es reconocido en su forma conformacional. En el segundo caso, solo es reconocido por el anticuerpo cuando se produce la desnaturalización del antígeno. - Determinante neoantigénico. Puede que un antígeno en su forma conformacional no posea ningún epitopo, pero después de una proteolisis puede producirse nuevos epitopos que son reconocidos por los anticuerpos.

Mitógenos: Son sustancias que inducen la división celular de linfocitos T y B, indistintamente de la especificidad antigénica de estos linfocitos. Un ejemplo de mitógeno serían las lectinas. De las principales lectinas vamos a destacar:

Concavalina A: Es un mitógeno de los linfocitos T.Fitohemaglutinina: Es un mitógeno de los linfocitos T.Pokeweed: Es un mitógeno de los linfocitos T y B.

Superantígenos: Son proteínas que actúan como mitógenos de los linfocitos T. Se caracterizan porque se unen al TCR de forma diferente a como lo haría un antígeno normal. Como ejemplo de superantígeno tenemos la enterotoxina de Staphylococcus, y la toxina del síndrome del shock tóxico.

6.2. Bases estructurales de la unión al antígenoLos antígenos pueden ser monovalentes o polivalentes. La superficie de

un antígeno posee muchos determinantes antigénicos potenciales o epitopos, que son los distintos sitios a los que se puede unir un anticuerpo. El número de moléculas de un anticuerpo que pueden unirse a una molécula de antígeno al mismo tiempo define la valencia del antígeno. Existen impedimentos estéricos que pueden limitar el número de anticuerpos

diferentes que pueden unirse a la superficie de un antígeno a la vez, de tal forma que el número de epitopos de un antígeno es siempre mayor o igual a su valencia.

Antígeno pequeño, 2 epitopos:valencia del antígeno = 2

Antígeno intermedio, 6 epitopos:

valencia del antígeno = 4

Antígeno grande, 10 epitopos:

valencia del antígeno = 8

Los complejos inmunes tienen importancia, ya que dependiendo de su tamaño van a provocar más o menos lesiones. Por ejemplo, estos complejos antígeno-anticuerpo pueden producir vasculitis, glomerulonefritis. La circulación de los complejos por los vasos puede producir la obstrucción del vaso, y desencadenando procesos inflamatorios. Estos complejos sólo se producen con grandes cantidades de antígeno y anticuerpo (zona de equivalencia), formándose redes que circulan por el torrente circulatorio produciendo la obstrucción de los vasos y procesos inflamatorios donde se producen y a distancia debido a la circulación.

Fuerzas implicadas en la unión antígeno anticuerpoLa unión del anticuerpo y el antígeno es una unión no covalente,

reversible, y se lleva a cabo por fuerzas de Van der Waals, electrostáticas, hidrofóbicas y puentes de hidrógeno.

Fuerzas electrostáticas: Atracción entre cargas opuestas.Puentes de hidrógeno: Se produce entre un átomo de hidrógeno (positivo)

compartido entre dos átomos electronegativos como son el oxígeno o el nitrógeno.

Fuerzas de van der Waals: Se producen por fluctuaciones en las nubes de electrones de las moléculas polarizan los átomos vecinos.

Fuerzas hidrofóbicas: Se producen entre grupos hidrofóbicos interaccionan desfavorablemente con el agua y tienden a agruparse para excluir las moléculas de agua.

6.3. Afinidad, avidez y especificidadLa afinidad es la fuerza de unión de un único punto entre un fracción ab

(Fab) de un anticuerpo monovalente y un antígeno monovalente. Cuanto mayor sea la afinidad del anticuerpo por su antígeno menos anticuerpo será necesario para eliminar al natígeno a concentraciones más reducidas.

La avidez es la suma total de las fuerzas de unión entre dos moléculas o células en múltiples localizaciones.

6.4. Funciones biológicas de los anticuerposFracción Fab

Receptores del antígeno de los linfocitos B (BCR).Loa anticuerpos actúan como receptores del linfocito B formando parte del BCR (B Cell Receptor). Cuando el linfocito B es inmaduro, posee en su membrana IgM e IgD; después estos anticuerpos pueden cambiar de isotipos tras la activación del linfocito B por el antígeno. Además de las cadenas pesadas y ligeras, posee un dominio transmembrana y una cola citoplasmática, incapaz de transmitir la señal al interior celular. Para resolver este problema, el BCR se asocia con cadenas y , que poseen dominios extracelular, transmembrana e intracelular capaz de transmitir la señal al interior de la célula. Estas colas citoplasmáticas, poseen dominios ITAM, que son dominios de activación asociados a tirosina.

Neutralización de antígenos.Se caracteriza porque los anticuerpos pueden neutralizar tanto toxinas bacterianas como vvirus. El anticuerpo se une a las toxinas bacterianas para impedir su unión al receptor de membrana, y en el caso del virus, los anticuerpos se unen a las proteínas de la cápsida del virus impidiendo que puedan llegar a los receptores de membrana de la célula.

Fracción Fc - Activación del complemento por IgG e IgM

La fracción Fc de los anticuerpos IgG e IgM activa a la fracción C1q del complemento, que a su vez activa a C1r y C1s produciéndose la cascada.

- Opsonización por IgGEs el recubrimiento de los agentes bacterianos para facilitar la fagocitosis

y su degradación posterior. El anticuerpo más opsonizante es la IgG. La IgG recubre a los agentes microbianos, de tal manera que el patógeno es reconocido por el macrófago y es fagocitado. En el interior del macrófago, el fagosoma se fusiona con lisosomas, que contiene enzimas proteolíticas, convirtiéndose en un fagolisosoma destruyéndose el patógeno. Para esta función los macrófagos poseen unos receptotes para IgG, que se denominan FcR (Receptor para la fracción Fc de las IgG). Mientras mayor sea el número, menor afinidad tiene el receptor; y viceversa. Ej: FcRI, receptor de alta afinidad o FcRIII de baja afinidad. También se pueden denominar por CD (Cluster de Diferenciación), ej.: FcRI o CD64.

- Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos dirigida por IgG, IgE e IgA

Esta función la realizan dos células: las NK y los eosinófilos. Las IgG reconoce proteínas extrañas en células infectadas, la NK posee

receptores FcR y se pega a la fracción Fc del anticuerpo. La NK se pega a la célula y libera los gránulos de perforinas y granzimas, produciendo la muerte de la célula infectada. Las perforinas producen poros y las granzimas destruyen a la célula.

- Hipersensibilidad inmediata (alergias) desencadenada por IgE.

La IgE posee receptores en eosinófilos, basófilos y mastocitos. En el caso de haber antígenos en el suero, la IgE activa a los mastocitos a través de estos receptores, y se liberan los gránulos de los mastocitos, que desencadenan procesos inflamatorios. En el caso de los eosinófilos, se liberan los gránulos que poseen histamina, dopamina, serotonina, etc. presentes en las alergias. La histamina produce también procesos inflamatorios (-itis).

- Inmunidad en la mucosa mediada por IgA.La mayor parte de los anticuerpos IgA se sintetiza en las células

plasmáticas que se encuentran justo debajo de las membranas basales epiteliales del intestino, epitelios respiratorios, glándulas lacrimales y salivales y la glándula mamaria lactante. El dímero de IgA unido a una cadena J difunde a través de la membrana basal y se une al receptor poli-Ig en la superficie baso-lateral de la célula epitelial. El complejo unido sufre transcitosis, un mecanismo por el que es transportado en una vesícula a través de la célula hasta la superficie apical, donde el receptor poli-Ig es fragmentado para dejar el componente extracelular de unión a IgA unido a la molécula de anticuerpo, así forma el llamado componente secretor. La parte residual del receptor poli-Ig no es funcional y se degrada. De esta forma, IgA se transporta a través de los epitelios al lumen de varios órganos que están en contacto con el ambiente externo.

- Inmunidad neonatal mediada por IgG e IgA maternas.La IgG posee la capacidad de atravesar la barrera placentaria, pero para

ello necesita de un transportador de membrana conocido como FcRn. De este modo, las defensas maternas pueden pasar al feto cuando este todavía posee un sistema inmune inmaduro para poder defenderse. Si en el feto encontramos otros anticuerpos, es que el feto ha sufrido una infección intra-útero y ha tenido que desarrollar una respuesta.

En una mujer embarazada hay que tener en cuenta el grupo sanguíneo Rhesus (Rh), pero no el AB0; ya que la mujer (Rh-) produce anticuerpos contra el Rh positivo del hijo y estos anticuerpos son IgG que tienen la capacidad de atravesar la barrera. En el primer embarazo, no hay problema pero en el segundo sí. Los anticuerpos anti-sistema AB0 son del tipo IgM, siendo demasiado pesados para atravesar la barrera.

- Retroinhibición de las respuestas inmunes mediada por IgG.Cuando en un organismo se produce un proceso infeccioso, la inmunidad

humoral se pone en marcha a través de los linfocitos B que se activan a células plasmáticas. Estas proliferan y producen una gran cantidad de anticuerpos. En el momento en que el patógeno ha sido eliminado, hay que frenar la respuesta. La gran cantidad de anticuerpos permite la unión de anticuerpos por la Fc a receptores de baja afinidad en la membrana del linfocito B, y son: CD32 o FcRII. Estos receptores poseen motivos ITIM en la cola citoplasmática, que son motivos de inhibición ligados a tirosin fosfatasas inhibitorias. De este modo, cesa la respuesta inmunitaria.

6.5. Distribución y funciones específicas de cada isotipo

Preguntas por temas1. ¿Para cuál de estos isotipos expresan receptores los eosinófilos con mayor intensidad para producir ADCC o citoxicidad celular dependiente de anticuerpo?

k) IgAl) IgGm)IgMn) IgEo) IgD

2. Dentro del organismo, cuál de estos isotipos es el más neutralizante:a) IgAb) IgGc) IgMd) IgEe) IgD

3. Cual de estos isotipos de Ig tiene mayor capacidad de difusión a través de los vasos sanguíneos:

a) IgAb) IgGc) IgMd) IgEe) IgD

4. Cuál de estos isotipos necesita para su activación el receptor poli-Ig:

a) IgAb) IgGc) IgMd) IgEe) IgD

5. Se conoce como AFINIDAD a:a) La fuerza con que un anticuerpo se une al antígeno por sus fracciones

Fab y Fc.

b) La fuerza global con que el anticuerpo se une al antígeno por las dos fracciones Fab.

c) La fuerza con que el anticuerpo se une al antígeno por la fracción Fc.d) La fuerza del enlace entre el lugar de combinación de un

anticuerpo y un antígeno monovalente (con un epitopo).e) La capacidad que tienen los anticuerpos para discriminar entre muchos

antígenos y reconocer al que ha provocado su formación.

El reconocimiento del antígeno por el anticuerpo implica un enlace reversible y no covalente. La fuerza del enlace entre el lugar de combinación de un anticuerpo y un antígeno monovalente recibe el nombre de afinidad de la interacción y puede determinarse experimentalmente.Por otro lado, aunque no varíe la afinidad de cada lugar de unión, la fuerza total de unión debe tener en cuenta la interacción en cada uno de estos lugares. Esta fuerza total de la unión recibe el nombre de avidez y será mucho mayor que la afinidad de un lugar determinado.

6. El control de la activación de la respuesta de anticuerpos cuando ésta es suficiente se lleva a cabo por:

a) La fracción FcgRIIB con motivo ITIM de células B.b) La fracción FcgRIIA con motivos ITAM de fagocitos.c) La fracción FcgRIIIA de células NK.d) La fracción FcgRIIIB de neutrófilos.e) La fracción FcgRI de fagocitos activados.

Varias poblaciones linfocitarias expresan receptores Fc para distintos isotipos de IgG. Se cree que estos receptores modulan la función linfocitaria independientemente de la especificidad antigénica. El mejor ejemplo de este fenómeno es la unión de IgG agregada o de complejos antígeno-anticuerpo que contengan IgG unida aun receptor Fcg de baja afinidad expresado por los linfocitos B (FcgRIIB), que puede inhibir la activación de estas células B, proceso que recibe el nombre de retroalimentación por anticuerpos.TEMA 7. EL DESARROLLO DE LOS LINFOCITOS B Y LA GENERACIÓN DE LA DIVERSIDAD DE LOS ANTICUERPOS.

7.1. Características generales de la maduración de los linfocitos B.En el interior de los huesos, se encuentra el tejido trabecular donde se encuentran las células madre pluripotenciales de la médula ósea, que van a dar lugar a las células hematopoyéticas y del sistema inmune. Las células plutipotenciales se transforman en células precursoras linfoides, que derivan en linfocitos B, linfocitos T y NK. Aquellos precursores que derivan en linfocitos B,

siguen madurando en la médula ósea en mamíferos y en aves en la bolsa de Fabricio. En el interior de la médula ósea, estos precursores se ponen en contacto con las células estromales de la médula ósea, que participan en la educación de los linfocitos B: tras el contacto, los linfocitos B se exponen a los antígenos propios y se eliminan aquellos que producen una reacción contra estos antígenos (células autorreactivas). Los linfocitos que consiguen maduran se dirigen a los órganos linfoides periféricos y allí se transforman a células plasmáticas, células presentadoras de antígenos o células de memoria tras la exposición a antígenos extraños.

Los progenitores linfoides y las células pro-B tempranas se unen a la molécula de adhesión VCAM-1 en las células estromales a través de la integrina VLA-4 y de otras moléculas de adhesión celular (CAM). Estas interacciones adherentes promueven la unión del receptor tirocin quinasa Kit, en la superficie de las células pro-B, al factor estimulante de crecimiento de células madre (stem-cell factor o SCF) en las células estromales, así activan las quinasa e inducen la proliferación de los progenitores B. Este contacto hace que la célula estromal libere IL-7, que actúa de forma autocrina sobre el linfocito B, apareciendo receptores de membrana para la IL-7. La unión de la IL-7 y su receptor induce el reordenamiento de las inmunoglobulinas, y aparecen inmunoglobulinas transitorias (linfocito inmaduro). En los últimos estadios aparecen las inmunoglobulinas definitivas (IgM) y entonces el linfocito B es capaz de abandonar la médula ósea para dirigirse a los órganos linfoides periféricos. Si conecta con antígenos extraños, el linfocito B madura, y se transforma a célula plasmática liberadora de anticuerpos.

DESCUBRIMIENTO DEL REORDENAMIENTO DE LOS GENES DE LAS INMUNOGLOBULINAS

En 1950, se sabía que las Ig poseían una región variable y otra constante; y se creía que cada gen da lugar a una proteína. En 1965, Dreyer y Bennet pensaron que cada cadena de inmunoglobulina estaba codificada por dos genes, uno para la región variable y otro para la región constante, que se unían a nivel del ADN o ARNm para producir Igs funcionales.

En 1985, Sumusu Tonegawa mediante la técnica de “Southern blot” observó que los genes de las inmunoglobulinas poseen diferencias entre los de una célula embrionaria o no linfoide y los de un linfocito B. Técnica de Southern blot: El ADN de la célula se aislaba y se sometía a enzimas de restricción que fragmentaba el ADN. Estos fragmentos se someten a una electroforesis en gel de agarosa separándose por tamaño y se pasaban a un filtro de nitrocelulosa. Se utilizó una sonda marcada radioactivamente que hibridaba con el ADN, y por último se realizó una autorradiografía.

7.2. Organización de los genes de las inmunoglobulinas en células de la línea germinal.En el caso de la cadena pesada, el gen se encuentra en el cromosoma 14. Desde el extremo 5´ encontramos: los genes V (~200 copias), los genes de diversidad D (>20 copias), los genes de unión J (6 copias) y los genes que codifican los dominios constantes de la Fc de las inmunoglobulinas. Estos genes constantes están formados por 6 exones que codifican cada uno de los dominios que aparecen en la cadena pesada y dos genes que codifican los dominios transmembrana y citoplásmáticos de estos anticuerpos.

En el caso de las cadenas ligeras, pueden ser o .La cadena se encuentra en el cromosoma 2. Desde el extremo 5´ al 3´ encontramos: los

genes V (100 copias), los genes de unión J (5 copias) y los genes de la región constante C.La cadena se encuentra en el cromosoma 22. Desde el extremo 5´ al 3´ encontramos:

los genes V (100 copias), y los genes de unión J y los genes de la región constante C se encuentran de manera alternativa.

Los genes V van flanqueados con una secuencia líder o señal, secuencia L. Los genes V codifican las regiones variables de las cadenas. La CDR 3 está codificada por una parte de los genes V y por parte de los D y J enteros (DJV).

7.3. Secuencia y mecanismos de la reordenación de los genes de las inmunoglobulinas.A medida que el linfocito B va madurando en la médula ósea, se empiezan a reorganizar los genes de las inmunoglobulinas.

El proceso comienza con el reordenamiento de las cadenas pesadas. El primer reordenamiento se produce entre los genes D y J, y el segundo entre los genes V y DJ. Este ADN se transcribe a un ARN transcrito primario, este sufre un splicing entre los genes VDJ y los genes C. Este ARNm se traduce a proteína, y la cadena polipeptídica sufre el proceso de glicosilación y sale al exterior del linfocito. El reordenamiento de un cromosoma inhibe el reordenamiento y la expresión del gen del otro cromosoma (exclusión alélica), y si no se expresa el primero se expresa el segundo. Si no se produce el reordenamiento de ningún cromosoma, la célula muere. El reordenamiento de la cadena pesada favorece el reordenamiento de la cadena ligera.

La cadena es la primera que se reordena. El primer reordenamiento es entre los genes V y J. El ADN se transcribe a ARN que sufre el proceso de splicing y forma un ARNm con los genes VJC reordenados. Este ARN se traduce a proteína, que será glicosilada. Se reordena un cromosoma si lo hace correctamente se inhibe el reordenamiento del otro cromosoma (exclusión alélica), y si lo hace de forma aberrante se reordena el segundo. Si no se produce el reordenamiento de ningún cromosoma, salta el reordenamiento de las cadenas . Si no se produce reordenación de ninguna cadena ligera, la célula muere. La expresión de un solo tipo de cadena ligera, o , se denomina exclusión de isotipo.

En un individuo IgG2 1. Se ha expresado la cadena del cromosoma 2 (cromosoma 1 aberrante). Las cadenas serían aberrantes, y se habría expresado la cadena del cromosoma 1, mientras que el del cromosoma 2 estaría en línea germinal.

Para explicar la expresión alélica se realizó el siguiente experimento. Se tomaron dos conejos homocigotos para la cadena pesada a y b, que sintetizaban dos inmunoglobulinas distintas a y b. En un individuo heterocigoto, que lleva el alelo a en uno de los cromosomas y el alelo b en el otro, las células B individuales llevarán inmunoglobulinas de tipo a o de tipo b, pero no de ambos tipos. Esta exclusión alélica refleja el reordenamiento productivo de uno solo de los dos alelos Igh parentales.

MECANISMOS DE RECOMBINACIÓN V(D)JEn los cromosomas 14 (cadenas H), 2 (cadenas ) y 22 (cadenas ), encontramos los

genes V, D y J. Entre estos genes se encuentran secuencias conservadas, héptameros y nonámeros, y a su vez entre estos aparecen secuencias espaciadoras de 23 y 12 nucleótidos. A este conjunto heptámero-espaciador-nonámero se le denomina secuencia señal de recombinación o RSS. Estas secuencias son intrones, es decir no se expresan, pero son fundamentales para que se inicie la recombinación de estos genes. La recombinación VDJ se produce sólo entre segmentos génicos localizados en el mismo cromosoma. El proceso sigue la regla 12/23, que consiste en que la recombinación sólo puede unir un segmento génico flanqueado por una RSS con un espaciador de 12 pb a otro con una RSS con un espaciador de 23 pb.

En el caso de las cadenas pesadas, los genes V y J no cumplen la regla 12/23 ya que no poseen espaciadores de 12 pb. Para solucionar esta situación aparecen los genes de diversidad D

que aportan estas secuencias. Esto aporta una gran diversidad en la región variable de las cadenas pesadas.

En cada evento de recombinación de la región V, las señales que flanquean los segmentos génicos se unen para permitir que la recombinación se produzca. En algunos casos los segmentos génicos V y J tienen la misma orientación transcripcional, y la yuxtaposición de las secuencias señales de recombinación genera un bucle hacia el exterior, que contiene el ADN entre ambas señales. La recombinación se produce en los extremos de las secuencias heptámero, creando una señal de unión y liberando el ADN intermedio en forma de círculo cerrado. Posteriormente, la unión de los segmentos génicos V y J crea la unión codificante. En otros casos los segmentos génicos V y J se hallan inicialmente orientados en direcciones transcripcionales opuestas. LA unión de los extremos de las dos secuencias heptámero provoca la inversión e integración del ADN intercalado. De nuevo el ensamblaje de los segmentos V y J crea un exón funcional de región V.

Las enzimas que intervienen en este proceso de recombinación se denominan recombinasas. Se caracterizan porque:

1. Reconocen la RSS en un gen y acerca los exones V y J, facilitando la unión del gen.2. Son específicas del tipo celular, así las recombinasas comprometidas con la síntesis de Ig

sólo se expresan en el linfocito B.3. Sólo actúan en fases precoces del desarrollo de las células B (inmaduras), evitando así

alterar la especificidad de los anticuerpos.4. Genes RAG1 y RAG2, codifican las enzimas recombinasas y proteínas reguladoras de su

función. Su déficit produce una ausencia de linfocitos B y T. Los linfocitos B no poseerán sus receptores de membrana y el linfocito T carecerá de su TCR. Por lo tanto será un individuo con una inmunodeficiencia.

REORGANIZACIÓN DE LOS GENES DE LAS IGPara que se produzca la reorganización de las Ig, se necesita que la cromatina esté accesible. En condiciones normales, el material genético se encuentra en el núcleo protegido por histonas. En el caso de los linfocitos B en desarrollo, estos poseen unas proteínas específicas denominadas BSAP que actúan sobre el núcleo abriendo la cromatina, una vez que el ADN está accesible actúan las recombinasas. Las proteínas BSAP se unen a los aumentadores o potenciadores, que se sitúan en los extremos de los genes C, para abrir la cromatina y comenzar el reordenamiento.

Una vez que se ha producido el primer reordenamiento entre los genes D y J, la transcripción es débil, aunque el acercamiento de los potenciadores aumenta la expresión. Finalmente, se produce el reordenamiento entre los genes V, D y J.

7.4. Procesos implicados en la generación del repertorio de anticuerpos.MECANISMO MOLECULAR DE LA ADICIÓN DE NUCLEÓTIDOS P Y N.Es un mecanismo para aumentar el repertorio inmunológico. En el ADN en línea germinal encontramos el gen D, la RSS y el gen J; y las recombinasas actúan sobre la RSS y produce la rotura de la hebra, formándose unas horquillas reparadoras. Estas hebras se van a unir, y actúan endonucleasas que rompen la horquilla reparadora anterior, generando nucleótidos complementarios a los iniciales. De este modo, se van generando nucleótidos P (palíndromos), y posteriormente por acción de la deoxinucleotidil transferasa (TdT) se forman los nucleótidos N. Se denominan N porque no tienen molde que los codifique. Por último se produce el ensamblaje de los nucleótidos, y los que no son complementarios se eliminan por la acción de exonucleasas. De este modo aumentamos la variabilidad de las regiones variables de las Ig, consiguiéndose la capacidad de reconocer más patógenos.

MECANISMOS QUE GENERAN DIVERSIDAD1. Multitud de genes germinales.

V D JH 200 20 6 100 - 6 100 - 5

2. Diversidad combinatoriaCadenas H: 200 x 20 x 6 = 12 000 posibilidades diferentes de recombinaciónCadenas : 100 x 6 = 600Cadenas : 100 x 5 = 500

3. Combinación de cadenas pesadas y ligeras. Se combinan una cadena pesada (12 000) con una cadena ligera (600/500).

4. Impresión en las uniones entre los segmentos génicos: deleciones, adiciones: nucleótidos P y N.

5. Hipermutación somática o maduración de la afinidad. Se produce en los órganos linfoides periféricos, el linfocito B produce mutaciones puntuales en las CDR de la región variable, con la finalidad de poder ser más eficaz contra el patógeno que ha reconocido.

ESTADOS DE MADURACIÓN DE LAS CÉLULAS B

ESTRUCTURA DEL PRE-RECPTORPosee dos cadenas pesadas y dos cadenas ligeras, pertenecientes a la familia de las Ig. Poseen dos dominios: una región variable y otra región constante, con un dominio transmembrana y citoplasmático. Se encuentra asociado a las cadenas y , que transmiten la señal al interior celular, debido a la presencia de dominios ITAM. Se denomina pre-receptor porque las cadenas ligeras son transitorias, que estabilizan al receptor. Estas cadenas transitorias se caracterizan porque poseen dos dominios globulares: un dominio variable (V pre-B) y otro domino constante (5).

TOLERANCIA INMUNOLÓGICASe encuentra a nivel central y periférico. La tolerancia central: Una célula madre da lugar a una gran cantidad de linfocitos B, cada uno de ellos con una especificidad diferente. En una etapa del desarrollo se eliminan los linfocitos que atacan a antígenos propios (autorreactivos). Puede que en este proceso se escape algún linfocito, entonces los linfocitos pasan a los órganos linfoides periféricos donde se eliminan estos linfocitos, o se vuelven linfocitos alérgicos (no respondedores). Esto es la tolerancia periférica.

Para demostrar la tolerancia central, se escogieron dos ratones transgénicos que expresaban, uno la proteína HEL y el otro ratón expresaba anticuerpos contra la proteína HEL. Los ratones se cruzaron y la descendencia expresaba ambas proteínas. Cuando los linfocitos llegaban a la médula ósea, las células estromales le presentaban la proteína HEL, y los linfocitos que expresaban los anticuerpos se eliminaban y los pocos que quedaban se transformaban. En esta transformación, los linfocitos perdían parte de sus receptores y se volvían poco respondedores, con lo cual tienen un sistema inmunológico débil (infecciones bacterianas), y además cambiaban la especificidad del receptor. El cambio de especificidad se comprobó mediante otro experimento. Se escogieron ratones transgénicos que expresaban la proteína 2Kb y anticuerpos contra esta proteína. Los linfocitos B cuando comenzaban a madurar en la médula ósea, reconocían a la proteína Kb como propia y la mayoría morían. Los linfocitos que sobrevivían, frenan la maduración, y expresan RAG1 y RAG2 que intentan recuperar las recombinaciones aberrantes que se habían producido en las

cadenas ligeras y de este modo se consigue cambiar la especificidad del receptor. [Los linfocitos B mueren a menos que adquieran una nueva especificidad de receptor].

En la tolerancia periférica, cuando a un ratón transgénico que expresa la proteína HEL se le administraban linfocitos anti-proteína HEL, éstos reconocían la proteína HEL, pero estos son linfocitos maduros ya que los hemos inyectado externamente. Ante esta situación, se bloqueaban la entrada de los linfocitos a los órganos periféricos o se bloqueaba al receptor. Los mecanismos son desconocidos.

A partir del ARNm transcrito primario se puede producir religación de los genes LVDJ y C o C. Si se produce el primer religamiento aparece la cadena pesada , que dará lugar a la IgM, y si se produce el segundo se producirá la cadena y dará lugar a la IgD. En algunos casos se expresan tanto la IgM como la IgD.

Preguntas por temas1. Si los dos alelos de las cadenas ligeras (k y l) de un linfocito B productor de anticuerpos IgM no consiguen reordenarse adecuadamente. ¿Qué le pasaría al linfocito?

El linfocito B moriría

2. ¿Cuál de estas sentencias es cierta con respecto a la exclusión alélica de las cadenas pesadas de las Ig?

Se trata de la inhibición irreversible de los genes de las cadenas del segundo cromosoma alélico cuando el primer cromosoma ha tenido un reordenamiento productivo.

3. ¿Cuál de estas aseveraciones es correcta respecto a los genes de las cadenas pesadas de las Igs en configuración germinal?:

a) Se encuentran en el cromosoma 22.b) Se encuentran en el cromosoma 14.c) Poseen genes VD, que codifican la porción variable y genes JC, que codifican el

fragmento constante.d) No poseen genes D (diversidad).e) a y c son ciertas.

La respuesta correcta es la 2, pues los genes de las cadenas pesadas de las inmunoglobulinas se encuentran en el cromosoma 14 y se componen de genes VDJ, que codifican la porción variable y los genes C, que codifican el fragmento constante. 4. ¿Cuál de estas afirmaciones es verdadera?:

a) La célula pro B tardía posee un prerreceptor B con las cadenas pesadas totalmente formadas.

b) El linfocito B inmaduro tiene un receptor B no totalmente formado, ya que las cadenas ligeras son inmaduras o sustitutas.

c) Los linfocitos B inmaduros ya expresan Ig M de membrana con las cadenas ligeras definitivas.

d) El linfocito B maduro sufre ahora una selección negativa donde se eliminan los linfocitos autorreactivos.

e) El desarrollo de los linfocitos B tiene lugar, fundamentalmente, en los órganos linfoides secundarios.

La respuesta 3 es la verdadera pues el paso de linfocito pre B ( que posee prerreceptor B) a linfocito B inmaduro requiere la expresión de Ig M de membrana totalmente formada, aunque

estas células no proliferan ni se diferencian en respuesta a los antígenos. Además el desarrollo de linfocitos B tiene lugar, preferentemente, en la médula ósea.TEMA 8. LA EXPRESIÓN DE LAS DISTINTAS CLASES Y TIPOS DE INMUNOGLOBULINAS.

Cuando la célula pro-B pasa a linfocio B inmaduro ocurren una serie de acontecimientos: la reorganización de los genes de las cadenas pesadas (exclusión alélica), expresión del pre-receptor, la célula entra en mitosis y se produce el reordenamiento de los genes de las cadenas ligeras (exclusión de isotipo), expresión del receptor IgM. En el paso de linfocito B inmaduro a linfocito B maduro, ocurren ciertos procesos: la selección de los linfocitos no autorreactivos, tras esta selección los linfocitos expresan dos tipos de receptores: IgM e IgD. Con todo ello, se produce la generación del repertorio primario del linfocito.Pero tras la maduración del linfocito B, ocurren unos eventos que alteran el repertorio primario y producen el repertorio secundario. La suma de ambos repertorios supone el repertorio inmunológico del linfocito y del individuo. En la activación de linfocito B a célula plasmática o de memoria, ocurren ciertos procesos: la co-expresión de formas de membrana y secretadas de anticuerpos, el cambio de clase o de isotipo, y la maduración de la afinidad. Estos se dan en los órganos linfoides periféricos.

8.1. Inmunoglobulinas de superficie y secretadas.El gen de la inmunoglobulina se compone de la región VDJ, que forma la región variable de los anticuerpos; los genes C que forman los dominios constantes; el gen SC que determina el extremo carboxilo de la forma soluble; los genes MC que codifican la porción transmembrana del anticuerpo. El anticuerpo posee dos sitios de poliadenilación. La formación de un anticuerpo de membrana o secretado depende a nivel del ARN transcrito primario. Si el transcrito primario es cortado en el primer sitio de poliadenilación se produce la forma secretada y si produce la poliadenilación en la segunda se forma la de membrana.

La formación de una u otra va a depender de la activación del linfocito por el patógeno, con lo cual hay patógenos que producen la formación de Ig secretadas, y otros que producen Ig de membrana.

8.2. Cambio de clase de las inmunoglobulinas.El cambio de clase es una modificación de un Ig de membrana, para hacerse más activo frente a un determinado patógeno. Este proceso ocurre en los órganos linfoides periféricos. La presencia de un antígeno en un órgano periférico puede hacer que el soporte de la defensa inmunológica cambie, con el objetivo de producir un anticuerpo más efectivo contra el patógeno.

El cambio de isotipo se produce en las regiones constantes de las cadenas pesadas (genes C). El cambio de isotipo conlleva recombinación entre señales de cambio específicas. Las secuencias de ADN repetitivo que guían el cambio de isotipo se encuentran por delante de cada gen C, con excepción del gen . El cambio de isotipo se produce por recombinación entre estas secuencias repetitivas o señales de cambio, con deleción del ADN que queda entre ellas. El mecanismo inicial se produce desde la región de cambio (S), pero después de dicha recombinación pueden verificarse otras entre las señales de cambio que se encuentren por detrás de la recién recombinada .

CARACTERÍSTICAS DE LAS RECOMBINACIONES DEL CAMBIO DE ISOTIPO Y DIFERENCIAS CON LAS RECOMBINACIONES SOMÁTICAS DE LA REGIÓN V

1. Todas las recombinaciones para el cambio de isotipo son productivas. No hay recombinaciones aberrantes.

2. Se utilizan diferentes señales de recombinación (GAGCT, GGGGGT) y diferentes enzimas.

3. Ocurre después de la estimulación antigénica y no durante el desarrollo de la célula B en la médula ósea. El cambio de isotipo ocurre en órganos periféricos cuando el linfocito se ha puesto en contacto con el antígeno.

4. El proceso de cambio de isotipo no es aleatorio sino que está regulado por las células T. El paso de linfocito IgM a IgG, se lleva acabo gracias a la liberación por parte del linfocito T helper2 de citoquinas: IL-4, IL-5, IL-6, INF- y TGF-.

Citoquinas IgM IgG3 IgG1 IgG2b IgG2a IgE IgAIL-4 Inhibe Inhibe Induce Inhibe Induce

IL-5Aumenta

la producción

IFN- Inhibe Induce Inhibe Induce InhibeTGF- Inhibe Inhibe Induce Induce

IL: Interleucina; IFN-: Inmunoferón ; TGF-: Factor de Crecimiento Transformante .

8.3. Mutaciones somáticas y maduración de la afinidad.

La maduración de la afinidad es un mecanismo por el cual los linfocitos aumentan su repertorio inmunológico. Este proceso se produce en los órganos perifñericos , una vez que el antígeno ha sido presentado al linfocito. Se lleva a cabo en las regiones variables, en concreto en los CDR (principalmente CDR3), de las cadenas pesadas y ligeras de los anticuerpos. El objetivo es aumentar la especificidad del anticuerpo por el antígeno, y por lo tanto una mayor respuesta inmune. Estas mutaciones (cambios productivos: cambios de aminoácidos) suponen un cambio de funcionalidad en los anticuerpos.

Esto se demostró mediante el siguiente experimento: Se cogieron tres ratones y se les inyectó un antígeno. Se analizó las regiones CDR (CDR1, CDR2 y CDR3), tanto de las cadenas pesadas como de las ligeras). Se sacrificó un ratón a la primera semana, y se observaron las mutaciones en estas regiones: había pocas mutaciones concentradas en los CDR. En el día 14, se sacrificó al segundo ratón, se observó un cambio de isotipo (IgM a IgG) y nuevas mutaciones somáticas en las CDR, y además se realizó una nueva inmunización en el tercer ratón. En el día 21, se analizó las CDR del tercer ratón observándose que son las regiones más variables. El linfocito que haya sufrido maduración de la afinidad será el que más se expanda, ya que son las más eficaces.

8.4. Otras moléculas de superficie de los linfocitos B. Indicadoras del estado de maduración del linfocito B o existencia de tumores. Ejemplo:

CD5 Actúan en la activación o regulación del linfocito B. Ejemplos:

o MHCII, CD40, CD22 y CD72: Cooperación entre linfocitos T y B.o CD19, CD20, CD23 y CD40: Receptores del complemento.o CD35 y CD21: Regulan la activación de los linfocitos B.o Receptor FcRII: retroalimentación negativa de la activación del linfocito B.

Receptores de superficie como CD9 y CD10, pueden emplearse para la localización de tumores y su posterior tratamiento.

LINFOCITOS B1.Constituyen el 5% de los linfocitos B. Se caracterizan porque son CD5+. Son una fuente de tumores y de enfermedades autoinmunes. Se producen por primera vez en el feto y sufren autorrenovación (no se reemplazan). Tienen una gran capacidad de producir Ig de manera espontánea y multirreactividad; estas propiedades hacen que sean células capaces de producir enfermedades autoinmunes. En el caso de los linfocitos B2 convencionales no es así, ya que estos sufren un proceso de selección negativa en la médula ósea.Producen mayor cantidad de IgM que IgG, no sufren hipermutación somática o maduración de la afinidad. Responden a antígenos carbohidratados y no a antígenos proteicos.

Los linfocitos B1 sufren autorrenovación. Son TdT-, y B1-CD5+ también con capacidad de autorregulación por la IL-10. La mayoría de las leucemias linfocíticas crónicas que se diagnostican son debidas a estos linfocitos. Los encontramos en: grasa corporal, hígado y algunos en la médula ósea.

TUMORES DE CÉLULAS B.Los tumores de linfocitos B pueden aparecer en los distintos estadios de maduración del este. Los tumores son más frecuentes en aquellos estadios en donde la célula tiene un mayor número de transformaciones, ya que durante el reordenamiento de las Ig pueden aparecer roturas en el ADN, recombinaciones y translocaciones de genes que alteran el control del crecimiento del linfocito B derivando en un tumor. Los genes translocados con capacidad de producir leucemias

se denominan oncogenes, entre ellos el más conocido es la translocación entre los cromosomas 8 y 14 (cadenas pesadas de las Ig).

Preguntas por temas1. ¿Cuál de estas sentencias es falsa respecto al linfocito B?

a) Las formas de membrana de todos los isotipos son monoméricos.b) La IgM y la IgA polimerizan sólo cuando son secretadas.c) La IgM circulante puede formar estructuras pentaméricas.d) La IgA dimérica la encontramos en la membrana de los linfocitos B de

las mucosas.e) La IgM y la IgD son los primeros receptores antigénicos que muestran los

linfocitos B maduros vírgenes.

2. El cambio de isotipo ¿dónde se da?a) En los órganos linfoides generadoresb) En los órganos linfoides primariosc) En los órganos linfoides secundariosd) En el área paracortical de los ganglios linfáticose) En la médula ósea durante el desarrollo de los linfocitos B.

3. Las células B presentan dos subpoblaciones, denominadas B-1 y B-2, que presentan características diferentes. De las siguientes diferencias entre ambas subpoblaciones indique cuál es falsa:

a) En las células B-1 se produce baja o nula hipermutación somática, a diferencia de las células B-2, donde se da alta hipermutación somática.b) Las células B-1 sólo responden a antígenos carbohidratos, mientras que las B-2

responden a antígenos proteicos.

c) Las células B-2 se renuevan mediante reemplazamiento por nuevas células B-2 producidas en la médula ósea, mientras que las células B-1 se autorrenuevan.

d) Los receptores de las células B-1 y los anticuerpos producidos por ellas unen numerosos ligandos diferentes con relativamente baja afinidad, mientras que las células B-2 presentan monoespecificidad, especialmente después de la inmunización.

e) La síntesis de inmunoglobulinas es muy elevada en las células B-1, predominando el isotipo IgM, a diferencia de las células B-2, donde la síntesis de inmunoglobulinas es mucho más baja y predomina el isotipo IgG.

Los receptores de las células B-1 y los anticuerpos producidos por ellas muestran preferencia por la unión a polisacáridos bacterianos comunes. No obstante, la respuesta a antígenos proteicos es también posible por parte de las células B-1.

4. Los tumores de las células B se originan a partir de células B en estadios diversos del desarrollo de las mismas. Diga cuál de las siguientes afirmaciones acerca de los tumores de células B es falsa:

a) Los linfomas de Burkitt son consecuencia de tumores producidos en células B maduras, en las cuales se expresan genes V mutados, presentando variabilidad intraclonal.

b) El mieloma múltiple se origina de tumores de células plasmáticas en las cuales los genes V de las inmunoglobulinas aparecen mutados y presentan variación intraclonal.

c) La leucemia linfocítica crónica es un tumor originado a partir de células B-1 en las que los genes V de las inmunoglobulinas no están mutados.

d) La macroglobulinemia de Waldenström se produce a partir de células B secretoras de anticuerpos IgM, en las cuales aparecen mutados los genes V de las inmunoglobulinas, pero sin presentar variación intraclonal.

e) La leucemia linfoblástica aguda es un tumor originado de progenitores linfoides y se localiza en la médula ósea y en la sangre.

Los tumores de células B maduras, como los linfomas de Burkitt, expresan genes V mutados en los que se encuentran pequeñas variaciones entre las líneas diferentes del linfoma de Burkitt del mismo paciente, debido a que la hipermutación somática es un proceso activo en estas células tumorales. Sin embargo, los tumores B de estadios posteriores, como los mielomas múltiples, contiene genes V mutados pero no presentan variación intraclonal porque en ese estadio del desarrollo la hipermutación somática ya ha cesado.TEMA 9. EL COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOPATIBILIDAD

ALGUNOS CONCEPTOS RELATIVOS AL MHCGen: Unidad de material genético hereditario que ocupa un locus (lugar) definitivo en un cromosoma.Alelo: Son las formas alternativas de un mismo gen.Fenotipo: Relación de alelos MHC encontrados en un individuo. Características hereditarias visibles al exterior y determinada por el genotipo.Haplotipo: Combinación de alelos de un individuo procedentes de un solo cromosoma, el heredado del padre o de la madre. Herencia génica recibidad del padre o de la madre.Genotipo: Combinación de alelos de un individuo ordenados por cromosoma. Es decir, es la suma de ambos haplotipos. Conjunto de genes que son responsables de la constitución hereditaria.

9.1. Concepto, papel e importancia.Son glicoproteínas de proteínas de membrana que aparecen en la mayoría de especies animales. Se caracterizan porque son polimórficas (diversas formas), poligénicas (intervienen numerosos

genes en su síntesis) y segregan de manera codominante. El polimorfismo y la poligenia determinan la variabilidad de reconocimiento del antígeno. Se les denomina como MHC, en el humano es HLA y en el ratón H2.

Las células presentadoras de antígenos (APC), después de captarlos, degradan sus proteínas a péptidos más sencillos. Estos péptidos se asocian a las proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC), quedando expuestas en la membrana plasmática de las células. El TCR no reconoce al antígeno a menos que se lo presente el MHC, a este hecho se le conoce como restricción por MHC. El reconocimiento por las células T viene dado por la especificidad del antígeno por el TCR y además el MHC debe ser propio.

La herencia es codominante, y gracias a ello se realizan los estudios de paternidad mediante el análisis del MHC.

9.2. Estructura de las moléculas de clase I y II.Tanto las proteínas como los correspondientes genes de histocompatibilidad se dividen en dos grandes grupos que se diferencian tanto en su estructura como en su función.

Proteínas de clase I (MHC de clase I). Están presentes en todas las células nucleadas del organismo y se hallan implicadas en la presentación antigénica a las células T citotóxicas (CD8). Está formado por dos cadenas: cadena pesada formada por los dominios globulares 1, 2 y 3 cada uno de ellos posee 90 aminoácidos y que se mantienen por puentes disulfuro intracatenarios; y una cadena ligera formada por la 2-microglobulina formada por un domino globular de unos 100 aminoácidos y mantenida por un puente disulfuro intracatenario. Ambas cadenas pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas. La cadena a además posee una región transmembrana de 25 aminoácidos y una cola citoplasmática de 30 aminoácidos donde se encuentra el extremo carboxilo, que le sirve para transmitir la señal. Entre los dominios 1 y 2 se forma un bolsillo cerrado donde se une el péptido.

Proteínas de clase II (MHC de clase II). Se expresan constitutivamente en células presentadoras de antígeno (APC) del sistema inmunitario. Le presentan los antígenos a los linfoctios T helper (CD4). Está formado por dos cadenas: cadena formada por los dominios globulares 1 y 2 mantenidos por puentes disulfuro intracatenarios y poseen 90 aminoácidos, un dominio transmembrana de 25 aminoácidos y una cola citosólica donde se encuentra el extremo carboxilo; y una cadena formada por los dominios globulares 1 y 2 mantenidos por puentes disulfuro intracatenarios y poseen 90 aminoácidos, un dominio transmembrana de 25 aminoácidos y una cola citosólica para la transmisión de la señal. Ambas cadenas pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas. El bolsillo de unión al péptido es abierto y se forma entre los dominios 1 y 1.

9.3. La unión de los péptidos a las moléculas de clase I y II.En el MHC tipo I, el bolsillo es cerrado, con lo cual sólo se pueden unir péptidos pequeños

(8-9 aminoácidos). La molécula de MHC va a unir cada vez, un solo péptido. Los péptidos se unen a cada molécula MHC a través de residuos de anclaje, y debe unirlo en el extremo amino y carboxilo. Los péptidos poseen estos residuos, y aunque posean distintas secuencias los residuos de anclaje son aminoácidos que pertenecen a la misma familia. También se denominan como motivos de secuencia.

En el MHC tipo II, el bolsillo es abierto y permite reconocer péptidos de mayor longitud, aunque si el péptido sobresale actúan las peptidasas produciendo fragmentos más pequeños (17-20 aminoácidos). Los péptidos que se unen a cada molécula de MHC II son de longitud variable aunque comparten residuos de anclaje, y pertenecen a la misma familia de aminoácidos.

BASES ESTRUCTURALES DE LA UNIÓN DEL PÉPTIDO A LAS MOLÉCULAS MHC1. La asociación de péptidos antigénicos con las moléculas MHC es una interacción no

covalente, saturable de baja afinidad, con una velocidad de asociación lenta y una velocidad de disociación muy lenta.

2. Cada molécula MHC puede unir un único péptido en su bolsillo de unión.3. La misma molécula MHC puede unir múltiples péptidos diferentes. Por tanto, las

moléculas MHC muestran una amplia especificidad en la unión a los péptidos. La especificidad fina del reconocimiento antigénico es aportada por los receptores antigénicos.

4. Todos los péptidos que se unen a una forma alélica de una molécula MHC comparten ciertas características que no son compartidas por los péptidos que se unen a otra forma alélica.

5. La naturaleza de los péptidos que se unen a las moléculas de clase I es diferente a las de los péptidos que se unen al as moléculas MHC de clase II.

6. Los aminoácidos que varían entre las diferentes formas alélicas de las moléculas MHC de clase I y de clase II se localizan en los dominios de unión al péptido.

7. Las moléculas MHC de un individuo no discriminan entre péptidos propios (derivados de los antígenos de ese individuo) y extraños (los derivados de antígenos microbianos). Esta distinción la llevan a cabo los linfocitos T. La molécula de MHC presenta el péptido, y en el caso de ser un péptido extraño libera citoquinas que intervienen en la respuesta inmune para combatir ese patógeno.

9.4. Organización y polimorfismo de los genes del MHC.

Estas proteínas están codificadas por un grupo de genes conocido como Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC). Este complejo es poligénico y polimórfico: cada gen presenta muchas formas alélicas distintas entre los individuos de la especie. El elevado número de genes y su gran variabilidad (elevado polimorfismo en la población) hace muy improbable que existan dos individuos con el mismo conjunto de proteínas de histocompatibilidad.

Los genes que codifican la MHC I son B, C y A, y la clase II los genes son DP, DQ y DR. Estos genes son muy polimórficos. Si sumamos el número de genes, el polimorfismo y la codominancia, la diversidad es muy alta dentro de la molécula de MHC. La diversidad alélica dentro del gen de MHC ocurre en sitios concretos y específicos que son los sitios de unión al péptido; en el caso del MHC I en los dominios 1 y 2 y en el caso del MHC en los dominios 1 y 1. Esta diversidad tiene como finalidad reconocer el mayor número de antígenos.

9.5. Organización genómica del MHC.En los ratones, el MHC o H2 se encuentra en el cromosoma 17 y la 2-microglobulina está en el 2. Encontramos los genes de la clase I (K, D y L) y los genes de la clase II (A y E). Los genes de la clase I K y DL se encuentran separados por la clase II y III. En la clase II, encontramos genes implicados en el procesamiento del antígeno, y la clase III está relacionada con el sistema del complemento.

Los genes del MHC en humanos o HLA se encuentran en el brazo corto del cromosoma 6, y la 2-microglobulina está en el 15. Desde el centrómero al telómero del cromosoma 6 encontramos: los genes de la clase II (DP, genes implicados en el procesamiento del antígeno, DQ y DR), los genes de la clase III (genes implicados en el sistema del complemento), los genes de la clase I (B, C y A). Los genes que intervienen en el procesamiento del antígeno encontramos las tapasinas (TAP1 y TAP2), las moléculas de DMA, DMB y DOB que intervienen en la carga del péptido en el bolsillo de la molécula de MHC. Después encontramos los genes que codifican las proteínas del complemento, y otros genes como el TNF (Tumor Necrosis Factor) que es una interleuquina proinflamatoria que junto con la IL1 produce una inflamación que puede llevar a un shock séptico que puede llegar a la muerte. La clase I encontramos los genes B, C y A, y también encontramos otros genes X, E, G y F (se denominan HLA1b) parecidos a los del MHC tipo I.

ORGANIZACIÓN INDIVIDUAL DE LOS GENES MHCLos genes de MHC I tienen las secuencias reguladoras, la secuencia líder o señal, los genes que codifican los dominios 1, 2 y 3, la región transmembrana y la cola citoplasmática. Los genes de la MHC II tienen las secuencias potenciadoras, la secuencia señal, los dominios 1 y 2, la región transmembrana y la cola citoplasmática

9.6. Expresión y regulación de las moléculas del MHC.EXPRESIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE MHC

Tejido MHC de clase I MHC de clase IITejidos linfoides

Células T +++ +Células B +++ +++Macrófagos +++ ++Otras células presentadoras de antígenos (Ej: células de Langerhans)

+++ +++

Células epiteliales del timo + +++

Otras células nucleadasNeutrófilos +++ -Hepatocitos + -Riñón + -Cerebro + -

Células no nucleadasEritrocitos - -

REGULACIÓN TRANSCRIPCIONALLas moléculas del MHC no son constitutivas en la membrana de la célula, por lo tanto su expresión dependerá de la situación. En caso de células infectadas por virus se liberan INF, que aumentan la expresión del MHC entre otros efectos. Es decir, el número de moléculas del MHC dependerá de la regulación transcripcional.

Esta regulación es a través de los potenciadores (A(KB), ICS y B) situados delante de los genes de la MHC tipo I. Cuando a estos potenciadores se les une los factores de transcripción se potencia la expresión de los genes. Cada citoquina produce la activación de un determinado factor de transcripción. Ej. El TNF y la linfotoxina activan al factor de transcripción NF-kB, que se une al potenciador A(kB) y produce la expresión del MHC. Los INF activan al factor de transcripción FIRF1, que se une al potenciador ICS.

En el MHC tipo II, posee los potenciadores S, X1, X2 e Y. Estos potenciadores necesitan de la activación por los factores de transcripción, que son RFX, X2BP y NF-Y. Estos factores de transcripción entran en el núcleo y necesitan de la activación en cadena del transactivador CIITA. A su vez, la activación de CIITA es producida por el INF-.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA EXPRESIÓN DE LAS MOLÉCULAS DEL MHC.

1. La expresión de las moléculas de clase I es diferente a la expresión de las de clase II: las moléculas de clase I están presentes en la mayoría de las células nucleadas mientras que las de clase II están en linfocitos B, macrófagos, células dendríticas y endoteliales entre otras.

2. La tasa de transcripción es el principal determinante de la expresión de las moléculas del MHC en la superficie celular.

3. La transcripción y la expresión de varios genes y moléculas de clase I se regulan de forma coordinada, de manera similar, la transcripción y expresión de los genes de clase II y sus productos también se regulan de forma coordinada. Así la 2-microglobulina se regula junto con las cadenas de clase I, a pesar de que su gen no se localiza en el MHC.

4. Las citoquinas pueden modular la tasa de transcripción de los genes de clase I y II en una amplia variedad de tipos celulares.

9.7. Factores de transcripción.La principal familia es la NF-kB, y entre sus miembros encontramos: p50/NF-kB1, p52/NF-kB2, p65/RelA, c-Rel y Rel..

Las señales que pueden activar a una célula pueden ser: un virus, el TNF, un antígeno o el LPS. Estos estímulos producen la activación de la quinasa kB, que es inactiva por la presencia de un inhibidor que al activarse se fosforila y se separa, y posteriormente es degradada por ubiquitinización y proteosoma. La parte activa de la proteína pasa al interior del núcleo como factor de transcripción, uniéndose a los potenciadores para dar lugar a la expresión de los genes del MHC.

PROPIEDADES GENERALES DE LOS FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN1. Están ampliamente distribuidos entre los diferentes tipos celulares y no son específicos

para un gen particular.2. Sus actividades pueden ser inducidas mediante estímulos externos y pueden relacionarse

con el estado de maduración de la célula.3. Tienen efectos positivos y negativos cuya interacción determina el nivel neto de la

transcripción genética.4. Algunos de ellos tienen efectos que son específicos del tipo celular o se regulan en

función del estadio de desarrollo. Esto puede deberse a que los lugares de unión sobre promotores o potenciadores son únicos y están regulados, o a inhibidores endógenos cuya actividad está alterada de forma específica por maduración o estimulación celular.

Preguntas por temas1. En cual de estas células no encontramos moléculas de MHC tipo I:

Hematíes

2. La transmisión hereditaria de las moléculas del MHC se hace de forma:Codominante

3. Los genes del MHC tipo II son:HLA-DP, HLA-DQ y HLA-DR

4. Atendiendo a las características de las interacciones péptido-MHC, indique cual de las siguientes afirmaciones es falsa:

a) Cada molécula de clase I o clase II del MHC tiene una única hendidura de unión al péptido en la que pueden encajar numerosos péptidos diferentes.

b) La asociación de péptidos antigénicos y moléculas del MHC es una interacción saturable y de baja afinidad con una velocidad de asociación lenta y una velocidad de disociación muy lenta.

c) Los péptidos que se unen a las moléculas del MHC tienen diversas características estructurales comunes que favorecen estas interacciones.

d) Las moléculas del MHC de un individuo permiten distinguir entre los péptidos propios del individuo y los extraños, evitando así reacciones autoinmunes.

e) Los aminoácidos que varían entre las diferentes formas alélicas de las moléculas MHC de clase I y de clase II se localizan en los dominios de unión al péptido.

Las moléculas de MHC de un individuo no distinguen entre péptidos extraños (por ejemplo, los derivados de antígenos microbianos) y péptidos derivados de los antígenos de ese individuo (antígenos propios). De este modo, las moléculas de MHC presentan tanto péptidos propios como péptidos extraños, y las células T son las que examinan estos péptidos presentados en busca de antígenos extraños. 5. Atendiendo a las características generales de la expresión de las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I y de clase II señale la afirmación correcta:

a) Las moléculas de clase I se expresan de manera constitutiva en prácticamente todas las células nucleadas, mientras que las moléculas de clase II normalmente se expresan sólo en las células dendríticas, los linfocitos B, los macrófagos y algunos otros tipos celulares.

b) La expresión de las moléculas del MHC aumenta por las citoquinas producidas durante las repuestas inmunitarias innata y adaptativa.

c) La tasa de transcripción es el principal determinante de la síntesis y la expresión de las moléculas del MHC en la superficie de la célula.

d) La expresión de muchas de las proteínas implicadas en el procesamiento y la presentación de antígenos, tanto de clase I como de clase II, está coordinada de manera regulada.

e) Todas las afirmaciones anteriores son correctas.Todas las respuestas son correctas tal como se expresan en las opciones dadas.TEMA 10. EL RECONOCIMIENTO DEL ANTÍGENO Y PRESENTACIÓN A LOS LINFOCITOS T.

Linfocitos T

Linfocitos T helper (CD4+)

Patógenos extracelulares:

bacterias, parásitos, etc.

Th1 IL2 e INF-

Sistema monocítico/macrofágico Respuesta

inmune celular

NKLinfocitos T

CD8

Th2IL4, 5, 6, y

10.Linfocito B

Respuesta inmune humoral

Linfocitos T

citotóxicos (CD8+)

VirusTumoresBacterias

intracelulares

10.1. Características del reconocimiento y procesamiento antigénico.CARACTERÍSTICAS DEL RECONOCIMIENTO DEL ANTÍGENO POR LOS LINFOCITOS T

1. Los linfocitos T sólo reconocen péptidos, por lo que sólo responden a antígenos proteicos. Los linfocitos B pueden reconocer cualquier macromolécula o micromolécula, sean proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos, etc.

2. El reconocimiento del antígeno por los linfocitos T y B es cualitativamente diferente, así los linfocitos T sólo reconocen epítopos lineales de péptidos cortos derivados de proteínas intactas por proteolisis, mientras que los linfocitos B reconocen epítopos o determinantes lineales o conformacionales (plegados), luego distinguen entre antígenos nativos (plegados) y desnaturalizados.

3. Los linfocitos T reconocen y responden al antígeno sólo cuando los antígenos están unidos a la superficie de las células presentadoras de antígenos (APCs).

4. En cada individuo los linfocitos T reconocen los péptidos extraños, sólo cuando esos péptidos están unidos a las macromoléculas del MHC que ese individuo expresa: restricción por MHC propios.

5. Los linfocitos T CD4 reconocen péptidos unidos a, macromoléculas de MHC de clase II mientras que los linfocitos T CD8 reconocen péptidos unidos a moléculas MHC de clase I. Luego la restricción de la respuesta inmunológica por células T viene dada por el MHC y por el tipo de linfocito a actuar (CD4 o CD8) según la localización de l antígeno.

6. Las células T CD4 reconocen péptidos derivados esencialmente de proteínas extracelulares que han sido internalizadas en vesículas mientras que, las células T CD8 reconocen péptidos derivados de proteínas citosólicas, fundamentalmente que han sido sintetizadas endógenamente.

Una vez que se ha producido el reconocimiento del antígeno, se produce una señal intracelular que conduce a la activación y proliferación del linfocito T.

PROCESAMIENTO DE ANTÍGENOS ENDOCITADOS PARA SU PRESENTACIÓN EN MOLÉCULAS MHCEl caso de las células monolíticas/macrofágicas fagocita al patógeno, lo procesa y lo muestra al exterior junto con moléculas del MHC. Ahora sí puede reconocer el linfocito T el antígeno.

En el caso de las moléculas de MHC de clase I, se sintetizan en el RE tanto la cadena como la 2-mcriglobulina. Mientras que no se ha unido la 2-microglobulina, la cadena es inestable, y es estabilizada por la calnexina hasta el momento de la unión entre las dos cadenas. Cuando se ha producido este ensamblaje, las chaperonas (calreticulina y tapasina) acompañan a las moléculas del MHC y además evitan que otras proteínas se unan al bolsillo del MHC. Los péptidos que deben ser cargados en el MHC de clase I, se encuentran en el citoplasma, y mediante la acción del proteosoma se forman péptidos de pequeño tamaño capaces de atravesar la membrana del RE a través del transportador TAP (TAP1 y TAP2). La molécula una vez cargada se dirige hacia el exterior para presentar el péptido a linfocito T. Las células que poseen un déficit o ausencia del transportador TAP son células que no pueden cargar el MHC y este se degrada. Por lo tanto, son individuos con un déficit en la respuesta a través de linfocitos T CD8. Hay determinados virus, como el virus herpes tipo I, que para evitar ser reconocido por el huésped bloquea el transportador TAP. Esta es la causa de las infecciones repetitivas por herpes.

En el caso de las moléculas de MHC de clase II, los antígenos extracelulares son fagocitados y los introduce en el interior del endosoma. A esta vesícula se le fusionan lisosomas, que contienen enzimas hidrolíticas (catesinas S y L) y pasa a denominarse como fagolisosoma. Se fracciona la proteína extracelular en fragmentos más pequeños que son cargados en el bolsillo de unión de las moléculas del MHC. De este modo, la molécula cargada sale al exterior para presentar el péptido al linfocito T.Las moléculas del MHC se sintetizan en el RE, y es muy inestable con lo cual existe el riesgo de cargar péptidos no deseados. Para evitar esto, se une la cadena invariante Li que ocupa el bolsillo de unión al péptido de manera transitoria hasta que se fusiona con la vesícula que contiene el péptido. En este momento, la cadena invariante Li se fracciona en dos tiempos: en el primero desaparece la mayoría del péptido excepto una pequeña parte denominado péptido CLIP que tiene la función de proteger el bolsillo de unión, y cuando se libera CLIP deja libre el bolsillo para que se una el péptido. Esta cadena es trimérica, de este modo se une a los bolsillos de tres moléculas de MHC y tiene 30 kDa. La proteína DM, que se encuentra codificada en el cromosoma 6 junto a los genes del MHC, cataliza la carga de los péptidos en las moléculas de MHC de clase II.

10.2. Restricción de linfocitos T por MHC propios.En 1974, R.M. Zinkernagel y P.C. Doherty descubrieron que la activación de las células T dependía de un reconocimiento doble: el de determinantes del antígeno y el de determinantes de las proteínas de histocompatibilidad. Es decir, para poderse activar, las células T deben reconocer el epítopo extraño presentado por una molécula MHC propia. Este requisito de doble reconocimiento se denominó restricción por el complejo mayor de histocompatibilidad.

Se demostró mediante el siguiente experimento: Se inyectó a un ratón el virus de la coriomeningitis linfocitaria (LCMV). A la semana, se sacrificó al animal y se obtuvo del bazo los linfocitos T citotóxicos. Estos se pusieron en cultivo junto con otras células diana, que incluían células del propio ratón y otras células diana infectadas con el LCMV. Cuando se pusieron en contacto los linfocitos T sensibilizados y las células de la misma cepa infectadas con

ese virus, se observaba que si el linfocito reconocía al MHC producía la lisis de la célula; si se trataba de células no infectadas o células de otra cepa no producía la lisis.

10.3. Mecanismos de presentación del antígeno a las células CD4 y CD8. Proteínas de clase I (MHC de clase I). Están presentes en todas las células nucleadas

del organismo y se hallan implicadas en la presentación antigénica a las células T citotóxicas (CD8). Estas células responden a antígenos endógenos (proteínas de plásmidos) . En humanos, cualquier célula, a excepción de los glóbulos rojos, que carecen de núcleo, infectada por un virus o transformada en célula cancerosa, sintetiza proteínas específicas, víricas o tumorales, que los linfocitos T citotóxicos pueden reconocer como extrañas. El linfocito T aumenta el poder bactericida de la célula infectada, para que esta elimine al patógeno.

Proteínas de clase II (MHC de clase II). Se expresan constitutivamente en células presentadoras de antígeno (APC) del sistema inmunitario. Estas células son, entre otras macrófagos, células dendríticas, células de Langerhans de la epidermis y la mucosa bucal, células reticuloepiteliales y células B. Todas ellas están implicadas en el procesamiento de antígenos exógenos y la posterior presentación antigénica a las células T (CD4). Las células presentadoras de antígenos sintetizan y liberan citoquinas capaces de actuar sobre la célula diana.

10.4. Significado fisiológico de la presentación antigénica asociada a MHC.1. Vigilancia de las células T para el reconocimiento de antígenos extraños. La APC

presenta a los linfocitos antígenos propios y extraños, el linfocito sólo reconoce los antígenos extraños y entonces prolifera y produce la respuesta inmunitaria.

2. Determinación de la naturaleza de las respuestas mediadas por células T. La naturaleza del antígeno determina el tipo de respuesta.

a. Si un macrófago fagocita un antígeno extracelular y activa mediante el MHC tipo II al linfocito T CD4 que libera citoquinas que actúan sobre el macrófago aumentando su capacidad bactericida.

b. El linfocito B puede reconocer un antígeno extracelular, lo procesa y lo expone al exterior junto a la molécula del MHC tipo II. El linfocito T lo reconoce, se activa y libera citoquinas que actúan sobre el linfocito B y este se diferencia a célula plasmática liberadora de anticuerpos. Estas inmunoglobulinas actúan sobre el patógeno lisándolo.

c. Si una célula huésped presenta antígenos extraños, lo presenta al linfocito T citotóxico a través del MHC tipo I. Cuando el linfocito T se activa, produce la muerte de la célula infectada.

3. Determinación de la inmunogenicidad de los antígenos proteicos. Unas moléculas de MHC reconocen unos epítopos y otras otros, con lo cual se observa una diferencia en la respuesta de los individuos contra el mismo patógeno, debido a la diferencia de especificidad.

SUPERANTÍGENOSEl superantígeno es capaz de activar al linfocito T sin la necesidad de que lo presente el MHC. Se une al dominio variable de la cadena del TCR del linfocito T, no se unen al bolsillo. Algunos de los superantígenos más importantes son las enterotoxinas de Staphylococos, que produce intoxicaciones alimentarías que pueden derivar en un shock tóxico; o también el shock tóxico producido por los tampones. No producen inmunidad adaptativa, y por tanto tampoco memoria inmunológica. Los superantígenos produce cuadros muy rápidos y muy graves.

Preguntas por temas1. La calnexina es una proteína que se encuentra en el RE. Cual de las siguientes sentencias es

falsa:a) Se unen a miembros parcialmente plegados de la superfamilia de las Ig.b) Se unen a la molécula de MHC II dándole estabilidad.c) Se une a una cadena trimérica estabilizándolad) La presencia y unión de la 2-microglobulina al MHC I marca el fin de la función de la

calnexina.e) La calnexina interviene en la fase precoz de la síntesis de la molécula MHC I.

2. Las chaperonas son conocidas como proteínas carabinas debido a su papel de acompañamiento. ¿Podría indicar cual de estas proteínas es chaperona?

a) Tapasinab) Calnexinac) TAP1d) TAP2e) Proteasa

3. Cual de estas no es una célula presentadora de antígeno para el linfocito CD4:a) Monocitosb) Linfocito helper 2c) Macrófagod) Células dendríticase) Linfocito B

4. La molécula HLA-DM, cuya función es catalizar la unión del péptido a moléculas de MHC de clase II, es fundamental en la presentación del antígeno. ¿Podrías indicar qué células de la respuesta inmune se verían afectadas ante un déficit de HLA-DM?.:

a) Se verían afectadas las células presentadoras de antígeno que no podrían procesar dicho antígeno.

b) Se verían afectadas las células CD4 que no podrían efectuar el reconocimiento antigénico.

c) Se verían afectadas las células CD8 que no podrían colaborar en la respuesta inmune.d) Se verían afectados los linfocitos B que no podrían reconocer el antígeno.e) Se verían afectadas las células NK que no podrían efectuar su labor de inspección.

La molécula HLA-DM es una molécula estable localizada en la región del HLA-II, del brazo corto del cromosoma 6. La misión de la molécula HLA-DM es unirse y estabilizar las moléculas

de MHC-II vacías, que de otra forma se agregarían; además, cataliza la liberación del fragmento CLIP del complejo MHC-II y la unión de otros péptidos a la molécula de clase II vacía resultante. Así los antígenos presentados por moléculas MHC-II podrían tener que permanecer en la superficie de las células presentadoras de antígeno durante algunos días antes de encontrar células capaces de reconocerlos.El déficit de HLA-DM hace que la molécula de MHC II permanezca bloqueada por el péptido clip, con lo cual los antígenos externos endocitados y procesados no pueden unirse a ella y no pueden ser presentados a la célula T CD4.

5. Señale el grupo de proteínas y sus funciones correctas que participan en algún paso del procesamiento del antígeno y su unión a las MHC:

a) TAP -1 y TAP-2, degradan el antígeno en el retículo endoplasmático para su unión a la MHC de clase I.

b) La calnexina y la calreticulina tienen funciones similares estabilizando la MHC de clase I recién sintetizadas en el retículo endoplasmático.

c) La cadena invariante (Li) evita la unión de péptidos del retículo endoplasmático a la MHC de clase I.

d) El proteasoma genera pequeños péptidos que se unirán a las MHC de clase II.e) La HLA-DM permite que el péptido CLIP se despegue de la MHC de clase I,

permitiendo que se pueda cargar el péptido antigénico.La respuesta correcta es la b, siendo cierto que la calnexina y la calreticulina tienen funciones similares estabilizando la MHC de clase I recién sintetizadas en el retículo endoplasmático.Por otro lado es incorrecto que la TAP-1 y TAP-2, degraden el antígeno en el retículo endoplasmático para su unión a la MHC de clase I, su función correcta es el transporte de peptidos antigénicos al RE.La cadena invariante (Li) evita la unión de péptidos del retículo endoplasmático a la MHC de clase II (y no a la MHC de clase I).El proteasoma genera pequeños péptidos que se unirán a las MHC de clase I (y no a la MHC de clase II).Por último, La HLA-DM permite que el péptido CLIP se despegue de la MHC de clase II (y no de clase I), permitiendo que se pueda cargar el péptido antigénico.TEMA 11: EL RECEPTOR ANTIGÉNICO DE LAS CÉLULAS T (TCR)

En la superficie de las membranas de los linfocitos T existen también receptores capaces de distinguir millones de estructuras antigénicas diferentes. Estos receptores se denominan TCR (T Cell Receptor)

11.1. Estructura, características y tipos de TCR.ESTRUCTURA DEL TCRLos TCR son proteínas heterodiméricas, es decir, formadas por dos cadenas polipeptídicas distintas, generalmente una y otra y unidas por puentes disulfuro intercatenarios (situado en la región bisagra, que le confiere cierta flexibilidad a la molécula). Cada una de las cadenas polipeptídicas está constituida por dos dominios globulares, debido a la presencia de puentes disulfuro intracatenarios, del mismo tipo que las inmunoglobulinas: uno constante y otro variable, denominados 1 y 2 para la cadena y 1 y 2 para la cadena . Las cadenas poseen una región transmembrana y una cola citosólica demasiado corta para transmitir las señales al interior celular. Las regiones constantes de los TCR se encuentran fijas a la membrana, mientras que las regiones amino-terminales variables, que contienen los sitios de fijación del antígeno, se proyectan al exterior.

TCR El antígeno es reconocido por la hendidura formada por los dominios 1 y 1, y también reconoce al MHC.

CARACTERÍSTICAS DEL TCR Posee 3 CDR en la cadena y 4 en la Los dominios variables, al igual que los

anticuerpos, tienen regiones determinantes de complementariedad, CDR, implicadas en la interacción con el antígeno.

No hay formas secretadas. No sufre cambio de clase. No sufre maduración de la afinidad.

La diversidad del TCR se genera por mecanismos similares a los de los genes de las Igs, pero existen diferencias. Una vez que se reordena funcionalmente un gen del TCR no se producen más cambios genéticos que alteren la especificad o la afinidad del TCR. Por tanto, al contrario que en los genes de las Igs, no hay hipermutación somática en su proceso de formación. No se observa, pues, maduración de la afinidad del TCR en las respuestas secundarias de las células T, como ocurre en las respuestas secundarias de los anticuerpos.

Al igual que ocurre en los anticuerpos, la diversidad en el TCR está concentrada principalmente en la región determinante de la complementariedad 3 (CDR3) de los dominios a1 y b1. Las CDR3 interaccionan con el péptido antigénico que presenta la proteínas del MHC.

11.2. Papel del TCR en el reconocimiento antigénico junto a MHC.Para demostrar que el reconocimiento del antígeno por el TCR está restringido por el MHC se realizó el siguiente experimento: Se escogieron linfocitos de ratón específicos que reconocían el antígeno A y un MHC X. Después se tomaron linfocitos de otra cepa, y se transfectaron con un plásmido que llevaba un gen que codifica la cadena o la cadena del TCR. Cuando se expresaban estos genes, obteníamos receptores mixtos. Los TCR mixtos no poseían la capacidad de reconocer el MHC, sin embargo cuando se transfectaba ambos plásmidos sí podía reconocer al péptido.

11.3. Componentes del complejo TCR.El TCR posee una cadena citoplasmática que no le permite transmitir la señal al interior celular. Debido a esto, la porción de los TCR fija a la membrana se asocia con otras proteínas membranales, denominadas complejo CD3, que sí le permiten la señalización celular. El complejo CD3 está formado por: 2 cadenas , una cadena , una cadena , y dos cadenas , que poseen dominios ITAM (dominios de activación asociados a tirosina). Estos dominios cuando se

fosforilan, activan a quinasas que transmiten la señal. Estas proteínas se mantienen unidas mediante cargas opuestas en las regiones transmembrana.

La ausencia de algunas de las cadenas del complejo CD3, produce la inexpresión del TCR y por lo tanto ese linfocito T no se transformará en célula efectora y el individuo presentará una inmunodeficiencia grave.

LINFOCITOS T.Estos linfocitos son importantes ya que son una fuente de tumores. Son un 5-10% de la población de linfocitos. No expresan CD4 ni CD8, por lo tanto no son linfocitos helper ni citotóxicos. Encontramos a estos linfocitos en los órganos linfoides periféricos y tejidos epiteliales, en concreto en la epidermis e intestino delgado de ratón. Sus funciones no son muy bien conocidas: intervienen en le reconocimiento del antígeno directamente (sin restricción por MHC), reconocen antígenos no proteicos y muy genéricos. Poseen un TCR diferente, no poseen cadenas y , sino que poseen cadenas . Este receptor se denomina TCR tipo 1 (el TCR se denomina tipo 2), ya que filogenéticamente es anterior. Además este receptor tiene poca diversidad. Estos linfocitos pueden ser responsables de la unión a superantígenos.

LA SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINASTodas las proteínas se pliegan formando unos dominios globulares mantenidos por puentes disulfuro intracatenarios entre aminoácidos de cisteína. Entre las proteínas de esta familia son:

Las inmunoglobulinas o anticuerpos. El TCR. Las moléculas del MHC, tipo I y II. Proteínas o moléculas accesorias, que juegan un papel muy importante en la activación

del linfocito T. CD2, 3, 4 y 8 que son correceptores; CD28 y B7-1/2 que son coestimulatorias.

Moléculas de adhesión. Juegan un papel muy importante en la circulación de los linfocitos en el vaso, para dirigir su camino. En el sitio de infección se produce la expresión de las moléculas de adhesión, dirigiendo al linfocito hacia el foco. Tienen un papel fundamental en el desarrollo embriológico. Tiene un papel en las conexiones intercelulares, mediante interacciones hemofílicas o heterofílicas.

Preguntas por temas1. ¿Cuál es falsa respecto al TCR?

a) Reconoce antígenos junto al MHCb) Reconoce antígenos proteicos fundamentalmentec) Su estructura pertenece a la superfamilia de las Igd) Transmiten por su tallo citosólico la señal al interior celular e) No sufren maduración de la afinidad.

2. El marcador más característico de los linfocitos T en el hombre es:Antígeno CD3

3. Teniendo en cuenta su función o funciones más características a la subpoblación de linfocitos CD8 se le califica:

Citotóxicos.

4. Qué cadena invariable del TCR se puede asociar a otras proteínas (FcRIII), además de al TCR:

a) CD3 g.b) CD3 d.c) CD3 e.d) cadena zz.e) ninguna.

Tres de las cadenas invariables del complejo TCR son parecidas entre sí y se denominan colectivamente CD3 (CD3 g, CD3 d, CD3 e). La cuarta cadena invariable la constituye la cadena z (zeta), que se asocia al complejo TCR en forma de dímeros zz unidos covalentemente. Esta cadena se asocia a otras proteínas además de al TCR: forma parte, por ejemplo, del receptor para el fragmento Fc de la IgG en células NK (FcgRIII), para el que también transmite señales.

5. ¿Hay alguna molécula de las que se muestran a continuación que NO expresa CD4 ni CD8?a) linfocito Thb) linfocito Tcc) linfocitos T que expresan TCRabd) linfocitos T que expresan TCRgde) ninguna es correcta

La mayor parte de los linfocitos T utilizan como cadenas variables a las cadenas TCRa y TCRb. Este es el caso de los linfocitos T cooperadores (CD4+) y citolíticos (CD8+). Una pequeña subpoblación (menos del 5%) de linfocitos T, sin embargo, utiliza unas cadenas variables completamente diferentes, denominadas TCRg y TCRd. La mayor parte de los linfocitos con TCRgd carecen de las moléculas CD4 y CD8 (son CD4- y CD8-).TEMA 12: MOLÉCULAS ACCESORIAS DE LAS CÉLULAS T

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 (APC) o a la célula diana, reforzando la interacción; y (varias de ellas) transducción de señales desde el TCR al citoplasma.

El conjunto de estas proteínas recibe el nombre de sinapsis inmunológica. En esta sinapsis el TCR y el MHC dan la especificidad de unión a la APC. Mientras que la CD4-MHCII y CD8-MHCI, dan lugar a la restricción por MHC, son las moléculas co-receptoras. Las moléculas

CD28 y B7 (CD80), son moléculas co-estimulatorias. La unión LFA-1(CD18)/ ICAM-1 y CD2/ LFA3(CD58) son las moléculas que intervienen en el reconocimiento celular.

12.1. Correceptores CD4 y CD8, estructura y función.El linfocito T necesita dos señales para activarse: la unión del TCR con el MHC-péptido y la cooperación de las moléculas accesorias. Las moléculas co-receptoras son CD4 y CD8, en la membrana de los linfocitos T helper y citotóxico, respectivamente.

El CD4 está formado por una cadena que posee 4 dominios globulares (D1, D2, D3y D4), un dominio transmembrana y un dominio citoplasmática. Esta cola posee dominios ITAM, que cuando se fosforilan activan a tirosin-quinasas (Lck). Esta molécula no reconoce al antígeno, solo reconoce al MHC a través de la cara externa de los dominios globulares D1 y D2. La molécula de CD4 pertenece a la familia de las inmunoglobulinas.

El CD8 es dimérica, formada por una cadena y una cadena con dominios globulares extracitoplasmáticos y unidas por puentes disulfuro. Se une al complejo de MHC tipo I. Su dominio citoplasmático posee la capacidad de transmitir la señal.

FUNCIONES DE CD4 Y CD8.A) Una vez que se produce la unión entre el MHC y el TCR, además de la unión de las moléculas co-receptoras se produce la respuesta del linfocito. Si obtenemos un anticuerpo anti-CD4, la célula es poco respondedora.B) Una molécula CD4- no responde a la APC. Si transfectamos con un plásmido que lleve el gen del CD4, ahora sí produce una respuesta.C) Si tenemos una APC defectiva del MHC, el linfocito no produce respuesta. Si expresamos el gen del MHC, conseguimos una respuesta del linfocito.D) Si tenemos una APC defectiva del MHC. Si expresamos un gen del MHC mutado, que no reconoce el CD4, el linfocito no responde.

12.2. Coestimuladores CD28/CTL-4 y B7 estructura y función.CD28 tiene su ligando en B7 en la APC, y es una molécula de activación celular muy fuerte. Mientras que el CD2 y LFA-1, tienen sus ligandos en ICAM-1 y LFA-3 que son moléculas de adhesión. Estas moléculas mantienen la unión entre la APC y el linfocito.

El CD28 se une a su ligando B7 (que existen dos isoformas: B7.1 y B7.2). El CD28 lleva dominios ITAM en su cola citoplasmática, que al activarse se fosforilan y transmitan una señal que tiene como objetivo la expresión de genes de interleuquinas. Cuando el linfocito está activado y ya ha realizado su función, por la unión de CD28, se expresan otras proteínas como

CD152 o CTLA-4. Esta molécula se caracteriza por llevar dominios de inhibición ITIM, y por tener una mayor afinidad por B7. Al tener una mayor afinidad, B7 se une a CD152, activándose los dominios ITIM e inhibiéndose el linfocito T.

12.3. Moléculas de adhesión: integrinas, adresinas y superfamilia de las Ig.Las moléculas de adhesión son moléculas accesorias. Intervienen en los procesos de unión de las células con otras células o con el endotelio del vaso. Se dividen en tres familias: selectinas, adresinas e integrinas. También hay proteínas de la superfamilia de las inmunoglobulinas que actúan como moléculas de adhesión.

Selectinas. Destacamos la L-selectina (leucocitos y otras células), la P-selectina (plaquetas y endotelio) y la E-selectina (endotelio). Posee tres dominios extracelulares, un dominio transmembrana y una cola citoplasmática. Intervienen en la unión del leucocito a la pared del endotelio. Los ligandos de las selectinas son las adresinas vasculares.

Adresinas vasculares. Las adresinas más importantes son el CD34 (endotelio), la GlyCAM-1 (vénulas de endotelio alto) y MadCAM-1 (vénulas de tejido linfoide de mucosas). Los ligandos de estas moléculas son las selectinas. Poseen un cadena con varios puntos de glicosilación, una región transmembrana y una cola citosólica.

Integrinas. Producen uniones muy fuertes. Destacamos CD11a, CD11b y CD11c, y CD49 en distintas isoformas. Aparecen en polimorfos nucleares, células dendríticas, linfocitos. Tienen como ligando algunas proteínas de la pared del vaso como el ácido hialurónico y la fibronectina. Su función es facilitar la unión célula-célula y célula-endotelio.

Superfamilia de las Inmunoglobulinas. Destacamos CD2, con dos dominios globulares extracelulares mantenidos por puentes disulfuro, una región transmembrana y una cola citosólica. También destacar el ICAM-1 (o CD54), ICAM-2, ICAM-3, LFA-3 y VCAM-1.

Las moléculas de adhesión dirigen al linfocito hasta la zona donde tiene que actuar. Además tienen importancia en los individuos politraumatizados y quemados, ya que se produce una expresión de estas moléculas fijando los linfocitos al endotelio del vaso produciendo una inmunodeficiencia, siendo el individuo sensible a infecciones oportunistas.

Las moléculas que modulan la expresión de las moléculas de adhesión, en condiciones normales, son las interleuquinas. Las moléculas de adhesión se expresan débilmente en el linfocito; cuando se produce una respuesta inmune se expresan las moléculas en la zona de la infección dirigiendo la migración del linfocito.

REGULACIÓN DE LA AFINIDAD DE LAS INTEGRINASCuando se produce la unión del linfocito con una APC, esta libera quimioquinas que actúan sobre los receptores del linfocito T aumentando los niveles de integrinas en las membranas. De este modo se aumenta la adhesión, la unión del linfocito y el antígeno, y por último se produce la activación del linfocito en célula efectora.

12.4. Otras moléculas accesorias implicadas en la adhesión célula a célula.- CD45 o LCA (Antígeno Común Leucocitario). Es una proteína con un dominio

extracelular muy grande, una región transmembrana y una cola citosólica con dominios ITAM, capaz de transmitir la señal. La encontramos en linfocitos T y B, timocitos, macrófagos y PMN. El gen que codifica esta proteína se encuentra en el cromosoma 1, posee 34 exones y sufre un proceso de religación alternativa, dando lugar a 8 isoformas. El CD45a se encuentra en linfocitos T en reposo, mientras que el CD45R se encuentra en linfocitos T activados y de memoria. Este CD45R hace a la célula más sensible al linfocotio T cuadno ,la estimulación se produce con concentraciones bajas de complejos

MHC-péptido. Las funciones son la maduración y la activación del linfocito T y la transmisión de la señal al interior celular.

- CD44. Es una proteína con varios puntos de glicosilación, un dominio transmembrana y una cola citosólica. Lo encontramos en eritrocitos, linfocitos T y B maduros, granulocitos, macrófagos y fibroblastos. Es una molécula que tiene como ligandos determinadas sustancias de la matriz del endotelio (fibronectina, colágeno e hialuronato), que favorece la unión de la célula T en el lugar donde se produce la inflamación, y también se une a las VHE de las placas de Peyer del intestino delgado.

- Otras moléculas accesorias: CD5 y CD72

Preguntas por tema.1. ¿Cuál de las moléculas siguientes llevan motivos ITIM en su cola intracitosólica?

a) CD28b) B7-2c) B7-1d) CD152e) CD86

2. ¿Qué fracción o dominio de la molécula CD4 se une al antígeno?a) D1b) D2c) Región bisagrad) D3e) D4

La molécula de CD4 no se une al antígeno, se une al MHC. Por lo tanto, todas son falsas.

3. Son marcadores del linfocito Ta) Roseta EACb) Roseta E (CD2 roseta con hematíes de carnero)c) Receptor C3d) IgM monoméricae) Antigeno Ia

4. ¿Cuál de las siguientes sentencias es falsa?a) Las células plasmáticas maduras tienen inmunoglobulinas de superficieb) Un 5% de los mielomas múltiples no secretan paraproteínasc) El mieloma IgG es el más frecuented) Una fracción de los mielomas múltiples secreta e) El síndrome de Fanconi puede ser una manifestación del mieloma múltiple.

5. En referencia a las moléculas correceptoras CD4 y CD8 señale la respuesta equivocada:a) Las moléculas CD4 se unen a regiones invariantes de las MHC de clase II y la CD8 a

zonas invariantes de las MHC de clase I.b) CD4 está formado por cuatro dominios tipo inmunoglobulina (D1, D2, D3 y D4).Por el

dominio D1 se une a la MHC de clase II.c) CD4 y CD8 tienen dominios citoplasmáticos cortos que impiden que puedan

participar en la transmisión de señales.d) CD8 es un homodímero formado por cadenas y unidas por puentes disulfuro. CD8 se

une débilmente a una zona del dominio a3 de las MHC de clase I.

e) A CD4 y a CD8 se les unen por sus dominios citosólicos proteínas lck, con función tirosíncinasa.

Al contrario de lo que se afirma en la respuesta 3, CD4 y CD8 tienen dominios citoplasmáticos largos que les permiten participar en la transmisión de señales. Por ello ésta es la afirmación incorrecta. Las otras afirmaciones sobre las moléculas coreceptoras son acertadas, es decir, es cierto que las moléculas CD8 se unen a regiones invariantes de las MHC de clase I y CD4 a zonas invariantes de las MHC de clase II, y que CD4 se una por su dominio tipo inmunoglobulina D1 (tiene D1, D2, D3 y D4). Igualmente es cierto que CD8 es un homodímero formado por cadenas a y ß unidas por puentes disulfuro. CD8 se une débilmente a una zona del dominio a3 de las MHC de clase I. Por último, también es cierto que se unan proteínas lck (con actividad tirosincinasa) a los dominios citosólicos de CD4 y CD8.

6. Respecto a las moléculas coestimuladoras y otras moléculas implicadas en la adhesión celular, señala la respuesta errónea:

a) Las moléculas B7 están en la superficie de las células presentadoras de antígenos (APC), y es ligando de CD28 de los linfocitos T inactivos y de CD152 (CTLA-4) de los linfocitos T activados.

b) B7 se une con mayor afinidad a CD152 (CTLA-4) que a CD28. La unión B7-CD152 amplifica la señal activadora, dándose una respuesta más rápida y eficaz en los linfocitos T activados.

c) Las moléculas de adhesión median en la interacción de la célula con la matriz extracelular, con el endotelio y con otras células. Tienen una función esencial, entre otros procesos, en la regeneración de tejidos, recircularización linfocitaria, desarrollo embrionario y en procesos inflamatorios.

d) Las selectinas intervienen en el inicio de la adhesión entre el leucocito y el endotelio. Son las L-selectinas, que se expresan en leucocitos y E-selectinas y P-selectinas, expresadas en el endotelio vascular.

e) Las células presentadoras de antígenos se unen muy eficazmente a las células T inactivas a través de interacciones entre LFA-1, CD2 e ICAM-3 (en el Linfocito T) e ICAM-1, ICAM-2, LFA-1 y LFA-3 (en la célula presentadora de antígeno).

B7 se une con mayor afinidad a CD28 que a CD152. Y además la unión B7-CD152 no es activadora, sino inhibitoria de la señal, es una respuesta de control negativo de la activación de las células T. Por esto la única afirmación errónea es la 2. El resto de afirmaciones sobre las moléculas coestimuladoras son acertadas. Es cierto que las moléculas B7 están en la superficie de las células presentadoras de antígenos (APC), y es ligando de CD28 de los linfocitos T inactivos y de CD152 (CTLA-4) de los linfocitos T activados. Igualmente es cierto que las moléculas de adhesión median en la interacción de la célula con la matriz extracelular, con el endotelio y con otras células. Tienen una función notable, entre otros procesos, en la regeneración de tejidos, recirculación linfocitaria, desarrollo embrionario y en procesos inflamatorios. También es cierto que las selectinas intervienen en el inicio de la adhesión entre el leucocito y el endotelio. Son las L-selectinas, que se expresan en leucocitos y E-selectinas y P-selectinas, expresadas en el endotelio vascular. Las células presentadoras de antígenos se unen muy eficazmente a las células T inactivas a través de interacciones entre LFA-1, CD2 e ICAM-3 (en el linfocito T) e ICAM-1, ICAM-2, LFA-1 y LFA-3 (en la célula presentadora de antígeno).

TEMA 13: ACIVACIÓN DE LAS CÉLULAS T

El linfocito T necesita del reconocimiento del antígeno por parte del MHC para activarse, y además la cooperación de las moléculas accesorias. Una vez activado, el linfocito T libera IL-2 e IL-4, que actúan de forma autocrina produciendo la proliferación del clón. En el torrente

circulatorio, sale del vaso por diapédesis a los órganos linfoides periféricos donde el macrófago le presenta el péptido. El linfocito T actúa sobre el macrófago aumentando la actividad bactericida.

Dependiendo del patógeno que haya penetrado, la respuesta va a ser diferente: un linfocito T activado libera IL2 e IL4, que producen, de forma autocrina, la aparición del receptor para IL2 (IL-2R). Entonces, el linfocito se activa y prolifera. El linfocito T activado libera citoquinas que actúan:

- Sobre el macrófago, aumentando su capacidad bactericida en el foco de infección.- Sobre el linfocito B, transformándolo en célula plasmática liberadora de anticuerpos.- Sobre el PMN, produciendo procesos inflamatorios.- Sobre el propio linfocito T, diferenciándose a célula de memoria.- En el caso de una infección por virus, el linfocito T activa al linfocito T citotóxico que

ataca a la célula infectada, induciendo la muerte por apoptosis mediante la liberación de granzimas y perforinas.

13.1 Transmisión de la señal por el complejo TCR.La transmisión de la señal tiene tres niveles: a nivel de la membrana, a nivel del citoplasma y a nivel del núcleo.

13.2. Sucesos de membrana.- Activación de proteín tirosín quinasas (PTKs) y de proteínas adaptadoras.

El TCR reconoce al complejo MHC-péptido, y cuando se produce las cadenas citoplasmáticas de las moléculas co-receptoras y del complejo TCR transmiten la señal a través de sus dominios ITAM (Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motifs). Estos dominios se fosforilan por acción de proteín quinasas como son la Lck y la Fyn quinasas, que pertenecen a la familia de las quinasas Src, generando residuos de tirosina fosforilados. La enzima ZAP-70 se activa a través

de sus dominios SH2 cuando se une a las cadenas que han sido previamente fosforiladas por Lck o Fyn. ZAP-70 desempeña un papel crítico en el mantenimiento de la cascada de señales que se pone en marcha tras el reconocimiento del antígeno por el TCR. En este sentido, esta enzima es un acoplador de señales desde la superficie celular al núcleo por fosforilación de proteínas adaptadoras, mediante una cascada de señales. En esta cadena participa Grb-2, que activa a dos rutas: la vía de las Ras-MAP quinasas y la vía de las Rac-SAP-quinasas.

Las quinasas de la familia Src, poseen dominios quinasa, SH2 y SH3. Estos dominios SH2 son los que se unen a los dominios ITAM de las colas citoplasmáticas. En el caso de la ZAP-70 posee dos dominios SH2, que se unirá a los fosfatos de los dominios ITAM de los complejos TCR.

- Metabolismo de fosfolípidos-inositol.Después del reconocimiento antigénico por parte del TCR, la ZAP-70 activa a la PLC1, mediante fosforilación en un residuo de tirosina. Una vez activada la PLC1 induce la hidrólisis del fosfatidilinositol bifosfato (PIP2), generándose inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG). El IP3 se une a un receptor específico (IP3R) localizado en unas estructuras específicas del retículo endoplásmico facilitando la liberación del calcio intracelular de sus compartimentos y aumentando la concentración de estos iones en el espacio libre intracelular. El calcio intracelular puede estimular la enzima calmodulina, que es una serina/treonina cinasa que puede activar a su vez a la fosfatasa calcineurina, que activa al factor de transcripción NFAT. Además de la activación del sistema calmodulina/calcineurina, los niveles altos de calcio intracelular también ayudan a la activación de otras cinasas como la proteín cinasa C (PKC) y posiblemente algunas quinasas activadas por mitógenos (MAPKs). El otro metabolito de la hidrólisis del PIP2, el diacilglicerol es el principal responsable de la activación de las enzimas proteín quinasa C, que activa al factor de transcripción NF-kb. Estos factores de transcripción actúan en el núcleo activando la transcripción de los genes de la IL-2.

13.3. Activación de vías citoplásmicas de transmisión de señal:- Vía de Ras-Map quinasas

Se activa por la acción de las proteínas adaptadoras Grb-2, que produce un cambio de GTP/GDP en las proteínas a través de la proteína SOS. Se produce una cascada de señales que termina en la activación de proteínas como ERK y JNK, que activan al factor de transcripción AP-1, que interviene en la transcripción de genes de la IL-2.- Vía de Rac-SAP-quinasas

Se activa por acción del CD28, es una molécula co-estimulatoria que se activa por CD7. Es una vía desconocida.- Activación de proteín quinasa C (PKC) (apartado anterior)- Activación de la calcineurina (apartado anterior)

13.4. Activación de factores de transcripción que inducirán la transcripción de nuevos genes: c-fos, IL-2, IL-2r.Cuando se activa la PKC, fosforila al inhibidor del factor de transcripción NF-kb, liberándose este. El NF-kb se dirige al núcleo y promueve la transcripción de los genes de IL-2.

Los niveles de calcio citoplasmáticos aumentan, y se unen a la calmodulina que a su vez se une a la calcineurina. La calcineurina se activa y desfosforila al factor de transcripción NFAT, que entra en el núcleo promoviendo la síntesis de IL-2 y de sus receptores.

En el caso de las Ras-MAP quinasas y Rac-SAP-quinasas. Las Rac-SAP quinasas se activa por CD28, mientras que las Ras-MAP quinasas se activa por ZAP-70, que producen una cascada de proteínas que finalizan en la activación de los factores de transcripción Fos y AP-1 promoviendo la síntesis de IL-2.

Los primeros genes que se expresan son c-Fos, seguido del ligando CD40 y de la IL-2. Esta expresión de IL-2 produce la expresión del receptor para IL-2. Esto promueve la síntesis de ADN y finaliza con la expresión de genes de moléculas de adhesión como VLA-4,5,6. Toda esta respuesta puede tardar semanas, ya que el linfocito T interviene en la respuesta adaptativa.

Estos genes de transcripción pueden ser clasificados en inmediatos, precoces y tardíos. Los inmediatos y precoces están preformados y se liberan antes de que el linfocito entre en mitosis, y los tardíos se sintetizan de novo y tienen una liberación post-mitótica. Entre los genes precoces destacamos, los genes de las citoquinas y de sus receptores y genes de algunos proto-oncogenes como c-Fos.

Existen algunos fármacos que inhiben la activación del linfocito T, en concreto la ciclosporina A y el FK506 que se utilizan para inmunosuprimir a un individuo tras un transplante, para que no se produzca rechazo. Si frenamos la activación del linfocito T evitamos la probabilidad de que se produzca un rechazo, pero el individuo es sensible a cualquier infección por ello se coloca en boxes de aislamiento. Estas moléculas se unen a unas proteínas del citoplasma como la ciclofilina y FKBP, que se unen a la calcineurina e impiden la activación del NFAT, y por lo tanto se evita la activación del linfocito.

Preguntas por temas.1. Cuál no es una función de la ciclosporina A:

a) Es una droga inmunosupresorab) Inhibe la señalización del receptor de células T.c) Evita la activación y función efectora de las células T.d) Activa los factores de transcripción que hace que la célula T entre en mitosis.e) Se una a la fosfatasa de serina/treonina: calcineurina inactivándola

2. Indica cual es la incorrecta con respecto al DAG:a) Es liberado principalmente de los fosfolípidos de inositol por acción de la fosfolipasa g.b) La producción de DAG es estimulada por la activación de numerosos receptores de la

membrana celular.c) Actúa como una molécula de señalización intracelular que propaga la señald) Activa la proteína quinasa c citosólica.e) Se une a la calcineurina activando al factor de transcripción NF-kb.

3. Cual es el dominio de las tirosin quinasas de la familia de la Src que se unen a las colas citoplasmáticas de los receptores de la célula T

a) Dominios quinasab) Dominios SH2c) Dominios SH3

4. Si los TCR se unen a los complejos péptido-MHC en una célula presentadora de antígeno, y si la adhesión y las interacciones de las moléculas de coestimulación también se ponen en marcha, el linfocito T es activado y sufre una serie de respuestas funcionales. Según esto, indique qué

afirmación de las siguientes es correcta respecto de las acciones que lleva a cabo un linfocito T activado:

a) Secreción de citoquinas.b) Proliferación del linfocito T mediante una vía autocrina, actuando la IL-2.c) Disminución de las respuestas de las células T cuando el antígeno es eliminado por las

células efectoras.d) Parte de la progenie de células T estimuladas por el antígeno se convierte en células de

memoria específicas del antígeno.e) Todas las afirmaciones anteriores son ciertas.

Las respuestas de los linfocitos T activados son:- Secreción de proteínas denominadas citoquinas, que median muchas de las respuestas y funciones subsiguientes de las células T.- Proliferación. La proliferación de la célula T en respuesta al reconocimiento antigénico está mediada principalmente por una vía autocrina de crecimiento, en la cual la célula T estimulada secreta sus propias citoquinas promotoras del crecimiento y también expresa receptores de superficie celular para esas citoquinas. El factor de crecimiento autocrino para la mayoría de las células T es la IL-2.- Diferenciación en células efectoras.- Realización de las funciones efectoras. La principal función efectora de las células T CD4+ colaboradoras es la activación de los fagocitos y de diversos linfocitos, principalmente mediante la secreción de citoquinas, y la principal función efectora de los linfocitos T CD8+ es lisar las células diana portadoras de antígenos.- Disminución de las respuestas de las células T. Las respuestas de las células T declinan cuando el antígeno es eliminado por las células efectoras. Este declinar es importante para que el sistema inmunitario vuelva a su estado de reposo, u homeostasia.- Diferenciación a células de memoria. Parte de la progenie de las células T estimuladas por el antígeno se convierte en células de memoria específicas del antígeno.

5. La transmisión de la señal por el complejo TCR produce la activación de forma coordinada de diversas vías citoplásmicas de transmisión de señal. Indique cuál es falsa:

a) Vía de Ras-MAP quinasas.b) Activación de la proteína quinasa C (PKC).c) Vía de Rac-SAP quinasas.d) Activación de proteínas tirosina quinasa (PTKs).e) Activación de la calcineurina.

La respuesta celular de las células T a los antígenos se divide en varias fases bien diferenciadas: acontecimientos de membrana, vías citoplásmicas de transducción de señal, y transcripción de nuevos genes. La activación de proteínas tirosina quinasa (PTKs) se efectúa en las membranas del linfocito T, mientras que las vías citoplásmicas de transducción de señal son la vía Ras-MAP quinasas, la vía Rac-SAP quinasas, la activación de la proteína quinasa C (PKC) y la activación de la calcineurina.TEMA 14: GENERACIÓN DEL REPERTORIO DE LINFOCITOS T Y DE LA AUTOTOLERANCIA

14.1. Desarrollo de las células T en el timo.La autotolerancia consiste en el respeto de lo propio y la capacidad de atacar a lo extraño, y este mecanismo se fragua en el timo. En la médula ósea se generan los precursores linfoides, que derivan a linfocitos T, B y NK, y esta diferenciación dependerá del flujo de citoquinas. Los linfocitos T se dirigen al timo, siendo trocitos inmaduros.

La selección positiva es el rescate de los timocitos que reconocen el MHC propio y al antígeno extraño. Estos timocitos salen del timo hacia la periferia. La selección negativa es la inducción a muerte por apoptosis de los linfocitos que no reconocen el MHC propio y/o sí reconocen antígenos propios con una gran afinidad, ya que serían células autorreactivas que darían lugar a enfermedades autoinmunes.

El timo se encuentra especialmente desarrollado en los niños, ya que es donde el linfocito T tiene un mayor desarrollo. Sin embargo, a partir de los 11 años, el timo involuciona a un reducto capaz de desarrollar los linfocitos T en el adulto.

Los linfocitos T inmaduros cuando penetran en el timo son CD3, CD4 y CD8 negativos. Estos pretimocitos tienen la capacidad de transformarse en los timocitos T y linfocitos T (CD3+, CD4- y CD8-), dependiendo de las cadenas de su TCR. Los linfocitos T son CD3+, CD4+ y CD8+, y poseen un TCR inmaduro. Estos linfocitos doblemente positivos, se encuentran en el torrente circulatorio en individuos quemados, que liberan estos linfocitos para producir una respuesta a la desesperada. Los linfocitos doblemente positivos, que poseen una cadena sustituta (TCR inmaduro), sufren un proceso de selección negativa y mueren por apoptosis el 95%. Estas células muertas son eliminadas por los corpúsculos de Hassal. El 5% que consigue sobrevivir y son CD4+y CD8+, y en la médula sufren el proceso de maduración hacia linfocitos CD4+ o CD8+ vírgenes, ya que no se han expuesto a antígenos externos. Estos linfocitos salen del timo hacia los órganos linfoides secundarios.

14.2. Subpoblaciones de linfocitos y marcadores según los diferentes estadios de maduración.En cada estadio de diferenciación, el linfocito T expresa en su membrana unos Cluster de Diferenciación (CD) diferentes. Los precursores linfoides proliferan y se convierten en timocitos comprometidos al linaje T mediante interacciones con el estroma del timo. Estas células expresan CD44, y en un estadio más tardío CD25 (la cadena del receptor de IL-2). Después, las células CD44+CD25+ comienzan el reordenamiento de la cadena , y a medida que ocurre esto se convierten CD44bajo. Las células son retenidas en el estadio CD44bajo CD25+ hasta que reordenan de forma productiva el locus de la cadena . La cadena del marco de lectura se empareja con la cadena sustituta pT y se expresa en la superficie celular, lo que dispara la entrada en el ciclo celular. La expresión de pT: en la superficie celular está asociada con pequeñas cantidades de CD3 y causa la pérdida de CD25, el cese del reordenamiento de los genes de la cadena , proliferación celular y la expresión de CD4 y CD8. Cuando estas células dejan de proliferar y revierten a células CD4+ y CD8 dobles positivas, comienza el reordenamiento en el locus de la cadena a. Entonces las células expresan niveles bajos del receptor y el complejo asociado CD3, y están listas para ser seleccionadas. La mayoría de células mueren, pero alunas son seleccionadas a madurar a células CD4 o CD8 positivas sencillas y, finalmente, a abandonar el timo.

Los timocitos inmaduros entran en el timo y se ponen en contacto con las células epiteliales de la corteza, que permiten el reordenamiento del TCR en el linfocito. También se ponen en contacto con células dendríticas. A medida que estas células proliferan y maduran a timocitos dobles positivos, migran hacia zonas más profundas de la corteza. Por último, la médula sólo contiene linfocitos T maduros positivos sencillos, que eventualmente abandonan el timo y penetran en el torrente circulatorio.

14.3. Genes del receptor de las células T:- Organización en línea germinal.

Los genes de la cadena , se encuentran en el cromosoma 7. Desde el extremo 5´ al extremo 3´, encontramos los genes V (75 copias), los genes de diversidad D, los genes de unión J, y dos genes de la fracción constante que a su vez están formados por 4 exones, y por último un potenciador.

Los genes de la cadena , se encuentra en el cromosoma 14. Desde el extremo 5´ al extremo 3´, se encuentra los genes V cada uno flanqueado por la secuencia líder, los genes de unión J, los genes de la fracción constante, un silenciador y un potenciador. Entre los genes de V y J, se encuentran los genes de la cadena de los linfocitos . Estos linfocitos son minoría, ya que al reordenarse los genes de la cadena se produce un bucle y desaparecen.

Los genes de la cadena , se encuentran también en el cromosoma 7. Encontramos genes variables V (8 copias), genes de unión J (5 copias) y genes de la fracción constante (2 copias).

- Reordenamiento y generación de la diversidad.Durante el desarrollo embrionario, la mayoría de los linfocitos T del feto son linfocitos

T y los primeros que surgen poseen los genes V5 y V6 de la cadena . Los linfocitos en el feto se encuentran en la epidermis. En el recién nacido lleva linfocitos T V6, se encuentran en el epitelio reproductor, en concreto en los ovarios y los testículos.A partir del nacimiento, aparecen los linfocitos T, pero una pequeña parte (5-10%) son linfocitos , que llevan los genes V1, 2, 4 y 7 de la cadena . Estos últimos se encuentran en el epitelio del intestino y en algunos órganos linfoides.

La primera cadena en reordenarse es la cadena , que posee exclusión alélica. La primera reordenación se produce entre los genes d y J, seguido de otro entre los genes V y DJ. Este ADN se transcribe a un ARN transcrito primario que forma un ARNm que posee los genes VDJC reordenados y una cola de poliadenilación. Este ARNm produce la cadena polipeptídica del TCR que sufre una glicosilación y por último se transporta hacia la membrana. El reordenamiento de la cadena pone en marcha el reordenamiento de la cadena .

En el caso de la cadena , se reordenan los dos haplotipos, tanto el materno como el paterno. Por lo tanto, las cadenas se pueden ensamblar con una gran variedad de cadenas , lo que confiere una gran capacidad al TCR para reconocer una gran cantidad de antígenos. El primer reordenamiento se produce entre los genes V y J, este ADN se transcribe a ARN que sufre una maduración y un reordenamiento de los genes VJC. Este da lugar a la cadena que se glicosila y se ensambla en la membrana con la cadena .

En el caso del TCR, cuando se produce un reordenamiento no productivo, no se frena sino que hay otros reordenamientos alternativos para recuperar la cadena, y se van a producir tantos reordenamientos como genes haya. Finalmente, sino hay ningún reordenamiento productivo se reordena el otro haplotipo.

GENERACIÓN DE LA DIVERSIDAD1. Diversidad de unión. La capacidad de recombinación debido a la existencia de distintos

genes.

Regiones V 75 25 7 11Regiones D 0 2 0 2Regiones J 50 12 2 2

2. Diversidad de combinaciones. Debido a que se expresan los dos haplotipos de las cadenas y se combinan con la cadena .

3. Asociación de nucleótidos N y P. La enzima deoxinucleotidil transferasa terminal (TdT) añade nucleótidos N y P en el reordenamiento de las cadenas del TCR.

En total, el TCR tiene la capacidad de reconocer 106 antígenos diferentes.

APOPTOSIS EN LINFOCITOSEn el timo se produce la muerte de una gran cantidad de linfocitos T. La apoptosis se caracteriza por:

- Daños en el ADN- Condensación y fragmentación del núcleo- Alteraciones en la membrana plasmática- Cambios en la distribución de los lípidos de membrana- Separación de las células de la matriz extracelular- Fagocitosis, producida por los corpúsculos de Hassal.

La muerte por apoptosis puede ser activa o pasiva. Si el linfocito ya ha realizado su función, no recibe señales de supervivencia y libera de la mitocondria el citocromo c, que induce la muerte por apoptosis. También puede ocurrir que el linfocito T no consiga destruir un antígeno, en consecuencia aparecen las proteínas Fas y Fas-Ligando (Fas-L) que se unen y activan a las caspasas produciéndose la muerte del linfocito.

Muerte celular pasiva (falta de señal de supervivencia):- Selección positiva de los linfocitos inmaduros en el timo. Los linfocitos que no son

seleccionados dejan de percibir la señal de supervivencia. - Falta de estimulación antigénica a linfocitos en reposo. - Eliminación de linfocitos activados tras la estimulación del antígeno- Falta de selección tras la hipermutación somática

Muerte celular activa:- Selección negativa de los linfocitos en el timo, mediada por Fas y Fas-L.- Excesiva estimulación antigénica- Lisis de células infectadas por Linfocitos T Citotóxicos (CTLs).

MECANISMOS APOPTÓTICOSLa falta de señales de supervivencia produce la liberación de citocromo c por parte de la

mitocondria. En el citoplasma de la célula, hay una familia de proteínas llamada BH-3 (Bad, Bax y Bak). Estas proteínas están inactivas, y cuando hay señales apoptóticas en la célula las proteínas BH-3 se activan y actúan sobre proteínas de la mitocondria (Bcl-x y Bcl-2), alterando la permeabilidad de la membrana y liberándose el citocromo c. Este se une a la proteína Apal-1, que activa a la caspasa 9 y esta activa a una cascada de caspasas que desemboca en la muerte de la célula.

Cuando se unen las proteínas Fas y Fas-L, se activan dominios de muerte, que permite la unión de proteínas adaptadoras, que a su vez activan a caspasas.

14.4. Ontogenía de la expresión del TCR y moléculas accesorias.

14.5. La selección positiva y negativa de los linfocitos T en el timo.Selección positiva: La célula epitelial del timo le presenta al linfocito inmaduro un péptido a través del MHC. Este timocito reconoce el MHC propio y es seleccionado positivamente.

El mecanismo de selección positiva es el rescate de los trocitos de una ruta de apoptosis por defecto, inducido por una interacción débil del TCR con los complejos MHC-péptido expresados por las células epiteliales tímicas.La generación de células T maduras específicas de antígenos extraños es el resultado de la interacción débil con antígenos propios en el timo.

ELEMENTOS IMPORTANTES EN EL PROCESO DE SELECCIÓN POSITIVA1. El epitelio tímico. Son las células epiteliales del timo. Para comprobar su importancia se

realizó el siguiente experimento: Una cepa de ratones actúa como donante (ab) y se le transplanta su médula ósea a dos ratones (a y b) irradiados. Una vez realizado el transplante, se observan los linfocitos del ratón a, los cuales solo reconocen el MHC del ratón a y de igual modo el ratón b. En resumen, la médula ósea produce los precursores linfoides que luego se seleccionaran en el epitelio tímico.

2. La expresión de MHC, por parte de las células epiteliales del timo. Se realizó un experimento para comprobar su importancia: se cogieron ratones knock-out para el MHC tipo I y tipo II. Cuando el bloqueo es para el MHC tipo I, no se desarrollan los linfocitos CD8 pero sí los CD4. Cuando se bloqueaba el MHC tipo II, no se desarrollan los CD4.

3. La expresión de TCR, por parte de los timocitos doblemente positivos. Se tomaron los plásmidos para un TCR que tenía la capacidad de reconocer el MHC H-2Db y el péptido H-Y como propio. Los plásmidos se transfectaron a tres ratones:

- Un ratón macho que tenía la capacidad de sintetizar el péptido H-Y como propio. Los linfocitos reconocían el MHC propio (selección positiva) y además reconocían el antígeno como propio (selección negativa), con lo cual los linfocitos eran inducidos a muerte por apoptosis.

- Una hembra que expresaba un MHC distinto: H-2Dk, con lo cual los linfocitos entraban en apoptosis al no reconocer el MHC propio.

- Una hembra que expresaba el MHC H-2Db y no expresaba el antígeno H-Y. Así que los linfocitos proliferaban (selección positiva).

4. La expresión de los co-receptores. Los co-receptores reconocen al MHC propio por el

lateral. Se realizó un co-receptor transgénico que sólo reconocía el MHC tipo I, con lo cual solo maduran los linfocitos CD8. Y si se expresaban co-receptores para el MHC tipo II sólo maduraban los linfocitos CD4.

5. El repertorio de péptidos, que se presentan junto con el MHC. Se cogió una cepa de ratón que se le extrajo una porción de timo, y se cultivaron las células. Los timocitos doblemente positivos al reconocer al MHC-péptido de la célula epitelial, daban lugar a linfocitos CD8+. En ratones deficientes en TAP, las células epiteliales no mostraban los péptidos junto con el MHC, en consecuencia no se producía un reconocimiento y no se producían linfocitos CD8+. A los cultivos del timo de estos ratones se le añadieron péptidos de unos 9 aminoácidos, y se pudo observar que algunos se cargaban en el MHC sin participación de TAP1 y sí se producían linfocitos CD8+.

Selección negativa: La selección negativa de los timocitos funciona provocando la apoptosis de las células cuyos receptores reconocen complejos MHC-péptido propio con alta afinidad.

ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LA SELECCIÓN NEGATIVAEs importante la afinidad MHC-péptido y el repertorio de péptidos que hay en el timo.

En condiciones normales, los péptidos son presentados por las células presentadoras de antígenos (APC) a los linfocitos T inmaduros en el timo, con lo cual las células que reconocen los péptidos propios son eliminadas durante el desarrollo tímico.

En animales deficientes en H-2M, expresan moléculas de MHC tipo II que llevan predominantemente el péptido CLIP de la cadena invariante. Por tanto, sólo el péptido CLIP es presentado a las células T en el timo. Las células T CD4 que maduran en presencia del MHC tipo II se vuelven reactivas a antígenos propios.

14.6. Hipótesis de la avidez y de la transmisión diferencial de la señal.

SEÑALES QUE DETERMINAN LA SELECCIÓN POSITIA O NEGATIVAEstas señales que promueven la selección positiva y la selección negativa tienen que ser diferentes. Las células inmaduras son rescatadas de la muerte (selección positiva) y las que no mueren. Ahora sobre las células que han sobrevivido, actúa la selección negativa, es decir la inducción a muerte de las células que reconocen a antígenos propios con una grana afinidad. Solo las células que reconocen al MHC propio y a los antígenos propios con una baja afinidad llegan a la sangre.

TUMORES DE CÉLULAS TLos tumores de las células T pueden aparecer en cualquiera de los estadios de su maduración. El tipo de marcador que presentan las células determina el tipo de tumor y el tratamiento.

- Podemos encontrar tumores en la médula ósea, debido a la proliferación incontrolada de las células madre pluripotenciales, que darán lugar a los progenitores linfoides. Encontramos el CD34 en su membrana, mediante técnicas de inmunofluorescencia.

- Progenitores linfoides: Leucemia linfoblástica aguda común, que se da en los niños. Puede ser debido a los linfocitos B o T. Los marcadores de superficie son el CD10, CD19 y CD20, y se encuentran en el timo.

- Células estromales del timo o células epiteliales: Timoma. Se encuentran en el timo. Presentan citoqueratinas en su superficie.

- Timocito: Leucemia linfoblástica aguda. Es muy frecuente en los niños. Se encuentra en el timo. El marcador de superficie es el CD1.

- Célula T: Leucemia linfocítica crónica, que se da en adultos. También es conocida como el síndrome de Sèzary o micosis fungoide. Se caracteriza porque afecta a la piel y órganos internos (incluyendo los órganos linfoides periféricos). Presentan en su superficie CD3, CD4 y CD8.

- Enfermedad de Hodgkin. Es un tumor de las APC y afecta a los órganos linfoides periféricos, aunque también afecta a otros. El marcador es el CD30.

Preguntas por temas1. En cual de estas células comienza el reordenamiento de los genes del TCR de los timocitos:

a) Timocitos doblemente negativos CD4- CD8-b) Timocitos doblemente positivosc) Timocitos CD4d) Timocitos CD8e) Timocitos CD3

2. ¿Cuál de estos eventos se lleva a cabo en el reordenamiento génico de los genes del TCR?:a) Exclusión alélica de la cadena b) Exclusión alélica de la cadena c) Mutaciones somáticas

d) Maduración de la afinidade) Cambio de isotipo

3. ¿Cuál de estas características no es cierta con respeto a los linfocitos T?:a) Se unen a las proteínas CD3 para la transmisión de la señal.b) Los linfocitos T tipo helper podemos encontrarlos en el intestino delgado de los

ratonesc) Un 5% de los linfocitos T los encontramos en sangre periférica de los seres humanos.d) Un 10% de los linfocitos T los encontramos en la mucosa intestinal de los seres

humanos.e) Se encuentran en tejidos concretos del organismo.

4. De las siguientes afirmaciones sobre el desarrollo de los linfocitos T, señala la respuesta incorrecta:

a) La maduración y selección de los timocitos en el timo se caracteriza por una expresión de marcadores de superficie que indican su estado de maduración y de reordenamiento de genes.

b) Durante el desarrollo de los timocitos, éstos pueden expresar al mismo tiempo CD4 y CD8. Son los denominados timocitos dobles positivos.

c) La cadena del receptor T se encuentra en el cromosoma 14, las cadenas y en el 7 y la en el brazo corto del cromosoma 6.

d) En la cadena a no ocurre la exclusión alélica que ocurre cuando se da el reordenamiento de los genes de la cadena .

e) Las células T (1,5% de la población de linfocitos) no expresan ninguno de los correceptores y son el primer tipo de linfocitos que aparece durante el desarrollo embrionario.

La respuesta que no es verdadera es la 3, ya que la cadena ß del receptor T se encuentra en el cromosoma 7 (y no en el 14), las cadenas y en el 14 (no en el 7) y la en el brazo corto del cromosoma 7 (no en el 6). El resto de afirmaciones son correctas, ya que la maduración y selección de los timocitos en el timo se caracteriza por una expresión de marcadores de superficie que indican su estado de maduración y de reordenamiento de genes. Durante este proceso hay timocitos dobles positivos (expresan los dos coreceptores). Asimismo, también es correcto que en la cadena a no ocurre la exclusión alélica que ocurre cuando se da el reordenamiento de los genes de la cadena ß. Igualmente es acertado afirmar que las células T (1,5% de la población de linfocitos) no expresan ninguno de los correceptores y son el primer tipo de linfocitos que aparece durante el desarrollo embrionario. 5. De las siguientes afirmaciones sobre los procesos de selección de los timocitos durante su desarrollo, elige la correcta:

a) El mecanismo de selección positiva es el rescate de los timocitos de una ruta de apoptosis por defecto, inducido por una interacción débil del TCR con los MHC propios con péptidos propios o extraños.

b) En la apoptosis pasiva intervienen el receptor Fas y su ligando Fas-L, y la apoptosis activa es dependiente del citocromo-c.

c) La selección se lleva a cabo en la médula del timo y se hace sobre el repertorio de especificidades del TCR.

d) En la selección negativa se induce a apoptosis a las células T que tienen un TCR que reconocen el MHC extraño con antígenos propios con gran avidez.

e) En los procesos de selección sólo un pequeño número de timocitos mueren. La gran mayoría llegarán a linfocitos T maduros.

En esta pregunta, sólo la respuesta 1 es correcta, pues el mecanismo de selección positiva es el rescate de los timocitos de una ruta de apoptosis por defecto, inducido por una interacción débil del TCR con los MHC propios con péptidos propios o extraños. Sin embargo el resto de respuestas son erróneas. La apoptosis pasiva es dependiente del citocromo-c, y la apoptosis activa intervienen el receptor Fas y su ligando Fas-L. En la respuesta b) se afirma al contrario.

La respuesta c) afirma que la selección se lleva a cabo en la médula del timo y se hace sobre el repertorio de especificidades del TCR. En realidad ocurre en la corteza profunda del timo y no en la médula.

En la selección negativa se induce a apoptosis a las células T que tienen un TCR que reconocen el MHC propio (no extraño como se dice en la respuesta d) con antígenos propios con gran avidez.

Por último, en los procesos de selección la mayoría de timocitos mueren. En la respuesta e) se afirma, erróneamente que la mayoría sobreviven a la selección.TEMA 15: ACTIVACIÓN DE LAS CÉLULAS B Y PRODUCCIÓN DE ANTICUERPOS

15.1. Respuesta inmune humoral primaria y secundaria.La inmunidad humoral es llevada a cabo por los linfocitos B, pertenece a la inmunidad adaptativa. En la propia respuesta humoral se distinguen dos tipos: primaria y secundaria. La respuesta primaria es la que se desencadena en la primera infección y la secundaria se lleva a cabo por las células memoria frente a una segunda infección.

1. Los linfocitos vírgenes reconocen a un patógeno que ha entrado en el organismo, estos linfocitos se activan y se produce una proliferación clonal, hasta que a los 8-10 días se han diferenciado en células plasmáticas. Una parte de estas células quedan como células memoria en la médula ósea y en la sangre, con una vida media larga.

2. En el caso de un segundo contacto con ese antígeno, la respuesta será más rápida (5 días) y más contundente. Las células plasmáticas vuelven a la médula ósea y a la sangre. Este es el fundamento de la manipulación del SI por las vacunas. Las vacunas inmunizan al sujeto con antígenos atenuados que mimeticen una infección primaria, para que una vez que el individuo tiene contacto con ese antígeno, el SI posee células plasmáticas y memoria que producen una respuesta más rápida.

Fases de la respuesta inmune humoral- Reconocimiento. - Procesamiento.- Ataque, respetando lo propio y atacando lo extraño.

El linfocito B tiene dos tipos de receptores: IgM e IgD, que al reconocer el antígeno se activa y sufre una expansión clonal. El linfocito B se transforma a célula plasmática, y sufre un cambio de isotipo dependiendo del patógeno que haya entrado y de la vía que hay utilizado. También puede sufrir la maduración de la afinidad. También puede que una pequeña parte de estas células queden como células memoria.

15.2. Transmisión de la señal por el complejo-receptor de antígeno de las células B.El BCR son anticuerpos IgM e IgD, que poseen una cola citoplasmatica pequeña e incapaz de transmitir la señal al interior celular. Por esto se asocia a cadenas y , que poseen colas que permiten la transmisión de la señal a través de los dominios ITAM. Cuando un antígeno es reconocido por la Fab, los dominios ITAM se fosforilan y activan a protein-quinasas (lyn, fyn, blk) que potencian la fosforilación de estos dominios ITAM. Además estas fosforilaciones

provocan la activación de proteínas adaptadoras de membrana. Estas proteínas adaptadoras de membrana favorecen el intercambio de GTP/GDP activando las rutas de las Ras-MAP quinasas y de las Rac-SAP-quinasas. La activación de esta ruta finaliza en la activación de las proteínas ERK y JNK, que activan a los factores de trasncripción NF-kb y AP-1. A su vez, la activación de los dominios ITAM, activa a la fosfolipasa C. Una vez activada la PLC1, esta hidroliza al fosfatidilinositol bifosfato (PIP2), generándo inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG). El IP3 se une a un receptor específico (IP3R) localizado en unas estructuras específicas del retículo endoplásmico facilitando la liberación del calcio intracelular de sus compartimentos y aumentando la concentración de estos iones en el espacio libre intracelular. El calcio se puede unir a la calmodulina y posteriormente a la calreticulina, activando a los factores de transcripción Myc y NFAT. Además el DAG junto con los niveles de calcio activan a la proteín quinasa C (PKC), que provoca la activación de los factor de transcripción NFAT y NF-kb.

Todos estos factores de transcripción penetran en el interior del núcleo y se unen a determinados promotores que inducen la transcripción de genes que intervienen en la respuesta inmune de la célula.

Consecuencias funcionales de la transmisión de la señal desde el receptor antigénico de las células BEl linfocito B virgen es activado por antígenos, y esta célula activada puede:

- Entrar una fase de proliferación.- Incrementar la expresión de moléculas co-estimulatorias como el B7-1 y B7-2.- Aumentar la expresión de receptores de IL, como IL-2 y IL-4.- Aumentar la supervivencia de las células, la aumentar la expresión de proteínas anti-

apoptóticas como la Bcl-x, que se encuentra en la membrana de la mitocondria.

15.3. Presentación del antígeno por células B a las T.En presencia de un virus, el linfocito B reconoce a proteínas de la cápsida a través de la

Fab del BCR. En tal caso, se fagocita al virus y en el fagolisosoma se degrada y se procesa estas proteínas y se cargan en el MHC. Este MHC-péptido se presenta al linfocito T, junto con moléculas coestimulatorias. El linfocito T se activa y libera interleuquinas, que actúan de manera paracrino y hacen que el linfocito B se activa y se transforme en célula plasmática liberadora de anticuerpos que neutralicen al virus para que no infecte a otras células.

En el caso de las bacterias, el linfocito B reconoce al lipopolisacárido de la pared bacteriana. El lipopolisacárido se procesa y de igual modo se carga en la molécula de MHC y se presenta al linfocito T junto con moléculas coestimulatorias. El linfocito T se activa y libera citoquinas, que actúan sobre el linfocito B. Este se transforma en célula plasmática liberadora de anticuerpos que bloquean a la bacteria.

La activación de las células B por las células T requiere contacto físico:- Si cultivamos linfocitos T activados y linfocitos B activados, y se le añaden los productos

del otro linfocito, las células no se activan, ya que requieren el contacto físico de las membranas.

- Al bloquear las moléculas CD40 y CD40-ligando, no se produce la estimulación de los linfocitos B. Los fibroblastos que expresaban estas moléculas si estimulaban a los linfocitos B.

15.4. Citoquinas que regulan la respuesta mediada por anticuerpos.Las citoquinas permiten el cambio de isotipo, la maduración de la afinidad y el número de células memoria.

- Los linfocitos B activados liberan IL-2, IL-4 e IL-5, que van a actuar sobre la proliferación clonal y dirigiendo la diferenciación hacia células plasmáticas liberadoras de anticuerpos IgM.

- Puede ocurrir un cambio de isotipo a IgG, por la acción de IL-4, IL-6, IL-2 e IFN-.- Puede ocurrir un cambio de isotipo a IgA, por la acción de IL-5 y TGF-factor de

crecimineto transformante ). En las mucosas.- Puede ocurrir un cambio de isotipo a IgE, por la acción de IL-4. Esto se produce en el

caso de infección por helmintos y en las alergias.

15.5. Desarrollo del centro germinal.Los ganglios linfáticos, que se encuentran intercalados en el sistema linfático, poseen en

la corteza, folículos linfoides primarios y secundarios. En el caso de los folículos secundarios, los linfocitos B estaba activo y proliferando, y por ello se observa un centro germinal en el centro de los folículos secundarios.

En el ganglio linfático es donde se produce la cooperación entre linfocitos T y B. Las células dendríticas foliculares son células presentadoras de antígeno, y se lo presentan a los linfocitos T helper, y este migra hasta la periferia de los folículos primarios. Por otra parte el linfocito B previamente activado se dirige hacia la periferia del folículo primario, en este momento hay una cooperación entre ambas células.

Una vez que el linfocito B es estimulado por las citoquinas liberadas por el linfocito T, vuelve al centro del folículo primario y comienza a proliferar. Esta proliferación da lugar a la aparición de una serie de linfocitos B con distinta afinidad por el antígeno, estos vuelven a ponerse en contacto con el antígeno por medio de las células dendríticas que existen en el centro germinal. Aquellos linfocitos B que reconocen al antígeno con poca afinidad son inducidos a muerte por apoptosis, y los que poseen mayor afinidad van a proliferar (maduración de la afinidad).

Los linfocitos con alta afinidad por el antígeno son mantenidos vivas para que proliferen y se transformen en células plasmáticas.

En el momento que la respuesta en contra del patógeno ha terminado, el organismo posee mecanismos de feed-back para regular la respuesta inmune. En este caso hay anticuerpos bloqueando antígenos, estos anticuerpos se unen a receptores (FcRII) en la membrana del linfocito B, que posee dominios de inhibición. Cuando se produce la unión anticuerpo-receptor activa a fosfatasas que eliminan los fosfatos de los dominios ITAM del BCR, cesando la activación del linfocito.

15.6. Antígenos timo-dependientes.Los antígenos pueden ser de dos tipos: timo-dependientes, que requieren la participación

de los linfocitos T para la estimulación del linfocito B, y timo-independientes, que pueden ser tipo 1 y tipo 2, que son antígenos capaces de estimular al linfocito B. El tipo 1 induce cambio de isotipo por si mismo, pero el tipo 2 necesita la cooperación de los linfocitos T para inducir el cambio de isotipo.

Preguntas por temas1. En una infección bacteriana, que porción del ganglio linfático se ve aumentado:

a) Los cordones medularesb) Los senos medularesc) Los centros germinales de los folículos primariosd) La zona paracorticale) Los centros germinales de los folículos secundarios.

2. Cual de estas sentencias crees que no es cierta:a) La activación de las células B por las células T requiere contacto físicob) Las citoquinas liberadas por las células T activadas pueden activar in vitro al

linfocito B.c) El receptor CD40 de la superficie celular de las células R es un importante coestimulador

cuando se une al ligando.d) La molécula CD38 de la superficie del linfocito B es un inhibidor de la señal de

activación de la célula B.e) El centro germinal de los folículos secundarios es un lugar de proliferación de los

linfocitos B.

3. Indica la aseveración correcta respecto a los antígenos T independientes (TI):a) Inducen memoria.b) Requieren la colaboración de linfocitos Th.c) Pueden inducir cambio de isotipo.d) Pueden inducir la proliferación y diferenciación de células B en ausencia de células

Th.e) Ninguna es correcta.

Aunque la mayoría de las respuestas humorales específicas son dependientes de la ayuda proporcionada por los linfocitos Th (antígenos T-dependientes o TD), existen antígenos frecuentes en los patógenos (lipopolisacáridos, polisacáridos bacterianos y proteínas muy grandes) que pueden inducir este tipo de respuestas en ausencia de células T. Estos antígenos se conocen como antígenos T-independientes (TI) y pueden agruparse en dos categorías: TI-1 y TI-2. Es posible que se trate de un mecanismo innato, para disponer en poco tiempo de muchos tipos de anticuerpos donde elegir, o bien de anticuerpos poliespecíficos capaces de unirse al patógeno mientras se induce la inmunidad innata. De hecho, los antígenos TI no inducen memoria ni cambio de isotipo.Los antígenos TI-1 poseen una actividad intrínseca capaz de inducir la proliferación y diferenciación de células B (maduras e inmaduras), y lo hacen a altas concentraciones independientemente incluso de su especificidad (activación policlonal). A bajas concentraciones sí inducen respuestas específicas. 4. Señale la respuesta INCORRECTA:

a) La diferenciación a célula plasmática se debe a señales que proceden de la molécula CD23.

b) La diferenciación a célula de memoria depende de señales recibidas por linfocitos B a través de CD40.

c) La diferenciación de célula plasmática va acompañada de importantes cambios de morfología, fenotipo y función de la célula diferenciada.

d) La diferenciación a célula de memoria no necesita nuevos contactos con linfocitos Th.

e) Las células plasmáticas y de memoria se diferencian a partir de linfocitos B seleccionados positivamente en el centro germinal.

Los linfocitos B seleccionados positivamente en el centro germinal pueden diferenciarse bien a células plasmáticas productoras de anticuerpos, bien a células B de memoria.

Se cree que la diferenciación hacia célula plasmática es debida a las señales recibidas por el linfocito B a través del correceptor CD19/CD21/CD81 desde la molécula CD23 expresada en la membrana de las células dendríticas foliculares o liberada de forma soluble al medio por estas mismas células. Va acompañada de importantes cambios en la morfología, fenotipo y función de la célula que se diferencia.

La diferenciación hacia células de memoria dependería de las señales recibidas por el linfocito B a través de CD40 desde su ligando en los linfocitos T, requiriendo, por tanto, nuevos contactos con linfocitos Th.TEMA 17: CITOXICIDAD MEDIADA POR CÉLULAS T.

17.1. Tipos de respuesta inmune mediadas por células TEl linfocito T produce respuesta inmune frente a bacterias (intracelulares o extracelulares)

y a virus. Las células presentadoras de antígenos (fagocitos) presentan los antígenos (MHC tipo II)

al linfocito T helper activándose. En el caso de bacterias intra-citoplasmáticas, los péptidos se presentan junto con MHC tipo I al linfocito T CD8. Una vez activados, los linfocitos T liberan citoquinas, entre ellas el TNF, que actúa sobre los polimorfos nucleares provocando procesos inflamatorios, o el IFN, que actúa sobre el propio macrófago activando su capacidad microbicida.

En el caso de infección por virus, los antígenos son detectados por linfocitos T CD8 mediante MHC tipo II, induciéndose la muerte de la célula por apoptosis.

17.2. Funciones de las citoquinas en la inmunidad mediada por células T.- La IL12 conecta la inmunidad natural con la inmunidad adaptativa. Es liberada por el

macrófago activado (cuando penetra un agente patógeno en su interior, ya que tiene receptores para el lipopolisacárido bacteriano), y produce la diferenciación de los linfocitos T a linfocitos T helper 1. Este se activa y libera IFN que aumenta la capacidad bactericida del macrófago.

- La IL2 actúa de manera autocrina sobre el linfocito T induciendo su proliferación.- El TNF- Las quimioquinas- IFN- IL4, IL12 e IL10.

Todas estas citoquinas ponen en marcha la respuesta de hipersensibilidad retardada.

17.3. Hipersensibilidad retardada, concepto y fases de la respuesta.Son reacciones de hipersensibilidad (daños en los tejidos) retardada o tipo IV, porque

tardan 48h en producirse, pueden causar granulomas. Cuando penetra un antígeno en el organismo, generalmente bacterias de metabolismo intracelular (bacilo de la tuberculosis, bacilo de la lepra, y Listeria monocytogenes), provoca una activación o sensibilización de los linfocitos T vírgenes que se activan por el factor transfer, y liberan citoquinas que producen citotoxicidad indirecta aumentando la capacidad bactericida del macrófago; aumento de polimorfos nucleares en el foco promoviendo los procesos inflamatorios; producen quimiotaxis, atrayendo al foco células inflamatorias. Esta inmunidad se puede pasar de unos individuos a otros (inmunidad adoptiva), si se inyectan linfocitos sensibilizados por el factor transfer o bien por el propio factor.

A un individuo sano se le inyecta el bacilo de Koch (de la tuberculosis). Este primer contacto va a producir una sensibilización. Después de 1 ó 2 semanas, el individuo se va a recuperar.

Tras este periodo, si le inyectamos una dosis intradérmica de antígeno debilitado, se provoca el cuadro. En las siguientes 48h, el individuo va a presentar un área de induración, y en función del tamaño se puede conocer el tiempo que hace que ha estado expuesto al patógeno. Este proceso de induración es una respuesta de hipersensibilización tipo IV, donde los linfocitos T sensibilizados comienzan a liberar citoquinas que producen una vasodilatación, quimiotaxis, y un aumento de fibroblastos. Si el diámetro es pequeño, es que el individuo nunca ha estado en contacto con el patógeno, pero si es grande sí.

17.4. Activación de los macrófagos mediada por las células T

El contacto con el patógeno puede producirse en la piel o en las vías respiratorias. En el caso de la piel, las células dendríticas de la epidermis o células de Langerhans que atrapan al agente patógeno y migran con él al ganglio linfático más próximo, madurando en el proceso. Una vez en el ganglio, la célula dendrítica o los macrófagos alveolares (si el patógeno ha penetrado por vías respiratorias) muestran el antígeno, junto con las moléculas de MHC a los linfocitos T CD8 o CD4.

En el caso del linfocito CD4, el macrófago libera citoquinas (IL12) que activa a los linfocitos CD4 haciéndolos proliferar y trasformándose a células efectoras. En el caso de los CD8, al reconocer al MHC-péptido se activan y proliferan, transformándose en células efectoras.

Estas células efectoras salen al torrente circulatorio y van a dirigirse a aquellos tejidos periféricos donde ha entrado el agente patógeno. En el proceso, las células endoteliales del vaso se activan y liberan moléculas de adhesión y producen un flujo más lento, dirigiendo a las células hacia el foco.

- Cuando el macrófago se activa libera citoquinas (IL12, TNF) que señalizan que existe un foco infeccioso. Las células del endotelio producen moléculas de adhesión. Las primeras en expresarse son las E-selectinas que atraen a los neutrófilos; después se expresan las ICAM-1 que atraen a los monocitos y por último las VCAM-1 que atraen a las células T.- En condiciones normales, las células endoteliales presentan receptores de baja afinidad por las moléculas de adhesión. Cuando se produce un proceso infeccioso, los receptores y los ligandos de baja afinidad son sustituidos por unos de alta afinidad, con lo cual las células son atraídas hacia el vaso produciendo deformaciones, y son conducidas hacia la lesión. Las células al llegar al foco salen del vaso debido a la inflamación, que produce un aumento local de la permeabilidad.

Una vez en el tejido infectado, el macrófago vuelve a presentarle el antígeno, y estos linfocitos T se activan y liberan citoquinas: IFNg que activa la capacidad bactericida del macrófago, o TNF y quimioquinas que producen la respuesta inflamatoria con el fin de aislar al agente patógeno. Esta nueva activación tiene el objetivo de acabar con el agente patógeno, pero no todos los linfocitos conectan con el antígeno sino que quedan como células memoria. Estas células vuelven al torrente circulatorio.

En el caso de no poder eliminar al patógeno, el sistema inmune produce un aislamiento crónico del patógeno, con lo cual se producen granulomas. Los pacientes de tuberculosis tienen el pulmón con granulomas donde se encuentra el bacilo aislado. En una tos fuerte, se puede liberar el bacilo y reanudar la infección.

La unión entre el macrófago y el linfocito activa a ambas células, produciéndose el IFNg que activa la capacidad bactericida del macrófago. Este aumento se debe a:

- La aparición de un mayor número de moléculas de MHC (mayor capacidad de exponer el antígeno en el exterior)

- Un aumento de moléculas co-estimulatorias (mayor capacidad de estimular a las células)- Un aumento de la secreción de IL pro-inflamatorias: TNF, IL1 e IL12.- Un aumento en la destrucción interna de patógenos, debido a la activación de enzimas

que sintetizan el ion superóxido y el oxido nítrico.

17.5. Activación de linfocitos T CD8 y diferenciación de CTLsLa diferenciación del linfocito T CD8 a linfocito T citotóxico puede ocurrir de tres

maneras diferentes:1. Activación directa. Un patógeno penetra en el organismo, y el macrófago se lo presenta al

linfocito T CD8. Este se activa y libera citoquinas, y prolifera transformándose a CTLs2. Cooperación con el linfocito CD4. un macrófago activado presenta el antígeno a un

linfocito CD4 y a otro CD8. El linfocito CD4 se activa y libera citoquinas, que activa al linfocito CD8.

3. Puede ocurrir con la cooperación del CD4 en dos pasos. El macrófago es activado por el CD4 y una vez activado el macrófago activa al CD8.

El linfocito T citotóxico produce la lisis de las células infectadas mediante varios pasos:- La célula diana expone los epítopos antigénicos del virus y los muestra al linfocito T

citotóxico, y se activa. - El linfocito T citotóxico al activarse, libera los gránulos de granzimas y perforinas. Una

vez, liberados los gránulos el linfocito T se suelta, ya que las sustancias liberadas pueden dañar su propia membrana. Las perforinas producen poros en la membrana por donde penetra agua y calcio,

produciendo una hipoosmosis en la célula, que finaliza al estallar la célula. A través de los poros, las granzimas penetran en la célula activando a las caspasas

(caspasa 8) que activa la apoptosis. La aparición de Fas y Fas-ligando, que llevan dominios de muerte citoplasmaticos

que al unirse, se activan y producen la muerte de la célula por apoptosis.

17.6. Papel de las células Th2 en la regulación de la inmunidad mediada por célulasLos linfocitos CD4 o helper puede ser de dos tipos: Th1 o Th2, que son iguales y solo se

diferencian en la interleuquinas que liberan. Estas interleuquinas hacen que cada uno tenga funciones distintas.

1. El Th1 libera TNF que aumenta los procesos inflamatorios, e IFNg que aumenta la capacidad bactericida del macrófago (reacciones de hipersensibilidad retardada).

2. El Th2 libera citoquinas (IL10, IL4 e IL13) que inhiben los efectos del TNF (procesos inflamatorios) e inhiben los efectos del IFNg.

Preguntas por tema.1. La citotoxicidad mediada por células en un tipo de respuesta inmune con el objetivo de destruir el agente patógeno responsable de la infección. La inmunidad celular transferida de fase adaptativa, podrías indicar a través de que mecanismo.

a) Administrando linfocitos T sensibilizados viablesPero también podría administrar suero de un paciente sensibilizado, lleva factor transfer.

2. Las funciones de los linfocitos T figuran:a) Citotoxicidad celular específica de antígenob) Hipersensibilidad de tipo retardadac) Cooperación con células B para la formación de anticuerposd) Regulación negativa de la respuesta inmunee) Todas las anteriores

3. Los macrófagos activados producen proteínas que desencadenan funciones efectoras como la trombosis, destrucción de microorganismos, remodelación tisular, inflamación, etc. Indique de las relaciones siguientes cuál es falsa:

a) Aumento de moléculas del MHC -- Presentación de antígenos potenciada.b) Factor tisular -- Remodelación tisular.c) Citoquinas -- Inflamación.d) Oxidasa fagocítica -- Destrucción de microorganismos.e) Aumento de coestimuladores -- Presentación de antígenos potenciada.

En los macrófagos, el aumento de las moléculas del MHC y las moléculas coestimuladoras potencia la presentación de antígenos, la síntesis de las enzimas oxidasa fagocítica y óxido nítrico sintasa fomenta la destrucción de microorganismos, las citoquinas producen inflamación al ser liberadas, los factores de crecimiento y los angiogénicos producen la remodelación tisular, y el factor tisular produce trombosis. 4. El mecanismo más importante de la actuación de los linfocitos T citolíticos es:

a) Liberación de proteínas granulares citotóxicas a la célula diana.b) Expresión del ligando FasL, que se acopla al Fas de la superficie de las células diana.c) Liberación de citoquinas.d) Apoptosis de células diana.e) Ninguna es cierta.

El mecanismo principal de la citólisis mediada por CTL (Linfocito T Citotóxico) es la liberación de proteínas granulares citotóxicas a la célula diana reconocida por el CTL.Los CTL utilizan un segundo mecanismo de citólisis que está mediado por interacciones de moléculas de la membrana de los CTL y de las células diana. Tras su activación, los CTL expresan una proteína de membrana llamada ligando de Fas (FasL), que se une a su proteína diana, Fas, expresada por muchos tipos celulares. Esta interacción también da lugar a la activación de caspasas y a la apoptosis de las células diana.TEMA 18: MECANISMOS EFECTORES DE LAS REACCIONES ALÉRGICAS.

18.1. Reacciones de hipersensibilidad tipo I, concepto, características y fases.

Las reacciones de hipersensibilidad tipo I también denominadas inmediatas, porque se ponen en marcha en 30 min. Tiene un carácter para defender, el problema radica en que se ponen en contacto con antígenos inocuos provocando cuadros locales de sinusitis, renitis, conjuntivitis, asma, fiebre del heno, etc. y un shock séptico, que afecta a todo el organismo, en el caso de una picadura de un insecto. En este caso hay que administrar los fármacos que frenen el cuadro.

Las reacciones de hipersensibilidad son llevadas a cabo por los mastocitos. Estos llevan receptores para la fracción Fc de los anticuerpos IgE (FcR). Estos IgE también se conocen con el nombre de rearginas, y las personas que padecen las reacciones de hipersensibilidad o alergias se denominan atópicos.

Las células cebadas o mastocitos reconocen a los IgE, de tal manera que el mastocitos se activa y se desgranula, liberando mediadores rápidos (histamina y mediadores lipídicos), que están formados en los gránulos del mastocito y mediadores tardíos (citoquinas), que tardan 24 h en ser sintetizados. Estos mediadores tienen la acción de: vasodilatación del vaso, produciéndose la salida de líquido y células (edema); bronco-constricción debido a la constricción del músculo liso; aumento de la secreción de moco de las glándulas exocrinas. Esto explica el asma provocado por polen u otros antígenos inhalados por vía respiratoria.

Para que se produzcan las IgE es necesario un cambio de isotipo en el linfocito B, por acción del linfocito T helper 2, que libera IL-4. Esta IgE encuentra receptores en la membrana del mastocito, con lo cual se activa el mastocito y se desgranula. Se libera el contenido rápido produciendo una reacción inmediata; a las 24 se sintetizan citoquinas, se liberan y mantienen el proceso inflamatorio.

En el caso de la picadura de insecto, lo primero que ocurre es una lesión del vaso liberando factores titulares que actúan dilatando el vaso, con esto se consigue que la sangre vaya más lenta y empiecen a salir líquido intersticial y células al foco. Es decir, se produce un proceso inflamatorio (dolor, tumor, rubor y calor).

La alergias tienen un factor hereditario.

18.2. Biología de la IgE: -El receptor de alta afinidad para el Fc de la IgE.

En la membrana del mastocitos se encuentra un receptor para la IgE, que lleva una cadena con dos dominios globulares perteneciente a la superfamilia de las inmunoglobulinas y es donde se encuentra el dominio de unión a la fracción Fc de la IgE; la cadena atraviesa 4 veces la membrana y posee dominios ITAM; y dos cadenas que poseen dominios ITAM en su parte citoplasmática. Cuando se actívale receptor, los dominios ITAM producen una cascada que finaliza en la desgranulación del mastocito.

-Sucesos bioquímicos que ocurren tras la activación de los mastocitos.El receptor posee dominios ITAM fosforilados, que activan a protein quinasas que activa

a la fosfolipasa C, que produce IP3 y DAG. El IP3 actúa sobre el reticulo endoplasmático, liberando Ca activando a la PKC que promueve la desgranulación del mastocito. La activación de los dominios ITAm, también promueve la activación de las Ras-MAP quinasas que finaliza en la activación de factores de transcripción que se dirigen al núcleo y activan la síntesis de genes de citoquinas: IL1, IL4, IL5, IL6 e IL13. El calcio y las Ras-MAP quinasas activan a la fosfolipasa A2 que activa al ácido araquidónico que es el precursor de prostanglandinas y leucotrienos, las cuales se liberan al medio interviniendo en los procesos inflamatorios (mediadores lipídicos).

18.3. Biología de los mastocitos, basófilos y eosinófilos.Los mastocitos suelen estar en tejidos conectivos, mientras que los basófilos y los eosinófilos se encuentran en la sangre y son atraídos al foco infeccioso cuando se les requiere. Estos tres tipos de células poseen receptores de alta afinidad para IgE, con lo cual pueden dar reacciones de alergias.

-Mediadores de los gránulos de estas célulasLos mediadores rápidos son las aminas biógenas (histamina) que producen los efectos

anteriormente descritos (vasodilatación, bronco-constricción y quimiotaxis); también producen factores quimiotácticos para eosinófilos y para neutrófilos. Los gránulos también pueden contener proteasas (triptasa) que actúan en la remodelación del tejido y en la síntesis de colagenasa; los proteoglicanos como el condroitil sulfato y la heparina, que ayudan a la formación del gránulo y anticoagulante. Las citoquinas que están preformadas encontramos el TNF.

Los mediadores de nueva síntesis encontramos las sustancias de liberación lenta, entre las cuales destacamos el leucotrieno G4 y D4, el leucotrino B, que estimula la ruta de las gli-oxigenasas, que es una vía que estimula los procesos inflamatorios. Y también destacamos las prostanglandinas y los tromboxanos, que actuán activando la ruta de las ciclo-oxigenasas y la reacción plaquetaria. También encontramos el factor activador de plaquetas, que promueve la

activación de plaquetas formando trombos. Las citoquinas que se encargan de mantener los procesos inflamatorios producidos.

18.4. Tratamientos de algunos cuadros alérgicos.El mastocito reconoce a un antígeno y se desgranula, provocando procesos inflamatorios mantenidos por las citoquinas (TNF, IL4 e IL5), y bronco-constricción. Los medicamentos que tratan el asma son:

- El cromolin, que impermeabiliza la membrana impidiendo que la célula se desgranuley los mediadores salgan al exterior.

- La epinefrina y la teofilina, que actúan sobre las células musculares provocando una relajación.

- Los corticoesteroides evitan la activación de las citoquinas.

Las vacunas de desensibilización se inyectan pequeñas cantidades de antígenos, para provocar un cambio de isotipo de IgE a IgG, porque la IgG no produce una desgranulación tan intensa.

Preguntas por tema1. ¿Qué es un alergeno?

Son antígenos ambientales, normalmente inocuos.

2. Si transferimos suero de un individuo alergia o a un individuo que no lo es, este produce una reacción de hipersensibilidad.

3. Indica con que nombre científico se conoce al individuo que monta una reacción de hipersensibilidad inmediata ante cualquier alérgeno: atópico.

4. En relación con los receptores de alta afinidad para la parte Fc de las IgE (FceRI), indique la respuesta errónea:

a) Consta de cuatro cadenas: una cadena , una cadena y dos cadenas ?.b) Lo presentan en superficie, mastocitos, basófilos y eosinófilos.c) Las cadenas a tienen dos dominios de la superfamilia de las inmunoglobulinas, y

entre éstos se una la IgE por su región Fab.d) Las cadenas ? tienen, en sus regiones citosólicas, un motivo ITAM cada una.e) La cadena ß tiene cuatro dominios transmembrana y un motivo ITAM en su región

citosólica.El receptor de alta afinidad para la parte Fc de las IgE (FceRI), consta de cuatro cadenas: una cadena a una ß y dos cadenas ?. La cadena a carece de motivos ITAM, cada cadena ? la cadena ß tiene un motivo ITAM. La cadena a tiene dos dominios de la superfamilia de las inmunoglobulias. Entre estos dominios se una la IgE por su región Fc. La respuesta 3 es la incorrecta ya que afirma que se une la IgE por su región variable Fab.

5. ¿Qué ocurriría en una infección por helmintos en la que se desencadena una respuesta de hipersensibilidad inmediata?:

a) Aumento de la concentración de IgA.b) Aumento de la concentración de IgG.c) Aumento de la concentración de IgE.d) Aumento de la concentración IgM.e) Disminución de la concentración de IgA.

Los anticuerpos IgE reconocen el antígeno en la mayoría de las reacciones de hipersensibilidad inmediata. La IgE circula como un anticuerpo bivalente y normalmente está presente en el plasma en concentraciones inferiores a 1 pg/ml. En condiciones patológicas, como en las infecciones por helmintos y en la atopía grave, esta concentración puede aumentar por encima de 1000 pg/ml