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7/28/2019 MONOGRAFICO de Respuesta Humoral Inmune
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RESPUESTA INMUNE HUMORAL MICROBIOLOGIA MEDICA
1 EAPMH CICLO IV
Resumen
La rama humoral del sistema inmune especfico est diseada para eliminar a
patgenos extracelulares y evitar la diseminacin de los intracelulares
aprovechando que estos ltimos se transmiten de clula a clula a travs de
los fluidos extracelulares. Ello se consigue mediante la produccin de grandes
cantidades de anticuerpos especficos frente a cada agente forneo.
1. Los anticuerpos, por s mismos no suelen eliminar ms que a ciertos virus
o inactivar toxinas bacterianas.
2. En la mayor parte de los casos, la eliminacin efectiva del patgeno suele
deberse a la induccin de las funciones efectoras de los anticuerpos, quedependen de la porcin constante de las cadenas pesadas:
a. activacin del complemento por la ruta clsica, que puede conducir a
lisis del patgeno
QUIMIOTAXIS de fagocitos
opsonizacin de fagocitos
b. Opsonizacin de fagocitos por inmunocomplejos (Ag-Ac)
c. Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC): el anticuerpo
se une a receptores para Fc en la superficie de clulas NK y
macrfagos.
Podemos resumir el proceso en tres apartados interconectados:
1. el linfocito TH virgen reconoce a su pptido antignico (procesado) enclavado
en el surco de MHC-II, en la superficie de una clula presentadora de
antgeno (APC). Ello provoca la activacin y proliferacin clonal de loslinfocitos TH.
2. Por otro lado (paralelamente), la clula B reconoce al antgeno nativo por
medio de su BCR (con mIg), lo que desencadena la endocitosis y
procesamiento endosmico de dicho antgeno. Algunos de los pptidos
resultantes se "exportan" y se muestran en el surco de molculas MHC-II del
propio linfocito B.
3. El TH activado (resultante de la fase #1) interacciona ahora mediante su TCR
con el complejo {epitopo-MHC-II} del linfocito B. En este contacto entre
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ambas clulas tiene lugar un intercambio de seales qumicas que conduce
a la activacin, proliferacin clonal y diferenciacin de las clulas B en dos
subclones hermanos: uno de clulas plasmticas secretoras de anticuerpos,
y otro de clulas B cebadas de memoria.
RESPUESTA PRIMARIA Y RESPUESTA SECUNDARIA
Fases de la respuesta:
1. fase lag (de retardo): es el tiempo que se tarda en la seleccin de un
clon especfico de clulas B y en la produccin de clulas plasmticas
secretoras de Ac y de clulas B de memoria
2. aumento exponencial (hasta un pico mximo)
3. meseta
4. declive
En total la respuesta puede durar desde unos das a varias semanas,
dependiendo de la persistencia del antgeno.
En la respuesta primaria primero se produce IgM, y luego IgG, siendo en ella la
contribucin global de la IgM ms importante. En cambio, en la respuesta
secundaria se produce mucha mayor cantidad de IgG que de IgM.
Las clulas B de memoria quedan en reposo (G0) durante muchos aos
(incluso persisten durante toda la vida).
La respuesta secundaria posee una serie de importantes diferencias
cualitativas y cuantitativas con respecto a la respuesta primaria:
Diferencias cuantitativas:
se inicia ms rpidamente (menor fase lag)
alcanza ms intensidad (100 o 1000 veces mayor)
dura ms tiempo, como se comprueba por la fase de meseta ms
prolongada y su declive ms lento
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Diferencias cualitativas:
ocurre cambio de clase, producindose preferentemente IgG, aunque
tambin IgA e IgE
Tiene lugar la maduracin de afinidad por hipermutacin somtica y
seleccin "darwiniana" de los linfocitos con receptores de mayor
afinidad.
FASES DE LA INDUCCIN DE LA RESPUESTA HUMORAL
1. Un linfocito TH virgen o de memoria entra en contacto con una APC, que
le presenta un pptido antignico enclavado en su MHC-II; ello provoca
la activacin y proliferacin clonal del linfocito TH.
2. Por otro lado, la clula B (virgen o de memoria) reconoce al antgeno
nativo, pero interaccionando con otro epitopo diferente al que reconoci
el TH. Acto seguido internaliza este Ag y lo procesa, presentando
algunos de los pptidos resultantes en sus molculas MHC-II.
3. El linfocito TH cebado del paso #1 reconoce por su TCR a la
combinacin especfica pptido-MHC-II en la superficie del linfocito B del
paso #2, formndose el llamado conjugado TH:B. En dicho conjugado, el
linfocito coadyuvante suministra dos tipos de seales qumicas al
linfocito B:
el TH expresa en su membrana la molcula CD40L (=CD154)
secreta citoquinas.
4. Estas seales son transducidas ("reemitidas") al interior del linfocito B, loque provoca cambios en el patrn de expresin gnica. Las protenas
producidas por estos genes inducidos provocan la proliferacin clonal
del linfocito, y finalmente la diferenciacin hasta clulas plasmticas
secretoras de anticuerpos y clulas B de memoria. (La clula B que no
reciba estas seales del TH quedar anrgica).
Fase 1: activacin y proliferacin del linfocito TH
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El antgeno nativo puede viajar por s solo a un rgano linfoide secundario, o
bien puede ser transportado (y eventualmente procesado) por una clula
presentadora profesional (APC):
clulas de Langerhans de la piel captan el antgeno, viajan por los vasos
linfticos como clulas "a vela", y al llegar al ganglio se convierten en
clulas dendrticas interdigitantes.
clulas dendrticas intersticiales de los tejidos
macrfagos/monocitos.
En el rgano linfoide secundario la APC presenta algn epitopo a un linfocito
TH en reposo, interaccionando ambas clulas de la forma estudiada en el tema
anterior:
seal #1: unin del TCR al epitopo enclavado en MHC-II de la APC
seal #2 (coestimulatoria): unin del CD28 del TH a la B7 de la APC.
Adems, la APC secreta citoquinas como la IL-1 y la IL-6.
Todo ello provoca la activacin y proliferacin de TH, por el mecanismo
autocrino dependiente de la IL-2 que el propio linfocito secreta. De esta forma
se producen grandes cantidades de clulas TH, lo cual va a permitir que
algunas de ellas tengan posibilidades de interaccionar luego con clulas B que
presenten el mismo epitopo enclavado en el mismo tipo de MHC-II.
Fase 2: El linfocito B reconoce especficamente al antgeno nativo
NOTA: la clula B es una magnfica presentadora de antgeno, que a diferencia
del macrfago posee la capacidad de internalizar y procesar solamente el
antgeno especfico para el cual est preparada por su mIg. De hecho es capaz
de procesar antgeno a concentraciones de 100 a 10.000 veces menores de las
requeridas por el macrfago.
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Como sabemos, la clula B en reposo posee molculas de mIgM y mIgD
asociadas con cadenas Iga e Igb , constituyendo el complejo receptor
especfico BCR.
Aunque la clula B no es una clula fagoctica, puede internalizar antgenos tan
grandes como del tamao de ciertos virus. Ello se produce por endocitosis
mediada por receptor (siendo el receptor el BCR). El antgeno entra a la ruta
endoctica, donde se degrada hasta pptidos, algunos de los cuales pueden
ser colocados en el surco de sus molculas MHC-II. (Mientras tanto, la clula B
est renovando continuamente sus receptores BCR, lo que le permite seguir
captando especficamente ms molculas o partculas antignicas).
Pero al mismo tiempo, el hecho de que se est produciendo unin del antgeno
con BCR (con entrecruzamiento de dos complejos BCR por una misma
molcula antignica) supone el inicio de una ruta de transduccin intracelular
de seal: las colas citoplsmicas de las cadenas Iga /Igb inician una cascada
de fosforilaciones y desfosforilaciones, donde estn implicadas varias proten-
tirosnquinas (PTK) como Lyn, Fyn y Blk. Al cabo de unos 30 segundos se han
fosforilado muchas protenas celulares (por rutas en buena parte an
desconocidas), que finalmente conducen a la activacin de la fosfolipasa C
(PLC). A partir de aqu se activan las rutas ya estudiadas del inositol-trifosfato
(IP3) y del diacilglicerol (DAG); la primera conduce a la
calcineurina/calmodulina, y la segunda a la activacin de la protenquinasa C
(PKC). Ambas colaboran en la activacin de una serie de genes tempranos que
codifican factores de transcripcin (como el AP1, c-Myc, etc). En la fase
siguiente, los productos de estos genes van a tener un papel destacado.
12.3.4 Fase 3: Formacin del conjugado TH:B e intercambio de seales
La clula TH cebada especfica reconoce ahora, por medio de su TCR, la
configuracin peculiar del pptido especfico enclavado en el MHC-II, en la
superficie del linfocito B; es decir, el linfocito B est actuando como clula
presentadora para el TH.
Tras este contacto inicial se forma el conjugado TH:B en el que ambas clulas
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dejan entre s un estrecho espacio intercelular. En esta fase se producen
importantes cambios en el linfocito TH:
reorganiza el aparato de Golgi y el centro organizador microtubular, de
modo que aparecen microtbulos del citoesqueleto orientados hacia el
lado que mira a la clula B. Ambas caractersticas tienen que ver con el
hecho de que se van a secretar citoquinas en esa direccin.
Las molculas de membrana de la clula T se concentran en la zona de
contacto intercelular:
TCR+CD3+CD4 van a participar en contactos con MHC-II+pptido de B
LFA-1 har contacto con ICAM-1 de B
CD28 se ligar con la B7 del linfocito B (pero esto no es imprescindible si el
linfocito TH est ya "armado").
Esta reorientacin implicar una mayor avidez en la unin entra ambas
clulas, permitiendo que este contacto dure ms tiempo, lo cual facilitar
las seales que necesita el linfocito B: CD40L y citoquinas, como
veremos a continuacin.
Fase 4: Efecto de las seales del linfocito TH sobre la clula B
Los dos tipos de seales del linfocito TH (CD40L y citoquinas) van a provocar
que el linfocito B sufra una serie de notables cambios. Algunas de estas
molculas qumicas provocan que el linfocito B salga de reposo y entre a ciclo
celular (seales de competencia); otras molculas hacen que el linfocito B
progrese a lo largo del ciclo celular (seales de progresin) y/o que se
diferencie.
Las molculas CD40L que el linfocito TH expresa en su superficie se unen a las
de CD40 del linfocito B (que ya estaban preformadas). Esto provoca una seal
para que el linfocito B sintetice y ensamble en membrana receptores para
diversas citoquinas (lo cual ocurre a las 12 horas del contacto inicial del Ag con
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la mIg). Entonces, el linfocito B, que hasta este momento estaba en reposo
(G0), puede entrar por fin en el ciclo celular (G1). Estamos pues, ante una seal
de competencia, que participa en la activacin del linfocito B.
Las citoquinas secretadas direccionalmente por el linfocito TH se concentran en
bolsas distribuidas en la zona de estrecho contacto intercelular. Cada citoquina
va a unirse a su receptor correspondiente situado en la superficie de la clula
B, provocando una serie de respuestas en dicha clula:
La IL-4 (junto con la IL-1 secretada por macrfagos) actan como
seales de competencia (favorecen la transicin G0 G1).
Posteriormente, la misma IL-4 sirve ya como seal de progresin (que
favorece el avance del ciclo celular: G1 S M), con lo que empieza
laproliferacin clonal. Otras citoquinas que colaboran en la
proliferacin son la IL-2 y la IL-5 (esta ltima en ratn, pero no en
humanos).
La diferenciacin requiere IL-6, as como de nuevo IL-4, IL-5, IL-10 e
IFN-g . En esta diferenciacin se producen dos subclones: uno de
clulas plasmticas secretoras de anticuerpos, y otro de clulas B de
memoria.
Esta respuesta de los linfocitos B frente a antgenos timo-dependientes se
caracteriza por:
tener memoria inmunolgica,
poseer maduracin de la afinidad conforme pasa el tiempo,
experimentar cambio de isotipo.
Respecto de este ltimo punto, se sabe que diferentes citoquinas o
combinaciones de citoquinas tienden a inducir preferencialmente ciertos
cambios de isotipo. Veamos algunos ejemplos en el ratn:
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la IL-4 tiende a provocar cambio a IgG1, y luego a IgE;
el factor de crecimiento tumoral beta (TGF-b ) provoca cambio a IgG2b y
a IgA;
El interfern gamma (IFN-g ) induce cambio a las subclases IgG2a e
IgG3.
Parece ser que la base de esta induccin de cambios de clase estriba en que
las correspondientes citoquinas inducen de alguna forma un cambio en la
estructura de la cromatina de las regiones S (de switch, cambio de clase)
situadas en el lado 5 de cada gen CH concreto, promoviendo la recombinacin
especfica que ya estudiamos en el tema 7 (Gentica de los anticuerpos).
12.4 RESPUESTA HUMORAL IN VIVO
La respuesta humoral se desencadena en distintos rganos dependiendo de la
va de entrada del antgeno:
si el antgeno entra por la sangre, va a parar al bazo;
si entra por tejidos, es captado por algn ganglio linftico regional;
si se introduce por los epitelios internos, suele ir a parar a tejido linfoide
asociado a mucosas (MALT).
En este apartado vamos a describir cmo se sucede la respuesta humoral en
una de estas localizaciones: el ganglio. Recordemos que el ganglio estdiseado para atrapar y retener antgenos que llegan por alguno de los vasos
linfticos aferentes. El antgeno puede llegar solo, en forma soluble, o bien
transportado por clulas "a vela" (que como se recordar es la forma que
adoptan las clulas de Langerhans de la piel al pasar a la circulacin linftica),
o por clulas dendrticas intersticiales de los tejidos, o por macrfagos.
Por su lado, los linfocitos pueden acceder al ganglio por dos rutas distintas: por
los linfticos aferentes, o desde la sangre, por extravasacin pasando a travs
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de las vnulas de endotelio alto (HEV) postcapilares.
12.4.1 Respuesta primaria:
Interacciones iniciales: tienen lugar en la paracorteza. Las clulas dendrticas interdigitantes, con sus largos procesos de
membrana, interaccionan simultneamente cada una con unos 200
linfocitos TH, presentndoles pptidos procesados en el surco del MHC-
II, con lo que se provoca una gran activacin y proliferacin clonal de
esos linfocitos.
Por su parte, los linfocitos B en reposo internalizan antgeno especfico,
y lo procesan.
Las clulas TH activadas interaccionan con las clulas B, induciendo en
stas las primeras fases de la activacin.
Algunas de estas clulas B de la paracorteza siguen su activacin,
proliferacin y diferenciacin hasta clulas plasmticas secretoras de
IgM e IgG, con lo que se suministra una primera descarga de
anticuerpos circulantes. Luego migran a la mdula sea.
Pero otras clulas B se quedan a mitad de su activacin, y emigran a la
corteza, a los folculos primarios, donde van a seguir una ruta especial
que da origen a los centros germinales de los folculos secundarios.
Eventos en el folculo secundario:
El folculo secundario suministra un microambiente especial en el que lasinteracciones entre clulas B y clulas dendrticas foliculares van a conducir a
la generacin de grandes cantidades de clulas B y clulas plasmticas con
anticuerpos de alta afinidad (por maduracin de afinidad tras hipermutacin
somtica). Veamos los acontecimientos:
Cuando la clula B "a medio activar"(procedente de la paracorteza)
entra en el folculo primario comienza a dividirse activamente: estas
clulas B en rpida proliferacin se denominan centroblastos, y son
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ellas las que dan lugar al centro germinal del folculo, que ahora se llama
folculo secundario. Los centroblastos se caracterizan por su rpida
divisin (una vez cada 6 horas) y porque carecen de inmunoglobulinas
de membrana (mIg).
La zona basal oscura del centro germinal est llena de centroblastos,
todos ellos descendientes de un solo linfocito B (o unos pocos). Es decir,
se estn produciendo grandes cantidades de centroblastos todos
descendientes de una clula B, por lo tanto todos tienen la misma
especificidad antignica que el linfocito B "fundador" que originalmente
internaliz el Ag que ha dado origen a la respuesta. Es en esta fase de
centroblastos donde ocurre la hipermutacin somtica de lasporciones variables de los genes reordenados de cadenas pesadas y
ligeras.(Vase tema 7).
Al cabo de unos 4 das los centroblastos dan origen a los centrocitos,
clulas ms pequeas que no se dividen, y que vuelven a tener mIg en
sus membranas Estos centrocitos ocupan la zona basal clara del centro
germinal. Debido a la previa hipermutacin somtica, cada centrocito,
aunque miembro del mismo clon, tendr una variante aleatoria distinta
de la inmunoglobulina original. Lgicamente, dentro de esta poblacin
habr centrocitos con mIg dotada de mayor afinidad hacia el Ag original
y centrocitos con mIg de menor afinidad.
Es ahora cuando tiene lugar el proceso de seleccin darwiniana de
esa poblacin de centrocitos: aquellos que tengan mIg de mayor
afinidad sern seleccionados para sobrevivir en base a su capacidad de
interaccionar con mayor afinidad con el antgeno nativo dispuesto en la
superficie de las clulas dendrticas foliculares:
Parece que las dendrticas foliculares retienen antgeno nativo (solo o
formando parte de inmunocomplejos) en las "perlas" (engrosamientos) de sus
largos procesos de membrana. Ello lo hacen a travs de sus molculas
CD23 (repasar en elcaptulo 2los rasgos de estas notables clulas). Ello
permite que varios centrocitos interaccionen simultneamente con una misma
http://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_07.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_07.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_07.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_02.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_02.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_07.htm7/28/2019 MONOGRAFICO de Respuesta Humoral Inmune
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clula dendrtica.
En principio ("por defecto", dira un informtico) los centrocitos estn
programados para morir por apoptosis al cabo de unos pocos das, a
menos que sean rescatados por el hecho de que su mIg interaccione con el
antgeno retenido en la superficie de las clulas dendrticas foliculares.
Los centrocitos con receptores (mIg) de baja afinidad tienen que competir en
desventaja con sus "hermanos" de mayor afinidad e incluso con anticuerpos
libres de alta afinidad: estos centrocitos con mIg de baja afinidad pueden
encontrarse con el hecho de que los determinantes del antgeno estn ya
ocupados por receptores de centrocitos de alta afinidad o por anticuerpos.
De hecho, conforme pasa el tiempo, la situacin es cada vez peor para estos
centrocitos: en una respuesta primaria, el nivel de Ac circulantes al principio es
bajo, pero conforme pasan los das sube esta concentracin, de modo que
cada vez hay ms anticuerpos que se pueden unir al antgeno desplegado en
las membranas de las clulas dendrticas. Esto significa que el "listn" para que
un centrocito se una al antgeno se pone cada vez "ms alto": slo lo lograrn
los que en la "lotera" de la hipermutacin somtica hayan resultado
"agraciados" con mIg de mayor afinidad.
El resultado es que todo centrocito que al cabo de unos das no se haya unido
por su mIg al Ag en la superfice de la clula dendrtica folicular, al no recibir la
seal "rescatadora", muere por apoptosis, y sus restos son destruidos por los
macrfagos de cuerpos tingibles. Este es el destino de la inmensa mayora de
los centrocitos (90%).
Cul es la seal que rescata a los afortunados de la apoptosis y cuya
carencia precipita a la mayora a la muerte pogramada?
Los centrocitos que tienen mIg de alta afinidad que logran unirse a la
clula dendrtica, reciben una seal que induce en ellos la expresin del
gen bcl-2, y es esto lo que les salva de la apoptosis. Parece que en este
rescate tambin interviene la unin del CD23 de la clula dendrtica
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folicular con el CD21 del complejo correceptor del centrocito).
Los centrocitos con mIg de baja afinidad, al no unirse con la clula
dendrtica, siguen su programacin a la muerte, ya que al no inducirse el
gen bcl-2no producen la seal que interrumpa dicha programacin letal.
Tras la seleccin darwiniana, los centrocitos Bcl-2+ se diferencian en
la zona apical clara en dos suclones celulares: clulas B de memoria y
plasmablastos.
Los plasmablastos abandonan el centro germinal y pasan a mdula,
donde terminan su diferenciacin hasta clulas plasmticas secretoras
de anticuerpos. Las clulas plasmticas carecen de inmunoglobulinas demembrana, y son clulas a trmino, que mueren a las dos semanas. (El
hecho de que tengan una vida limitada es un factor que contribuye a que
la respuesta inmune est autolimitada). Secretan grandes cantidades de
anticuerpos que tienen la misma especificidad que el centrocito
correspondiente del que proceden. Los anticuerpos salen por los
linfticos eferentes y entran luego en circulacin sangunea, de donde
son distribuidos a todo el organismo. Se cree igualmente que ladiferenciacin a clulas plasmticas rquiere la interaccin del CD23 de
la clula dendrtica folicular con el correceptor de la clula B (formado po
CD19, CD21 y CD81).
Las clulas B de memoria son clulas en reposo (G0), pero no son
iguales que las B vrgenes: expresan ms isotipos en sus membranas
(mIgM, mIgG, mIgA, mIgE), que adems son de mayor afinidad que la
mIg original; esto implica que ante una segunda entrada del Ag se van a
activar a menores dosis, y la respuesta secundaria ser ms rpida.
Algunas de ellas se quedan en el folculo, formando parte del manto que
rodea al centro germinal; otras abandonan el ganglio por el nico
linftico eferente, y recirculan. Poseen una gran esperanza de vida
(incluso ms de 40 aos), aunque se desconoce la base de esta notable
longevidad. (Existen indicios de que la diferenciacin a clulas de
memoria tambin necesita nuevos contactos entre el CD40 del linfocito
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B y el CD40L de la clula TH).
Respuesta secundaria
La respuesta secundaria tiene lugarin vivo de una forma parecida a lo que
acabamos de ver, pero existen algunas diferencias que pasamos a comentar:
Cuando entra el antgeno por 2 vez (o ulterior) parte de las molculas
pueden unirse a anticuerpos persistentes procedentes de la respuesta
primaria, de modo que se forman complejos Ag-Ac.
Cuando los inmunocomplejos entran a ganglio, se unen a las clulas
dendrticas foliculares. Estas clulas "empaquetan" parte de los
complejos Ag-Ac en vesculas membranosas denominadas iccosomas,
que se van desprendiendo por gemacin a partir de los engrosamientos
("perlas") de los largos procesos de membrana.
Las clulas B de memoria generadas durante la respuesta primaria que
tengan mIg de alta afinidad compiten eficazmente con los anticuerpos
circulantes para unirse con el Ag que forma parte de los
inmunocomplejos de los iccosomas: se unen a estos iccosomas, los
engullen enteros, procesan el antgeno y se lo presentan (en surco de
MHC-II) a linfocitos TH especficos. Se forma el conjugado TH:B, con lo
que la clula B se activa y prolifera (como centroblastos) en el centro
germinal, hasta que al 4 o 5 da se diferencia a clulas plasmticas
secretoras de anticuerpos.
Al igual que en la respuesta primaria, la proliferacin de centroblastos vaacompaada de hipermutacin somtica seguida de seleccin
darwiniana sobre los centrocitos resultantes en base a su capacidad de
unin al antgeno atrapado en las clulas dendrticas.
Como se puede ver, el centro germinal durante la respuesta secundaria difiere
en dos aspectos importantes del de la respuesta primaria:
1. La previa disponibilidad de anticuerpo circulante incrementa la eficacia
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de las clulas dendrticas foliculares para atrapar antgeno, lo cual
supone una amplificacin de la seal a las clulas B.
2. El anticuerpo preexistente compite con los centrocitos para unirse con el
antgeno en la superficie de las clulas dendrticas. Ello asegura que en
la respuesta secundaria slo van a contribuir a la produccin de
anticuerpos clulas plasmticas procedentes de clulas B dotadas de
receptores de mayor afinidad que los de la respuesta primaria. Conforme
avanza la respuesta, aumenta la concentracin de anticuerpos al tiempo
que disminuye la de antgeno, por lo que se seleccionan centrocitos con
afinidades cada vez ms altas, capaces de funcionar con
concentraciones de antgeno cada vez ms bajas.
Algunas aplicaciones
En las vacunaciones se suele recurrir a la administracin de varias dosis del
antgeno inmunizante. Con ello se logra no slo una mejor respuesta
secundaria por el hecho de aumentar las clulas B de memoria, sino que se
provoca que las clulas B de memoria se diferencien a plasmticas secretoras
de anticuerpos de alta afinidad.
Si esta estrategia se aplica en inmunizaciones experimentales de animales de
laboratorio, de ellos se pueden extraer antisueros de gran avidez, que se usan
en ensayos in vitro para pruebas que requieren gran sensibilidad.
ANTIGENO
Antgeno (Ag). Molcula de procedencia exgena o endgena que resulta
extraa al organismo. Puede ser especficamente unida por un anticuerpo (Ac)
o por un receptor de clula T (TCR), pero no necesariamente genera una
respuesta inmune. Para aquellas molculas que inducen una respuesta
inmune, se ha propuesto el trmino de inmungeno (cabe sealar, que el
conocimiento de estas diferencias, no ha evitado que ambos trminos
continen utilizndose como sinnimos).
Algunas molculas pequeas, pueden unirse especficamente a los anticuerpos
pero no activan a las clulas B o T (son antgenos, pero no inmungenos). Sin
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embargo, molculas con bajo peso molecular, por lo general inferior a 4,000
Da, llamadas haptenos, pueden unirse covalentemente con una protena
propia de mayor peso (acarreadora o transportadora) y formar un
inmungeno.
Este mecanismo est presente cuando algunos frmacos, originalmente
carentes de inmunogenicidad, ingresan al organismo y la adquieren al unirse a
protenas autlogas.
Algo similar sucede en el mecanismo involucrado en la dermatitis por contacto:
Molculas como el pentadecatecol de la hiedra venenosa o iones metlicos
como el cromo o el nquel presentes en aretes u otros accesorios, son
haptenos, lo que les permite penetrar fcilmente la piel; estos haptenos se
unen con protenas propias y se crean complejos hapteno- acarreador, que
funcionan como inmungenos. Los inmungenos son capturados por las
clulas de Langerhans y presentados a clulas T en los ganglios ms
cercanos, lo que origina, en individuos hipersensibles, una potente respuesta
que se manifiesta como una reaccin severa en piel.
Superantgeno
Sustancia de origen viral o bacteriano, que tiene la propiedadde unir por fuera
tanto molculas de MHC II, como de TCR (en individuos que tienen una
particular familia de genes de cadena variable beta). Actan como una unin
entre las dos y activan alrededor de 30% de los linfocitos, en tanto un antgeno
convencional procesado nicamente activa 0.001% de estas clulas. De lo
anterior se deriva, que la exposicin a un superantgeno puede conducir a la
liberacin masiva de citocinas, lo que puede causar un sndrome clnico similar
al shock sptico.
Eptopo o determinante antignico. Es el sitio o porcin inmunodominante de
un antgeno, a travs del cual se une con un anticuerpo o con un receptor del
linfocito T. La valencia de un antgeno, corresponde al nmero de eptopos que
contiene. As, un mismo antgeno puede tener eptopos para unirse con
anticuerpos o con el receptor de la clula T. Los anticuerpos reconocen a laestructura expuesta, primaria o terciaria, del antgeno nativo y los receptores de
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16 EAPMH CICLO IV
T principalmente a la primaria (proveniente de antgenos, principalmente
protenicos, procesados), lo que implica la existencia de dos tipos de eptopos:
Lineal. Formado por secuencias de aminocidos continuos y contiguos.
Conformacional. Constituido por secuencias de aminocidos continuos o
discontinuos y distantes, que se aproximan entre s debido al plegamiento o
conformacin tridimensional del antgeno.
Inmunogenicidad. Es la potencia o capacidad que tiene una molcula para
generar una respuesta inmune y depende tanto de su naturaleza, como de la
inherente al individuo en el que acta (receptor).
Naturaleza fisicoqumica de la molcula
Composicin. Las protenas son las que originan una mejor respuesta, ya que
son potentes estimuladoras de las clulas T. A su vez los polisacridos, lpidos
y cidos nucleicos casi no se unen a MHC, lo que disminuye su potencia.
Peso molecular. Es importante el tamao (superior a 80 KDa), polisacridos de
alto peso molecular frecuentemente resultan inmunognicos; sin embargo,existen molculas grandes poco complejas y consecuentemente menos
potentes. Por el contrario, otras de menor tamao pero con una gran
complejidad estructural (heteropolmeros o protenas con inclusin de
aminocidos diferentes o aromticos p.ej. tirosina) son ms efectivas; los
lpidos y cidos nucleicos tienen una menor complejidad que las protenas y los
carbohidratos.
Una molcula procesada por el fagocito es ms inmunognica que en su
estado nativo. A su vez, la desnaturalizacin de la molcula puede originar
tanto prdida como formacin o exposicin de nuevos eptopos, lo que modifica
su inmunogenicidad.
Exposicin
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17 EAPMH CICLO IV
La cantidad del inmungeno que interacciona con el individuo, es de vital
importancia, ya que dosis pequeas o muy elevadas inducen tolerancia o
respuestas alteradas. Influye tambin en su efectividad la frecuencia de
exposicin a las molculas; se ha visto que es ms efectivo administrar al
inmungeno en forma intermitente, con lapsos que permitan la sensibilizacin,
as como la adquisicin y el incremento posterior de la memoria inmunolgica.
Los intervalos dependern de la naturaleza del inmungeno y de la va de
administracin. Hay que recordar que un mayor nmero de inmunizaciones no
necesariamente se traduce en un aumento en la cantidad de anticuerpos, ya
que una de las caractersticas de la respuesta inmune adaptativa es la
autolimitacin.
Va de administracin
Las vas subcutnea e intradrmica, son las ms potentes.Por el contrario, la
va oral es la ruta de ingreso al organismo enla que hay una menor respuesta a
las molculas extraas, lo quepodra atribuirse, principalmente, a la actividad
que realizanlos linfocitos TH3 ubicados en el aparato digestivo. Estas
clulassecretan TGF beta, citocina que adems de ejercer un
efectoantiinflamatorio, induce tolerancia y estimula la produccinde IgA. Su
participacin es vital, ya que interviene en el mecanismode tolerancia a los
alimentos y simultneamente, proveeal aparato digestivo de un anticuerpo
protector.
Naturaleza del individuo
Factores como la especie, raza, herencia, sexo y edad, inciden
importantemente en la inmunogenicidad de una molcula. Molculas con bajo
poder inmunognico se vern potencializadas, si el individuo se encuentra
enfermo, desnutrido, sujeto a tratamiento con medicamentos o procedimientos
inmunosupresores o bien, sometido a estrs fsico, emocional y/o a
contaminantes ambientales. Por el contrario, los efectos de un elemento
agresor se minimizan en un organismo con integridad bio-psico-social.
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18 EAPMH CICLO IV
LOS ANTICUERPOS
Los anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig) son un tipo de protenas denominadas
glicoprotenas3. Funcionan como la parte especfica del denominado complejo
receptor de clulas B (BCR) reconociendo al antgeno a nivel de la membrana
del linfocito B, y como molculas circulantes secretadas por las clulas
plasmticas procedentes de la activacin, proliferacin y diferenciacin declulas B.
Estructuralmente estn formados por dos cadenas polipeptdicas pesadas H
(del trmino anglosajn Heavy pesado) y dos cadenas ligeras L (del trmino
anglosajn Light ligero) unidas entre s mediante enlaces covalentes. Las
cadenas ligeras consisten en una regin variable (VL) y una constante (CL)
mientras que las pesadas presentan una regin variable (VH) y tres constantes
(CH1, CH2, CH3). Funcionalmente podemos distinguir dos porciones en los
anticuerpos: una de ellas implicada en el reconocimiento y unin al antgeno
denominada regin Fab (antigenbindingFragment) y otra implicada en las
funciones de los anticuerpos y en su vida media en sangre, llamada regin Fc
(crystallizableFragment).
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19 EAPMH CICLO IV
Estructura de un anticuerpo.
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20 EAPMH CICLO IV
Existen cinco clases diferentes de anticuerpos, que se diferencian entre s poruna serie de cambios estructurales que les confieren diferentes funciones en el
organismo. Los cinco tipos de anticuerpos se denominan: Ig G, Ig M, Ig E, Ig A
e Ig D.
Tipos de inmunoglobulinas y sus principales caractersticas.
Mecanismo de accinde los Anticuerpos
La principal funcin biolgica de los anticuerpos es unirse a cualquier sustancia
extraa o antgeno, que haya entrado al organismo, con el fin de facilitar su
eliminacin.
Las regiones de un antgeno que son reconocidas especficamente por los
anticuerpos se denominan determinantes antignicos o eptopos.Un antgeno
puede presentar diferentes eptopos y por tanto provocar la produccin de una
amplia gama de anticuerpos por parte de diferentes linfocitos B.
Las regiones concretas donde se produce el reconocimiento por parte de un
anticuerpo hacia un eptopo concreto, se llaman regiones CDR
(ComplementaryDeterminingRegions). Hay tres regiones CDR (regionesdeterminantes de complementariedad o hipervariables) denominadas CDR1,
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21 EAPMH CICLO IV
CDR2 y CDR3 y se localizan todas ellas en las regiones o dominios variables
de cada cadena (ligera y pesada) del anticuerpo. Las regiones CDR confieren a
las inmunoglobulinas una enorme especificidad y diversidad.
Regiones CDR de un anticuerpo responsables del reconocimiento de antgenos
Los anticuerpos realizan una doble funcin dentro de la respuesta inmune del
organismo cuanto lo invade un agente externo. Por un lado, se unen
especficamente a una amplia variedad de antgenosy, por otro lado, se unen a
un nmero limitado de molculas y clulas efectoras del Sistema Inmune.
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22 EAPMH CICLO IV
En el mecanismo de eliminacin de agentes extraos al organismo, los
anticuerpos tienencomo funcin el reconocimiento especfico de losantgenos,
provocando la respuesta inmune(etapa 3), y el reclutamiento de diferentes
clulasy molculas del organismo que sern capaces dedestruir y eliminar al
antgeno
Un solo antgeno puede presentar diferenteseptopos en su superficie, es decir,
puede estimularla produccin de diferentes anticuerpos, cada unode los cuales
es especfico para un eptopoconcreto. Una sustancia extraa que
contengadiferentes eptopos al entrar en el organismoprovocar la produccin
de anticuerpos procedentesde diferentes clones10 de linfocitos B. Este tipo
deanticuerpos con diferente capacidad de reconocer yunirse al antgeno se
denominan anticuerpospoliclonales. Mientras que los
anticuerposmonoclonales son especficos para un solo eptopoy estn
producidos por un nico clon celular.
Gracias a los avances que han experimentadodisciplinas como la Protemica y
la Genmica, hasido posible identificar y caracterizar nuevasmolculas que
desempean funciones importantesen el desarrollo de ciertas
enfermedadesautoinmunes, vricas e incluso el cncer. Lascaractersticas de
los anticuerposmonoclonales hacen de ellos unos agentesteraputicos
potentes y prometedores.
Anticuerpos Monoclonales
Hasta el desarrollo de los anticuerpos monoclonales en el ao 1975, el uso de
los anticuerpos en diagnstico y/o terapia se centraba nicamente en la
utilizacin de sueros inmunes convencionales. Estos sueros son obtenidos a
partir de distintas especies animales y contienen, entre otros muchos
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23 EAPMH CICLO IV
compuestos,una mezcla de anticuerpos producidos por distintos clones de
linfocitos B, por lo que se denominan anticuerpos policlonales. Estos
anticuerpos reconocen en mayor o menor medida el antgeno pero con distinta
especificidad y afinidad cada uno de ellos. En cambio, los anticuerpos
especficos para un solo eptopo y producidos por nico linfocito B y sus clones,
se denominan anticuerpos monoclonales.
Un anticuerpo monoclonal es aquel que reconoce especficamente una parte
del antgeno, es decir un eptopo concreto, y que es producido por un clon de
linfocitos B.
Por todas las propiedades que poseen los anticuerpos, han sido empleados en
terapia desde que la FDA11 en 1986 aprob el primer anticuerpo monoclonal
para el tratamiento del rechazo del transplante de rin12. Los anticuerpos
monoclonales, por tanto, son empleados en terapia para el tratamiento de
diversas enfermedades formando la familia de frmacos denominados
anticuerpos monoclonalesteraputicos.
Debido a la especificidad de unin que poseen los anticuerpos, son empleados
en la localizacin y eliminacin de patgenos infecciosos como el virus
respiratorio sincitial (VRS). Tambin se utilizan como terapia en la deteccin de
clulas concretas del organismo como por ejemplo clulas tumorales, incluso
en la inhibicin de procesos inflamatorios. Los anticuerpos monoclonales
teraputicos actualmente comercializados junto con sus aplicaciones
teraputicas, tecnologas de produccin y mejora de su efectividad teraputica,
sern presentados a continuacin.
Principales tecnologas de produccin y mejora de Anticuerpos
Monoclonales
El progreso que se ha conseguido en la investigacin sobre el tratamiento de
enfermedades como el cncer y las enfermedades autoinmunes mediante el
empleo de anticuerpos monoclonales, se debe principalmente a dos avances
importantes en la investigacin cientfica.
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24 EAPMH CICLO IV
El primero de ellos hace referencia a la mejora de las tecnologas de
produccin de los anticuerpos y fragmentos de anticuerpos. Sin la
consolidacin de estas tecnologas de produccin a gran escala, no habra sido
posible la produccin de estas molculas como productos farmacuticos
biotecnolgicos. El segundo gran hito destacable se refiere a los avances en la
Biologa Molecular que identifican nuevas dianas especficas hacia las cuales
dirigir la terapia con anticuerpos monoclonales.
Actualmente existe una importante batera de anticuerpos monoclonales
teraputicos en diferentes fases de desarrollo e investigacin, algunos de los
cuales pueden ser consultados en el Anexo IV del presente Informe. A
continuacin se presentan las estrategias actuales ms relevantes, para la
produccin y mejora de los anticuerpos monoclonales como agentes
teraputicos.
Tecnologas de produccin de Anticuerpos Monoclonales
Los anticuerpos son producidos por los linfocitos B en el organismo como
respuesta a la entrada de un patgeno o sustancia extraa a l. Del mismo
modo que ocurre en los seres humanos, los animales tambin combaten
agentes externos produciendo anticuerpos en su sistema inmune. Por esta
razn tradicionalmente es posible obtener anticuerpos contra un antgeno
conocido empleando modelos animales. Las razones por las cuales se utilizan
animales y no personas son evidentes.
Para producir anticuerpos clsicamente en animales, como el conejo o el
caballo (sueros con anticuerpos policlonales), el primer paso consiste en
inyectar al animal la sustancia frente a la cual se desea obtener las
inmunoglobulinas. Posteriormente es posible extraer y aislar los anticuerpos del
suero. Este procedimiento por el cual al cabo de unos das se aislan del suero
de los animales los anticuerpos, se denomina inmunizacin.
La produccin de anticuerpos a partir de un nico clon de clulas B, es decir
monoclonales, no ha sido posible hasta el ao 1975, ao en el que se
desarroll la tcnica de generacin de hibridomas. Las estrategias para laproduccin de anticuerpos monoclonales pasan inevitablemente por la
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25 EAPMH CICLO IV
seleccin de dianas de inters. Un aspecto importante a tener en cuenta en
este paso del proceso, es la dificultad que entraa la seleccin de nuevas
dianas teraputicas ya que a menudo las rutas bioqumicas implicadas en la
gnesis y progresin de muchas patologas no se conocen, y sin esta
informacin es muy difcil o imposible el diseo del anticuerpo teraputico
Dianas teraputicas reconocidas por los anticuerpos monoclonales
teraputicos
comercializados actualmente
Virus.
Clulas tumorales.
Citoquinas15.
Factores de crecimiento.
Otros anticuerpos
Uno de los grandes retos para el desarrollo de anticuerpos monoclonalesteraputicos se centra en la bsqueda y seleccin de nuevas dianas
especficas de las clulas implicadas en el desarrollo de la enfermedad. Por
ejemplo, en el tratamiento de ciertos tipos de tumores, el escenario ideal sera
conocer molculas o marcadores que se expresen de forma especfica en las
clulas tumorales y no en las clulas sanas. Si se dispone de dianas
perfectamente caracterizadas, el anticuerpo monoclonal producido ejercera su
accin teraputica en aquellas clulas del organismo seleccionadas. Las
diferentes tecnologas para la produccin de anticuerpos monoclonales se
presentan a continuacin.
SISTEMA DEL COMPLEMENTO
El sistema de complemento est constituido por molculas implicadas
principalmente en ladefensa frente a infecciones y clulas tumorales. Parte de
los factores del complemento
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potencian la inflamacin y la fagocitosis y actan produciendo la lisis de clulas
y
microorganismos. El complemento es especialmente importante frente a
grmenes gram
negativosque pueden ser directamente lisados por anticuerpos y complemento.
La mayor parte de los factores del complemento son protenas plasmticas y
una pequea proporcin de ellos son protenas de membrana (Tabla 13.1).
Muchos de los componentes del complemento (C2, C3, C4, C6, C7, C8, Factor
B y Factor I) son polimrficos, es decir que existen diferentes formas allicas
que se expresan con distintas frecuencias en poblaciones o razas.
El hepatocito es el principal productor de factores del complemento. No
obstante, por ejemplo los componentes de C1 son sintetizados por las clulas
epiteliales del intestino y del sistema genito-urinario y los adipocitos sintetizan
factor D. Se ha observado que los macrfagos activados producen algunos
factores del complemento; sin embargo, esto solo tiene importancia, en el foco
inflamatorio. Las citocinas inflamatorias (IL1, IL6 y TNF) e IFN-gamma
incrementan la sntesis de algunos factores del complemento en el hgado.}
ACTIVACION DEL COMPLEMENTO
En la activacin del complemento se pone en marcha una serie de reacciones
consecutivas en cascada, de tal forma que a partir de cada una de ellas se
genera un producto activo que adems de determinar que la reaccin
consecutiva prosiga, puede tener diferentes acciones biolgicas importantes en
la defensa del organismo. Se puede ver este conjunto de reacciones en
cascada en la figura 13.1.
Algunos de los factores del complemento son enzimas con carcter proteoltico,
de tal formaque durante el proceso de activacin, algunas molculas son rotas
en fragmentos a los quepara identificarlos se les aade letras minsculas (Ej.
C3a, C3b). Estos fragmentos poseenimportanes funciones biolgicas y son
mediadores de la inflamacin.
La activacin del Complemento por la va clsica
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27 EAPMH CICLO IV
1.- Cuando el Complemento se activa, independientemente de la va
implicada, se desarrollan tres etapas:
1.1.- Formacin de la convertasa de C3: Es una de las etapas de mayor
importancia en la activacin del Comlemento, ya que constituye el evento
central de la actividad del mismo: la fragmentacin de Complemento3. Las
convertasas de Complemento 3 tienen estructuras diferentes en funcin de la
va por la cual se activa el sistema. Para el caso de la va clsica, la convertasa
de Complemento 3 est formada por un dmero denominado C4b2a.
1.2.- Formacin de la convertasa de Complemento5: Se produce despus que
las convertasas de Complemento3 actan y generan los fragmentos
Complemento3a y Complemento3b. El fragmento Complemento3b formado se
une a la convertasa de Complemento3 para formar la convertasa de
Complemento5, es decir, Complemento4b2a3b.
1.3.- Formacin del Complejo de Ataque a la Membrana (CAM): Constituye la
etapa final del fenmeno. Se inicia con la formacin de Complemento5b por
accin de su convertasa. Una vez formado Complemto5b se inicia la
incorporacin progresiva de los componentes finales del sistema, que son
Complento6, Complemento7, Complemento8 y Complemento9. El CAM final,
ya formado, se designa como Complemento5b-9.
El proceso de activacin de la va clsica se inicia con Complemento1, la cual
es un complejo trimolecular compuesto por las subunidades denominadas
Complemento1q unidad de reconocimiento, Complemento1r y
Complemento1s unidades catalticas. Complemento1q se une al complejo
inmunolgico (antgeno-anticuerpo) y sufre un cambio conformacional que da
lugar a la activacin enzimtica del Complemento1r asociado, este escinde y
activa a Complemento1s. El Complemento1s activado escinde la siguiente
protena de la cascada, Complemento4, originndose los fragmentos
Complemento4a y Complemento4b. Este ltimo permanece adherido a la
membrana celular.
Es importante destacar, que una sola molcula de C1s puede generar multiples
molculas de C4 activado. C1s tambin acta sobre C2, el cual, es degradado
en dos componentes denominados C2a y C2b. El primero de ellos permanece
unido a C4b para formar la convertasa de C3 (C4b2a). Por accin de estaconvertasa, C3 sufre una ruptura proteoltica generando dos fragmentos, uno
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28 EAPMH CICLO IV
corto llamado C3a y uno largo C3b. La gran mayora de las molculas C3b se
unen, por enlaces covalentes, a las membranas celulares, en sitios muy
cercanos a la convertasa de C3 y forman un nuevo complejo multimolecular
denominado convertasa de C5 C4b2a3b (1,3).
La accin de esta convertasa de C5, escinde este compuesto en sus derivados
C5a y C5b. El segundo fragmento permanece adherido a la membrana celular
donde da inicio a la etapa final de la activacin del C, la formacin del CAM
(1,3,5).
El siguiente grfico esquematiza la activacin del C a travs de la va clsica:
Esquema de la activacin de la va clsica del Complemento.
2.- Componentes de la va clsica del Complemento: Con la finalidad de
establecer la relacin estructura-funcin de los componentes del C,
dedicaremos las siguientes lneas para describir, de manera breve, los distintos
elementos que constituyen la cascada de esta va de activacin del C.
2.1.- C1: Este componente es una proteasa multimolecular con capacidad para
unirse a microorganismos patgenos y convertir una seal de reconocimiento
en eventos proteolticos altamente especficos. Tradicionalmente se acepta que
el reconocimiento entre C1 y el microorganismo requiere la presencia de
anticuerpos de la clase IgGIgM fijados al patgeno (10). Sin embargo, algunos
invasores, como las bacterias gram negativas y los virus, pueden ser
reconocidos por C1, en ausencia de anticuerpos especficos (11-13). La unidad
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29 EAPMH CICLO IV
de reconocimiento o C1q sufre, tras la unin con el anticuerpo (a travs del
fragmento Fc), un cambio conformacional que activa las subunidades
catalticas, dependientes de calcio, que estan acopladas a C1q y forman el
tetrmero C1s-C1r-C1r-C1s, las cuales tienen actividad de proteasas. El
proceso involucra dos pasos, el primero que consiste en la autoactivacin ltica
de la proenzima C1r. Este una vez activado convierte a la proenzima C1s en
una proteasa activa, responsable de fragmentar las dos siguientes proenzimas
del C, a saber, C2 y C4 (3,14,15).
La molcula C1q humana consta de tres cadenas diferentes, compuesta de 18
polipptidos, denominados 6A, 6B, 6C, que tienen similitud en su longitud, as
como en la secuencia de sus aminocidos (16). En el extremo amino-terminal
(N-terminal) se forman uniones disulfuro entre las cadenas A-B y C-C. Esta
regin es seguida por una secuencia parecida a la del colgeno y desde ella
emergen seis estructuras parecidas a una helice con tres aspas muy prximas
entre si. Las helices se unen a un tallo y todo el conjunto adopta la forma de 6
brazos (algunos la llaman en forma de bouquet). Cada brazo terminando en
una hlice de tres aspas es denominado modulo C1q y seis modulos juntos
forman una molcula de C1q (Unidad de reconocimiento). Esta regin
constituye el sitio de unin al fragmento cristalizable (Fc) de las
inmunoglobulinas (1,17-19).
Los otros dos constituyentes de C1, C1r y C1s, son serina-proteasas con una
organizacin estructural muy parecidas. En la forma de proenzima, C1r y C1s
son glicoprotenas de una sola cadena compuestas por 688 y 673 aminocidos
(a.a), respectivamente (4,20). La forma activada se genera cuando un enlace
entre una arginina y una isoleucina es cortado (Unidad catalitica). Las
interacciones entre C1r y C1s son dependientes de calcio y en el modelo
estudiado por microscopia electrnica las unidades se ensamblan formando un
tetrmero (C1s-C1r-C1r-C1s). En el tetrmero, las regiones catalticas
carboxiterminal de ambos C1r se ubican en el centro y las de C1s en los
extremos (21,22). Esta disposicin espacial permite el contacto entre las
regiones catalticas de C1r y C1s y de esta manera el ltimo puede ser
escindido cuando el primero se activa.
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30 EAPMH CICLO IV
2.2.- C4: Es un complejo formado por tres cadenas polipeptdicas, llamadas ,
y . La estructura de su cadena se asemeja a la del C3, por la presencia de
un enlancetioster.
Este componente es codificado en el brazo corto del cromosoma 6 y forma
parte de las molculas clase III del complejo mayor de histocompatibilidad. Es
el primer componente sobre el cual ejerce su accin C1s activado
fragmentandolo, a nivel de la cadena , dando orgen a una porcin pequea
C4a y un fragmento grande C4b. Esta protelisis descubre un sitio para la
unin con C2, localizado en C4b (23).
2.3.- C2: Esta molcula contiene la subunidad cataltica de la llamada
convertasa de C3 de la va clsica de activacin del C. Esta formada por una
cadena polipeptdica de 732 a.a y al igual que el C4 es una molcula clase III
del complejo mayor de histocompatibilidad (24,25).
Los estudios realizados con microscopia electrnica han revelado que C2
presenta tres dominios globulares. Cada uno de esos dominios tiene
propiedades funcionales relacionadas con su estructura. Asi encontramos que
el dominio N-terminal contiene el principal sitio de unin a la protena C4b y
est formada por tres secuencias cortas que se repiten (SCRs). El dominio
medio presenta un sitio adicional para la unin de esta molcula, completa o
fragmentada, a C4b. El ltimo dominio, el carboxiterminal, representa la porcin
cataltica de la molcula, que actua rompiendo a C3. Este dominio tiene
homologa estructural con la familia de las proteasas serina (24-26).
La molcula C2 es escindida en dos fragmentos, C2a y C2b. El primero
permanece unido a la superficie celular, muy cerca de C1 y el segundo queda
en la fase fluida .
3.- La activacin del Complemento por la va alterna:
La va alterna es evolutivamente ms antigua que la va clsica, ya que esta
presente en organismos inferiores como el erizo de mar. Esta forma alterna de
activacin del complemento no requiere de la presencia de complejos antgeno-
anticuerpo en la superficie del patgeno. El C3, en la fase fluida, sufre una
hidrlisis basal y espontnea en presencia del agua formando un intermediarioinestable llamado C3i C3H20, el cual tiene una vida media muy corta a menos
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31 EAPMH CICLO IV
que sea estabilizado mediante la unin con el factor B, formando el C3iB. Un
nuevo elemento, el factor D, acta sobre este complejo C3iB, especficamente
sobre el factor B, degradndolo en Bb y Ba. El Bb sigue unido a C3i (C3iBb) en
tanto que Ba es liberado al intersticio. El complejo C3iBb, an en la fase fluida,
acta como una convertasa inicial sobre nuevas molculas de C3, las cuales
son escindidas en los componentes C3a y C3b. El C3b se une a las
membranas de los patgenos y atrae nuevas molculas de factor B y factor D;
estas dos ltimas interactan y generan ms componentes Bb, el cual se une
de manera estable al C3b recin formado, originando C3bBb. Algunos C3bBb,
unidos a la membrana, se asocian con el factor P o properdina
transformndose en la convertasa de C3 de la va alterna (C3bBbP) en la fase
slida. Esta nueva convertasa genera ms fragmentos C3a y C3b.
En este sistema de recambio, transformacin y expansin algunas de las
molculas de C3b se unen a algunos dimeros de C3bBb y forman el complejo
C3bBb3b, que acta como convertasa de C5. La accin de esta convertasa
genera los fragmentos C5a y C5b; este ltimo inicia la secuencia de eventos de
la formacin del complejo de ataque a la membrana.
La accin de cualquiera de las convertasa de C5, escinde este compuesto en
sus derivados C5a y C5b. El segundo fragmento permanece adherido a la
membrana celular donde da inicio a la etapa final de la activacin del
complemento, la formacin del CAM. El C5a tieneunafuncin similar al C3a.
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32 EAPMH CICLO IV
Esquema de la activacin de la va alterna del Complemento
4.- La va de las lectinas de unin a manosa en la activacin del
complemento:
Esta forma de activacin del complemento es parecida a la va alterna en que
no necesita la presencia de anticuerpos, de la clase IgGIgM, pero ocurre por
un mecanismo parecido a la va clsica, a travs de la escisin de C4 y C2,
para luego formar la convertasa de C3.
La lectina de unin a la manosa (MBL) pertenece a la familia de las colectinas;
esta MBL es capaz de unirse a una gran variedad de hidratos de carbono como
manosa, N-acetil glucosamina, L-lactosa, entre otros; presentes en la superficie
de muchos microorganismos, principalmente: Bifidobacterium,
Candidaalbicans, Staphylococcusaureus, Streptococcus-hemolitico grupo A,
Propionibacteriumacnes, Neisseria, Salmonella, Listeria,
Criptococcusneoformans, entre otros.
La interaccin entre MBL y el patgeno induce la unin y la activacin de
enzimas con actividad proteasa-serina, denominadas serina-proteasas
asociadas a MBL MASP-1 y MASP-2. Al activarse MASP-2 escinde a los
componentes C4 y C2, lo que origina la formacin de la convertasa para C3. El
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33 EAPMH CICLO IV
resto de la activacin se corresponde con lo descrito para la va clsica, como
lo seala este esquema:
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Los anticuerpos monoclonales constituyen una alternativa prometedora para el
tratamiento de enfermedades que afectan a una parte importante de la
poblacin mundial y que hoy en da no poseen cura. En la actualidad existen
comercializados veinte anticuerpos teraputicos en el tratamiento de algunos
tipos de enfermedades autoinmunes, cardiovasculares, tratamiento del rechazo
de rganos transplantados, enfermedades pulmonares, infecciosas,
degeneracin macular y ciertos tipos de cncer. Se trata, por otra parte, de un
campo en el que la investigacin cientfica es muy activa ya que continan este
tipo de lneas de desarrollo, destacando principalmente la generacin de
anticuerpos relacionados con la investigacin en enfermedades decreciente
Incidencia en la poblacin como son el cncer, SIDA, enfermedades
degenerativas e inflamatorias. La gran esperanza que sustentan los
anticuerpos teraputicos para el tratamiento de estas patologas se basa en la
combinacin de estos agentes con otros frmacos o estrategias teraputicas.
Este es el caso de la investigacin para tratamiento de algunos tipos de
tumores, en los que se combinan los anticuerpos con agentes como
radioistopos y toxinas. En estos casos, los anticuerpos demuestran ser un
potente vehculo transportador de otros frmacos directa y especficamente
hacia la localizacin deseada.
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El gran avance y las enormes posibilidades que hoy muestran los anticuerpos
monoclonales como agentes teraputicos se sustenta en el
crecientedesarrollo de las tecnologas de produccin ymejora de los
mismos. Sin la consolidacin de estas tecnologas a gran escala no habra
sido posible la produccin de estas molculas como productos farmacuticos
biotecnolgicos.Ligado a este punto, se encuentra una de las carencias
existentes en la actualidad que presenta la investigacin en anticuerpos
teraputicos como es el elevado coste de produccin asociado a la
manufactura de anticuerpos humanos. En este sentido, el desarrollo de nuevos
sistemas de expresin de los anticuerpos en bacterias o plantas, representa
una gran oportunidad de superacin de esta barrera.
Finalmente, el desarrollo de anticuerpos teraputicos debe ir de la mano de la
investigacin bsica de enfermedades susceptibles de ser tratadas mediante
ellos as como de la necesaria investigacin de dianas especficas de dichas
enfermedades. Normalmente, el tratamiento de enfermedades como el cncer,
enfermedades autoinmunes, infecciosas, etc., es inespecfico, ya que su
administracin no va dirigida a un tejido concreto, al rgano daado o a las
molculas implicadas en su proceso
desencadenante. Gracias al avance de la Biologa Molecular, entre otras
disciplinas, es posible aumentar el conocimiento y caracterizacin de nuevas
dianas especficas de determinados procesos biolgicos. Los anticuerpos
monoclonales son vehculos teraputicos altamente especficos, que pueden
actuar simultneamente como agentes de deteccin, transporte y terapia, al
dirigirse especfica y nicamente mediante dianas nicas caracterizadas, a
aquellas clulas implicadas en el proceso patolgico y no hacia las sanas. En
este sentido, el gran reto y futuro de la terapia mediante anticuerpos
monoclonales ser conseguir un trabajo conjunto entre empresas del
sector, grupos de investigacinde OPIS, universidades y hospitales.
Referencias
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