El Sistema Inmunitario Cutneo

o Inmunologa de la piel

Felix Jacobo Tapia

felix.tapia@gmail.com

Orqudea Leonor Rodrguez

orquileo@gmail.com

Nilka Luisa Daz

nilkadiaz@yahoo.com

Instituto de Biomedicina, Universidad

Central de Venezuela, Caracas.

2

Direccin de Correspondencia: Felix J. Tapia, Lab. Biologa

Molecular, Instituto de Biomedicina, Apartado 4043, Caracas 1010A,

Venezuela, Telf./Fax 58-212-8625326, email: felix.tapia@gmail.com

1. El Sistema Inmunitario Cutneo dentro del concepto del

Sistema Inmunitario de la Periferia.

El sistema inmunitario se divide en inmunidad innata o natural e

inmunidad adquirida o adaptativa. Ambas son especficas, la primera

reconoce los elementos infecciosos no-propios y la segunda distingue

todos los antgenos no-propios1. La inmunidad innata constituye la

primera lnea de defensa inmunolgica y se caracteriza por poseer

mecanismos efectores, como fagocitos, complemento y pptidos

antimicrobianos, los cuales se activan en forma rpida y vigorosa

frente a un desafo antignico. Por su parte, la inmunidad adaptativa

gira alrededor de los linfocitos T y B, los cuales poseen receptores

altamente especficos y variados que se unen a sus antgenos y

3

disparan la activacin y proliferacin celular en un proceso conocido

como expansin clonal. La expansin clonal de los linfocitos es

necesaria para generar una respuesta inmunitaria eficiente, pero es

lenta, tomando entre 3 a 5 das para generar linfocitos efectores. Por

esta razn, la inmunidad innata es fundamental para controlar la

mayora de las infecciones o agresiones cutneas y disparar la

inmunidad adaptativa2-4

Tabla 1 Caractersticas de la inmunidad innata y la inmunidad adaptativa

Propiedad Inmunidad Innata Inmunidad Adaptativa Receptores Codificados en la lnea

germinal: fijos en el genoma Generados aleatoriamente

Distribucin No clonal Clonal Reconocimiento Patrones moleculares

asociados a patgenos (PAMP)

Epitopos particulares de protenas, pptidos, carbohidratos

Discriminacin entre Propio y No Propio

Perfecta Imperfecta

Designacin de receptores

Receptores para el reconocimiento de PAMP, PRR

BCR y TCR

Tiempo de Accin Respuesta inmediata Lenta (3-5 das) por necesidad de expansin clonal

Memoria inmunolgica

Ausente Memoria a exposicin previa

Aparicin filogentica Metazoos Vertebrados mandibulados

La diferencia principal entre la inmunidad innata y la adaptativa reside

en los mecanismos y los receptores utilizados para el reconocimiento

4

inmunitario3 (Tabla 1). En el sistema inmunolgico adaptativo, el receptor de linfocitos T (TCR) y el receptor de linfocitos B (BCR) son generados somticamente durante el desarrollo celular, dotando a

cada clula con un receptor estructuralmente nico. Debido a que

estos receptores no son codificados en la lnea germinal, no estn

predestinados para reconocer un antgeno en particular. El diverso

repertorio de BCR y TCR se genera en forma aleatoria, y aquellos

linfocitos portadores de receptores tiles (ej. receptores especficos para patgenos) al toparse con sus antgenos especficos son seleccionados para la expansin clonal. Estos receptores no se

trasmiten a la prxima generacin de clulas y deben ser generados

en cada camada.

En contraste con la inmunidad adaptativa, en la inmunidad innata el

reconocimiento es mediado por receptores codificados en la lnea

germinal, lo que significa que la especificidad de cada receptor es

predeterminada genticamente. Por seleccin natural, estos

receptores evolucionaron para reconocer microorganismos

infecciosos. As, la inmunidad innata reconoce estructuras altamente

conservadas en los microorganismos, las cuales se conocen como

patrones moleculares asociados a patgenos o PAMP4 (Tabla 2).

5

Tabla 2 Patrones moleculares asociados a patgenos (PAMP).

PAMP Agentes patgenos

flagelina flagelos de bacterias

peptidoglicano bacterias Gram positivas

LPS, endotoxina bacterias Gram negativas

ARN doble cadena virus de plantas y animales

ADN no metilado, secuencias CpG eucariotes

Los receptores que se unen a los PAMP son los receptores de patrones de reconocimiento o PRR4

Tabla 3 Receptores para el reconocimiento de PAMP (PRR)

PRR Protena/ Familia Dominio

Ligandos

PRR de secreccin MBP, C1q, SP-A, SP-D,

CRP, SAP

LBP

lectinas tipo C

pentraxinas

Familia protenas transferencia de lpidos

carbohidratos virales y bacteriales

fosforilcolina en bacterias

LPS

PRR de fagocitosis CD14

MMR

Repetidos ricos en leucina

Lectina tipo C

LPS, peptidoglicano

Residuos manosa

6

SR

MARCO

Receptor recolector

Receptor recolector

LPS, ARNdc, LDL

LPS, pared bacterial

PRR de sealizacin TLR

Repetidos ricos en leucina

LPS, LPG, peptidoglicano, lpidoarabinomanano

los cuales se clasifican de acuerdo a su afinidad al ligando, funcin o

relacin evolutiva. En base a la funcin pueden ser clasificados en

PRR endocticos y PRR de sealamiento.

PRR de sealamiento: incluyen la gran familia de receptores tipo peaje (unidos a la membrana celular) y receptores tipo NOD del citoplasma. PRR endocticos: Permiten la unin, absorcin y destruccin de los

microorganismos por los fagocitos, sin la transmisin de seales

intracelulares. Estos PRR reconocen carbohidratos e incluyen los

receptores de manosa de los macrfagos, los receptores de glucano

presente en todos los fagocitos y los receptores barredores que

reconocen ligandos cargados, estn presentes en los fagocitos y son

encargados de la remocin de clulas apoptticas.

Los PRR ms interesantes son la familia de receptores tipo Toll (Toll-like receptors o TLR), la cual est constituida por protenas de transmembranas conservadas filogenticamente, las cuales son

esenciales para la inmunidad innata y en el disparo de las respuestas

7

inmunitarias adaptativas. El primero de estos receptores fue

identificado en Drosophila como un componente de sealizacin

intracelular que controla la polaridad dorsoventral de los embriones y

est asociado con la respuesta inmunitaria de las moscas adultas5,6.

En mamferos, un nmero importante de TLR capaces de discriminar

PAMP en bacterias, hongos y virus han sido identificados en clulas

de la inmunidad innata .

Tabla 4 Receptores tipo Toll (TLR) demostrados en mamferos.

Receptor TLR Ligandos TLR2 + TLRX Lipoprotenas y lipopptidos (bacterias)

Pptidoglicano Zimosano LPS (Porphyromonas gingivalis, Leptospira interrogans) Lipoarabinomanano (Mycobacterium tuberculosis) Porinas glicofosfatidilinositol anclajes y glicoinositolfosfolpidos (Trypanosoma cruzi) LPG (Leishmania major)

TLR3 ARN dc TLR4 LPS (Eschericchia coli)

Protena fusion (Virus respiratorio sincicial) HSP60 componentes matriz extracelular

TLR5 Flagelina TLR9 ADN bacterial (CpG ADN)

8

TLRX = TLR1, TLR6 o TLR10 que hacen heterodmeros con TLR2

La unin al TLR indica la presencia de una infeccin y dispara una

cascada de sealizacin que conduce a la eliminacin del

microorganismo. Sin embargo, la activacin de un TLR, en ausencia

de infeccin, por ligandos endgenos puede inducir a los fagocitos a

presentar antgenos del hospedador con la subsiguiente

sensibilizacin de linfocitos T autoreactivos generando

autoinmunidad7. Por ejemplo, ligandos endgenos como las protenas

de choque trmico HSP60, HSP70 y gp96, -defensinas y oligosacridos productos del desdoblamiento de la matriz extracelular

pueden disparar la sealizacin intracelular a travs de TLR2 y TLR4

en clulas dendrticas8,9.

Recientemente se han descrito dos nuevos grupos de PRR, los NLR

(NOD-like receptors) y los RLR (RIG-I-like receptors), mientras que casi todos los TLR son receptores de membranas, los NLR y RLR son

intracelulares como los TLR3, 7, 8 y 9. Los NLR son protenas

citoslicas muy similares a los TLR extracelulares10. Estas molculas

estn divididas en cuatro subfamilias: Nods (Nod1 y Nod2), Nalps (Nalp 1-14), Ipafs (Ipaf y Naip) y CIITA, las cuales participan en la regulacin de procesos inflamatorios al percibir patgenos

9

intracelulares y activar el factor de transcripcin gnica NF-B para

producir citocinas y quimiocinas proinflamatorias11,12. Otra funcin de

estas molculas es la de actuar como perceptores intracelulares en

condiciones normales (inmunovigilancia), donde por ejemplo en el intestino, las clulas epiteliales y los fagocitos mantienen un estado

basal de inflamacin frente a la flora comensal. Una vez roto este

umbral de inmunotolerancia por una infeccin microbiana, las clulas

epiteliales, macrfagos y clulas dendrticas activadas reclutan

linfocitos T y B, los cuales al producir TNF- e IFN- sobreregulan la

expresin de Nod en el tejido amplificando la respuesta inflamatoria11. Esta idea de perceptores intracelulares est en lnea con la Hiptesis

del Peligro propuesta por Matzinger, la cual sostiene que la inmunidad

innata, ms que antgenos no-propios, percibe seales de peligro

mediadas por el microambiente tisular que llevan a la maduracin de

las clulas dendrticas y el consiguiente inicio de la respuesta

inmunitaria primaria13. Mutaciones en los genes que codifican para

protenas NLR pueden asociarse con desordenes autoinflamatorios

como Enfermedad de Crohn14-16, sndrome de Blau17, sndrome

neurolgico cutneo y articular crnico (CINCA)18, artritis psoritica19 y alergia20.

10

Los eventos ms importantes de la defensa inmunolgica ocurren en

la periferia, la cual est constituida por una red de tegumentos y los

rganos linfoides secundarios.

La importancia inmunolgica de los tegumentos, es conferida por la

participacin de las clulas epiteliales como clulas

inmunocompetentes y por las clulas dendrticas, protagonistas

esenciales de la inmunidad innata y de la inmunidad adaptativa21.

En la piel, el microambiente de defensa perifrica recibe el nombre de

Sistema Inmunitario Cutneo (SIC)22,23. El SIC incluye a clulas de Langerhans, queratinocitos y linfocitos T cutneo-especficos, la

unidad perivascular drmica, ganglios linfticos circunvecinos, factores

solubles como citocinas y quimiocinas, y los componentes de la matriz

extracelular. La unidad perivascular drmica incluye al endotelio

vascular alto, mastocitos, clulas dendrticas drmicas, pericitos y

linfocitos T24. Las clulas de Langerhans son las clulas dendrticas

profesionales de la epidermis. Por su parte, los queratinocitos actan

como clulas inmunocompetentes al recibir un estmulo antignico25,26.

Los epitelios comprenden dos tipos de clulas que perciben o capturan

antgenos, los denominados fagocitos profesionales y los fagocitos no

profesionales: Los fagocitos profesionales comprenden a las clulas

11

dendrticas, macrfagos y linfocitos B capaces de generar una

respuesta inflamatoria fuerte al poder expresar factores de

coestimulacin en los rganos linfoides secundarios. Por su parte, los

fagocitos no profesionales abarcan a otras clulas epiteliales

(incluyendo a las clulas endoteliales) que son sedentarias e incapaces de expresar factores de coestimulacin por lo que inducen

inmunotolerancia27,28. As, si un antgeno ingresa por la piel induce

generalmente una respuesta inflamatoria pero si entra por las

mucosas induce inmunotolerancia.

2. Respuesta inmunolgica en la piel

La piel constituye la principal barrera fsica que impide que los

agresores pasen del ambiente externo al interior. Presenta

mecanismos que la hacen resistir la agresin de muchos patgenos de

una forma activa, los cuales estn relacionados con su Ph cido, con

la presencia de cidos grasos antibacterianos, pptidos

antimicrobianos y con la existencia de una flora normal. De esta

manera, en su estado normal, la piel es resistente a la infeccin y

generalmente solo se infecta cuando se altera su integridad por algn

tipo de traumatismo.

12

El proceso primario a travs del cual el organismo repara el dao

tisular y se defiende del ataque de agentes infecciosos es la

inflamacin. Esta se inicia por un trauma, necrosis tisular, infeccin y

una respuesta inmunitaria. La secuencia de eventos que ocurre en una

respuesta inflamatoria son: 1) Aumento del flujo sanguneo (vasodilatacin) precedido de una vasoconstriccin transitoria; 2) Aumento de la permeabilidad vascular produciendo inflamacin o

edema (vasopermeabilidad); 3) Infiltracin de neutrfilos; 4) Infiltracin de macrfagos y linfocitos; 5) Resolucin (re-ensamblaje a la arquitectura normal) o cicatrizacin (reparacin tisular por fibroblastos y produccin de colgeno). Los primeros tres eventos son considerados parte de la inflamacin aguda y los dos ltimos de la

inflamacin crnica29,30.

Estos cambios son inducidos por una pltora de mediadores

inflamatorios liberados como consecuencia del estmulo antignico.

Entre los cuales destacan los mediadores lipdicos de inflamacin:

prostaglandinas, leucotrienos y el factor activador de plaquetas (PAF), que son producidos por macrfagos u otras clulas accesorias a

travs de vas enzimticas que degradan a los fosfolpidos de

membrana. Posteriormente, las clulas accesorias producen citocinas,

13

quimiocinas y molculas de adhesin fundamentales para el desarrollo

del proceso inflamatorio. Alternativamente, un patgeno puede

disparar rpidamente la cascada del complemento, donde uno de sus

productos el pptido C5a es un eficaz mediador de la inflamacin. El

C5a adems de aumentar la permeabilidad vascular y la produccin

de molculas de adhesin, acta como un potente agente

quimotctico de neutrfilos y monocitos. Tambin es capaz de activar

fagocitos y mastocitos para producir TNF- e histamina29,30.

La sntesis de pptidos antimicrobianos es otro mecanismo de la

inmunidad innata en la piel que contribuye a la defensa del

hospedador. Estos pptidos son multifuncionales, adems de inhibir el

crecimiento bacteriano puede mediar la respuesta inmunitaria

adaptativa31. Pueden actuar como mediadores de la inflamacin

atrayendo clulas inmunocompetentes y actuando como moduladores

de la respuesta inmunitaria celular. En humanos, los pptidos

antimicrobianos son producidos por neutrfilos y otros tipos celulares

como queratinocitos y clulas epiteliales de las mucosas. En varias

enfermedades infamatorias de la piel se han observado incrementos

en pptidos antimicrobianos32-36. Estas molculas se pueden dividir en

dos grandes grupos: defensinas y catelicidinas. Los neutrfilos

14

humanos producen cuatro tipos de -defensinas (-defensinas 1 a 4),

por lo que tambin se conocen como HNP (pptidos de neutrfilos

humanos). Las -defensinas ejercen su accin sobre los patgenos y

el hospedador, pudiendo incrementar la produccin de TNF- e IL-1

en monocitos y disminuir la expresin de VCAM-1 en el endotelio

vascular37. Por su parte, las -defensinas tambin poseen un amplio espectro de actividades microbicidas e inmunolgicas, por ejemplo la

-defensina-2, la cual es reconocida por el receptor de quimiocina CCR6, ejerce quimiotxis sobre clulas dendrticas inmaduras y linfocitos T memoria adems de inducir la liberacin de histamina y

prostaglandina D2 en los mastocitos38,39. La catelicidina humana LL37

(hCAP18) es quimiotctica de neutrfilos, monocitos y linfocitos T; induce la desgranulacin de mastocitos y modifica la respuesta de los

macrfagos. As mismo, la LL-37 puede reclutar mastocitos y

activarlos para producir mas LL-37 y poder matar bacterias40,41. Esta

molcula tambin participa en la re-epitelizacin y en la

angiognesis36.

Toda la respuesta inmunolgica que se suscita en la piel se lleva a

cabo gracias a la interaccin de componentes celulares con potencial

15

para responder a diversos estmulos endgenos o exgenos ubicados

en la epidermis y dermis. Estas clulas incluyen los queratinocitos, los

fibroblastos, las clulas endoteliales vasculares y las clulas de

Langerhans que nacen y mueren en la misma piel, y los melanocitos,

clulas dendrticas drmicas, macrfagos, linfocitos T intraepidrmicos

y mastocitos que nacen fuera de la piel, luego migran hacia ella y ah

se establecen, proliferan, se diferencian y mueren. La tabla 5 resume

las principales caractersticas de algunos de los protagonistas

celulares de la respuesta inmune en la piel.

Tabla 5. Clulas que participan en la respuesta inmune de la piel.

Queratinocitos Macrfagos Neutrfilos Eosinfilos Clulas NK

Mastocitos

Ubicacin

Epidermis (90%)

Dermis

Dermis

Dermis

Dermis Dermis cercana a

la membrana basal. Endotelio

vascular.

Origen

Piel

Mdula sea

Mdula sea

Mdula sea

Mdula sea

Mdula sea

Caractersticas

Funcionales

Sintetizan distintas queratinas y pro-tenas asociadas a la cornificacin. Los corneocitos (derivados de queratinocitos terminales) estn sumergidos en una matriz extracelular saturada de lpidos (ceramida, cidos grasos, colesterol) organizados en estructuras multila-melares que median la funcin de barrera de permeabilidad. Regulan el movi-miento de clulas a travs de la piel. Facilitan el reclu-tamiento y perma-nencia de clulas inmunes en piel inflamada. Ayudan en la produccin desintetasa de xido ntrico

Fagocitan y presentan antgenos a linfocitos vrgenes y de memoria. Participan en: 1) Mantenimiento tisular que consiste en la reparacin y remodelaje tisular. Por ejemplo, los osteoclastos diri-gen el remodelaje seo y los macr-fagos esplnicos median la fagoci-tosis de eritrocitos y leucocitos. 2) Con-trol de patgenos. Requiere de opsoninas como C3b, C3bi y la lectina unidora de manosa (MBL) del sistema de complemento para poder atacar y capturar el microorganismo a travs de sus receptores. 3)Inmunoregula-

Son las primeras clulas que migran de sangre al sitio de injuria o infeccin en respuesta a citocinas como la IL-8 y el C5a del complemento pro-ducidas por macr-fagos y queratinocitos. Su funcin en la respuesta infla-matoria es la elimi-nacin aguda por fagocitosis de patgenos a travs de la produccin de intermediarios del oxigeno reactivo, y la liberacin de enzimas lticas y mediadores inflamatorios, como citocinas, quimio-cinas y metalo-proteinasas de la matriz extracelular. Recientemente se demostr pueden funcionar como

Aparecen en gran cantidad en los sitios de inflamacin y en la respuesta a ciertas infecciones parasitarias. Poseen grnulos cito-plasmticos con protenas cargadas positivamente (protena catinica del eosinfilo-ECP, la neurotoxina derivada de eosinfilo-EDN, la peroxidasa del eosinfilo-EPO y la protena bsica mayor-MBP, Las cuales tienen propiedades txicas para helmintos, clulas tumo-

Linfocitos citotxicos que no expresan receptores antgeno-especficos (TCR o BCR). Inmunidad innata:capacidad de producir citocinas tempranamente, reconocer y matar clulas tumorales o infectadas por virus. Utilizan un sistema dual de reconocimiento: el receptor NK (NK-RP1) que reconoce determinantes carbohidratos presentes en muchas clulas y el receptor inhibidor de muerte (KIR), el cual si llega unirse al MHC-I de la clula blanco evita

Participan en el reclutamiento de leucocitos duran-te el proceso inflamatorio. Primordiales en la defensa frente a infecciones bacterianas. Sintetizan sustancias preformadas en grnulos (histamina, heparina,proteasas neutrales) y derivados del cidoaraqui-dnicocomo PGD2, leuco-trienosB4 y C4. Tienen tanto triptasacomo quimasa, a diferencia de los que estn presentes en intestino. Participan en la hipersensibilidad inmediata por la

16

inducible (iNOS), interleucina-8 (IL-8) y ciclooxigenasa 2 (COX2) asociada a la generacin de prostaglandina E2. Los perceptores intracelulares presentes se asocian con el mantenimiento de la homeostasis inmunitaria, confiriendo a la epidermis un rol significativo en la inmunovigilancia Participan en la inmunidad innata producen citocinas y quimiocinas en respuesta a la infeccin.

cin: como clulas accesorias, coordinando la interaccin de los linfocitos T y B durante la presen-tacin antignica.

CPA, capturando, procesando y presentando antgenos a linfocitos T. interactan con macrfagos modu-lando la presencia de CPA en el tejido, mediante la secre-cin en forma autocrina y para-crina de citocinas que modifican la expansin y diferenciacin de linfocitos T.

rales y de otros tejidos, comoel pulmonar. Median la ADCC a travs del CD23. Regulan la respuesta alrgica y las reacciones de hipersensibi-lidad mediante la neutraliza-cin de la histamina por la histaminasa.

su muerte. Inmunidad adaptativa: matan clulas opsonizadas por anticuerpos (ADCC) a travs de receptores Fc. Su funcin de inmunovigilancia se establece a travs de un equilibrio entre las seales de activacin y las seales de inhibicin.

unin cruzada con la IgE de superficie. Su interaccin con quimiocinas del tipo CC, MCP-1 y MIP-1 y con linfocitos T activados o sus membranas disparan su desgranulacin, participando posiblemente en la fase tarda de la respuesta inmunitaria.

Receptores destacados

Molculas de adhesin, MHC I y MHC II, TLR1, TLR2, TLR3 y TLR5,TLR9,

CR1, CR4 y receptor MBL.

PRR, opsoninas como complemento (CR) e inmuno-globulina (Fc).

Para IgA, IgG e IgD. RANTES, MIP-1, prosta-glandinas, leu-cotrienos y factor activador de plaquetas (PAF), prote-nas del com-plemento, cito-quinas y mol-culas de adhe-sin. FCRII (CD23)

CD56, CD16, Superfamilia de las inmunoglobu-linas: KIR, LILR, NCRs,p75/AIRM, IRp60, 2B4/ CD244, NTB-A, DNAM1/CD226 y LAIR. C-lectina: CD94/NKG2, NKG2D, NKp80, NKRP1, Ly49.

FCRI,C5a (CD88), sitios de activacinpara los neuro-pptidos, sustan-cia P, polipptidovasoactivoinstestinal (VIP), somatostatina.

Principales Citocinas

IL-1, IL-3, IL-6, IL-8, IL-12, GM-CSF, TGF-, M-CSF, PDGF, ETAF, TNF-

IL-1, IL-1, IL- 1Ra, IL-6, IL-10, IL-12, TNF-, TGF-, MIP-1

TNF-, IL-8, IL-1, IL-1, IL-12

IL-3, IL-5, GM-CSF, eotaxina.

TNF-, IFN-, IL-3, GM-CFS y M-GSF, MIP-1, MIP-1, RANTES

IL-3, IL-5, IL- 8, IL-13, GM- CSF, RANTES, TNF-, IL-1, IL-4 IL-6, MIP-1 MIP-1

3. Protagonistas de la inmunologa cutnea

3.1. Los guardianes del Sistema Inmunitario Cutneo

Basado en estudios realizados por Paus y colaboradores de la

Universidad de Hamburgo, en Alemania, en relacin con el folculo

piloso como una zona de privilegio inmunolgico, ahora conocemos

que una serie de molculas producidas por los queratinocitos pueden

jugar un papel clave en el control de la homeostasis de la piel42,43.

17

Estas molculas son pptidos bioactivos, tales como alfa-MSH

(hormona alfa estimulante de melanocitos), IGF-1 (factor de crecimiento de insulina 1), IL-10, IL-6 y TGF beta1 (factor transformador de crecimiento beta1). Paus consider que estas molculas son los guardianes de la homeostasis inmunolgica42,43.

Por ejemplo, los eventos que se producen en la curacin de heridas pueden colocar estas ideas en contexto. Evidencias recientes sugieren

que la liberacin de enzimas generadas por trauma, como triptasas,

promueven la divisin celular del epitelio y la produccin de

quimiocinas tales como IL-8 y ICAM-1 que atraen leucocitos al sitio de

la lesin44. Las triptasas tambin activan a los mastocitos y clulas de

Langerhans, y generan ciningeno y quininas que son importantes

para la formacin y remodelacin de la matriz intracelular44. Adems,

estas enzimas median la expresin de PAR2 (receptor 2 activado por proteasa) en las clulas endoteliales, el cual promueve el reclutamiento de leucocitos. Factores esenciales como IL-6, TGF-beta,

factor endotelial activado por plaquetas (PAF), alfa-MSH y IGF-I son alterados por la herida, permitiendo el reclutamiento de clulas con

dermotropismo activo.

18

Adems, la lesin o cualquier otro estrs antignico aumentan la

cantidad de CRH (hormona liberadora de corticotropina) y NGF (factor de crecimiento nervioso) en la piel, la cual puede ser producida tambin por mastocitos activados despus de su estimulacin por ellos

mismos o por CGRP (pptido relacionado con el gen de la calcitonina) o NT (neurotensina). Al mismo tiempo, triptasas producidas por los mastocitos activados inducen neuropptidos inflamatorios, como SP

(sustancia P), a travs de vas dependientes de PAR2, generando mecanismos autocrinos y paracrinos de activacin de los mastocitos

con la subsecuente produccin de NGF, adems de otras citocinas

inflamatorias42-44.

3.2. Clulas Dendrticas

Las clulas dendrticas son clulas centinelas que juegan un papel fundamental en la induccin de inmunidad y la inmunotolerancia45. Las

clulas dendrticas ejercen bsicamente dos funciones diferentes en sitios distintos. En los epitelios son fagocitos profesionales

especializados en la deteccin y captura de antgenos y en los

rganos linfoides secundarios (ganglios linfticos, placas de Peyer,

19

etc.) actan como clulas presentadoras de antgenos (CPA) involucradas en la sensibilizacin de linfocitos T vrgenes a linfocitos T

memoria. En la piel, esta memoria es cutneo-especfica permitiendo

el anidamiento de linfocitos T sensibilizados hacia el sitio inicial de la

injuria en piel21,45,46. Estas funciones fueron originalmente descritas en clulas de Langerhans epidrmicas, donde se demostr que recin

aisladas posean caractersticas de fagocitos y si se dejaban madurar en cultivo eran potentes CPA47. De ah la denominacin de clulas

dendrticas inmaduras para las primeras y clulas dendrticas maduras

para las ltimas.

Durante la maduracin, estas clulas bajoregulan su capacidad endoctica y sobreregulan las expresin, desde un nivel basal y

constitutivo ya alto, de molculas del complejo principal de histocompatibilidad clase II (MHC-II). Adems, bajoregulan los receptores de quimiocinas CCR1, CCR2, CCR5 y CCR6 mientras que

aumenta CCR7, el cual responde a las quimiocinas CCL19 (MIP-3) y CCL21 (SLC). El CCR7 media el anidamiento de los linfocitos a los rganos linfoides secundarios48. Igualmente, las clulas dendrticas

maduras potencian la expresin de molculas de coestimulacin y

adhesin (CD80, CD86 y CD40) e IL-1249,50. Todas esas

20

modificaciones le permiten a las clulas dendrticas disparar la

respuesta inmunitaria primaria de linfocitos T.

La clulas dendrticas inmaduras poseen un sinnmero de receptores

asociados a la deteccin, captura e internalizacin de antgenos (Tabla 6). ,53.

21

Tabla 6 Receptores para la deteccin y captura de antgenos presentes en las clulas dendrticas inmaduras. C-lectinas tipo I CD205 (DEC-205)

C-lectinas tipo II BDCA-2,-3,-4 DCIR Dectin-1 Dectin-2 CD206 (MRR) CD207 (Langerina) CD209 (DC-SIGN) CLEC-I DC-ASGPR DCIR

Integrinas alfa v beta5 alfa v beta3

TLR TLR2 TLR3

Quimiocinas MIP-3a/CCL20 CCR1 CCR2 CCR3 CCR5 CCR6 CXCR1

Protenas choque trmico DORA ILT3

Superfamilia Inmunoglobulina CD91 (gp96)

Receptor Fc FcR FcR CD36

Otras CD68 TAP-1,TAP-2 Cdc42, Rac1 di-ubiquitina PI-11 Decysin Cathepsin S p55/fascin uPAR CD47 Fas/TNFRSF6 LIGHT/TNFSF14 DC-STAMP S100b MADDAM/ADAM19

Algunos de estos receptores, como DC-SIGN, TLR, etc., estn

asociados con el disparo de la inmunidad adaptativa, el cual involucra

la presentacin de antgenos en un rgano linfoide secundario. Otros

receptores estn restringidos a percibir o eliminar antgenos. En este

sentido, la clula dendrtica es una clula pivote entre la inmunidad

innata y la inmunidad adaptativa al poder discriminar antgenos a

travs de sus receptores y dirigir el tipo de respuesta a ser originada.

22

Los receptores asociados con la inmunidad innata estn diseados

para capturar agentes patgenos y eliminarlos en el interior de la

clula, aquellos comprometidos con la inmunidad adaptativa ligan

antgenos que activan la maduracin celular y su viaje hacia el rgano linfoide circunvecino. Es posible que factores determinantes en la

direccionalidad de la respuesta inmunitaria hacia Th1, Th2 o Th17,

como son la cantidad de antgeno, su permanencia y la densidad de

clulas dendrticas en relacin con el linfocito T, definan el tipo de

receptores a los cuales se debe unir el antgeno51.

En la piel normal adems de las clulas de Langerhans, las cuales

cumplen las funciones mencionadas anteriormente, tambin existen

las clulas dendrticas drmicas (DDC), tambin denominados dendrocitos drmicos (Figura 1). En condiciones de inflamacin tambin se han descrito a las clulas

dendrticas epidrmicas inflamatorias (IDEC) y las clulas dendrticas plasmocitoides (Tabla 7)52

23

Tabla 7. Subtipos de Clulas Dendrticas en la piel.

BDCA: antgeno de clulas dendrticas derivadas de la sangre; ICOS-L: ligando co-estimulador inducible; IDECs: clulas dendrticas epidrmicas inflamatorias; IDO: indolamina-2, 3 dioxigenasa; IL: interleucina; CLs: clulas de Langerhans; mDC: clulas dendrticas mieloides, pDC: clulas dendrticas plasmocitoides; MHC: complejo principal de histocompatibilidad; TGF: factor transformador de crecimiento; TLR: Receptor Toll-like; TNF: factor de necrosis tumoral.

Dependiendo del origen de sus progenitores las clulas dendrticas se

pueden dividir en aquellas derivadas del epitelio y las derivadas de

sangre (Figura 1)51. Entre las primeras estn las clulas de Langerhans y las clulas dendrticas intersticiales (iDC), un grupo de DDCs. Por su parte, las clulas dendrticas derivadas de sangre se

dividen en dos grandes grupos: a) clulas dendrticas mieloides (mDC) que se localizan en los tejidos perifricos como piel, en sangre y

Subtipos de CDs Localizacin Molculas y receptores de superficie caractersticos

Citocinas/ Quimiocinas producidas

mDC CLs

Capa suprabasal de la epidermis y

dermis

CD11c+ CD1a+++ MHC class II, grnulos de Birbeck Langerina+(CD207) Lag+, FceRI++(ausente en piel sana) ICOS-L+ (B7-H2) IDO+

Mediadores solubles

proinflamatorios y factores

quimiotcticos

IDECs Epidermis inflamada

CD1a+ FceRI+ MHC class II+ FceRI+, CD11c+ CD11b+, CD1b+ CD206+

Citocinas proinflamatorias

(TNF-, IL-8, IL-1, MIP-1),

quimiocinas y otros factores solubles (IL-12)

mCDs DDCs residentes

DDCs inflamatorias

Dermis

Procesos inflamatorios

(psoriasis, dermatitis atpica)

CD11c+ CD1c+ CD1a+/ CD14+/ Langerin+

CD11c+CD1c- TNF+ iNOS+ FceRI+

pDC Epidermis (pacientes con psoriasis o dermatitis alrgica por contacto, casi ausente en dermatitis por contacto)

CD123+ BDCA-2+ MHC class II+ TLR7+ TLR9+ FcRI+ CXCR3

IFN- IL-10

24

rganos linfoides secundarios. Las mDC se identifican por la expresin

en su superficie de la beta-2-integrina CD11c y el antgeno de clulas

dendrticas derivadas de la sangre (BDCA) 1; b) clulas dendrticas plasmocitoides (pDC), las cuales se pueden detectar en la sangre y rganos linfoides secundarios, y se caracterizan por la expresin de la

cadena del receptor para la interleucina (IL)-3 y el antgeno de CDs derivada de sangre (BDCA)-2. En condiciones normales sin inflamacin, estas clulas dendrticas derivadas de sangre

permanecen inmaduras capturando o percibiendo antgenos propios

(ej. clulas muertas por apoptosis) y transportndolos a los rganos linfoides secundarios donde sensibilizan linfocitos T vrgenes a

linfocitos T reguladores, los cuales inducen tolerancia a estos

antgenos propios o antgenos forneos no peligrosos (Figura 1)54.

25

Figura 1. Subtipos de clulas dendrticas en base a su estirpe mieloide o estirpe linfoide.

La mayora de las DDCs residentes en la piel normal son de origen

mieloide y expresan CD1c (BDCA1) 51. Estas clulas se han clasificado en base a la expresin de las molculas de superficie CD1a y CD14:

las DDCs CD1a + CD14- se pueden distinguir de las CLs CD1a+ en

funcin de su morfologa, fenotipo y perfil transcriptmico55, tienen un

fenotipo maduro y son potentes inductores de proliferacin de

linfocitos T CD4 + y CD8 + vrgenes alognicos. Por el contrario, las

DDCs CD14 + son menos maduras que las DDCs CD1a + y muestran

26

una capacidad reducida para inducir la proliferacin de linfocitos T56,

otros estudios sugieren que estas clulas son eficientes en la captura

de antgenos, potencialmente por medio de lectinas tipo C, tales como

el receptor de manosa (CD206) y DC-specific ICAM-3-grabbing non-integrin (DC-SIGN/CD209) expresado en la superficie celular56,57. Otro grupo de DDCs residentes corresponde a las CD207+

(Langerina+), las cuales representan el 5% de las DDCs en la piel normal y son diferentes de las CLs epidrmicas (CD207+)(Figura 2)58. En leishmaniasis, se demostr que las CLs epidrmicas son

responsables de la induccin de los linfocitos T reguladoras, mientras

que las DDCs CD207+ protegen de la enfermedad59-61.

Recientemente se han descrito un grupo de DDCs humanas CD141 +

(tambin conocido como BDCA3), que han sido propuestas como putativas equivalentes de las CDs esplnicas de ratn CD8 +, un

subtipo de CDs responsables de la presentacin antignica cruzada

(la presentacin de un antgeno extracelular se realiza va MHC-I)62,63. A pesar de que las CDs CD141+ representan una poblacin menor en

sangre perifrica, se encuentran en diversos tejidos no linfoides, incluyendo la piel64. La funcin de estas clulas en la piel humana es

actualmente desconocida. Futuros estudios son necesarios para

27

abordar si las CDs CD141+ residentes en piel tienen funciones

similares a las encontradas en sangre perifrica.

Por su parte, pDC juegan un papel importante en la inmunidad anti-viral debido a su extraordinaria capacidad para producir rpidamente

grandes cantidades de interferones de tipo I (IFN-) tras la infeccin viral. Estas clulas presentan una selectiva expresin endosomal de

receptores Toll-like (TLR) 7 y TLR9, los cuales reconocen ARN de cadena sencilla y ADN derivadas de patgenos que invaden clulas a

travs de la ruta endoctica65. Las pDC estn normalmente ausentes

en la piel y otros tejidos no linfoides en estado de reposo, sin embargo, pueden infiltrarse en la dermis de la piel inflamada bajo diversas condiciones patognicas, tales como psoriasis66, lupus eritematoso

sistmico (LES)67,68, y ciertos tumores de la piel69. Las pDC durante la homeostasis, puede detectar cidos nucleicos

derivados de patgenos, pero son tolerantes a ADN o ARN liberados

por clulas propias que estn en proceso de necrosis o apoptosis, por

lo cual, la ruptura de la tolerancia de las pDC a los ADN/ARN libres

puede conducir a la autoinmunidad65. Este proceso implica la

formacin de complejos inmunes entre el ADN propio con auto-anticuerpos especficos a ADN como en el caso del LES70.

28

Recientemente en un modelo mrido de leishmaniasis se ha

demostrado que las clulas dendrticas plasmocitoides juegan un papel destacado, al poder infectarse en las lesiones y migrar en

nmeros abundantes a los ganglios linfticos donde son capaces de

producir citocinas tipo Th1 en ratones susceptibles BALB/c y citocinas

Th2 en ratones resistentes C57BL/671.

3.3. Linfocitos T

3.3.1 Linfocitos T reguladores

Los linfocitos T reguladores (Tregs) son una subpoblacin especializada de linfocitos T que actan controlando la activacin

excesiva de la respuesta inmunitaria efectora frente a patgenos o

antgenos propios, manteniendo as la homeostasis del sistema

inmunolgico y la tolerancia a antgenos propios. Desde su

descubrimiento, se catalogaron como las principales responsables de

la inmunosupresin asociada con infeccin crnica y cncer, pero al

mismo tiempo se demostr que su deficiencia era causa de

hiperactividad inmunolgica asociada con patologa e inflamacin

relacionada con diversas formas de autoinmunidad y alergias.

29

Los Tregs pueden suprimir la activacin, proliferacin, diferenciacin y

funcin efectora de mltiples clulas del sistema inmunolgico:

linfocitos T CD4+ y CD8+ (Figura 3), linfocitos B, clulas NK y clulas dendrticas72-74. Sin embargo, aun no est esclarecido si las Tregs

emplean los mismos o diferentes mecanismos efectores para controlar

esta variedad de clulas. Han sido sugeridos diversos mecanismos de

supresin por los Tregs; los mediados por la secrecin de citocinas

inmunosupresoras tales como IL-10, TGF- e IL-3575-77 , o por

contacto clula-clula por medio del receptor inhibidor CTLA-4

(Antgeno asociado a Linfocito T citotxico 4)78,79, el cual es un ligando para las molculas B7 sobre las CPA e interfiere con la habilidad de

los linfocitos efectores (Th1, Th2, Th17, linfocitos T CD8 + citotxicos) (Figura 4) de recibir la segunda seal que necesitan para ejecutar sus funciones. Otro mecanismo que ha sido postulado debido a la alta

expresin de granzima B sobre los Tregs, es la actividad citoltica

directa de estas clulas sobre clulas blanco en una manera

dependiente de granzima/perforina80,81. Varios estudios han revelado

que los Tregs inducen la liberacin intra o extracelular de nucletidos

adenosina causando disrupcin metablica, y la concordante

expresin de ectoenzimas CD39 y CD73 generan adenosina

30

pericelular la cual suprime la funcin de los linfocitos efectores va el

receptor de adenosina A2A purinrgico tipo 182.

La accin supresora de los Tregs es ejercida tanto en los rganos linfoides secundarios como en el sitio de inflamacin en tejidos no linfoides83. En los rganos linfoides secundarios, especialmente en los

ganglios que drenan los diferentes tejidos, bajo condiciones no inflamatorias los Tregs previenen el inicio de una respuesta inmunitaria

reprimiendo la maduracin y funcin de las clulas dendrticas va

CTLA-484,85, por medio de la indoleamina 2,3-dioxigenasa (IDO) que induce el catabolismo del triptfano a metabolitos pro-apoptticos86 o

por la unin del MHC II de clulas dendrticas inmaduras con el LAG3

(lymphocyte activation gene 3)87, de esta manera las Tregs disminuyen la capacidad de las clulas dendrticas de establecer un contacto

estable con linfocitos T e inducir su activacin88. En presencia de un

fuerte estmulo proinflamatorio se puede vencer esta regulacin y los

Tregs activados migran a tejidos no linfoides, donde apagan la respuesta efectora contra antgenos propios y extraos a travs de la

accin bloqueadora de citocinas antiinflamatorias (IL-10 y TGF-) sobre el reclutamiento y activacin de clulas linfoides y mieloides

proinflamatorias, previniendo el dao tisular colateral y la inflamacin

31

que puede resultar a posteriori en dao del tejido causado por excesivo remodelamiento del mismo o autoinmunidad89.

Hasta el presente, se han identificado varios subtipos de Tregs con

diferentes molculas de superficie y funciones en diferentes

respuestas inflamatorias:

1. Los linfocitos T CD4+ reguladores se dividen en: (a) Tregs naturales CD4+CD25+Foxp3+ que proceden del timo, expresan la protena de

superficie celular CTLA-4, baja expresin de CD127 (cadena alfa del receptor de IL-7) y son incapaces de producir IL-2. Comprenden alrededor del 10% de los linfocitos T CD4+. Como el resto de los

linfocitos T, tambin expresan el receptor para antgenos de clulas T

(TCR ) y slo puede activarse s se une al pptido para el cual es especfico asociado a la molcula de histocompatibilidad clase II (MHC II) y si recibe coestimulacin de molculas B7 (CD80 y CD86) presentes en las CPA. Los pptidos antignicos reconocidos por sus

TCRs suelen ser pptidos propios del hospedador. Una vez activadas

secretan grandes cantidades de IL-10. (b) Tregs inducidos o adaptativos que se originan durante una respuesta inmunitaria normal

y desarrollan la capacidad de suprimir diversos procesos inmunitarios

despus de la activacin antgeno especfica o por otras seales de

32

peligro, a travs de la secrecin de las citocinas inmunosupresoras y

otros factores solubles. Dentro de este grupo estn las

CD4+CD25+Foxp3+ antgeno especficas, las cuales al igual que las

naturales suprimen la respuesta inmunitaria celular por mecanismos

dependientes del contacto celular, pero tambin por factores solubles

que no son IL-10 y TGF-90. Los linfocitos Tr1 no expresan CD25

sobre su superficie ni Foxp3. Su mayor caracterstica es que requieren

de la IL-10 para su formacin y, una vez activadas, secretan grandes

cantidades de esta citocina y el TGF-75. Estas clulas son

abundantes en el intestino y su funcin principal es la de ejercer un ambiente de tolerancia frente a los numerosos antgenos de la ingesta

alimenticia en mamferos superiores. Los linfocitos Tr2/Th3 se

localizan en las mucosas y en el compartimiento vascular, producen

principalmente TGF-91, pero tambin secretan IL-10. Ejercen una importante funcin en la produccin de IgA secretora y la regulacin

de la respuesta inmunitaria en el intestino. Los linfocitos Tr1 o Tr2/Th3

son los principales responsables de la condicin de "tolerancia oral".

2. Linfocitos T CD8+ reguladores fueron las primeras clulas

consideradas reguladoras de la respuesta inmunitaria y la mayora se

generan despus de la estimulacin antignica. Pueden ser divididos

33

en varios subgrupos: (a) Tregs CD8+CD25+ asociadas tpicamente con las Tregs CD4+, expresan CD122, Foxp3 y GITR92,93, son

generalmente inducidas en un microambiente tumoral y requieren

activacin antignica para suprimir la proliferacin de linfocitos T

vrgenes. Existen grupos de CD8+ que expresan poco CD25

denominadas Tr1 y Tr2 segn la produccin de citocinas inhibidoras

IL-10 y TGF-, respectivamente. (b) Tregs CD8+CD28- especficas a aloantgenos, las cuales son perifricamente inducidas a travs de la

estimulacin con complejos pptido-MHC clase I94,95. Estas clulas expresan preferencialmente la isoforma Foxp3, la cual pierde la

regin exn 3 y media la supresin por contacto celular. Actan

principalmente sobre clulas dendrticas y otras CPA no profesionales,

que a su vez, confieren actividad reguladora sobre los CD4+,

desviando su estructura intrnseca hacia un estado tolerognico95,96.

Directamente interfieren en la maduracin de CPA y sobre-regulando

los receptores inhibidores ILT3 e ILT4 para mediar la

inmunosupresin, inducen la aparicin de CPA reguladoras CD186+ y

actan sinrgicamente sobre otras Tregs por el mecanismo de

supresin circunstancial (bystander suppression) produciendo IL-1097. (c) Linfocitos T CD8+ Qa-1 fueron evidenciados usando el modelo

34

experimental mrido de encefalomielitis alrgica como clulas

involucradas en la regulacin de linfocitos T CD4+ autoreactivos98.

Estas clulas reconocen especficamente linfocitos T CD4+ que

expresan Qa-1 asociada con antgenos propios, manteniendo de esta

forma la tolerancia inmune.

(3) Linfocitos T reguladores estas clulas no expresan CD25 ni Foxp3, representan el 2-3% del total de linfocitos T que reconocen

antgenos peptdicos y no peptdicos sin el requerimiento de las

molculas MHC I y II. Son linfocitos de la inmunidad innata que actan

regulando la respuesta inflamatoria y la homeostasis del epitelio

durante la infeccin, dao tisular y enfermedades autoinmunes. Estas

clulas ejercen a travs de factores solubles su accin supresora sobre la proliferacin de linfocitos T y, la maduracin y funcin de

clulas dendrticas99.

(4) Linfocitos NKT reguladores son un grupo de linfocitos de la inmunidad innata restringidas por CD1d que regulan la diferenciacin

de linfocitos T cooperadores (Th) y son crticos en la inmunidad antitumoral100,101. Estas clulas comprenden distintos grupos

funcionales, dentro de los cuales solo los Tipo II se les ha atribuido

funciones supresoras102.

35

3.2.2. Linfocitos T reguladores y T memoria residentes de la piel

Las clulas T reguladoras (Treg) juegan un papel importante en el control de la respuesta inmunitaria en curso y en el silenciamiento de

las respuestas exacerbadas. Varios subgrupos de poblaciones de

clulas T reguladoras han sido identificados y se subdividen en base a

su microambiente circundante, la expresin de molculas de

activacin, la produccin de citocinas y sus mecanismos de accin.

Brevemente, los linfocitos Treg naturales de origen tmico son CD4+

CD25+ y expresan en forma constitutiva el gen FOXP3, el cual es un

factor de transcripcin. Por su parte, los Treg inducidos por antgeno

se han identificado principalmente por su expresin de citocinas

inmunoreguladoras tales como IL-10 y el factor transformador de

crecimiento (TGF-). Recientemente, un grupo de investigadores que trabajan en los eventos tempranos de la respuesta inmunitaria de la piel, incluyendo la

respuesta de memoria mediada por linfocitos T, ha descrito una

poblacin de linfocitos T de memoria residente (TRM) estimulados por antgeno103. Estas clulas protegen contra posteriores infecciones o

inflamaciones cutneas. La identificacin de los TRM, constituye un

36

avance y una ruptura del paradigma que estableca a la sangre y los

rganos linfoides secundarios (ej. ganglios linfticos) como los sitios de la memoria de proteccin.

Estos investigadores demostraron que despus de la infeccin con el

virus vaccinia (VACV), la epidermis es invadida por un abundante nmero de TRM CD8+ que se generaron a partir de los ganglios

linfticos circunvecinos, capaces de invadir rpidamente a toda la piel.

TRM son potentes clulas efectoras, ms que los linfocitos circulantes

denominados linfocitos T de memoria central (TCM). Los TRM CD8+ brindan una rpida proteccin a largo plazo contra las re-infecciones

cutneas; en contraste, las TCM circulan entre la sangre y los ganglios

linfticos distantes, y algunas entran a estos rganos linfoides

secundarios y se diferencian en TEM capaces de ser direccionados a

sitios distantes, manteniendo as la memoria inmunolgica central103.

Utilizando ratones parabiticos, los mismos investigadores

demostraron que tanto las clulas circulantes TCM CD8+ y los TRM

CD8+ cutneos son generadas despus de infeccin, sin embargo, las

clulas TCM CD8+ recirculan entre la sangre y los ganglios linfticos

mientras que las clulas TRM permanecen en la piel. Los ratones que

tiene TRM eliminan rpidamente la re-infeccin posterior con VACV

37

mientras que los ratones con circulacin de TCM, y ninguna TRM

cutneas, presentan una eliminacin defectuosa del virus, lo que

indica que las clulas TRM proporcionan una proteccin superior.

Estos resultados tienen importantes implicaciones para la comprensin

de la memoria inmunolgica protectora en los epitelios, y sugieren

nuevas estrategias teraputicas para enfermedades infecciosas de la

piel103.

Un estudio reciente realizado por el mismo grupo demostr que las

clulas de Langerhans en reposo (Steady State, estado de equilibrio), induce la activacin y proliferacin de linfocitos T reguladoras (Treg) residentes de piel, las cuales impiden que el sistema inmunitario

ataque a la piel normal. Sin embargo, en la presencia de un patgeno,

estas clulas de Langerhans inducen la proliferacin de TEM en piel,

las cuales inducen inmunidad al inhibir a las T reg. Este estudio

ahonda en la funcin de las clulas de Langerhans en la inmunidad y

la tolerancia, al identificar a los linfocitos T especficos asociados en

cada proceso104.

3.2.3. Linfocitos Th17

38

El paradigma que establece una dicotoma de respuestas

inmunolgicas frente a antgenos, basado en la existencia de linfocitos

Th1 y Th2 ya no es tan slido. La evidencia de un nuevo tipo de

linfocito T cooperador, denominado Th17, trae nuevas luces y

complejidades a la comprensin de los mecanismos de innmuregulacin, inmunopatologa y su rol en enfermedades

autoinmunes e inflamatorias. Los linfocitos Th1 producen grandes

cantidades de IFN- participan en procesos inflamatorios como los

asociados a la proteccin frente a microorganismos, mientras que los

Th2 productores de IL-4, IL-5, IL-9 e IL-13 estn asociados con la

proteccin frente a nematodos y en alergias. Los linfocitos Th17 son

distintos a los Th1 y Th2 y se caracterizan por producir IL-17, TNF-alfa,

IL-6, IL-22 y GM-CSF. Inicialmente estos linfocitos fueron detectados

en infecciones por Borrelia burgdorferi, pero fue su identificacin en

enfermedades autoinmunes, lo que caus un gran revuelo e

investigacin para caracterizar su proveniencia y funcin.

Contrastando con el dogma predominante que estableca que los

linfocitos Th1 eran responsables de la patognesis de la mayora de

las enfermedades autoinmunes rgano-especficas, se observ que

ratones inhabilitados genticamente para producir IFN- eran ms

39

susceptibles a desarrollar artritis y encefalitis que los ratones salvajes control. Igualmente se demostr que la IL-12, otra citocina asociada

con Th1, no era necesaria en la induccin de la enfermedad

autoinmune105.

Pero cmo se cree es la secuencia de eventos en la induccin de

linfocitos Th17?

Las clulas dendrticas activadas despus de capturar cierto tipo de

antgenos por la va de TLR producen TGF-, IL-6 e IL-23 induciendo

la proliferacin de Th17106. Estas clulas, a su vez, secretan IL-17A e

IL-17F, promoviendo el reclutamiento de leucocitos polimorfonucleares

en infecciones agudas o heridas. La IL-17 tambin promueve la

produccin de GM-CSF, IL-6 y TNF-alfa, las cuales sustentan a los

linfocitos Th17 que participan en las lesiones crnicas de

enfermedades inflamatorias autoinmunes o causadas por

microorganismos. Estas citocinas tambin activan a clulas epiteliales,

endoteliales, estromales y fibroblastos, las cuales a su vez producen

ms mediadores como IL-1, IL-6, TNF-, iNOS, metaloproteinasas y

qumiocinas que inducen inflamacin.

Recientemente se ha demostrado que los linfocitos Th17 tambin

participan en la patognesis de enfermedades inflamatorias107.

40

Blauvelt (2007) propone, despus de una excelente reconstruccin terica, que la psoriasis debe ser una enfermedad Th17. De igual

manera, los linfocitos Th17 pudiesen ser importantes en otras

enfermedades o desordenes cutneos caracterizadas por

proinflamacin e inmunopatologa107.

La investigacin sobre los Th17 ha permitido sealar tres vas

independientes y exclusivos de respuestas inflamatorias: IL-12/ IFN-

gamma, IL-4/IL-5/IL-13 e IL-23/IL-17105. La identificacin de la va

involucrada en las distintas formas clnicas o estadios de una

enfermedad permitir la aplicacin de esquemas teraputicos ms

precisos y certeros.

4. Fases de la inmuno-regulacin cutnea

Los procesos de inmunoregulacin en piel pueden dividirse en las

siguientes fases: Desafo/Activacin, Captura de

antgeno/Procesamiento, Migracin, Inmunoestimulacin/Fase

efectora, Reclutamiento, Retencin/Proliferacin, y Supresin21,108,109.

En este captulo mencionaremos solo de tres de estas fases de

regulacin cutnea.

41

4.1. Inmunoestimulacin/Fase efectora

Las clulas dendrticas activadas se acumulan en la zona de linfocitos

T o paracorteza del ganglio linftico y participan en la presentacin de

antgenos a linfocitos T vrgenes circulantes transformndolos en

linfocitos T memoria110,111. Estos linfocitos T memoria efectores,

sensibilizados con un antgeno de procedencia cutnea, expresan en

su superficie la molcula de anidamiento CLA, la cual es un ligando

natural para la E-selectina expresada por las clulas endoteliales

activadas112.

La reproduccin in vitro del microambiente de citocinas de los ganglios

linfticos demuestra que las clulas dendrticas disminuyen la

expresin de FcRII y FcRI entre otras, y aumentan regulan la

expresin de MHC-I, MHC-II, CD24, CD25, CD40, CD54, CD58, CD80,

CD83 y CD86; adems producen IL-1, IL-6 e IL-12, molculas y citocinas esenciales en la induccin de respuestas vigorosas de

linfocitos T113.

En el ganglio linftico, las clulas dendrticas en su funcin como CPA

profesionales, proveen tres seales a los linfocitos T vrgenes114,115.

Estas seales son, inicialmente, gestadas en la piel despus del

desafo antignico. La seal 1 depende del reconocimiento especfico

42

de un pptido derivado del antgeno unido a molculas del complejo principal de histocompatibilidad y, estimula los linfocitos T. La seal 2

es de coestimulacin e involucra pares de molculas de adhesin

celular (CD80/CD28, CD86/CD28, ICAM-1/LFA-1, CD40/CD40L, etc.). La seal 3 es de direccionalidad e incluye mediadores que determinan

el tipo de respuesta linfocitaria (citocinas Th1, Th2 o Th3; componentes de la matriz extracelular, etc.). Los linfocitos Th1

secretan IL-2, TNF- e IFN-, y median respuestas de inmunidad celular tales como hipersensibilidad tarda y activacin macrofgica,

los linfocitos Th2 secretan IL-4, IL-5, IL-6 e IL-10, y contribuyen en la

produccin de anticuerpos para la inmunidad humoral116. La seal 1

informa sobre la naturaleza molecular del antgeno, la seal 2 sobre el

potencial proliferativo, y la seal 3 sobre el curso de la respuesta

inmunitaria115,116.

Una citocina crucial en la conversin de linfocitos T vrgenes en Th1

memoria es la IL-12117. Varios estudios sealan que la capacidad de

las clulas dendrticas para inducir respuestas Th1 y Th2 por parte de

los linfocitos T vrgenes o quiescentes, depende de la cantidad de IL-

12 producida118,119, la cual puede ser sobre o bajo-regulada por el

43

contacto con el antgeno o por factores generados por el

microambiente tisular1.

Los linfocitos T tambin pueden modular la funcin de las clulas

dendrticas por intermedio de molculas de la familia del TNF, siendo

las ms estudiadas, el CD40L y TRANCE (citocina inducida por activacin relacionada con el TNF). Ambas inducen a las clulas dendrticas a producir citocinas proinflamatorias y otros factores que

median el crecimiento y la diferenciacin de linfocitos T, y protegen de

la apoptosis aumentando la sobrevida de las clulas dendrticas120,121.

La propiedad de TRANCE en potenciar la presentacin de antgenos

por las clulas dendrticas, ha permitido demostrar como la longevidad

y alta densidad de clulas dendrticas son fundamentales para definir

la vigorosidad de la respuesta linfoproliferativa122.

Varios estudios, demuestran que la expresin de MDC (quimiocina derivada del macrfago) por las clulas de Langerhans promueve una mayor atraccin de linfocitos T activados que de linfocitos vrgenes.

Estos resultados sugieren que las clulas dendrticas, en su viaje hacia los ganglios linfticos, utilizan este mecanismo para promover el

contacto con linfocitos T antgeno-especficos123. Otra quimiocina, la

44

fractalcina parece promover la formacin de agregados de clulas

dendrticas y linfocitos T124.

4.2. Reclutamiento.

La fase de reclutamiento involucra la extravasacin de leucocitos,

incluyendo a los linfocitos T memoria especficas de piel, a travs del

endotelio vascular, y la subsiguiente migracin de stas clulas hacia

la epidermis. La extravasacin de leucocitos en el sitio donde ocurre

el insulto antignico cutneo, es un proceso escalonado que requiere

de interacciones secuenciales entre los leucocitos y el endotelio, las

cuales son dirigidas por una cascada de adhesin125,126.

La secuencia de eventos se puede dividir en adhesin primaria (unin y frenado), adhesin firme (activacin y fijacin) y diapdesis. En la adhesin primaria, los leucocitos circulantes son atrados al endotelio

donde se frenan y unen a la membrana de la clula endotelial por

medio de molculas de adhesin denominadas selectinas127. Las L-

selectina y P-selectina actan en la fase de unin, P-selectina y E-

selectina durante el frenado, y la E-selectina y las integrinas ICAM-1 y

VCAM-1 durante la adhesin firme. La interaccin entre pares de

molculas de adhesin, expresadas en el leucocito y en su contraparte

45

en la clula endotelial, y la participacin de citocinas que inmovilizan la

membrana endotelial son necesarias para que se consolide la

adhesin firme. Entre las molculas de adhesin asociadas con la

adhesin firme estn las 2-integrinas CD11a/CD18 y CD11b/CD18

que interactan con ICAM-1 y otros ligandos del endotelio, y la 1-integrina VLA-4 (CD49d/CD29) que se une a VCAM-1 y fibronectina128,129. Otras clulas de la unidad perivascular drmica

como los mastocitos pueden contribuir al proceso de extravasacin

leucocitaria al secretar neuropptidos y aminas bioactivas que inducen

la vasodilatacin.

Las quimiocinas producidas por las clulas epidrmicas generan un

gradiente que promueve la diapdesis. De igual forma, las clulas

endoteliales producen y expresan quimiocinas en la membrana para

optimizar la unin a los leucocitos130. El linfocito extravasado

responde al gradiente de quimiocinas migrando a la epidermis. Entre

los factores quimiotcticos producidos por la epidermis se han

identificado prostaglandina E2, leucotrieno B4, sustancia P e IL-8108.

Varios estudios han demostrado que las clulas dendrticas y sus

precursoras CD34+ pueden responder quimiotcticamente a las C-C

quimiocinas: RANTES (factor regulado bajo activacin, expresado y

46

secretado por linfocitos T normales), MIP-1 (protena inflamatoria de

macrfago), MIP-1, MIP-3, MCP-1 (protena quimiotctica de monocito), MCP-3, SDF-1 (factor derivado de clulas estromales 1) y MDC131,132.

En la respuesta inflamatoria, los linfocitos T CLA+ estn ntimamente

asociados al endotelio vascular en la dermis superior125. En piel

normal, el 40% de los linfocitos T intraepidrmicos y perivasculares

expresan CLA, sin embargo esta expresin no se observa en zonas

distantes a los vasos sanguneos, lo cual sugiere la participacin de

otras molculas de adhesin en el anidamiento cutneo de los

linfocitos23.

4.3. Retencin/Proliferacin.

En la epidermis, las clulas de Langerhans y los queratinocitos

activados proveen adhesin adicional, permitiendo la unin con los

leucocitos extravasados. Esta unin es esencial para determinar la

especificidad de la localizacin leucocitaria y el anidamiento necesario

para establecer la respuesta inflamatoria133,134.

En la epidermis, las clulas de Langerhans y los queratinocitos

participan en la generacin del proceso inflamatorio expresando MHC-

47

II y molculas de adhesin (ICAM-1, CD44), ambas necesarias para promover el anidamiento (migracin) y el contacto (fase de retencin) de las clulas inflamatorias133,134. Adems, se establece un

mecanismo control de retroalimentacin entre la respuesta epidrmica

y los infiltrados drmicos con la participacin de citocinas. Las clulas

de Langerhans (Figura 2) y los queratinocitos producen citocinas como

IL-1, IL-6, IL-8, GM-CSF, TNF- y TNF-108. El infiltrado drmico puede tener una configuracin microanatmica

particular, con linfocitos T citotxicos CD8+ (Figura 3)

Figura 3. Linfocitos T CD8 positivos en el granuloma de una lesin de leishmaniasis cutnea difusa. y clulas de Langerhans CD1a+ distribuidas en la periferia del infiltrado, y linfocitos T cooperadores CD4+ y clulas epitelioides localizadas en el centro. Esta organizacin ha sido observada en respuestas de hipersensibilidad tarda y granulomas tipo tuberculoide135-137. En relacin con el patrn de citocinas producido, la respuesta inmunitaria puede ser del tipo Th1 o del tipo Th2115. Otros fenotipos incluyen a los linfocitos T vrgenes y T memoria los cuales producen IL-2115 y los linfocitos Th3 productores de TGF-138.

48

El tipo de respuesta inmunitaria cutnea puede tambin ser influido

por el microambiente de citocinas en la dermis, as IFN- e IL-12

inducen respuestas tipo Th1 (Figura 4),

Figura 4. Linfocitos T IFN- positivos en el granuloma de una lesin de leishmaniasis cutnea localizada.

y la IL-4 promueve respuestas tipo Th2139. Adems del

microambiente de citocinas, la inclinacin hacia una respuesta Th1,

Th2 o Th17 puede depender de la concentracin y tipo de antgeno, y

quizs del tipo de CPA presente140.

49

Agradecimientos.

Las ideas presentadas son producto del estmulo y financiamiento de

las siguientes instituciones: Fondo Nacional de Ciencia, Tecnologa e

Innovacin (FONACIT) y el Consejo de Desarrollo Cientfico y Humanstico, Universidad Central de Venezuela.

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