Sinapsis InmunologicaLasinapsis inmunitaria(SI) oagregado de activacin supramolecular(AASM) es una estructura supramolecular estable que se da en la unin celular entre unlinfocito T(LT) y unaclula presentadora de antgeno(CPA).Una estructura tridimensional compleja y muy dinmica, en la regin de contacto entre elLTy laCPA, con una intensa actividad de seales bioqumicas entre estas clulas. Tras el reconocimiento por parte del Receptor del Linfocito T (RLT) de su antgeno (Ag) presentado en el CPH, se da una importante cantidad de transmisiones necesarias para la activacin de diferentes procesos inmunolgicos. La SI estabiliza y ayuda en la interaccin entre las dos clulas, interaccin que debe prolongarse durante tiempo suficiente para que larespuesta inmunesea llevada a cabo.

HistoriaLa sinapsis inmunolgica fue descrita por primera vez por Abraham Kupfer delNational Jewish Medical and Research Centeren Denver en 1999. Michael Dustin en la Universidad de Nueva York, acu el trmino sinapsis inmune y estudi en mayor profundidad el proceso. Daniel David y Jack Strominger mostraron sinapsis inmunolgicas estructuradas paraclulas Natural Killer, otro tipo delinfocito, y publicaron tambin en 1999.EstructuraLa estructura de la SI o AASM est formada por anillos concntricos, cada uno con una serie especfica de molculas.AASM C (AASM Central): En esta zona de contacto intervienen el complejo RLT (formado por RLT, CD3 i Z), los correceptores CD4 y CD8, los coestimuladores CD28, CD40L y CD2, las enzimas PKC, protenas adaptadoras y la mayora de protenas de sealizacin involucradas en la activacin de los linfocitos T. Se trata de la zona central y la distancia entre la membrana plasmtica del linfocito T y la CPA es de aproximadamente 15 nmAASM P (AASM Perifrico): Durante la sinapsis esta zona se encuentra enriquecida con integrina y consta de la protena talina y la molcula de adherencia ICAM-1 La distancia que separa la membrana del linfocito T con la de la CPA es de aproximadamente 40 nm.AASM - D (AASM Distal): Zona rica en CD43 y protena tirosina fosfatasa CD45La sinapsis inmunolgica, como unin fsica entre elLinfocito T(LT) y laClula presentadora de antgeno(CPA), est constituida por diferentes molculas accesorias que estabilizan la estructura. La estabilizacin que confiere la SI es clave para mantener la organizacin y para controlar las funciones de las dos clulas.2Funciones que modulan larespuesta inmunolgica.Formacin

Fase I: En esta fase se lleva a cabo la conexin entre laCPAi ellinfocito T. El LFA1 se une a la regin central de la sinapsis, constituyendo as un punto de apoyo para los mecanismos del citoesqueleto sobresalientes. Estos fuerzan una mayor aproximacin con el sustrato del anillo ms exterior de la membrana dellinfocito T.Fase II: En esta fase se da el transporte del pptido MHC. Se cree que se trata de un transporte mediado por actina. Se requieren aproximadamente unos 5 minutos para llevar a cabo esta fase.Fase III: La tercera y ltima fase corresponde a la estabilizacin de la sinapsis immunitaria. En esta fase el TCR participa en la activacin del limofcito T unindose a los peptidos MHR, mateniendo as unida laCPAcon ellinfocito T.El Complejo SI/LTEl complejo SI/LT es la unin entre la sinapsis inmunolgica y el linfocito T1. Es la parte ms estudiada de la sinapsis inmunolgica debido a su gran importancia biomdica. Este complejo es capaz de regular las funciones del linfocito T. En este complejo, se hallan principalmente tres tipos de molculas, dos en las regiones citoplasmticas (las sealizadoras y las citoesquelticas) y tan solo una en la regin membranosa (las protenas de membrana).

Protenas de superficie (o de membrana)Este tipo de molculas contiene habitualmente un alto contenido en seales intracelulares encargadas de la regulacin del complejo. Adems, contiene diferentes tipos de receptores y ligandos fundamentales en la unin entre las clulas presentadoras de antgeno y las clulas T. Por otra parte, son este tipo de molculas las que permiten el inicio de del complejo SI/LT.Molculas citoesquelticasLa correcta organizacin del complejo SI/LT se da gracias a protenas asociadas alcitoesqueleto, como por ejemplo latubulina(formando parte de losmicrotbulos) y laactina(formando parte de losmicrofilamentos). Adems, tambin estn involucradas en el control de la sealizacin del complejo.

Moleculas sealizadorasEn la regin del complejo SI/LT hallamos diferentes tipos de sustancias sealizadoras, pero la ms destacada es la quinasa, la cual se explica a continuacin.Las quinasas son importantes para la transmisin de seales desde el TCR, un receptor que carece de actividad enzimtica. Los principales tipos son tirosina quinasa like, Lck, ZAP-70 y Fyn.Funciones principales del complejo SI/LTLa SI (sinapsis inmunolgica) es un mecanismo molecular cuya funcin consiste en aglutinar los linfocitos para proceder a su posterior activacin.La unin entre SI y el LT (linfocito T) favorece la adhesin entre el linfocito T y la clula presentadora de antgeno (APC) as como la organizacin del citoesqueleto en la clula T.La SI-LT es un regulador de la seal TCR y la activacin de clulas T.En el espacio intercelular en la sinapsis inmunolgica se secretan diferentes clases de citoquinas y chemoquinas que se encargan de la regulacin de los LT. El complejo SI-LT, debido a su polaridad, es capaz de inducir a la divisin asimtrica de los LT, que tiene como consecuencia la formacin de clulas de memoria y efectoras.Seales sinapticas y Moleculas de TransmisinLas diferentes molculas transmisoras de las seales de la sinapsis inmunolgica se hallan en microdominios llamados rafts lipdicos, que por el hecho de contener transmisores de seal, son considerados ndulos de sealizacin celular.5Estos son actores de la transmisin de seales del receptor de clulas T y de los diferentes receptores de los coestimuladores. Tienen la capacitad de provocar alteraciones en el citoesqueleto, permitiendo la confluencia de diferentes rafts lipdicos que acaban dando lugar a la estructura de la sinapsis inmunitaria.Encontramos tres tipos de seales presentes en la sinapsis inmunolgica:Primera seal de activacinEl complejo mayor de histocompatibildad una vez unido al pptido es reconocido por los receptores de linfocitos T y por los linfocitos CD4 o CD8.Segunda seal de activacinLos coestimuladores de los linfocitos T, como por ejemplo la molcula B7, que tiene la funcin de activar las clulas T que an estn en un estado de inmadurez. Algn ejemplo de tipos de molculas implicadas en el proceso de coestimulacin son la CTLA-4 o la 4-IBB.Tercera seal de activacinRelacionada con las citoquinas o citocinas que son un grupo de protenas de bajo peso molecular que actan como mediadores en les reacciones de las clulas inflamatorias o linfticas . Ejemplos de este tipo de molculas pueden ser las IL-2, IL-4, IL-5 o las IL-10 entre otrasFunciones de la sinapsisMuchas de las funciones de la SI estn an por descubrir. La comunidad cientfica no llega a un consenso sobre muchas otras.Sin embargo, se ha demostrado que la sinapsis ayuda a la activacin de los LT, media en la secrecin de ciertas sustancias y tiene un papel importante en la transmisin de seales entre el LT y la CPA.Activacin de linfocitos TCuando el pequeo nmero de complejos pptido-CPH de la CPA mantiene la interaccin repetida de los RLT, superando los problemas de baja afinidad que hay entre ellos y la presencia de pocas molculas del CPH, se produce la sinapsis. Esta interaccin activa los linfocitos T facilitando una transmisin de seales prolongada y eficaz de los mismos. De esta forma, la propia sinapsis inmunitaria puede proporcionar una interfase nica para la activacin del RTL.Secrecin y acumulacin de sustanciasLa sinapsis libera grnulos efectores, grnulos secretores con perforina y granzimas desde los LTC a otras clulas especficas y seales a las CPA adecuadas o a otras clulas especficas. Tambin se secretan citosinas de forma directa hacia la hendidura sinptica. Igualmente, la acumulacin de las molculas de CD40L y CD40 sobre las interfases de los linfocitos T y las CPA de la sinapsis inmunitaria facilita las interacciones entre ambas.Recambio de molculas transmisorasMediante la sinapsis se recambian las molculas transmisoras de seales, por ubicuitinacin y liberacin hacia los endosomas tardos y los lisosomas, contribuyendo esta degradacin a finalizar la activacin de linfocitos T.

TITULO :"Dinmica de la Sinapsis Inmunolgica: Hallazgo, Establecimiento y Consolidacin de una Conexin."

Las interacciones entre clulas del sistema inmune son importantes para expandir el espectro de la respuesta inmune y controlar la infeccin y conservar la tolerancia. La activacin de la inmunidad adaptativa es el resultado de la interaccin entre el receptor de las clulas T (RCT) con pptidos presentados por las molculas del complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) en la superficie de las clulas presentadoras de antgenos (CPA). Es importante la especificidad de este reconocimiento; las respuestas a los pptidos microbianos son necesarias para la eliminacin de muchas infecciones, mientras que las respuestas a pptidos propios pueden dar lugar a fenmenos de autoinmunidad.Recientemente, sealan los expertos, se ha demostrado que la activacin de las clulas T se asocia con la formacin de una "sinapsis inmunolgica" entre estas clulas y las clulas a las que reconocen. Esta sinapsis parece dirigir el agrupamiento de receptores y promover la formacin de una acumulacin centralizada de RCT; lo que se denomina complejo activador central supramolecular (c-SMAC, por sus siglas en ingls). Alrededor de este ltimo se forma un anillo perifrico consistente en el par de ligandos ICAM/LFA-1 (molcula de adhesin intercelular y antgeno asociado a la funcin linfocitaria, respectivamente).

Rastreo linfocitarioAntes de la formacin de la sinapsis las clulas T viajan por los ganglios linfticos y los vasos en busca de las seales de quemoquinas que las atraen y detienen su migracin. En ese estado las clulas tienen forma de "espejo de mano", con el ncleo volcado hacia el frente de la clula y el citoplasma concentrado en la proyeccin posterior.Las clulas T que se hallan en este estado tienen una distribucin sesgada de muchas molculas crticas. Las integrinas, RCT y correceptores, junto con las molculas transmembrana de mayor tamao (CD43 y CD44) tienden a localizarse en la regin posterior. En cambio, los receptores de quemoquinas, como CCR2 y CCR5, estn polarizados hacia el frente. Mientras que la unin a ligandos en la regin anterior de la clula T es un fuerte estmulo para la sealizacin por calcio, la proyeccin posterior es muy insensible a los ligandos; esto resulta paradjico, dado que en esta misma regin estn los mayores niveles de RCT. Es improbable que el RCT contribuya significativamente al establecimiento del contacto inicial entre la clula T y la CPA, debido a que la adhesin inicial es independiente de antgeno. Aunque no se sabe cules son las molculas que median la adhesin inicial, es probable que haya varias integrinas (LFA-1, por ejemplo) y lectinas o receptores especficos como CD2.

La seal de detencin y el aumento de calcio intracelularProbablemente, sealan los autores, el evento inicial ms importante durante el reconocimiento de la CPA sea la seal de detencin, la cual es necesaria porque el contacto entre la clula T y la CPA desprovista de ligandos es relativamente breve. Esta seal puede ser mediada por la unin del RCT al complejo pptido-CMH. Este proceso debe competir contra los gradientes de quemoquinas que impulsan a la clula T a continuar con el quimiotactismo. El evento mejor caracterizado que coincide con la seal de detencin es la liberacin de calcio intracelular y, posteriormente, su transporte al medio extracelular. La forma de la seal de calcio es influida por la identidad del pptido ligado a CMH; los pptidos ms estimulatorios dan seales prolongadas y sostenidas. Estudios recientes han demostrado que los pptidos de muy baja afinidad (Kd > 1 mM), antes denominados pptidos nulos, pueden participar en la formacin de la sinapsis e inclusive aumentar la respuesta. Dichas interacciones de baja afinidad podran explicar los pulsos de calcio de bajo nivel observados en clulas T acopladas a clulas dendrticas activadas en ausencia de pptidos agregados exgenamente.

Desplazamiento y agrupamiento de receptores, y sinapsisEn 1998 se demostr que la interfase entre la clula T y la CPA puede estar formada por arreglos concntricos de protenas. Los experimentos indicaron que los RCT y las molculas de CMH de las CPA ocupan el c-SMAC, mientras que el par ICAM/LFA-1 ocupa la periferia. Adems, los estudios revelaron que tales arreglos pueden depender del reconocimiento del antgeno adecuado, dado que los antgenos que son agonistas dbiles no dan lugar a dicha estructura. Estos resultados, destacan los autores, han sido confirmados por experimentos en los que se utilizaron molculas de pptido-CMH y de ICAM-1 marcadas con distintos reactivos. Las molculas fueron introducidas en bicapas lipdicas artificiales carentes de otras molculas de CPA. En estas condiciones se formaron estructuras tipo c-SMAC, lo cual dependi en gran medida de la identidad del pptido unido a CMH.

Zonas relativas en la regin interfaseHasta el momento se han observado distintos patrones en la regin sinptica entre clulas T y CPA. Aunque no est clara la importancia de tales arreglos para la sealizacin, todos los estudios indican que la formacin de una acumulacin centralizada de RCT/CMH depende de un agonista fuerte. Tambin est claro que las molculas ICAM y los RCT se ubican en regiones diferentes de la interfase. Ni la exclusin de ICAM ni la formacin del agrupamiento central de RCT parecen ser responsables del inicio de la sealizacin intracelular, ya que estos agrupamientos se suelen formar al cabo de 5 minutos o ms tras el ingreso de calcio.Adems de la exclusin de ICAM, se producen otros arreglos de receptores de superficie que podran ser importantes para la consolidacin de la sealizacin. Recientemente, los autores han demostrado que mientras la molcula CD4 forma inicialmente microagrupamientos en la interfase similares a los de CD3, la misma suele ser excluida luego, cuando el bloque CD3 se empieza a consolidar. Otra molcula que tambin ha sido caracterizada como formadora de arreglos en la sinapsis es CD45, que parece excluida de la sinapsis en la activacin temprana. Esta molcula es bastante grande, y de no ser excluida podra inhibir la interaccin RCT/CMH por impedimento estrico. En el mismo sentido puede interpretarse la exclusin de CD43 de la interfase de esferas recubiertas con anticuerpo anti-CD3.

Formas de organizacinLos estudios con anticuerpos de entrecruzamiento y lectinas demostraron que el citoesqueleto es necesario para el desplazamiento de los receptores, sealan los autores. La tincin de los complejos entre clulas T y CPA con anticuerpos antitubulina revelaron una reorientacin del centro organizador de microtbulos luego del reconocimiento antignico. Estudios ms recientes sugieren que el citoesqueleto de actina y los motores de miosina basados en actina contribuyen a la dinmica de la reorientacin temprana de receptores y a su centralizacin en la interfase. Hasta el momento no est claro si los procesos a nivel del citoesqueleto dirigen todos los aspectos de la reorientacin de la superficie celular. Dos trabajos recientes sugieren que la coestimulacin por CD28 podra tener un papel en la reorientacin o agregacin de receptores. Otros estudios realizados por los autores demuestran que el bloqueo de la coestimulacin es perjudicial para la formacin de estructuras tipo c-SMAC. En particular, el bloqueo de LFA-1 o CD28 con anticuerpos contra sus ligandos reduce enormemente la frecuencia de acumulacin centralizada de CMH sobre las CPA.

Mecanismos pasivosAdems de los movimientos de RCT mediados por el citoesqueleto, algunas limitaciones fsicas podran cumplir cierto papel en la dinmica y resultado de la reorganizacin de receptores. Algunos expertos han propuesto un mecanismo de organizacin de receptores en la sinapsis dependiente de las dimensiones de las interacciones receptor-ligando. Estos investigadores proponen que la estrechez relativa del par RCT-CMH (aproximadamente 15 nm) puede hacer que este par se ubique en el centro de la interfase, mientras que las molculas de mayores dimensiones (ICAM-LFA-1 y CD45) seran desplazadas hacia afuera de la sinapsis por simple impedimento estrico. Algunos estudios recientes parecen sustentar esta teora. En CPA en las que se expresaron CD48 cuyo dominio tipo inmunoglobulina fue truncado o extendido con secciones de CD2 o CD22, ambos tipos de mutaciones redujeron la respuesta de las clulas T a estas CPA. No obstante, esos experimentos no indican que las dimensiones de la molcula modificada sea el nico factor que determina su localizacin final en la interfase. Aunque el gran tamao de molculas tales como CD43 y CD45 pueden contribuir a su localizacin en la periferia de la interfase, otros varios factores biofsicos y celulares podran tener igual o mayor importancia en los patrones de organizacin de receptores y ligandos. En una estructura tan compacta, hasta las interacciones muy dbiles pueden tener efectos significativos.

El papel de la CPAUn aspecto frecuentemente no tenido en cuenta es el papel de la CPA en la formacin de la sinapsis, sealan los autores. En un estudio, comentan, el pretratamiento de un linfoma con citocalasina D no tuvo efecto sobre la reorientacin de ICAM-1, pero el tratamiento de la clula T previno el reconocimiento antignico, lo cual sugiere que la CPA es relativamente pasiva. No obstante, estos resultados no eliminan la posibilidad de que la CPA pueda incrementar la respuesta en situaciones ms fisiolgicas. Estudios recientes con clulas dendrticas han sugerido que estas CPA pueden contribuir activamente a la formacin de la sinapsis, dado que la desorganizacin de su citoesqueleto redujo drsticamente la formacin de agrupamientos en la interfase entre CPA y clula T.Internalizacin de receptoresLa finalizacin del acople de la clula T es precedida por la regulacin negativa del RCT superficial, explican los autores. Se ha demostrado que las clulas T CD8+ internalizan eficazmente ligandos de CMH I luego de la activacin. Esto sugiere que los receptores internalizados podran ser reexpresados y producir el cese de la respuesta al inducir a esos linfocitos T citotxicos a lisar a las clulas vecinas.ConclusionesAunque el reconocimiento por RCT es el principal requerimiento para la activacin de las clulas T, est claro que la activacin no es un simple reconocimiento de 2 superficies en contacto. El rea de la interfase es significativa (aproximadamente 50 micrones cuadrados), lo cual permite alcanzar una alta avidez de unin. Adems, una interfase grande y plana permite que los receptores accesorios y sus ligandos (LFA-1/ICAM, por ejemplo) contribuyan a crear una superficie estable donde puedan producirse interacciones a altas concentraciones entre ligandos relativamente dbiles (RCT/pptido-CMH).La sinapsis muestra una clara segregacin de molculas hacia zonas particulares, lo cual podra tener distintas funciones. En primer lugar, postulan los autores, es probable que la sealizacin se vea favorecida por una exclusin e inclusin cuidadosa de sustratos y actividades enzimticas. Adems, es posible que el c-SMAC constituya un sitio para la interaccin en serie. En este sentido, una concentracin central de complejos pptido-CMH en contacto con la clula T podra ser la funcin ms importante del c-SMAC, y las clulas T podran "evaluar" esta regin antes de la internalizacin de los complejos pptido-CMH. Tambin cabe la posibilidad de que el c-SMAC se forme simplemente para facilitar la internalizacin de receptores que han completado su funcin de sealizacin. Es necesaria, sealan los autores, una mayor comprensin acerca de cmo y por qu se controlan los eventos que tienen lugar durante el reconocimiento antignico por las clulas T. Probablemente ese proceso ofrezca muchas oportunidades de intervencin para modular las respuestas inmunes.