Tocho inmunología

Inmunologa Laura Berzal Plaza

2013

/14

Inmunologa 2013/14

1 LAURA BERZAL PLAZA

1. INTRODUCCIN AL SISTEMA INMUNE.

SELECCIN CLONAL

La inmunologa es la rama de las ciencias que estudia todos aquellos mecanismos mediante los

cuales el organismo reconoce a nivel molecular sustancias extraas, diferencindolas de las

propias. Las clulas y molculas responsables de la inmunidad constituyen el sistema

inmunitario.

La respuesta inmunitaria se define como una reaccin a macromolculas (ej. Protenas,

polisacridos y pequeas sustancias qumicas) que son reconocidas como extraas.

Por tanto, la funcin fisiolgica del sistema inmunitario es la defensa frente a:

- Agentes patgenos:

Virus

Bacterias

Hongos

Parsitos: helmintos, protozoos o artrpodos

Segn la localizacin de los agentes patgenos se activan diferentes componentes del

sistema inmune. Los agentes patgenos pueden ser intracelulares (ej. Virus y bacterias

que se dejan fagocitar) o extracelulares.

- Clulas propias que expresan o secretan sustancias extraas:

Clulas envejecidas: clulas senescentes. Las clulas se deterioran y comienzan

a expresar marcadores moleculares que las identifican como clulas diana para

su destruccin

Clulas neoplsicas: clulas tumorales. Expresan en su superficie marcadores

tumorales que no se expresan en clulas normales y por tanto son reconocidos

como extraos.

Clulas alognicas: clulas de otro individuo. Expresan marcadores no propios

del individuo y por tanto tambin son reconocidas como clulas extraas al

organismo.

Cuando el sistema inmunitario no reconoce los componentes propios se desencadenan

respuestas autoinmunes.

HISTORIA Los historiadores atribuyen al ateniense Tucdides la primera mencin a la inmunidad frente a

una infeccin que l llam peste. El trmino inmune se utilizaba para referirse a aquellas

personas que no contraan la enfermedad

La inmunologa, en su forma moderna, es una ciencia experimental, en la que las explicaciones

de los fenmenos inmunitarios se basan en observaciones experimentales y en las

conclusiones extradas de ellas. La evolucin de la inmunologa como disciplina experimental

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ha dependido de nuestra capacidad para manipular la funcin del sistema inmunitario en

condiciones controladas. El primer ejemplo claro de esta manipulacin fue la vacunacin

exitosa de Jenner contra la viruela. Jenner inyect material procedente de una pstula de

viruela vacuna en el brazo de un nio de 8 aos. Cuando se inocul despus a este nio la

viruela de forma intencionada, no surgi la enfermedad.

RESPUESTA INMUNE La respuesta frente a los microbios est mediada por dos tipos de reacciones:

- Reacciones tempranas de la inmunidad innata

- Reacciones tardas de la inmunidad adaptativa

La inmunidad innata (tambin llamada inmunidad natural o nativa) constituye la primera lnea

de defensa contra los agentes extraos. Consta con mecanismos de defensa celulares y

bioqumicos que existen incluso antes que la infeccin, permitiendo responder con rapidez a

ella. Estos mecanismos reaccionan generalmente con patrones moleculares microbianos, y en

menor medida con productos de clulas daadas. La especificidad de la respuesta inmune

innata es alta: el nmero de componentes diferentes que se pueden reconocer es de 103.

Los mecanismos de la inmunidad innata son especficos frente a estructuras que son comunes

a grupos de microbios relacionados. Estos mecanismos pueden no distinguir diferencias ligeras

entre microbios.

Los principales componentes de la inmunidad innata son:

- Barreras fsicas y qumicas, como el epitelio y las sustancias qumicas antimicrobianas

producidas en las superficies epiteliales

- Clulas fagocticas: macrfagos y neutrfilos

- Clulas dendrticas y linfocitos citolticos naturales (NK1)

- Protenas sanguneas, incluidos miembros del sistema del complemento2 y otros

mediadores de la inflamacin

- Protenas denominadas citocinas, que coordinan y regulan muchas de las actividades

de las clulas de la inmunidad innata.

La inmunidad adaptativa reconoce detalles moleculares. Las caractersticas definitorias de la

inmunidad adaptativa son una exquisita especificidad frente a molculas diferentes (entorno

1016) y una capacidad de recordar y responder de forma ms intensa a exposiciones repetidas

al mismo microbio (desarrolla memoria inmunolgica). Los principales componentes de la

inmunidad adaptativa son unas clulas denominadas linfocitos y sus productos de secrecin

(anticuerpos). Las sustancias ajenas que suscitan respuestas inmunitarias y son reconocidas

por receptores especficos3 se llaman antgenos. Los receptores especficos reconocen

exclusivamente una porcin molecular del antgeno. Est porcin se denomina eptopo.

1 Natural killer

2 Conjunto de protenas que se activan en cascada

3 Los receptores especficos sern o bien linfocitos T o bien inmunoglobulinas secretadas por linfocitos B.

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La mayora de los antgenos son componentes de protenas:

- Secuencia de aa

- Parte de una protena, como por ejemplo, un bucle.

Pero tambin hay otras sustancias que pueden funcionar como antgenos: determinados

azcares, lpidos, autacoides y hormonas, y macromolculas como glcidos complejos,

fosfolpidos y cidos nucleicos

TIPOS DE RESPUESTA INMUNITARIA ADAPTATIVA Existen dos tipos de respuestas inmunitarias adaptativas, en las que intervienen componentes

diferentes del sistema inmunitario y que sirven para eliminar microbios de distinto tipo.

En la inmunidad humoral los linfocitos B producen anticuerpos que pasan a la sangre y a las

secreciones mucosas. Los anticuerpos reconocen los antgenos, neutralizan la infecciosidad de

los microorganismos y los marcan como una diana para su eliminacin mediante diversos

mecanismos efectores.

La inmunidad celular queda a cargo de los linfocitos T. Los microbios intracelulares, como los

virus y algunas bacterias, sobreviven y proliferan en el interior de fagocitos y de otras clulas

del anfitrin, donde los anticuerpos circulantes secretados por linfocitos B no los tienen a su

alcance. Los linfocitos pueden actuar de dos formas diferentes:

- Linfocito T cooperador CD4+: secretan protenas llamadas citocinas. Las citocinas

secretadas por los linfocitos T cooperadores estimulan la proliferacin y diferenciacin

de los propios linfocitos T, y activan otras clulas, incluidos los linfocitos B y los

macrfagos. Una vez activados, los macrfagos eliminan los microbios que han

fagocitado

- Linfocito T citotxico CD8+ (CTL): mata a las clulas infectadas y elimina los reservorios

de la infeccin.

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COMPONENTES CELULARES DEL SISTEMA INMUNITARIO

ADAPTATIVO Las principales clulas del sistema inmunitario adaptativo son los linfocitos, las clulas

presentadoras de antgenos y las clulas efectoras.

El inicio de la respuesta inmunitaria adaptativa y su desarrollo requiere la captacin de los

antgenos y su exposicin ante unos linfocitos especficos. Las clulas que cumplen esta

funcin se denominan clulas presentadoras de antgenos (APC). Entre ellas, las ms

especializadas son las clulas dendrticas, encargadas de atrapar los antgenos que penetran

desde el medio externo, trocearlos, transportarlos hacia los rganos linfticos y presentar los

eptopos a linfocitos T vrgenes para desencadenar las respuestas inmunitarias. Los macrfagos

tambin son capaces de llevar a cabo est funcin.

TEORA DE LA SELECCIN CLONAL Inicialmente se pensaba que el antgeno modelaba el sitio de interaccin con el anticuerpo.

Posteriormente se ha aceptado la teora de la seleccin clonal. En el timo y la mdula sea se

generan clones linfocitos B y T vrgenes especficos para un antgeno determinado4. Cuando el

antgeno interacciona con su receptor especfico activa la proliferacin del clon. Se produce

entonces la expansin clonal: todas las clulas nuevas tienen especificidad idntica. Tras el

contacto con el antgeno los linfocitos pasan de ser vrgenes a efectores.

Tambin es importante explicar el concepto de delecin clonal que tiene lugar durante los

primeros estados del desarrollo: la delecin clonal consiste en la eliminacin de linfocitos

autorreactivos, es decir, que tengan especificidad para molculas propias.

4 Cada clon de linfocito tiene un receptor especfico para un antgeno determinado

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Memoria inmunitaria

La activacin inicial de los linfocitos genera clulas de memoria longevas, que pueden

sobrevivir durante aos despus de la infeccin. Las clulas de memoria representan una

reserva expandida de linfocitos especficos frente al antgeno. Esta es una de las bases de la

vacunacin.

RESPUESTAS INAPROPIADAS DEL SI

- No tolerar antgenos propios: fenmenos de autoinmunidad

- Generar respuestas exageradas ante elementos inocuos: alergias

- Rechazar trasplantes: se trata a los pacientes con inmunosupresores para mantener la respuesta

silenciada hasta que el organismo se acostumbre.

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2. CLULAS DEL SISTEMA INMUNE.

ANTGENOS DE DIFERENCIACIN

La generacin de todas las clulas sanguneas, llamada hematopoyesis, ocurre al principio,

durante el desarrollo fetal, en los islotes sanguneos del saco vitelino y en el mesnquima

paraartico. Entre el tercer y cuarto mes de gestacin se desplaza al hgado. En el nacimiento,

la hematopoyesis tiene lugar en la mdula sea de la mayora de los huesos del esqueleto,

pero cada vez se restringe ms a la mdula de los huesos planos, de manera que en la

pubertad la hematopoyesis se produce sobre todo en el esternn, las vrtebras, los huesos

ilacos y las costillas.

Los eritrocitos, los granulocitos (neutrfilos, eosinfilos y basfilos), los monocitos (que darn

lugar a los macrfagos), las clulas dendrticas, las plaquetas y los linfocitos B, T y NK se

originan todos en una clula troncal hematopoytica (HSC) comn localizada en la mdula

sea. Esta clula troncal comn es CD34+.

Las HSC son pluripotentes, lo que significa que una misma HSC puede generar todos los tipos

diferentes de clulas sanguneas maduras. Las HSC dan lugar a dos tipos de clulas

multipotentes: los progenitores linfoide comn y mieloide comn.

- A partir del progenitor linfoide comn se originan linfocitos T, linfocitos B, clulas NK y

clulas dendrticas linfoides. La mayora de los pasos en la maduracin del linfocito B

tienen lugar en la mdula sea, pero los acontecimientos finales pueden producirse

despus de que las clulas abandonen la mdula y entren en los rganos linfticos

secundarios, en particular en el bazo. La maduracin de linfocitos T se produce

completamente en el timo y, por tanto, requiere que progenitores linfoides comunes o

alguna progenie poco caracterizada de estas clulas pase de la mdula a la sangre y

despus al timo. Se cree que

la maduracin de la clula

NK tiene lugar

completamente en la

mdula sea.

- Los progenitores mieloides

comunes dan lugar a

eritrocitos, plaquetas,

mastocitos, granulocitos,

monocitos y clulas

dendrticas mieloides.

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LOCALIZACIN DE LAS CLULAS DEL SISTEMA INMUNE

- Los linfocitos efectores y de memoria circulan en la sangre, la linfa y los tejidos

linfticos. Ello asegura que la inmunidad sea sistmica (es decir, que los mecanismos

protectores acten en cualquier lugar del cuerpo).

- Los fagocitos (neutrfilos y macrfagos) estn presentes de forma innata en los

tejidos.

- Las clulas dendrticas y los linfocitos NK estn presentes tambin en los tejidos.

MARCADORES DE DIFERENCIACIN LEUCOCITARIA Cada poblacin leucocitaria dispone de un repertorio de molculas de superficie (protenas de

membrana) que se utilizan como marcadores fenotpicos para distinguir las diferentes

poblaciones. Aproximadamente existen 400 de estas molculas de superficie identificadas.

Suelen ser molculas funcionales que reflejan el estado de diferenciacin y de activacin

celular.

Existen diferentes tipos de marcadores:

- De estirpe celular

CD3: linfocito T

CD19: linfocito B

- Estado de diferenciacin

CD1: linfocitos T inmaduros

- Estado de activacin:

CD25: Receptor de IL-2

La forma ms frecuente de determinar si se expresa un marcador fenotpico de superficie en

una clula es probar si anticuerpos especficos frente a un marcador se unen a la clula. En

este contexto, los investigadores o los mdicos utilizan los anticuerpos como herramienta

analtica. Hay miles de preparados puros de diferentes anticuerpos, llamados anticuerpos

monoclonales, cada uno especfico frente a una molcula diferente y etiquetado con sondas

que pueden detectarse fcilmente en las superficies celulares.

Aplicaciones de los anticuerpos monoclonales (AcM)

- Identificacin de subpoblaciones leucocitarias en muestras clnicas

- Seleccin positiva o negativa de subpoblaciones celulares

- Modificacin de la respuesta inmunitaria in vivo: por ejemplo en leucemias y en

linfomas.

LINFOCITOS

Los linfocitos son las clulas ms caractersticas de la inmunidad adaptativa, que expresan

receptores especficos para el antgeno.

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LINFOCITOS T

Los linfocitos T, los mediadores de la inmunidad celular, se nombraron as porque sus

precursores, que surgen en la mdula sea, migran al timo y maduran all. Todos los linfocitos

T son CD3+. Los dos principales subgrupos de linfocitos T son:

- Linfocitos T CD4+ cooperadores: expresan un receptor para el antgeno (TCR) de tipo

. Este receptor reconoce molculas del MHC II.

Th1: Se encargan de la activacin de los macrfagos y actan frente a

microbios intracelulares. Estn implicados en enfermedades autoinmunes y en

lesiones tisulares asociadas a enfermedades crnicas

Th2: se encargan de la activacin de los mastocitos y eosinfilos, as como de

la activacin alternativa de macrfagos. Actan frente a parsitos

helmnticos. Estn implicados en enfermedades alrgicas

Th17: desencadenan la respuesta inflamatoria neutrfila y monoctica. Actan

frente a bacterias extracelulares y hongos. Estn implicados en procesos de

autoinmunidad especfica de rgano. Expresan IL-17

- Linfocitos T CD8+ citotxicos: expresan un TCR denominado receptor que reconoce

molculas del MHC I.

- Linfocitos T CD4+ reguladores: expresan el TCR . Los linfocitos T reguladores

suprimen la funcin de otros linfocitos T. Se encargan pues de la regulacin de

respuestas inmunitarias y mantenimiento de tolerancia frente a lo propio.

iTreg

- Linfocitos T CD4+ y CD8+ con receptor para el antgeno . Estas clulas con receptor

son minoritarias. Una de sus localizaciones es la mucosa intestinal.

Los linfocitos no pueden tener ambos tipos de receptores ( y ) simultneamente.

LINFOCITOS B

Los linfocitos B son las clulas que producen los anticuerpos. Maduran en la mdula sea. Los

principales subgrupos de los linfocitos B son:

- Linfocitos B foliculares

- Linfocitos B de la zona marginal

- Linfocitos B B-1.

CLULAS NK

Los linfocitos citolticos naturales fueron descritos por primera vez por Moller. Son linfocitos

distintos de los linfocitos T y B que desempean funciones importantes en las respuestas

inmunitarias innatas, sobre todo contra virus y bacterias intracelulares. Los linfocitos NK

constituyen del 5 al 15% de las clulas mononucleares de la sangre y el bazo. Los linfocitos NK

surgen de precursores de la mdula sea y aparecen como linfocitos grandes con numerosos

grnulos citoplsmicos. Pueden identificarse en la sangre por la expresin de CD56 y la falta de

CD3. No expresan ni TCRs ni Igs.

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La activacin del linfocito NK est regulada por un equilibrio entre seales generadas por

receptores activadores (KAR) y receptores inhibidores (KIR). Cuando un linfocito NK

interacciona con otra clula, el resultado viene determinado por la integracin de las seales

generadas por la serie de receptores activadores e inhibidores que expresa el linfocito NK y

que interactan con los ligandos de otra clula.

La mayora de los linfocitos NK expresan receptores inhibidores que reconocen molculas del

MHC-I. Esto es til porque las clulas normales expresan molculas de la clase I del MHC. De

este modo, los linfocitos NK interpretan la presencia de molculas de la clase I del MHC como

marcadores de lo propio normal y sano, y su falta como una indicacin de infeccin o dao.

Los linfocitos Nk no recibirn seales inhibidoras de las clulas infectadas o daadas.

Los receptores activadores de los linfocitos NK reconocen un grupo heterogneo de ligandos,

algunos de los cuales pueden expresarse en clulas normales y otros, sobre todo, en clulas

que hayan sufrido estrs, estn infectadas por microbios o se hayan transformado

Las funciones de los linfocitos Nk son:

- Matar clulas infectadas: los linfocitos NK tienen grnulos que contienen protenas

mediadoras de la muerte de las clulas diana. Cuando los linfocitos NK se activan, los

grnulos se exocitan y las protenas quedan adyacentes a las clulas diana. Una

protena del grnulo del linfocito NK, llamada perforina, facilita la entrada de otras

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protenas de los grnulos, llamadas granzimas, en el citoplasma de las clulas diana.

Las granzimas inician una sealizacin que finaliza en la muerte de la clula por

apoptosis.

- Activar a los macrfagos para que destruyan los microbios fagocitados

FAGOCITOS

Los fagocitos son clulas con capacidad de ingerir, capturar y digerir sustancias. Entre ellos

encontramos neutrfilos (polimorfonucleares), macrfagos (mononucleares) y clulas

dendrticas (mononucleares). Adems, tanto los macrfagos como las clulas dendrticas

tienen un papel muy importante en la presentacin de antgenos.

CLULAS DENDRTICAS (DC)

A partir de la clula troncal hematopoytica localizada en la mdula sea surgen un progenitor

mieloide comn y un progenitor linfoide comn.

Del progenitor mieloide comn se desarrollan:

- Clulas dendrticas convencionales: son el subgrupo de DC ms numeroso en los

rganos linfticos. Residen en los tejidos. Al activarse por el encuentro con microbios o

citocinas, las DC del epitelio y los tejidos maduran y migran a los ganglios linfticos de

drenaje, donde inician respuestas de linfocitos T. Son las nicas capaces de presentar

el antgeno a linfocitos T vrgenes5. Las clulas dendrticas convencionales comparten

gran parte de los marcadores con los macrfagos. Las DC tradicionales derivadas de los

tejidos se clasifican de la siguiente manera.

Clulas de Langerhans: localizadas en el epitelio y en los ganglios linfticos que

drenan la piel

Tipo intersticial o drmico: DC de la mayora de los dems tejidos.

Clulas dendrticas que se diferencian a partir de monocitos. Se les denomina

DC mieloides propiamente dichas.

- Clulas dendrticas plasmacitoides: su principal funcin es la secrecin de grandes

cantidades de interfern de tipo I en respuesta a las infecciones vricas.

Del progenitor linfoide comn se desarrolla

- Clula dendrtica linfoide

Existe otro grupo de clulas dendrticas cuyo origen no es hematopoytico. Son las

denominadas clulas dendrticas foliculares. Son clulas dendrticas que se encuentran

entremezcladas entre cmulos especializados de linfocitos B activados, llamados centros

germinales, en los folculos linfticos de los ganglios linfticos, el bazo y los tejidos linfticos de

las mucosas (rganos linfoides secundarios). Las clulas dendrticas foliculares no endocitan ni

proteolizan los antgenos, sino que los muestran en su superficie.

5 Una clula virgen es una clula que todava no ha tenido ningn contacto con el antgeno

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MACRFAGOS

A partir del progenitor mieloide comn surge el monoblasto. El monoblasto se incorpora al

torrente sanguneo, donde se transforma en monocito. Una vez que penetran en los tejidos,

los monocitos maduran y se transforman en macrfagos. Los macrfagos de diferentes tejidos

reciben diferentes nombres:

- Clulas microgliales: SNC

- Clulas de Kupffer: recubren los sinusoides vascuares del hgado

- Macrfagos alveolares: vas respiratorias del pulmn

- Osteoclastos: hueso.

FUNCIONES

- Ingerir y matar microbios

- Ingerir clulas muertas

- Ingerir clulas apoptsicas antes de que estas liberen su contenido e induzcan

respuestas inflamatorias

- Mostrar antgenos a los linfocitos T efectores, que responden activando a los

macrfagos para que maten a los microbios.

NEUTRFILOS

Los neutrfilos, tambin llamados leucocitos polimorfonucleares6, son la poblacin ms

abundante de leucocitos circulantes y median las primeras fases de las reacciones

inflamatorias. El ncleo de un neutrfilo est segmentado en tres a cinco lbulos conectados.

El citoplasma contiene grnulos de dos tipos:

- Grnulos especficos: lisozima, colagenasa y elastasa

- Grnulos azurfilos: contienen enzimas y otras sustancias microbicidas

Estn especializados en la destruccin de bacterias. Pueden migrar rpidamente a los lugares

de infeccin tras la entrada de microbios. Despus de entrar en los tejidos y llevar a cabo su

funcin, los neutrfilos mueren.

PROCESO DE FAGOCITOSIS

Es un proceso que implica la interaccin entre el macrfago y el agente infeccioso. Existen dos

tipos de receptores que median dicha interaccin:

- Receptores para polisacridos que forman parte de la pared bacteriana

- Receptores para anticuerpos

Una vez que se produce la interaccin entre receptor y ligando, el macrfago internaliza el

agente infeccioso, crendose un fagosoma. El fagosoma se fusiona con el lisosoma,

obtenindose as el fagolisosoma. En el fagolisosoma se activan sistemas microbicidas:

6 Leucocitos polimorfonucleares: neutrfilo, basfilo, eosinfilo

Sistema fagoctico mononuclear: clula dendrtica, macrfago

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- NADPH oxidasa

- xido ntrico sintasa

Parte de los fragmentos proteolticos proteicos son presentados por los macrfagos a

linfocitos T efectores.

MASTOCITOS, BASFILOS Y EOSINFILOS

Los mastocitos, basfilos y eosinfilos son 3 clulas adicionales que participan en las

respuestas inmunitarias adaptativas. Los tres tipos de clulas comparten la caracterstica

comn de tener grnulos citoplsmicos llenos de varios mediadores inflamatorios y

antimicrobianos. Otra caracterstica comn de estas clulas es su implicacin en respuestas

inmunitarias que protegen contra helmintos y respuestas inmunitarias que causan

enfermedades alrgicas.

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3. ANATOMA Y FUNCIONES DE LOS TEJIDOS

LINFOIDES

Los tejidos linfticos se clasifican en:

- rganos linfticos primarios o centrales: los linfocitos expresan por primera vez

receptores para el antgeno y consiguen la madurez fenotpica y funcional. En ningn

caso entran en contacto con el antgeno. Los rganos linfticos primarios son el timo y

la mdula sea, para los linfocitos T y B respectivamente

- rganos linfticos secundarios o perifricos: se inician y desarrollan las respuestas del

linfocito a antgenos extraos. Los rganos linfticos secundarios son los ganglios

linfticos, el bazo y el tejido linfoide difuso. Dentro del tejido linfoide difuso

encontramos:

MALT: componentes del sistema inmunitario asociados a la mucosa digestiva y

bronquial

Sistema inmunitario asociado a la piel

Sistema inmunitario asociado a la mucosa de la faringe

Sistema inmunitario asociado a la mucosa de la boca

RGANOS LINFTICOS PRIMARIOS MDULA SEA

En la mdula sea los precursores leucocitarios estn acunados por clulas del estroma. Las

clulas del estroma aporten los factores de crecimiento necesarios para su maduracin. Las

clulas maduras se separan de las clulas del estroma y se incorporan al torrente sanguneo.

Los precursores leucocitarios cambian su programa migratorio conforme van madurando: esto

es lo que les permite unirse al torrente circulatorio.

Los linfocitos B comienzan su maduracin en la mdula sea. Es aqu donde los linfocitos B

adquieren la inmunoglobulina de superficie y se vuelven inmunocompetentes. Los linfocitos B

sufren un tipo especial de seleccin. Cada linfocito tiene que estar ensamblado

adecuadamente a su receptor para inmunoglobulinas. En el caso de que este ensamblaje no

fuese correcto, el linfocito es destruido. Las clulas que pasan esta seleccin pueden pasar a la

circulacin.

La maduracin de linfocitos T se produce completamente en el timo y, por tanto, requiere que

progenitores linfoides comunes o alguna progenie poco caracterizada de estas clulas pase de

la mdula a la sangre y despus al timo.

TIMO

El timo es el lugar de maduracin del linfocito T. El timo es un rgano bilobulado situado en la

regin anterior del mediastino. Cada lbulo se divide en mltiples lbulillos por medio de

tabiques fibrosos, y cada lobulillo consta de una corteza externa y una mdula interna. La

corteza contiene un cmulo denso de linfocitos T, a diferencia de la mdula, que est poblada

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de forma ms escasa. Los macrfagos y clulas dendrticas se localizan casi exclusivamente en

la mdula.

Los timocitos precursores localizados en la mdula sea migran hacia el timo para completar

su maduracin. Se alojan en la corteza y, a medida que van madurando, se desplazan hacia la

mdula, de manera que esta contiene, sobre todo, linfocitos T maduros.

Los timocitos corticales ms inmaduros que acaban de llegar desde la medula sea no

expresan ni el TCR, ni el CD3+, ni el CD4+ ni el CD8+. Reciben el nombre de timocitos con doble

negatividad.

Ha de producirse una reorganizacin positiva del gen del TCR para que los timocitos expresen

el receptor. La mayora de ellos expresan receptores de tipo y solo una pequea poblacin

expresar receptores . Aquellos timocitos que no tienen TCR mueren en la corteza.

Una vez que los linfocitos expresan el TCR, han de aprender a reconocer lo propio. La seleccin

positiva es el proceso que conserva los linfocitos T que reconocen el MHC propio (con

pptidos propios) con avidez baja. Al mismo tiempo, las clulas se comprometen en las lneas

CD4 o CD8 en funcin de si el TCR reconoce, respectivamente, molculas de las clases II o I del

MHC. La seleccin negativa es el proceso mediante el cual se eliminan los linfocitos T cuyos

TCR se unen con fuerza a antgenos peptdicos propios del MHC.

Los linfocitos maduros e inmunocompetentes abandonan el timo y se dirigen a rganos

linfticos secundarios.

RGANOS LINFTICOS SECUNDARIOS BAZO

El parnquima esplnico se divide desde el punto anatmico y funcional en:

- Pulpa roja: compuesta sobre todo por sinusoides vasculares llenos de sangre

- Pulpa blanca: rica en linfocitos

El seno marginal forma el lmite entre la pulpa roja y la pulpa blanca. En este seno marginal

hay:

- Acmulos de linfocitos B superespecializados encargados de eliminar bacterias, sobre

todo neumococos.

- Macrfagos especializados en capturar antgenos.

La organizacinde la pulpa blanca es anloga a la de los ganglios linfticos, con zonas de

linfocitos B y T segregadas. Los linfocitos B se organizan formando folculos. Los linfocitos T se

organizan entorno a una arteriola central formando la vaina linftica periarteriolar (PALS)

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GANGLIOS LINFTICOS

Los ganglios linfticos estn situados a lo largo de los conductos linfticos. Estn especializados

en recoger antgenos procedentes del epitelio y del lquido intersticial de la mayora de los

tejidos.

Los ganglios linfticos estn rodeados por una cpsula fibrosa. Entre la cpsula fibrosa y la

corteza se localiza el seno subcapsular. Los linfticos aferentes se vacan en el seno

subcapsular. Por los linfticos aferentes pueden llegar o bien antgenos solubles, o bien

antgenos capturados por clulas dendrticas. Una vez en el seno subcapsular, los antgenos

solubles son capturados por macrfagos o clulas dendrticas.

Por debajo del seno subcapsular encontramos la corteza. La corteza externa contiene

agregados de linfocitos B denominados folculos. Algunos folculos contienen zonas centrales

llamadas centros germinales. Los folculos sin centros germinales se denominan folculos

primarios, y los que tienen centros germinales son los folculos secundarios. En la zona

interfolicular o parafolicular se localizan los linfocitos T. La segregacin anatmica de los

linfocitos B y T en diferentes zonas del ganglio depende de gradientes quimotcticos que

dirigen la migracin. En los ganglios linfticos predominan los linfocitos T.

Las sustancias transportadas por la linfa que entran en el seno subcapsular del ganglio se

clasifican por su tamao molecular:

- Los virus y otros antgenos de masa molecular alta son captados por los macrfagos y

presentados a los linfocitos B corticales

- Los antgenos solubles de masa molecular baja son transportados fuera del seno por

los tubos FRC hasta las clulas dendrticas corticales. Las clulas dendrticas presentan

los antgenos a los linfocitos T.

Las clulas producidas durante esta estimulacin antignica pasan a la linfa por el vaso

linftico eferente7.

Los linfocitos t y B vrgenes estn constantemente recirculando y visitando ganglios. Es la

forma de patrullaje/vigilancia ms eficiente.

7 Ante una estimulacin antignica de gran intensidad, los vasos eferentes se cierran y se favorece la

llegada de clulas por los linfticos aferentes. Los ganglios se hinchan. Al cabo de 5-6 das las clulas producidas durante la estimulacin pasan a la circulacin.

CENTROS GERMINALES

En los centros germinales de los folculos secundarios las clulas dendrticas foliculares presentan

antgenos a los linfocitos B en proceso de maduracin. Los linfocitos B, que hasta entonces solo son

capaces de producir IgM, comienzan a generar otras clases de inmunoglobulinas. Se consiguen as

anticuerpos mejores y ms neutralizantes.

En los centros germinales los linfocitos B tambin adquieren memoria inmunolgica.

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PEQUEO RESUMEN DE LA RESPUESTA INMUNE

Los antgenos solubles o capturados por clulas dendrticas penetran en el rgano linfoide

secundario por los vasos aferentes. Una vez en el interior del rgano linfoide son presentados

a clulas vrgenes que se encuentran circulando. Los productos de la respuesta inmune se

vierten o bien al sistema linftico (en el caso de los ganglios) o bien al torrente circulatorio (en

el caso del bazo).

TEJIDO LINFTICO ASOCIADO A LAS MUCOSAS Y LA PIEL

Cada barrera epitelial importante del cuerpo, sobre todo la piel y las mucosas digestiva y

bronquial, tiene acmulos de clulas inmunitarias distribuidas de forma difusa que

proporcionan respuestas inmunitarias especializadas contra patgenos que atraviesan las

barreras. El tamao de estas formaciones es muy variable. En ellas predominan los linfocitos B.

En la piel y en el tracto digestivo existen millones de microorganismos beneficiosos para el ser

humano. El sistema inmune a de diferenciar los microorganismos patgenos de los inocuos.

TRACTO DIGESTIVO: las dos formaciones de linfocitos ms importantes son las placas

de Peyer (en el intestino delgado) y las amgdalas (en la faringe). En el tracto digestivo

contamos con millones de comensales (bacterias) que facilitan el transcurso de la

digestin. Los acmulos de linfocitos son sobre todo rganos de tolerancia. Las

citoquinas y los factores solubles inmuno-reguladores adquieren gran importancia. Ha

de mantenerse un equilibrio con los microorganismos beneficiosos. Cuando el

equilibrio se rompe (deja de secretarse interleuquina B y los linfocitos t reguladores

funcionan inadecuadamente), aparecen enfermedades.

Los linfocitos de las mucosas del tracto digestivo son los encargados de producir IgA.

La mayor parte de la IgA se localiza en estas formaciones y no en la sangre.

PIEL: al igual que en el tracto digestivo, en la piel existen muchos microorganismos

beneficiosos para el ser humano. Debemos de distinguir y tolerar los microorganismos

inocuos de los agentes patgenos.

- La epidermis consiste en mltiples capas de epitelio escamoso estratificado,

compuestas casi por completo de clulas especializadas llamadas

queratinocitos. Adems de formar una barrera fsica, los queratinocitos

responden a los microorganismos patgenos y a lesiones, produciendo

pptidos antimicrobianos (matan a los microbios) y varias citocinas

(promueven y regulan las respuestas inmunitarias

- Normalmente hay varias poblaciones de CD (clulas dendrticas) en la piel que

contribuyen a las respuestas inmunitarias innatas y al inicio de las respuestas

de los linfocitos T a lso antgenos microbianos y ambientales que entran en el

cuerpo a travs de la piel

- La piel humana normal contiene muchos linfocitos T, el 95% de los cuales

tienen un fenotipo de memoria: Th1, Th2,Th17 y T reguladores.

Inmunologa 2013/14


La prdida del equilibrio en la piel causa enfermedades como la soriasis: en esta

enfermedad los linfocitos T producen citoquinas, activando macrfagos y

queratinocitos. Se forman as las placas soriticas de hiperproliferacin

RECIRCULACIN Los linfocitos vrgenes son linfocitos T o B maduros que residen en los rganos linfticos

secundarios o se encuentran circulando de uno a otro. Nunca se han encontrado con un

antgeno extrao. Los linfocitos vrgenes se denominan linfocitos en reposo, porque no se

dividen activamente ni estn realizando ninguna funcin efectora.

Cuando un linfocito virgen entra en contacto con el antgeno en un rgano secundario se

detiene, se activa y se expande clonalmente, dando lugar a linfocitos efectores y clulas de

memoria. Los linfocitos efectores cambian su patrn de migracin: no circulan por los rganos

linfticos secundarios, si no que se dirigen a los tejidos perifricos para encontrarse con el

antgeno en sus vas de entrada.

Por qu las clulas vrgenes migran de un ganglio a otro?

En los ganglios existe una estructura conocida como endotelio alto especializado (HEV). Los

linfocitos vrgenes se unen a la dirigina vascular de las vnulas del endotelio alto gracias a

receptores Homing (selectina L).

Cuando los linfocitos vrgenes entran en contacto con el antgeno y se activan, pierden este

receptor y adquieren otros diferentes que les capacitan para migrar al tejido perifrico.

Inmunologa 2013/14


4. INMUNIDAD INNATA. FAGOCITOSIS

La inmunidad innata es la primera lnea de defensa contra las infecciones. Sus caractersticas

principales son:

- Es inmediata, sin necesidad de sensibilizacin previa. Las clulas y molculas de la

inmunidad innata existen en un estado funcional completo antes de encontrarse con

los microbios.

- Especificidad: reconoce patrones moleculares generales de forma no muy especfica. El

sistema inmunitario innato ha evolucionado para reconocer solo un nmero limitado

de molculas (103), mientras que el sistema inmunitario adaptativo es capaz de

reconocer una serie mucho mayor de sustancias extraas (109).

- Carece de memoria inmunolgica

La inmunidad innata estimula la respuesta inmunitaria adaptativa y puede influir en su

naturaleza para que alcance una eficacia ptima contra diferentes tipos de microbios.

RECONOCIMIENTO DEL SISTEMA INMUNITARIO INNATO DE LOS

MICROBIOS Y DE LO PROPIO DAADO Las sustancias microbianas que estimulan la inmunidad innata se llaman patrones moleculares

asociados a microorganismos patgenos (PAMP, del ingln pathogen-associated molecular

patterns). Diferentes clases de microbios (virus, bacterias gramnegativas, bacterias

grampositivas, hongos) expresan diferentes PAMP:

- ARN bicatenario que se encuentra en los virus que se estn replicando

- Secuencias de DNA CpG no metiladas presentes en las bacterias

- Iniciacin por N-formilmetionina tpica de las protenas bacterianas

- Glcidos y lpidos complejos propios de los microbios. Ej. Lipopolisacarido LPS en las

bacterias gramnegativas, el cido lipoproteico en las bacterias grampositivas y los

oligosacridos ricos en manosa de muchos microbios.

Estos productos microbianos son, a menudo, esenciales para la supervivencia de los microbios.

Esta caracterstica del reconocimiento inmunitario innato es importante, porque asegura que

los microbios no puedan deshacerse de las dianas de la inmunidad innata con el fin de intentar

evitar ser reconocidos por el anfitrin.

El sistema inmunitario innato tambin reconoce molculas endgenas que producen o liberan

clulas daadas o que se estn muriendo. Estas sustancias se llaman patrones moleculares

asociados a la lesin (DAMP, del ingls damage-associated molecular patterns). Los DAMP

pueden producirse como resultado del dao celular causado por infecciones, pero tambin

pueden indicar otro tipo de lesiones celulares causadas por quemaduras, traumatismos o

disminucin del riesgo sanguneo. Las clulas que mueren por apoptosis no suelen liberar

DAMP.

Inmunologa 2013/14


RECEPTORES El sistema inmunitario innato usa varios tipos de receptores celulares, presentes en diferentes

localizaciones en las clulas, que reconocen PAMP y DAMP. Estos receptores de

microorganismos patgenos y de molculas asociadas a la lesin se llaman a menudo

receptores para el reconocimiento del patrn.

Estos receptores se localizan en:

- La membrana plasmtica

- La membrana endosmica

- Citoplasma

Adems, hay muchas protenas en la sangre y en los lquidos extracelulares que reconocen

PAMP.

La mayora de los tipos celulares expresan receptores para el reconocimiento del patrn. Los

fagocitos (neutrfilos y macrfagos) y als clulas dendrticas expresan la mayor variedad y

cantidad de estos receptores.

TIPOS DE RECEPTORES Y LOCALIZACIN

TIPO DE RECEPTOR LOCALIZACIN PAMP O DAMP QUE RECONOCE

Receptores de tipo toll (TLR) Membrana plasmtica y membrana endosmica de

clulas dendrticas, fagocitos, clulas endoteliales de

linfocitos B

LPS bacteriano, peptidoglucanos y cidos

nucleicos vricos

Receptores de tipo NOD (NLR)

Citoplasma de fagocitos, clulas epiteliales y otras

clulas

Peptidoglucanos de la pared celular bacteriana (flagelina, dipptido muramilo, LPS) y

productos de clulas daadas (cristales de urato

Receptores de tipo RIG (RLR) Citoplasma de fagocitos ARN vrico

Receptores similares a la lecitina del tipo C

Membrana plasmtica de fagocitos

Glcidos de superficie microbiana con glucosa y

manosa terminales y glucanos presentes en

paredes celulares de hongos

Receptores para N-formil-met-leu-fe

Membranas plasmticas de fagocitos

Pptidos que contienen N-formilmetionil.

RECEPTORES TOLL

Los receptores de tipo toll (TLR) reconocen productos de una amplia variedad de microbios.

Toll se identific originariamente en Drosophila como un gen implicado en el establecimiento

del eje dorsoventral durante la embriogenia de la mosca de la fruta. Despus se descubri que

Inmunologa 2013/14


la protena Toll mediaba respuestas antimicrobianas en estos organismos. Este descubrimiento

llev a la identificacin de homlogos a Toll en los mamferos, que se denominaron receptores

de tipo toll. Hay 9 TLR funcionales diferentes en losseres humanos,

llamados TLR1 a TLR9.

Los TLR son glucoprotenas integrales de membrana. Presentan dos

dominios:

- Dominio extracelular: Repeticiones ricas en leucina

flanqueadas por estructuras ricas en cistena. Participan en la

unin del ligando. El dominio extracelular tiene forma de

herradura.

- Dominio intracelular: dominio TIR. Es un dominio homlogo al

receptor de IL-1. Es esencial para la produccin de seales.

LIGANDOS PARA EL TLR

- LPS, componente de la pared bacteriana de las bacterias Gram

- cido lipoproteico, componente de la pared bacteriana de las paredes Gram +

- Flagelina, componente protenico de los flagelos de las bacterias mviles

- ARN bicatenarios de algunos virus

- Polisacridos con manosa micticos (mananos)

- Protenas de choque tmico (HSC) que se secretan como consecuencia del estrs

celular

- Caja del grupo de movilidad alta 1 (HMGB1), protena implicada en la transcripcin y

reparacin del DNA. 8

LOCALIZACIONES DE LOS TLR

Los TLR se encuentran en la membrana plasmtica y en la membrana endosomal de clulas

dendrticas, fagocitos, clulas endoteliales de linfocitos B.

- Los TLR 1,2,4,5 y 6 se expresan en la membrana plasmtica, donde reconocen PAMP

del ambiente extracelular. Ej. El TLR2 reconoce el LPS y el TLR 4 el cido lipoproteico

de paredes bacterianas.

- Los TLR 3, 7, 8 y 9 se expresan dentro de las clulas, en el retculo endoplsmico y las

membranas endosmicas, donde detectan cidos nucleicos. Ej. El TLR9 est

especializado en reconocer las secuencias no metiladas del DNA bacteriano.

8 Las HPS y las HMGB1 suelen ser intracelulares, pero pueden hacerse extracelulares cuando las liberan

clulas daadas o muertas.

Inmunologa 2013/14


FUNCIONAMIENTO DE LOS TLR

El reconocimiento por el TLR de ligandos microbianos da lugar a la activacin de varias vas de

transmisin de seales y finalmente, a factores de transcripcin que inducen la expresin de

genes cuyos productos son importantes para las respuestas inflamatorias y antivricas.

- En primer lugar, la unin del

ligando induce la dimerizacin

de los receptores TLR. Los

receptores TLR pueden

homodimerizar o

heterodimerizar.

- A esto le sigue el reclutamiento

de protenas adaptadoras que

contienen un dominio TIR. Ej.

Protena adaptadora MyD88

- Las protenas adaptadoras

facilitan el reclutamiento y

activacin de varias cinasas

- Finalmente se activan factores

de transcripcin como el NF-KB

o el AP1

Diferentes TLR utilizan diferentes combinaciones de adaptadores e intermediarios de la

transmisin de seales.

- Un TLR que se conecta con el adaptador MyD88 lleva a la activacin de NF-B

- Un TLR que se conecta con el adaptador llamado TRIF lleva a la activacin de IRF3

Todos los receptores, a excepcin de TRF3, envan las seales a travs de MyD88 y son capaces

de activar NF-B y de inducir una respuesta inflamatoria.

Los TLR endosomales que han de dar lugar a una respuesta antiviral (TRF 4, 7 y 9) inducen

factores de respuesta a interfern.

RESPUESTA INFLAMATORIA La principal va por la que el sistema inmunitario innato se enfrenta a las infecciones y a la

lesin tisular es estimulando la inflamacin aguda. Una de las principales citoquinas

proinflamatorias es la IL-1.

La principal fuente celular de Il-1 son los fagocitos mononucleares activados, es decir, los

macrfagos. La IL-1 tambin puede ser producida por neutrfilos, las clulas epiteliales y las

clulas endoteliales.

La produccin de Il-1 suele precisar de dos seales distintas: una que activa la transcripcin

gnica y la produccin de un precursor polipeptidico de 33 kD (proleucina) y una segunda seal

Inmunologa 2013/14


que activa al inflamosoma para que escinda mediante protelisis al precursor para generar una

protena madura de 17 kD.

FAGOCITOSIS La fagocitosis es un proceso activo de engullido de partculas que precisa energa:

- En primer lugar, los neutrfilos y los macrfagos expresan receptores que reconocen

de forma especfica microbios.

- Una vez que el microbio se une al receptor, la membrana plasmtica del fagocito

comienza a redistribuirse y extiende una proyeccin en forma de copa alrededor del

microbio

- Se forma una vescula intracelular, conocida con el nombre de fagosoma, que contiene

la partcula extraa y se desprende de la membrana plasmtica.

- La fusin de las vacuolas fagocticas (fagosomas) con los lisosomas da lugar a la

formacin de fagolisosomas, donde se concentran la mayora de los mecanismos

microbicidas

TIPOS DE MECANISMOS MICROBICIDAS

- Especies reactivas del oxgeno (ROS): el principal generador de radicales libres es la

oxidasa del fagocito. La funcin de esta enzima es reducir el oxgeno molecular en

especies reactivas de oxgeno, como los radicales superxido. El superxido se

transforma por accin enzimtica en perxido de hidrgeno.

- xido ntrico: el xido ntrico es producido por un enzima conocida como xido ntrico

sintasa

- Enzimas proteolticas: una de las enzimas importantes de los neutrfilos es la elastasa,

una proteasa de serina de amplio espectro que se sabe necesaria para matar muchos

tipos de bacterias.

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5. BASES DE LA RESPUESTA INMUNITARIA:

INMUNIDAD ADAPTATIVA

Existen dos tipos de respuestas inmunitarias adaptativas:

En la inmunidad humoral los linfocitos B producen anticuerpos que pasan a la sangre y a las

secreciones mucosas. Los anticuerpos reconocen los antgenos, neutralizan la infecciosidad de

los microorganismos extracelulares y los marcan como una diana para su eliminacin mediante

diversos mecanismos efectores.

La inmunidad celular queda a cargo de los linfocitos T. Los microbios intracelulares, como los

virus y algunas bacterias, sobreviven y proliferan en el interior de fagocitos y de otras clulas

del anfitrin, donde los anticuerpos circulantes secretados por linfocitos B no los tienen a su

alcance. Los linfocitos pueden actuar de dos formas diferentes:

- Linfocito T cooperador CD4+: secretan protenas llamadas citocinas. Las citocinas

secretadas por los linfocitos T cooperadores estimulan la proliferacin y diferenciacin

de los propios linfocitos T, y activan otras clulas, incluidos los linfocitos B y los

macrfagos. Una vez activados, los macrfagos eliminan los microbios que han

fagocitado

- Linfocito T citotxico CD8+ (CTL): mata a las clulas infectadas y elimina los reservorios

de la infeccin.

ANTGENOS Y ANTICUERPOS Un antgeno es cualquier sustancia capaz de ser reconocida de forma especfica por algn

anticuerpo o por el receptor de las clulas T (BCR o Igs y TCR)

Un anticuerpo es cualquier protena capaz de reconocer y unirse a los antgenos.

Distinguimos tres tipos de receptores de antgenos:

- En las clulas B se llaman BCR (que son las inmunoglobulinas/anticuerpos)

- En las clulas T se llaman TCR. Este tipo de receptor tiene una restriccin, pues

solamente va a ser capaz de reconocer el antgeno cuando sea presentado por un MHC

- En las clulas presentadoras de antgenos (APCs) es el MHC (complejo mayor de

histocompatibilidad)

ANTGENOS Los antgenos son muy heterogneos:

- Protenas: son las que tienen mayor inmunogenicidad (aquellas mayores de 4kDa).

- Polisacridos de alto peso molecular

- Lpidos y cidos nucleicos: son poco inmunognicos, salvo cuando van asociados a

protenas.

Inmunologa 2013/14


- Haptenos: son molculas de bajo peso molecular (como frmacos o metales pesados)

que pueden ser antgenos, pero son incapaces de generar respuesta inmune si no es

en presencia de un acarreador (de naturaleza proteica).

En este mbito, debemos introducir otros dos conceptos:

- Inmungeno: cualquier sustancia capaz de ser reconocida por TCR, BCR o Igs y que

genere una respuesta inmune

- Tolergeno: cualquier sustancia capaz de ser reconocida por TCR, BCR o Igs y que

genere tolerancia

En la estructura de los antgenos encontramos los determinantes antignicos/eptopos, que

son cualquier forma o superficie disponible en una molcula que pueda reconocer un

anticuerpo. Un antgeno puede tener varios eptopos, que podrn ser reconocidos por

anticuerpos diferentes. Los eptopos pueden ser:

- Conformacionales. Estn formados por aminocidos que no estn en una secuencia,

pero se yuxtaponen en el espacio en la protena plegada.

- Lineales. El eptopo est formado por varios aminocidos adyacentes. Si aparecen

determinantes lineales en la superficie externa o en una regin de conformacin

extendida en la protena original plegada, pueden ser accesibles a los anticuerpos. Lo

ms frecuente es que los determinantes lineales sean inaccesibles en esta

conformacin original y aparezcan solo cuando se destanuraliza la protena.

- Neoantignicos. Las protenas pueden verse sujetas a modificaciones (glucosilacin,

fosforilacin, protelisis). Estas modificaciones, al alterar la estructura de la protena,

pueden producir nuevos eptopos que denominamos neoantignicos.

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INTERACCIN ANTGENO/ANTICUERPO Las inmunoglobulinas cuentan con una regin especfica encargada de reconocer los

antgenos. Existe una complementariedad estrica entre ambos que hace que el encuentro sea

eficiente. Pero adems, la interaccin est mediada por fuerzas de unin. Todo ello permite un

encuentro reversible pero con cierta estabilidad.

Los tipos de interaccin Ag-Ac son enlaces dbiles no covalentes. Los ms comunes son las

interacciones electrstaticas que permiten una unin estable entre eptopo y partopo (que

es lugar especfico de unin del eptopo al ancitcuerpo):

- Carga-Dipolo

- Dipolo inducido

- Dispersin (van der Waals)

- Puentes de Hidrgeno

La fuerza en la interaccin Ag-Ac depende de:

- Afinidad por la unin Ag-Ac: define la fuerza con la que un nico sitio de unin en un

anticuerpo se une al eptopo del antgeno. Esta afinidad se mide por una constante de

disociacin Kd(10-7-10-11). A Kds ms bajas, mayor afinidad en la interaccin del

complejo Ag-Ac. Por tanto, la afinidad ser el resultado de la suma de las fuerzas de

atraccin y repulsin entre el eptopo y el partopo.

- Avidez: define la capacidad sumatoria que tiene un anticuerpo para unir un antgeno.

La avidez es mayor que la afinidad, ya que un anticuerpo tiene al menos dos sitios de

unin a antgenos (pues tienen forma de Y). Avidez= Afinidad x Valencia*

- Especificidad: un anticuerpo reconoce un antgeno concreto y cualquier cambio

estructural en el antgeno hace que no sea reconocido por ese mismo anticuerpo.

*La valencia de la interaccin puede ser:

- Monovalente. Los antgenos monovalentes, o

eptopos separados en las superficies celulares,

interactan con un solo lugar de unin en la

molcula de anticuerpo.

- Bivalente: cuando en una superficie celular estn

suficientemente cerca determinantes repetidos,

pueden unirse las dos zonas de unin al antgeno

de una sola molcula de IgG, lo que lleva a una

interaccin con alta avidez.

- Polivalente: es el caso de las IgM que tienen 10

lugares idnticos de unin al antgeno, que podran

unirse en teora y de forma simultnea a 10

determinantes repetidos en una superficie celular,

lo que da lugar a una interaccin polivalente de

mayor avidez.

Inmunologa 2013/14


ANTICUERPOS: SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINAS Otra forma comn de llamar a los anticuerpos es inmunoglobulina, que se refiere a la porcin

que confiere inmunidad de la fraccin de globulinas gamma. En inmunologa, se usan los

trminos inmunoglobulina y anticuerpo de forma intercambiable.

La superfamilia de las Igs son glicoprotenas solubles o de membrana- cuya funcin principal

es unir el antgeno para eliminar los microorganismos que lo producen.

- Igs de membrana: constituyen el receptor de los linfocitos B (BCR) que no han

finalizado su maduracin

- Igs solubles: son secretadas por las clulas plasmticas (que son linfocitos B

competentes)

La especificidad de ambas Igs es la misma siempre que procedan de un mismo clon de linfocito

B.

Cuentan con una porcin extracelular, transcelular e intracelular, donde se localiza una cola

citoplasmtica muy pequea (que por s misma genera una sealizacin poco eficiente). Es por

ello que suelen ir acoplados a co-receptores que refuercen la seal que activa al linfocito B.

*Los CDs son molculas que se expresan en la superficie de las clulas inmunes y que nos

permiten determinar en qu linaje celular las clasificamos, pero adems actan como co-

receptores. Muchos de los CDs pertenecen a la familia de las Igs.

RECEPTOR DE LINFOCITOS B

Se trata de una Ig de membrana cuya funcin es unir especficamente un antgeno. Dispone de

una cola citoplasmtica pequea e interacciona con el co-receptor CD79, para reforzar la

seal y activar el linfocito B.

ESTRUCTURA

Las Igs se estructuran en lminas antiparalelas (polipptidos antiparalelos). Los dos

extremos de la Y presentan las regiones determinantes de complementariedad (CDR), que

son aquellas que deben quedar expuestas para el reconocimiento especfico del antgeno.

Inmunologa 2013/14


Cada Ig est formada por:

- 2 cadenas pesadas (H) idnticas de peso molecular entre 55 a 77 kDa

- 2 cadenas ligeras (L) idnticas en la parte exterior con un peso molecular de

entre 23 a 26 kDa

Todas las cadenas (ligeras con pesadas, y pesadas entre s) estn unidas mediante puentes

disulfuro (S-S) tremendamente estables. Uniendo las cadenas pesadas y las ligeras

encontramos una especie de horquilla (hinge) que proporciona flexibilidad de reconocimiento

al anticuerpo. As, ambos brazos pueden abrirse o cerrarse para adaptarse a los antgenos de la

superficie celular.

En la regin N-terminal de las cadenas pesadas y ligeras de las Igs radica la especificidad, es

decir, son las regiones de reconocimiento del antgeno. Para que un anticuerpo sea capaz de

reconocer varios antgenos, esta regin N-terminal debe variar, por lo que se considera un

dominio variable.

La regin C-terminal siempre tiene la misma secuencia, no obstante ejerce diferentes

funciones efectoras en funcin del antgeno que se encuentre-. Se trata de un dominio

constante.

En las cadenas pesadas hablamos de VH para referirnos a la regin variable y CH para

referirnos a la regin constante. El dominio constante de las cadenas pesadas (CH) puede ser

de distinto tipo (;;;; o ), dependiendo del istopo de Ig del que estemos hablando. Las

cadenas ligeras puede ser de dos tipos: en el 60% de los casos sern , y en el 40% restante

sern . Para la regin variable hablaremos de Vk o V; y para la regin constante hablaremos

de Ck y C.

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ACCIN DE ENZIMAS PROTEOLTICAS SOBRE LOS ANTICUERPOS DIGESTIN CON PAPAINA

Nos permite llevar a cabo el estudio de:

Fc. Corresponde al extremo C-terminal de las dos

cadenas pesadas. Este fragmento est constituido por

la regin constante de la cadena pesada y es

caracterstica de cada clase de inmunoglobulinas. Es

en esta regin donde radican las funciones efectoras

de la molcula como son la fijacin del complemento,

la interaccin con los receptores celulares de

monocitos y macrfagos, la interaccin con la protena

A de S. aureusy G de Streptococcussp... La regin Fc es

caracterstica de especie.

F(ab). Corresponde al extremo N-terminal de una cadena pesada y a una cadena ligera, unidas por

puentes disulfuro. Tiene reconocimiento monovalente

del eptopo.

DIGESTIN CON PEPSINA

Permite llevar a cabo el estudio de F(ab)2, que corresponde al extremo N-terminal de las dos

cadenas pesadas y a las dos cadenas ligeras. Tiene reconocimiento divalente del eptopo.

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REGIONES HIPERVARIABLES La mayora de las diferencias en la secuencia y la variabilidad entre diferentes anticuerpos se

limitan a tres secuencias cortas en la regin V de la cadena pesada y a tres secuencias en la

regin V de la cadena ligera. Estas se llaman regiones hipervariables (CDR1, CDR2 y CDR3). En

una molcula de anticuerpo, las tres regiones hipervariables de un dominio VL y las tres del

dominio VH se unen para formar una superficie de unin antgeno (son las determinantes del

reconocimiento antignico). Esto es posible gracias a la organizacin de las cadenas de

inmunoglobulinas en lmina beta antiparalela, que dejan expuestos los loops donde residen

las regiones hipervariables.

Estas regiones cuentan con un menor plegamiento en el DNA, porque son las que van a estar

ms expuestas y van a entrar en contacto con el antgeno. Por tanto las regiones hipervariables

determinan la especificidad. Un linfocito B con una especificidad antignica, va a producir Igs

con la misma especificidad igual regin variable.

GENERACIN DE DIVERSIDAD EN EL SISTEMA INMUNE El sistema inmune debe ser capaz de reconocer virtualmente todo agente patgeno tanto si

existe como si aun no ha sido generado. Por qu somos capaces de responder a todo? Porque

en nuestro genoma codificamos anticuerpos especficos diferentes gracias a procesos de

recombinacin gnica.

Cada individuo puede producir clulas B y T con 1015 a 1018 especificidades diferentes.

Tenemos anticuerpos y receptores de linfocitos T (TCR) que reaccionan prcticamente con

cualquier compuesto incluyendo aquellos que son sintticos y que nunca existiran en la

naturaleza. La mayora de esta diversidad es generada mediante un reordenamiento de

segmentos gnicos de los cromosomas que codifican para las cadenas de estos receptores, lo

cual ocurre de forma previa a la exposicin a antgeno. A pesar de las diferencias entre los

anticuerpos y los receptores de las clulas T, los procesos moleculares que dan lugar a la

diversidad son similares. La diversidad de clulas B y T producidas se llama repertorio. De este

repertorio, una fraccin pequea (

Inmunologa 2013/14


La diversidad de las regiones hipervariables de las Igs y de los receptores de linfocitos T

permite al anticuerpo (receptor) reconocer y encajar con una gran diversidad de antgenos.

Desde hace tiempo se han postulado una serie de teoras encaminadas a explicar este abanico

de posibilidades de reconocimiento:

1. Hiptesis de la cadena lateral (Ehrlich). Un linfocito B expone en su membrana todos

los receptores posibles (cadenas laterales), cada uno con una especificidad distinta.

Esta teora se desech porque necesitaramos millones de anticuerpos para reconocer

los millones de sustancias extraas que pueden llegar a la superficie de las clulas.

2. Hiptesis instructiva (Landsteiner). Los anticuerpos son molculas flexibles a los que el

antgeno instruye a adoptar una conformacin complementaria para su

reconocimiento. Segn esto, el sistema inmune reacciona produciendo anticuerpos

especficos frente a nuevos compuestos. Cul era este mecanismo? No se pudo

demostrar.

3. Teora de la seleccin clonal (Jerne y Burnett). El sistema inmune es capaz de generar

receptores (anticuerpos) antes incluso de que tenga lugar el contacto con el antgeno.

Esta teora postula que cada antgeno estimular a aquel linfocito o grupo de linfocitos

que posean en su membrana receptores capaces de reconocer y unirse

especficamente a l y, como consecuencia, se producir su proliferacin y

diferenciacin en clulas con las mismas caractersticas de reconocimiento que los

linfocitos originales (seleccin clonal). Pero cmo se crean los anticuerpos sin que

exista contacto con el antgeno? Dreyer y Bennet propusieron una hiptesis

demostrada finalmente por Tonegawa.

4. Dreyer y Bennett. Estos cientficos postularon que para que existiese tal elevada

capacidad de reconocimiento, algo deba pasar en la regin de reconocimiento del

anticuerpo que permitiese esa variabilidad. Identificaron las secuencias hipervariables

en las cadenas pesadas y ligeras. Estas regiones hipervariables estaban codificadas en

varios fragmentos gnicos.

El problema que planteaba esta teora es que era contraria al Dogma Central de la

Biologa un gen, una protena.

5. Tonegawa demostr la hiptesis de Dreyer y Bennet, proporcionando una solucin al

problema de la diversidad. Postula que hay una cantidad limitada de genes que

permutan de forma casi infinita para dar lugar a inmunoglobulinas con especificidades

para todos los antngenos. Fue Premio Novel en 1987. Tonegawa propone:

- Existen mltiples genes que codifican para las regiones variables (V) y

constantes (C) en la lnea germinal.

- Se pueden dar mutaciones somticas en dichos genes, haciendo que

codifiquen protenas distintas

- Se pueden dar recombinaciones somticas entre elementos genticos
http://es.wikipedia.org/wiki/Ant%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Linfocito

Inmunologa 2013/14


A la hora de hablar de la estructura de las inmunoglobulinas, se contemplan tres tipos de

variabilidades:

a) Isotpicas: variaciones en la lnea germinal generadas por cambios en los segmentos

constantes de las cadenas pesadas y ligeras. Producen los distintos isotipos de Igs.

b) Alotpicas: variaciones determinadas por la variabilidad allica interespecie. No todos

los individuos tenemos la misma informacin gentica, pero s todos debemos

responder frente a los antgenos. Los clones de linfocitos que se generen en un

individuo u otro varan.

c) Idiotpicas: variaciones que afectan a los segmentos hipervariables de las cadenas

pesadas y ligeras.

MECANISMOS IMPLICADOS EN LA GENERACIN DE DIVERSIDAD Desde la lnea germinal aparecen los siguientes mecanismos para determinar el repertorio de

linfocitos que vamos a tener:

1. Existen mltiples genes V (variables) de la lnea germinal

2. Los genes que codifican para los receptores de linfocitos estn organizados en forma

de segmentos gnicos con diversidad combinatorial: VJ(cadenas ligeras) y VDJ

(cadenas pesadas)

3. Las cadenas pesadas (H) pueden agruparse con dos tipos de cadenas ligeras: o

4. Entre las regiones codificantes del DNA hay intrones. Todos los procesos que

impliquen un corte (para eliminar los intrones) pueden cursar con fallos enzimticos,

de manera que lleven a cabo la escisin tres o cuatro nucletidos por delante o por

detrs del sitio de corte apropiado. En esto se fundamenta la mutagnesis insercional

o diversidad N; si el corte genera un nmero de nucletidos mayor del esperado pero

mltiplo de 3, se genera una una protena codificante. Si se genera un fragmento con

un nmero de nucletidos que no es mltiplo de 3, se deber eliminar.

5. Conversin gnica: exclusin allica. Para cada gen, heredamos un alelo materno y un

alelo paterno. As tanto nuestra madre como nuestro padre nos dejan alelos que

codifican para las cadenas ligeras kappa y lambda, y para las cadenas pesadas. Se

escoge un alelo de cada uno (por ejemplo cadena ligera kappa del padre y cadena

pesada del padre) para dar lugar a las Igs.

6. Imprecisiones de la recombinacin. La imprecisin en la recombinacin somtica

amplifica la diversidad combinatorial.

En el linfocito maduro se produce el siguiente mecanismo:

7. Hipermutaciones somticas en H y L (cadenas pesadas y ligeras). Son 10000 veces ms

frecuentes despus de la activacin de la clula B. Los linfocitos B de la mdula sea

inmaduros expresan IgM e IgD. La presentacin del antgeno e interaccin con el

linfocito T son necesarios para que se produzcan cambios en el isotipo de las Igs.

Adems, genera la maduracin de afinidad: seleccin de mutantes que posean una

afinidad por el antgeno elevada en las respuestas secundarias.

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MECANISMOS EN LA LNEA GERMINAL

LOCALIZACIN CROMOSMICA DE LAS CADENAS DE LAS Igs

Los fragmentos gnicos que codifican para las cadenas pesadas y ligeras se encuentran en

cromosomas distintos, lo cual es otro motivo de variabilidad.

- La cadena pesada (H) est localizada en el cromosoma 14 humano

- La cadena ligera est situada en el cromosoma 2

- La cadena ligera est localizada en el cromosoma 22 humano

La recombinacin gentica de la cadena pesada precede a la de la cadena ligera.

ORGANIZACIN GNICA DE LA CADENA PESADA DE LAS Igs

Los segmentos gnicos que formarn parte de la regin variable de la cadena pesada de las Igs

son los siguientes:

- Segmento V (variable). Son aproximadamente 50 segmentos y tienen un

tamao de 95 aa

- Segmentos D (diversidad). Son aproximadamente 20 segmentos y tienen un

tamao de 3-6 aa. Estas regiones estn ausentes en la cadena liviana (ligera)

- Segmento J (unin). Abarca aproximadamente 6 segmentos y tienen un

tamao de 13 aa

El segmento gnico C (constante) formar parte de las regiones constantes de la cadena

pesada y son aproximadamente 9 (un locus por cada isotipo de Ig) y un tamao de alrededor

de 110 aa.

Estos segmentos que codifican para la cadena pesada estn localizados en el cromosoma 14.

En primer lugar tiene lugar la reorganizacin de los segmentos gnicos de la regin variable de

la cadena pesada. La informacin de los dominios variables se encuentra en tres segmentos (V-

D-J). Las diversas regiones VDJ se agrupan de mltiples formas diferentes (diversidad

combinatorial).

Los genes funcionales de los receptores de antgeno se crean solo en los linfocitos B y T en

desarrollo despus de los fenmenos de reorganizacin del DNA que hacen que segmentos

gnicos V, D y J seleccionados aleatoriamente se siten contiguos unos a otros.

Los factores de los linfocitos que median la recombinacin VDJ reconocen secuencias de DNA

denominadas secuencias sealizadoras de la recombinacin (RSS), localizadas en los extremos

3 de los segmentos de los genes V; en los extremos 5 de los segmentos de los genes J y

flanqueando a cada uno de los segmentos D a ambos lados. La secuencia de las RSS est

formada por:

- Una secuencia muy conservada de 7 nucletidos denominada heptmero

(normalmente CACAGTG)

- Un espaciador de exactamente 12 o 23 nucletidos no conservados (regla 12-

13)

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- Una secuencia muy conservada y rica en AT que se llama nonmero

Las enzimas especficas que catalizan el proceso son el complejo de las VDJ recombinasas. Las

especficas en linfocitos son RAG-1 y RAG-2.

El proceso de recombinacin se puede dividir en cuatro fenmenos que suceden de forma

secuencial:

1. Sinapsis: dos segmentos codificadores seleccionados con

sus SSR adyacentes son aproximados por un fenmeno de

formacin de un bucle y se mantienen en esta posicin

para su posterior escisin, procesamiento y unin.

2. Escisin: se generan roturas enzimticas en la doble

cadena en las uniones entre las SSR y las secuencias

codificantes. Muchas veces estas roturas son asimtricas

3. Codificacin y procesamiento: los extremos codificadores

rotos (pero no los extremos SSR) son modificados

mediante la adicin o eliminacin de nucletidos P

(palindrmicos) y N. Los nucletidos P son aadidos por la

DNA polimerasa para corregir las roturas asimtricas. Los

nucletidos N son aadidos por la TdT para alargar y unir

los extremos codificantes rotos.

4. Unin: los extremos codificadores rotos, as como los

extremos seal, son

aproximados y ligados por un

proceso conocido como unin

de extremos no homlogos,

mediado por ligasas.

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Una vez reorganizados, los segmentos VDJ quedan localizados por delante de un segmento C

y un segmento C. Las cadenas pesadas C dan lugar a una IgM, mientras que las cadenas

pesadas C dan lugar a una IgD. Es por esto que los linfocitos B inmaduros de la mdula sea

inicialmente expresan IgM y, posteriormente, son capaces de expresar IgD gracias al splicing

alternativo (eliminacin del segmento C)

LOCUS DE LAS CADENAS LIGERAS DE LAS Igs

Las cadenas ligeras estn codificadas en dos loci diferentes: el loci kappa en el cromosoma 2 y

el loci lambda en el cromosoma 22. Estos loci, codifican para las cadenas ligeras/livianas kappa

y lambda. Adems, cuentan con segmentos gnicos V y J, pero no segmentos D.

Si la reorganizacin de la cadena pesada es exitoso, ocurre el rearreglo de la cadena kappa. Si

el rearreglo de la cadena kappa es exitoso, la clula B expresa IgM con cadenas livianas kappa.

Pero si el rearreglo de la cadena kappa no es existoso, ser el gen lambda quien se reorganice.

As, si el rearreglo de lambda es exitoso, la clula B expresa IgM con cadenas livianas lambda.

Las regiones VL y JL se recombinan de manera aleatoria (diversidad combinatorial). El

mecanismo de recombinacin es el mismo que el explicado en las cadenas pesadas, pero sin

entrar en juego segmentos D.

RESUMEN DE LOS MECANISMOS IMPLICADOS EN LA GENERACIN DE DIVERSIDAD

- Recombinacin de segmentos gnicos

- Mutagenesis insercional o de unin derivada de los cortes del encima (introduccin de

nucletidos P y N)

- Posible unin de la cadena pesada o bien a una cadena ligera o a una cadena ligera

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MECANISMOS EN EL LINFOCITO MADURO: HIPERMUTACIONES

SOMTICAS, AUMENTO DE LA AFINIDAD, SECRECIN DE

INMUNOGLOBULINAS

HIPERMUTACIN SOMTICA

La hipermutacin somtica es el cambio de la regin constante de la Ig. Al cambiar la regin

constante, tendremos un nuevo isotipo de Ig. No obstante, el anticuerpo posee los mismos

dominios V y, por tanto, idntica especificidad por el antgeno.

La presentacin del antgeno e interaccin con el linfocito T son necesarios para que se

produzca la hipermutacin somtica.

PROCESO DE HIPERMUTACIN

En el cromosoma 14, junto a los segmentos VDJ existen unas regiones denominadas Switch.

Estas regiones son reconocidas por el enzima AID, enzima capaz de sustituir la citosina en

uracilo. Los uracilos son muy inestables y fcilmente eliminables por accin de la P-

endonucleasa. Los huecos resultantes son reconocidos por los enzimas encargados de llevar a

cabo el cambio de isotipo: los segmentos VDJ se separan de los segmentos C y C. Pueden

unirse a:

- C1: IgA1

- C2: IgA2

- C: IgE

- C1, C2, C3, C4: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, respectivamente.

AUMENTO DE LA AFINIDAD

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El aumento de afinidad se consigue gracias a mutaciones somticas de las regiones V. A

medida que aumentan las mutaciones, la Kd de los linfocitos B es menor. El aumento de

afinidad por mutaciones en las regiones V no provoca cambios en las funciones efectoras de

los linfocitos (*las funciones efectoras dependen de las regiones constantes).

SECRECIN DE ANTICUERPOS

Los linfocitos B activados pueden cambiar la produccin de anticuerpos que se unen en gran

medida a la membrana, que contienen regiones transmembrana y citoplsmicas, a anticuerpos

secretados. Las regiones transmembrana y citoplsmica quedan expuestas y se producen

cambios en las funciones efectoras.

ISOTIPOS DE Ig Los diferentes isotipos vienen definidos por la cantidad de hidratos de carbono unidos a la

regin constante de la cadena pesada de las inmunoglobulinas.

LAS REGIONES CONSTANTES DE LAS CADENAS PESADAS SON LAS RESPONSABLES DE LAS

FUNCIONES EFECTORAS DE LAS Ig. Los hidratos de carbono determinan la capacidad de las

inmunoglobulinas de activar el sistema de complemento y de unirse a los receptores Fc. Los

receptores Fc se encuentran localizados sobre todo en clulas del sistema innato.

Cuantos ms isotipos distintos sea capaz de generar un linfocito B, mayor ser el nmero de

funciones efectoras que pueda llevar a cabo.

IgG: representa entre el 80-85% del total de las Igs. Es la Ig ms abundante en suero. Es la

nica Ig que se puede transmitir al feto a travs de la placenta (transferencia pasiva de la

respuesta inmune). Es el anticuerpo ms importante en la respuesta secundaria a

antgenos timo-dependientes.

Entre sus funciones efectoras encontramos:

Neutralizacin del antgeno

Fijacin del complemento

Interaccin con receptores Fc

IgM: es la segunda inmunoglobulina ms abundante en suero. Forma pentmeros,

aumentando as su avidez. Para la formacin del pentmero, los diferentes monmeros se

unen mediante una cadena J (pequeo pptido rico en cistena). Es la Ig ms importante

en la respuesta inmune primaria. Entre sus funciones efectoras encontramos:

Neutralizacin de bacterias Gram y virus

Activacin de la va clsica del complemento

IgA: se localiza en secreciones mucosas, la piel, glndulas mamarias, saliva y lgrimas9.

Puede formar monmeros, dmeros y trmeros. Para formar dmeros y trmeros, los

monmeros se unen mediante una cadena J. Es muy importante en la inmunidad del

9 SECRECIN DE IgA: el proceso de secrecin est mediado por un pptido secretor. La IgA y el pptido

se secretan en vesculas. Una vez en el exterior, el pptido se elimina.

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recin nacido (se transmite al recin nacido durante la lactancia). Entre sus funciones

efectoras encontramos:

Neutralizacin de antgenos en las mucosas

IgD: no existe en todas las especies, nicamente en primates y roedores. Es bsicamente

un BCR (se localiza unida a la membrana de linfocitos). Es ms flexible que el resto de

inmunoglobulinas. Su expresin se pierde en clulas de memoria. Sus funciones efectoras

no se conocen con exactitud pero se piensa que est implicada en la maduracin de los

linfocitos B y que puede actuar como receptor para los linfocitos T.

IgE: su concentracin en suero es baja. Son Ig implicadas en la defensa frente a helmintos:

se encuentra unida a eosinfilos y mastocitos permitiendo que libere protenas

inflamatorias, protena principal bsica y protena principal catinica, eficaces en la

destruccin del parsito. Las IgE estn implicadas en fenmenos de hipersensibilidad.

FUNCIONES EFECTORAS DE LAS INMUNOGLOBULINAS Como ya se ha repetido mltiples veces, las funciones efectoras de las Ig vienen determinadas

por su regin constante. Las funciones efectoras de los anticuerpos son:

Activacin del complemento: en principio, todas las Ig son capaces de activar la va

clsica del complemento. Pero la activacin del complemento por la va clsica es

llevada a cabo fundamentalmente por la IgM, seguida de la IgG. La regin variable de

los anticuerpos se une al antgeno, y es la regin constante la encargada de

interaccionar con las protenas del complemento. Se desencadena as una accin

citotxica de gran eficacia capaz de destruir la membrana celular de la clula afectada

o del agente patgeno.

Opsonizacin: los anticuerpos se unen a los antgenos, marcndolos. Los anticuerpos

que envuelven el antgeno son reconocidos por los receptores Fc de los macrfagos y

los neutrfilos. Se estimula la fagocitosis y la destruccin del patgeno.

Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos: los anticuerpos se unen a los

antgenos, marcndolos. Los anticuerpos que envuelven al antgeno son reconocidos

por clulas citotxicas, como los linfocitos NK.

Neutralizacin: Es el fenmeno por el cual algunos isotipos de inmunoglobulinas como

IgG, IgM e IgA son capaces unirse a una toxina, bacteria o virus y neutralizar su

actividad. En el caso de los virus, los anticuerpos cubren la parte viral necesaria para el

anclaje del virus a la clula.

Proteccin de mucosas: La IgA se localiza en las mucosas para potegerlas de la entrada

de agentes infecciosos. Su configuracin en forma de dmero o de tetrmero le

permite disponer de entre 4 y 8 sitios de unin al antgeno. Posee gran capacidad de

neutralizar algunos virus.

Aglutinacin: los anticuerpos crean conglomerados de partculas, bacterias y/o virus,

evitando su unin a otras clulas.

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Eliminacin de parsitos: cuando la IgE unida a la membrana de los mastocitos

reconoce un antgeno, se activa la degranulacin del mastocito. Las quemoquinas y

citoquinas producidas por el mastocito atraen eosinfilos. Adems, se liberan una

serie de sustancias que provocan vasoconstriccin y movimientos peristlticos, con el

objetivo de destruir al agente infeccioso. Es una respuesta clave en la defensa frente a

helmintos.

APLICACIONES DE LOS ANTICUERPOS EN MEDICINA Los distintos clones de linfocitos B generan diferentes anticuerpos frente a un mismo agente

patgeno. Los anticuerpos tienen diferente especificidad y van dirigidos a un eptopo distinto

del patgeno. Estos anticuerpos reciben el nombre de anticuerpos policlonales.

Pero en medicina lo que realmente interesa en producir cantidades ilimitadas de anticuerpos

idnticos, procedentes de un mismo clon de linfocito B, que reconozcan eptopos nicos con la

misma afinidad. Este tipo de anticuerpos se denominan anticuerpos monoclonales.

Cmo podemos obtener anticuerpos monoclonales en grandes cantidades?

En primer lugar se necesita un antisuero: mezcla de distintos clones de linfocitos B activados

gracias a la inoculacin de un antgeno a un ratn. Como los linfocitos B normales no pueden

crecer de forma indefinida, es necesario inmortalizarlos. Esto se consigue mediante la

hibridacin somtica celular entre u linfocito B normal (productor de anticuerpos) y una clula

de un mieloma. Estas lneas celulares productoras de anticuerpos, inmortalizadas y derivadas

de la fusin se denominan hibridomas. Por ltimo, hay que proceder a la seleccin de los

hibridomas que secretan el anticuerpo con la especificidad deseada. A partir del hibridoma

deseado podrn obtenerse grandes cantidades del anticuerpo monoclonal.

En resumen, para la sntesis de anticuerpos monoclonales han de seguirse los siguientes pasos

Inmunizacin del ratn

Aislamiento de los clones de linfocito B para crear el antisuero

Fusin de los linfocitos B con Melanocitos

Seleccin de los hibridomas de inters

Cultivo de los hibridomas de inters

Produccin de anticuerpos monoclonales en masa.

Si deseamos utilizar los anticuerpos monoclonales en pacientes, debemos humanizarlos. Los

anticuerpos humanizados (anticuerpos quimricos) estn constituidos por la regin variable

del anticuerpo del ratn (30%), y la regin constante de un anticuerpo humano (70%).

Si queremos humanizar an ms el anticuerpo, utilizaremos solo las regiones hipervariables

del anticuerpo del ratn. El resto de la molcula estar constituida por elementos procedentes

de anticuerpos humanos.

APLICACIONES DE LOS ANTICUERPOS MONOCLONALES

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Investigacin:

Deteccin, cuantificacin y aislamiento de protenas

Activacin de enzimas

Soporte molecular: se utilizan para estabilizar otras molculas

Clnica:

Pruebas analticas y de diagnstico: deteccin de partculas tales como

marcadores tumorales, molculas de superficie

Uso teraputico: en enfermedades autoinmunes, cncer, transplantes,

enfermedades infecciosas Por ejemplo hay anticuerpos especficos que

bloquean receptores de molculas angiognicas

ANTICUERPOS MONO Y POLI ESPECFICOS Por regla general, los anticuerpos son monoespecficos: solo son capaces de reconocer un

nico eptopo. Ahora bien, tambin existen anticuerpos poliespecficos: capaces de reconocer

varios eptopos.

Un exceso de especificidad de los anticuerpos monoespecficos puede conllevar a un fallo en la

respuesta inmune. Hay anticuerpos que solo reconocen eptopos que presentan una

conformacin determinada. En casos en los que esta conformacin se ve alterada, puede

producirse un fallo en la interaccin antgeno-anticuerpo.

Las primeras inmunoglobulinas que se expresan son a M y la D. En el feto principalmente

presenta la G, que es transferida por la madre. Tras el nacimiento se produce un aumento de

M y G a medida que se desarrolla el sistema inmunolgico. Para el cambio de isotipo es

necesario la interaccin con antigeos y por eso se desarrolla el SI.

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6. ONTOGENIA DE LOS LINFOCITOS B

En la mdula sea10, gracias a diversos factores estimulantes de colonias, a partir de un

progenitor comn linfoide se origina un pro-linfocito B, que no expresa receptor en su

membrana. En el pro-linfocito b ya comienza la reorganizacin de los segmentos gnicos que

darn lugar a la regin variable de la cadena pesada de la Ig. El pro-linfocito B da lugar a un

pre-linfocito B. El pre-linfocito B expresa un pre-receptor IgM en su membrana.

En el siguiente estadio, el linfocito B inmaduro expresa un receptor IgM maduro. Finalmente,

el linfocito B maduro expresa tanto IgM como IgD. El linfocito B maduro no es 100%

competente, pues no es capaz de segregar inmunoglobulinas (solo puede reconocer antgenos

con sus receptores de membrana). Ha de migrar a los ganglios linfticos y rganos linfticos

secundarios11 donde:

Se lleva a cabo la presentacin del antgeno

Se encuentra con el linfocito T.

Es entonces cuando el linfocito T madura completamente. Aqu tiene lugar la proliferacin y

amplificacin clonal. Los linfocitos B se transformarn en una clula de memoria o en una

clula plasmtica capaz de producir cualquier isotipo de Ig. En total existen 9 isotipos de

inmunoglobulinas: IgE, IgD, IgM, IgA1, IgA2, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4.

En este proceso de maduracin de linfocitos, existen puntos de control en diversos estadios:

- Mdula sea:

Todos los pre-linfocitos B que no expresan un pre-receptor IgM en su

membrana son eliminados

Todos los linfocitos b maduros que no expresan tanto el receptor IgM como

IgD son eliminados

Los linfocitos B maduros que reconocen un autoantgeno con especificidad alta

sufren seleccin negativa12. Estos linfocitos no mueren, si no que quedan en

un estado de anergia clonal. Durante este periodo, el linfocito es capaz de

reorganizar nuevamente su receptor.

- Podemos encontrar fenmenos de seleccin negativa en otros rganos linfoides.

Cuando se producen fallos en la seleccin negativa una vez que los linfocitos ya han

salido de la mdula, pueden generarse enfermedades autoinmunes.

Debido a la seleccin negativa, solo pasan a la circulacin el 5-10% del total de linfocitos que se

producen en un da.

10

En la mdula sea, la maduracin del linfocito es independiente del antgeno y del linfocito T 11

La maduracin del linfocito en los rganos linfoides secundarios es dependiente del antgeno y de los linfocitos T. 12

Los procesos de seleccin negativa y positiva son dependientes de autoantgeno

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Marcadores de superficie del linfocito B maduro

- CD21: receptor del complemento

- CD40: interacciona con el receptor CD40L presente en el linfocito T.

- CD79a y CD79b: forman parte del complejo BCR

En los ganglios linfticos, para completar su maduracin, el linfocito B ha de entrar en contacto

con el linfocito T. Esta interaccin se lleva a cabo entre el CD40 del linfocito B y el CD40L del

linfocito T y entre el B7 de

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