Celulas Nk

INTRODUCCION Las células NK participan activamente en la defensa del organismo frente a infecciones, principalmente de tipo viral y frente al crecimiento de célalas tumorales. Estas células participan tanto en la defensa innata y como en los mecanismos de defensa adquirida o adaptativa. La función esencial de estas células es identificar y destruir células blanco. También es importante su función reguladora del sistema inmune debido a su capacidad secretora tanto de citocinas como de quimiocinas. Las células NK constituyen la tercera estirpe de células de tipo linfoide. Carecen de TCR y de Igm y, en su mayoría, expresan en superficie las moléculas FcgammaR-III (CD16) y CD56 que junto con otros marcadores definen a este grupo celular (Tabla 12.1). La detección de algunos de estos marcadores puede ser variable, definiéndose varias subpoblaciones NK, tales como células muy positivas para CD56 (CD56 bright), muy poco positivas para este marcador (CD56dim), o células CD16+ CD56+ o CD16-CD56+, etc. Las células NK se encuentran en sangre, bazo y médula ósea y en muy baja proporción en ganglios linfáticos. FUNCIÓN CITOTÓXICA DE LAS CÉLULAS NK La función citotóxica de las células NK fue la primera acción asignada a estas células y el motivo de su descubrimiento (Tabla 12.2). Para que las células NK ejerzan su función citotóxica se requiere la identificación, a través de los receptores implicados, de las células blanco. Entre estos receptores destacan receptores de activación y otro grupo recientemente descrito de receptores que tienen como ligando moléculas de histocompatibilidad clase I y que pueden ser de tipo inhibidor o activador (Figura 12.1). En este fenómeno además intervienen ciertas citocinas y moléculas de adherencia facilitadoras de la interacción celular. Mediante la acción citolítica, las células NK pueden destruir un amplio espectro de células, tanto anormales (infectadas por virus o tumorales) como incluso normales (alogénicas). Esta lisis se realiza de manera directa, lisis natural, o bien mediante la participación de anticuerpo, citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos o ADCC (Figura 12.2). La citotoxicidad natural consiste en lisis de una gran variedad de células de manera espontánea y sin necesidad de un periodo de sensibilización previa. De ahí la denominación dada de NK (de natural killer) debido a que la capacidad citolítica que presentan lo hacen, a diferencia de las células T citotóxicas, de una manera natural, esto es sin necesidad de un aprendizaje preliminar. Esto implica que estas células no requieren un proceso de preparatorio de

activación para destruir células en los términos que lo hacen los linfocitos T citotóxicos, pero sin duda la activación por células blanco o por citocinas hace que esta función sea mas eficiente. Kärre y cols. observaron que variantes de una misma línea celular tumoral manifestaban distinto grado de sensibilidad a la lisis NK, que se correlacionaba inversamente con la expresión de moléculas de clase I del MHC (Figura 12.3). Por otra parte, la transfección de células diana con moléculas del MHC-I les confería resistencia. Los autores propusieron la teoría de missing self para explicar los fenómenos de citotoxicidad natural. Así hoy se considera que pese a que las células NK son responsables de mecanismos de citolisis inespecífica no restringida por el MHC, se sabe que la función de las células NK está regulada en parte por el reconocimiento de moléculas MHC de clase I (MHC-I) en la célula diana. La citotoxicidad dependiente de anticuerpos (ADCC), implica la presencia de anticuerpos que son reconocidos por su extremo Fc por los receptores CD16 presentes en las células NK y también en otras células, como son los macrófagos. Cuando el CD16 reconoce su ligando activa la maquinaria lítica de la célula NK. FUNCIÓN SECRETORA DE LAS CÉLULAS NK Además de la acción citotóxica, las células NK tienen la propiedad de sintetizar y liberar diversos tipos de citocinas de gran importancia en la regulación del sistema inmunitario, en la acción de las propias células NK y en otras funciones como es la hematopoyesis (Figura 12.4 y Tabla 12.2). Las principales citocinas producidas por las células NK son TNF-alfa, IFNgamma, IL-3, GM-CFS y M-GSF. Estos inmunomoduladores se producen como consecuencia de la activación de células NK como consecuencia de su interacción con la célula blanco, por la acción de diferentes citocinas como son IL-2 y Il-12 o por activación directa, por ejemplo por anticuerpos frente a las moléculas CD16, CD69, CD80 y otras. También las células NK producen cuando son estimuladas ciertas quimiocinas, tales como MIP-1alfa, MIP-1beta y RANTES de gran importancia en los fenómenos inflamatorios. En la tabla 12.3 se recogen las principales diferencias funcionales entre las células NK y los linfocitos T. Hoy se sabe que las células NK mas positivas para el CD56 (CD56bright) poseen mayor capacidad para producir citocinas que las células mas débiles para esta molécula (CD56dim). A su vez las células NK CD56dim poseen mayor capacidad citotóxica que las CD56 bright.

RECEPTORES ACTIVADORES DE CÉLULAS NK Para que las células NK desarrollen su función tienen que identificar a la célula blanco. Para ello las células NK poseen diferentes tipos de receptores con función de reconocimiento de moléculas en las células blanco y en consecuencia de activar la maquinaria citolítica y/o secretora de estas células. Después veremos como junto a estos receptores de tipo activador existen otros cuya función es inhibidora. En consecuencia hoy se conoce que la acción final de las células NK depende del equilibrio entre las señales inhibidoras y activadoras procedentes de sus receptores de superficie.

Entre los receptores de activación de las células NK destacan el CD16, CD80, CD43 y los recién descritos receptores de citotoxicidad natural (NCKs) y entre los inhibidores destacan ciertos receptores presentes en las células NK con capacidad de reconocer molécula de histocompatibilidad (Receptores NK de HLA) (Tabla 12.4). Receptor CD16. La vía de activación a través de CD16 es, al menos parcialmente, comparable a la del CD3/TCR. Ambos receptores se asocian a ciertas cadenas del complejo CD3, implicadas en la transducción de señales. Por otra parte, la estimulación vía CD16, determina también la activación de ciertas cinasas y PLC-gamma, y se ha demostrado su asociación molecular con p56lck. Receptores de citotoxicidad natural. Los receptores de citotoxicidad natural (NCKs), han sido descritos recientemente y de manera mayoritaria por el grupo de Moretta, mediante el empleo de anticuerpos monoclonales en ensayos en donde lo que se ha analizado es la capacidad de inhibir la lisis de determinadas líneas celulares tras el uso de los mencionados anticuerpos. Entre estos receptores destacan tres conocidos como: • • •

NKp46, NKp44 y NKp30.

También recientemente se han descrito receptores de tipo activante que se caracterizan por reconocer específicamente moléculas de histocompatibilidad y que trataremos a continuación.

RECEPTORES NK ESPECIFICOS DE ANTÍGENOS HLA. El reciente descubrimiento de receptores presentes en células NK que reconocen moléculas de histocompatibilidad y que tienen funciones reguladoras de la función de estas células ha abierto una importante puerta para entender la biología de estas células. Los sistemas experimentales convencionales para estudiar estos fenómenos analizan la actividad de clones/subpoblaciones NK frente a líneas tumorales deficientes en la expresión de MHC-I, transfectadas selectivamente con diferentes moléculas de clase I. Los receptores NK específicos de antígenos HLA clase I son un grupo heterogéneo de glicoproteínas que pertenecen a distintas familias de moléculas y se expresan en células NK pero también en ciertos linfocitos T (Figura 12.5 y Tabla 12.5). 1. La primera familia incluye receptores de antígenos HLA-I pertenecientes a la superfamilia de las inmunoglobulinas. Originariamente estos receptores se conocieron por su acción inhibidora de la citotoxicidad y se denominaron como KIRs (killer cell Ig-like receptors). 2. Otro grupo de estos receptores pertenece también a la superfamilia de las inmunogbubulinas y son conocidos como ILTs (immunogloobulin like transcripts). 3. Además existe otro grupo de receptores que son heterodímeros formados por la asociación de dos moléculas diferentes con dominio lectina tipo C como es el CD94 que se puede unir a miembros de las superfamilia de moléculas NKG2. Estos receptores pueden tener acción inhibidora, que es como originariamente se descubrieron, pero pueden poseer también acción activante de acuerdo con la estructura de la parte citoplasmatica de sus moléculas. Receptores NK tipo KIR. Se trata de receptores que pertenecen a la familia de las inmunoglobulinas. Originariamente estos receptores fueron descubiertos porque estaban implicados en la inhibición de la lisis al interaccionar específicamente con determinadas moléculas HLA de clase I de la célula blanco (Figura 12.6). En primer lugar, se observó cierta correlación entre la expresión de estos receptores por distintos clones NK y el reconocimiento de diferentes grupos de alelos de HLA-C. Por otra parte, se observó que anticuerpos monoclonales frente a estos receptores restablecían la citotoxicidad de los clones NK frente a dianas protegidas específicamente por la expresión de moléculas HLA. En la tabla 12.6 se recoge una lista de estos receptores y las moléculas que reconocen (Figura 12.6).

Según el número de dominios presentes en la molécula del receptor a la palabra KIR, se añaden los sufijos 2D y 3D que indican el número de los dominios de inmunoglobulina que poseen y la letra L (long) o S (short) según que la cola citoplasmática de estas moléculas sea larga o corta respectivamente (Tabla 12.6). Estos receptores pueden ser de tipo inhibidor o de tipo activante. En este último caso estos receptores se asocian de manera covalente con la molécula DAP-12. La distribución de estos receptores en las células NK no es homogénea y cada clon NK puede expresar uno o varios tipos de estos receptores. Se aprecian claras diferencias en la expresión de cada receptor cuando se estudian distintos individuos, y hay indicios en los que el repertorio de receptores está regulado durante el desarrollo por factores genéticos, incluyendo presumiblemente la influencia del propio MHC. A estos receptores recientemente se les ha dado la denominación de CD158 seguido de una letra (ente a y k) según el tipo de receptor. En la Figura 12.7, se recogen los distintos tipos de receptores y las moléculas que reconocen y en la Figura 12.8 se recoge un modelo de la estructura tridimensional de esta molécula unida a un antígeno de histocompatibilidad. Los genes que codifican estos receptores se encuentran localizados en el cromosoma 19 en humanos en una en donde se codifican también los receptores ILTs, Fca y NKp46 (Figura 12.9). Receptores NK tipo ILT Otro grupo de receptores, que también pertenece a la superfamilia de las inmunoglobulinas, se conocen como ILTs (immunogloobulin like transcripts) o como LIR (leukocyte Ig-like receptor). Alguno de estos receptores reconocen moléculas HLA-G y la proteína UL18 (LIR1 y LIR2) del citomegalovirus humano y tiene una distribución muy extensa en diferentes tipos de células incluyendo no solo células NK sino también monocitos y ciertas células de tipo polimorfonuclear (Tabla 12.7). A estos receptores recientemente se le ha dado la denominación de CD85 seguido de una letra (a-m) para definir el tipo de receptor . Receptores NK tipo lectina. La tercera familia de estos receptores de HLA esta formada por un grupo heterodimero compuesto por moléculas de tipo C-lectina que comprende la molécula CD94 unida covalentemente de manera alternativa a diferentes moléculas pertenecientes a la familia NKG2 (A, B, C, E y H). La molécula CD94, fue identificada originalmente por uno de nosotros (M. López-Botet) en el laboratorio del Hospital de la Princesa. Este receptor reconoce moléculas de

HLA-E en asociación con péptidos derivados de la secuencia líder de otros antígenos HLA-I (Figura 12.10). Las moléculas de la familia NKG2 pueden ser de distinto tipo: A, B, C, E y H. Resultan así que de la combinación del receptor CD94 con los distintos miembros de NKG2, resultan los dímeros CD94/NKG2A, CD94/NKG2C, etc. Esta posibilidad de unirse el CD94 a diferentes miembros de la familia NKG2 justifica la acción unas veces, inhibidora (por ejemplo CD94/NKG2A) y otras activante (por ejemplo CD94/NKG2C) descritas originariamente para este receptor (Tabla 12.8). Consideramos a este receptor de especial importancia en los procesos de regulación de la acción de células NK in vivo, debido a la extensa distribución de las moléculas de histocompatibilidad HLA-E que reconoce y sobre todo por el hecho de encontrarse presente en un amplio numero de células NK (60-80 %) y ciertos linfocitos T, mientras que por ejemplo los recetores KIRs lo están en una proporción de células mucho más baja. La expresión de CD94 es regulada por ciertas citocinas tales como IL-15 IL-10 y TGF-beta. Recientemente se ha visto que los receptores de tipo activante poseen además del CD94 y un miembro de NKG2 (C, E y H), la molécula DAP-12 que posee motivos ITAM, y por tanto se caracteriza por la transmisión de señales de activación. En la Figura 12.11 se recoge un modelo tridimensional de CD94 unido a una molécula de HLA-E que es su ligando natural. Los genes que codifican tanto los receptores CD94 como los de la familia NKG2 se encuentran localizados en el cromosoma 12 en humanos en una zona conocida como complejo génico NK ( Figura 12.9). Receptores NK de moléculas HLA en otras células Los receptores NK específicos de moléculas HLA se encuentran también en otras estirpes celulares no NK, aunque en una menor proporción y densidad. Este es el caso de una población especial de células NK se encuentran en la decidua y que son conocidas como células NK deciduales y cuya función no esta completamente esclarecida. Otra población conocida que expresa estos receptores corresponde a las células NKT cuya función tampoco esta totalmente esclarecida. Estas células se caracterizan por poseer el fenotipo T con ciertos marcadores de células NK y que se encuentran en gran proporción en el hígado. Estas células son TCR alfa/beta positivas y expresan Va14/Ja18 y tienen la capacidad de reconocer moléculas de histocompatibilidad no clásicas, CD1. Estas células poseen

capacidad citolítica, producen ciertas citocinas y su proliferación es activada por IL-12. Algunos de estos receptores se encuentran también en linfocitos T, principalmente del tipo citotóxico (Tc) pero también en linfocitos Th, lo que hace pensar que además de su intervención en la regulación de los procesos citotóxicos de las células intervengan también en su regulación funcional, principalmente en la secreción de citocinas. TRANSDUCCION DE SEÑALES Tal como se ha indicado con anterioridad, tanto los receptores KIR, ILT como el homodímero de CD94 con distintos miembros de la familia de NKG2, pueden ejercer acciones inhibidoras como activantes. El que ejerzan una u otra acción depende de la cola citoplasmatica de dichas moléculas y de las cinasas con las cuales se asocien. Mecanismos de inhibición. Los receptores inhibidores se caracterizan por poseer en sus dominios intracitoplasmáticos los motivos YxxL-26-YxxL, denominados ITIM (immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motifs) (Figura 12.12). Estos motivos tienen la propiedad de unirse al dominio SH2 que contiene las tirosin fosfatasas, SHP-1 y SHP-2, y así producir inhibición de la citotoxicidad. En la figura 12.13 se representan un ejemplo de cada uno de los dos tipos de receptores, inhibidores y activadores. Estos mismos fenómenos has sido descritos para linfocitos T, en los que el efecto activador mediado por el TCR-CD3, puede ser bloqueado por acción de un receptor de tipo inhibidor (Figura 12.15). Los receptores de este grupo son KIR2DL, KIR3DL, ILT-2, NKG2A y NKG2B. Mecanismos de activación. Aunque los receptores de antígenos HLA se describieron primero como receptores de tipo inhibidor por su capacidad de bloquear la citotoxicidad dependiente de células NK, posteriormente se han encontrado receptores muy homólogos, que diferían solo en los dominios intracelulares y que funcionaban induciendo señales de tipo activador. Estos receptores poseen una parte citoplasmática muy corta, carecen de la secuencias ITIMs y tienen la propiedad de asociarse a las molécula DAP-12. Estos receptores son KIRD2S, NKG2C, NKG2E y NKG2H. El DAP-12 es un homodimero conocido también como KARAP (Killer activating receptor associated protein), gracias al cual se lleva a cabo la transmisión de

señales en el citoplasma de la célula. La molécula DAP12 se caracteriza por contener en su parte citoplasmática un dominio conocido como ITAM (immunoreceptor tyrosine-based activating motif) y tiene la capacidad de unir las cinasas ZAP-70 y Syk.

Mecanismo citotóxico inducido por los linfocitos CD

ACTIVACION NK Y RESPUESTA INMUNE INNATA. Las células NK forman parte de la primera barrera defensiva del individuo junto con macrófagos y polimorfonucleares. Constituyen así parte de la respuesta inmune innata. Ciertas citocinas que potencian el efecto de estas células son producidas precisamente por macrófagos en las primeras fases de la infección. Las células NK actúan destruyendo células (por ejemplo infectadas por virus) y produciendo citocinas y quimiocinas, que intervienen regulando el sistema inmune y el proceso inflamatorio. INMUNOPATOLOGIA DE LAS CÉLULAS NK. Las células NK son de especial importancia en las primeras fases de la infección, especialmente frente a virus, de ahí que cuando estas células no actúan correctamente, el individuo se hace mas vulnerable a la infecciones virales. Por ejemplo en individuos infectados por HIV-1, se ha podido comprobar que las células NK han disminuido su capacidad citolítica, lo que puede explicar que el virus HIV-1 se desarrolle con mas facilidad. De igual manera ha podido ser comprobado que las células NK infiltrantes de tumores poseen menor capacidad citolítica que las células NK normales, probablemente por un aumento de expresión de receptores de tipo inhibidor. Por otra parte una excesiva capacidad citotóxica de las células NK pueden inducir estados de pérdida de la tolerancia normal y contribuir al desarrollo de enfermedades de tipo autoinmune. Recientemente se ha visto que las células NK, pueden ser utilizadas en terapia anti-tumoral. Para ello después de su extracción del individuo y cultivo

con Il-2, IL-12 o IL-15, son posteriormente reinyectadas en el enfermo en forma de células LAK (citokyne activated lymphocytes). En enfermos con SIDA, también se esta tratando de potenciar la respuesta inmune innata y en especial estas células NK, mediante la administración de IL-2, con resultados que son prometedores.

Muerte mediata de células nk

INMUNOLOGÍA INMUNIDAD INNATA (NO-ESPECÍFICA) I. GENERALIDADES DEL SISTEMA INMUNE Aunque los seres humanos estamos constantemente expuestos a agentes infecciosos, en la mayoría de los casos, somos capaces de resistir a estas infecciones y es nuestro sistema inmune el que se encarga de esta función. El sistema inmune está compuesto de dos principales subdivisiones, el sistema innato o no-específico y el sistema adaptativo o específico (Figura 1). El sistema inmune innato es la primera línea de defensa contra organismos invasores mientras que el sistema inmune adaptativo actúa como la segunda línea de defensa y pero además ofrece protección contra reexposiciones al mismo patógeno. Cada una de las principales subdivisiones del sistema inmune cuenta con componentes celulares y humorales los cuales llevan a cabo su función protectora (Figura 1). Además, el sistema inmune innato tiene también características anatómicas que actúan como barreras a la infección. Aunque estas dos ramas del sistema inmune tienen distintas funciones, existe una importante interacción entre los dos sistemas (i.e., los componentes del sistema inmune innato influyen en el sistema inmune adaptativo y viceversa).

Si bien la función de ambos sistemas innato y adaptativo es la de protegernos contra organismos invasores, estos difieren en ciertos aspectos. El sistema inmune adaptativo requiere tiempo para reaccionar a un organismo invasor, mientras que el sistema inmune innato incluye defensas que, en su mayor parte, se encuentran presentes constitutivamente y listas para ser movilizadas durante la infección. Segundo, el sistema inmune adaptativo es específico para el antígeno y reacciona solo con el organismo que indujo la respuesta. En contraste, el sistema innato no es específico del antígeno y reacciona igualmente bien contra una variedad de organismos. Finalmente, el sistema inmune adaptativo posee memoria inmunológica. Es decir, “recuerda” que previamente se ha encontrado con un agente invasor y reacciona más rápidamente a la exposición subsecuente con el mismo organismo. En contraste, el sistema inmune innato no tiene memoria inmunológica.

Todas las células del sistema inmune tiene su origen en la medula ósea y estas incluyen a las células mieloides (neutrófilos, basófilos, eosinófilos, macrófagos y células dendríticas) y a las células linfoides (linfocitos B, linfocitos T y células asesinas naturales) (Figura 2), las cuales se diferencian a lo largo de distintas vías (Figura 3). La célula progenitora mieloide (célula madre) en la médula ósea da lugar a los eritrocitos, plaquetas, neutrófilos, monocitos/macrófagos y células dendríticas mientras que la célula progenitora linfoide da lugar a las células asesinas naturales (NK), células T y células B. Para el desarrollo de las células T se requiere que células precursoras de T emigren al timo en donde se diferencian en dos distintos tipos de células T, las células T cooperadoras CD4+ y las células pre-citotóxicas CD8+. Dos tipos de células T cooperadoras se producen en el timo, las células TH1, que ayudan a diferenciarse a las células pre-citotóxicas CD8+ en células T citotóxicas, y las células TH2, que ayudan a las células B a diferenciarse en células plasmáticas, que secretan los anticuerpos. La principal función del sistema inmune el la discriminación de lo propio/no propio. Esta habilidad para distinguir lo propio de lo no propio es necesaria para proteger al organismo de invasores patógenos y para eliminar células propias modificadas o alteradas (vg. células malignas). Ya que los patógenos se pueden replicar intracelularmente (virus y algunas bacterias y parásitos) o extracelularmente (la mayoría de las bacterias, hongos y parásitos), los diferentes componentes del sistema inmune han tenido que evolucionar para protegernos de estos diferentes tipos de patógenos. Es importante recordar que la infección con un organismo no necesariamente significa enfermedad, ya que en la mayoría de los casos el sistema inmune es capaz de eliminar la infección antes de que ocurra la enfermedad. La enfermedad se presenta solo cuando el tamaño de la infección es alto, cuando la virulencia del organismo invasor es grande o cuando la inmunidad está comprometida. Aunque el sistema inmune, en su mayor parte, tiene efectos benéficos, puede haber efectos nocivos también. Durante la inflamación, producida en respuesta a un organismo invasor, puede haber irritación local y daños colaterales a los tejidos sanos como resultado de los productos tóxicos producidos por la respuesta inmune. Además, en algunos casos la misma respuesta puede dirigirse hacia los tejidos propios resultando en una enfermedad autoinmune.

Tabla 1

Immunidad Innata Respuesta antígenoImmunidad Adaptativa Respuesta dependiente antígeno-independiente Hay respuesta inmediata

máxima Hay un periodo de latencia entre la exposición y la respuesta máxima

No antígeno-específica

Antígeno-específica

La exposición al antígeno La exposición al no induce memoria antígeno induce inmunológica memoria inmunológica

II. INMUNIDAD NO-ESPECÍFICA Los elementos del sistema inmune no-específico (innato) (Tabla 2) incluyen a las barreras anatómicas, a moléculas secretorias y a componentes celulares. Entre las barreras mecánicas anatómicas se encuentran la piel y las capas epiteliales internas, el movimiento de los intestinos y las oscilaciones de los cilios bronco-pulmonares. En asociación con estas superficies protectoras están los agentes químicos y biológicos. A. Barreras anatómicas a la infección 1. Factores mecánicos Las superficies epiteliales forman una barrera física que es bastante impermeable a la mayoría de los agentes infecciosos. Es decir, la piel actúa como nuestra primera línea de defensa contra organismos invasores. La descamación del epitelio de la piel también ayuda a eliminar bacterias y otros agentes infecciosos que se han adherido a las superficies epiteliales. El movimiento de los cilios o la peristalsis ayuda a conservar las vías respiratorias y tracto gastrointestinal libre de microorganismos. El lavado producido por el flujo de las lágrimas y la saliva ayuda a prevenir las infecciones oculares y bucales respectivamente. El efecto pegajoso del moco que cubre al tracto tanto respiratorio como gastrointestinal ayuda a proteger a los pulmones y al sistema digestivo de las infecciones. 2. Factores químicos Los ácidos grasos del sudor inhiben el crecimiento de bacterias. La lisozima y la fosfolipasa presentes en lágrimas, saliva y secreciones nasales pueden romper la pared cellular de bacterias y desestabilizar sus membranas. El pH ácido del sudor y de las secreciones gástricas previene el crecimiento de bacterias. Las defensinas (proteínas de bajo peso molecular) presentes en pulmón y tracto gastrointestinal tienen actividad antimicrobiana. Los agentes surfactantes en pulmón actúan como opsoninas (substancias que promueven la ingestión de partículas por las células fagocíticas). 3. Factores biológicos La flora normal de la piel y tracto gastrointestinal puede evitar la colonización de bacterias patógenas al secretar substancias tóxicas o al competir con los patógenos por los nutrientes o por la adhesión a las superficies celulares. B. Barreras humorales a la infección Las barreras anatómicas son muy efectivas para evitar la colonización de los tejidos por microorganismos. Sin embargo, cuando se presenta una lesión en

los tejidos, las barreras anatómicas se abren y la infección puede ocurrir. Una vez que los agentes infecciosos han penetrado a los tejidos, otro mecanismo de defensa innata entra en juego, la inflamación aguda. Los factores humorales juegan un papel muy importante en la inflamación, la cual se caracteriza por edema y el reclutamiento de células fagocíticas. Estos factores humorales se encuentran en el suero o se forman en el sitio de la infección. 1. Sistema del complemento – Este sistema es el principal mecanismo de defensa no-específico humoral (ver capítulo del complemento). Una vez activado el complemento puede ocasionar un incremento de la permeabilidad vascular, reclutamiento de células fagocíticas y a la opsonización y lisis de las bacterias. 2. Sistema de Coagulación – Dependiendo de la severidad del daño al tejido, el sistema de coagulación puede ser activado o no. Algunos productos del sistema de coagulación pueden contribuir a las defensas no-específicas debido a su habilidad para incrementar la permeabilidad vascular y actuar como agentes quimiotácticos para las células fagocíticas. Además, algunos de los productos de la coagulación son por sí mismos antimicrobianos. Por ejemplo, la beta –lisina, una proteína producida por las plaquetas durante la coagulación puede lisar muchas bacterias Gram positivas al actuar como detergente catiónico. 3. Lactoferrina y transferrina – Al unir hierro, un nutriente esencial par alas bacterias, estas proteínas limitan el crecimiento bacteriano. 4. Interferones – Los interferones son proteínas que pueden limitar la replicación de los virus en las células 5. Lisozima – La lisozima degrada la pared celular de las bacterias.

Interleucina-1 – La IL-1 induce fiebre y la producción de las proteínas de fase aguda, algunas de las cuales son antimicrobianas porque pueden opsonizar las bacterias

Tabla 2. Barreras fisicoquímicas a la infección Sistema/ór Componen Mecanismo Efector gano te Activo Piel

Células escamosas; Sudor

Descamación; escurrimiento, ácidos orgánicos

Tracto GI

Células columnares

Peristalsis, biliares, tiocianato

pH

bajo, ácidos escurrimiento,

Pulmón

Cilios traqueales

Expulsión surfactantes

mucociliar,

Nasofaringe Moco, y ojos saliva, lágrimas

Escurrimiento, lisozima

Circulación, órganos linfoides

Fagocitosis intracellular

Fagocíticos Células yK

y

muerte

NK Citolisis directa dependiente

y

Ab-

activación

de

Células LAK Citolisis IL2-activada Suero

Lactoferrina Unión de hierro y Transferrina Interferones Proteínas antivirales TNF-alpha

Antiviral, fagocitos

Lisozima

Hidrólisis de péptidoglicana

Fibronectin a

Opsonización y fagocitosis

Complemen Opsonización, mayor to fagocitosis, inflamación

C. Barreras celulares a la infección El reclutamiento de los eosinófilos polimorfonucleares y de los macrófagos a los sitios de la infección es parte de la respuesta inflamatoria. Estas células constituyen la principal línea de defensa en el sistema inmune no específico. 1. Neutrófilos – Las células polimorfonucleares (PMNs, figura 4) son reclutados al sitio de la infección en donde fagocitan a los organismos invasores y los destruyen intracelularmente. Además, los PMNs contribuyen al daño colateral del tejido durante la inflamación.

2. Macrófagos – Los macrófagos tisulares (figuras 5, 6, 7) y los nuevos monocitos reclutados que se diferencian a macrófagos (figuras 4 y 8), también

participan en la ingestión y destrucción intracelular de los microorganismos. Adicionalmente, los macrófagos son capaces de matar extracelularmente a células infectadas células propias alteradas. Aún más, los macrófagos contribuyen a la reparación de los tejidos y funcionan como células presentadoras de antígeno, las cuales se requieren para la inducción de las respuestas inmunes específicas.

3. Células asesinas naturales (NK) y células asesinas activadas por linfocinas (LAK)- Las células NK y LAK tiene capacidad de matar en forma no-específica tanto a células infectadas por virus como a células tumorales. Estas células citotóxicas no son parte de la respuesta inflamatoria pero son importantes en la inmunidad innata a las infecciones virales y en la vigilancia a tumores. 4. Eosinófilos – Los eosinófilos (figuras 6a y b) tienen proteínas en sus gránulos que son efectivas para matar a ciertos parásitos.

III. FAGOCITOSIS Y DESTRUCCIÓN INTRACELULAR A. Células fagocíticas 1. Neutrófilos/células polimorfonucleares Los PMNs son células fagocíticas móviles que poseen núcleo lobulado. Pueden ser identificadas por su núcleo característico o por un antígeno presente en la superficie celular denominado CD66. Presentan dos tipos de gránulos cuyo contenido de ambos confieren las propiedades antimicrobianas de estas células. Los gránulos primarios o azurófilos abundantes en los PMNs jóvenes contienen proteínas catiónicas y defensinas que pueden matar a las bacterias, enzimas proteolíticas como elastasa y catepsina G para degradar a las proteínas, lisozima para romper las paredes celulares de las bacterias y, característicamente, la mieloperoxidasa, la cual está involucrada en la generación de compuestos bactericidas. El segundo tipo de gránulos encontrados en los PMNs más maduros son los gránulos secundarios o específicos. Estos contienen lisozima, componentes de la NADPH oxidasa implicados en la generación de productos de oxígeno tóxicos, en forma característica, lactoferrina, una proteína quelante del hierro y una proteína que une B12. 2. Monocitos/Macrofagos – Los macrófagos son células que tienen un núcleo característico en forma arriñonada. Se pueden identificar morfológicamente o por la presencia del marcador de superficie CD14. A diferencia de los PMNs no

contienen gránulos pero poseen numerosos lisosomas con un contenido similar al de los gránulos de los PMN. B. Respuesta de los fagocitos a la infección. Los PMNs y fagotitos circulantes responden a señales de “peligro” (SOS) generadas en el sitio de la infección. Las señales SOS incluyen a los péptidos que contienen N-formil-metionina liberados por las bacterias, péptidos del sistema de la coagulación, productos del complemento y citocinas liberadas por los macrófagos que se han confrontado con las bacterias en los tejidos. Algunas de las señales SOS estimulan a las células endoteliales de los vasos adyacentes al sitio de la infección, a expresar moléculas de adhesión celular como la ICAM-1 y selectinas que se unen a componentes de la superficie de los fagotitos y provocan que éstos se adhieran al endotelio. Los vasodilatadores producidos en el sitio de la infección ocasionan la relajación de los sitios de unión entre las células endoteliales con lo que permiten que los fagotitos crucen la barrera epitelial “escurriéndose” entre las células endoteliales en un proceso llamado diapedesis (Figura 9). Una vez en los espacios titulares algunas de las señales SOS atraen al los fagocitos al sitio de la infección por quimiotaxis (movimiento hacia a un aumento del gradiente químico). Las señales SOS también activan a los fagocitos resultando en una fagocitosis aumentada y en la muerte intracelular de los organismos invasores.

D. Fagocitosis Después de que una bacteria se adhiere al fagocito, este comienza a extender sus pseudópodos hacia el microorganismo. Eventualmente los pseudópodos rodean a la bacteria y terminan por engullirla y encerrarla en un fagosoma. Durante la fagocitosis los gránulos o lisosomas del fagocito se fusionan con el fagosoma vaciando su contenido en este último. El resultado es una bacteria confinada en un fagolisosoma que contiene las sustancias de los gránulos o lisosomas. E.

Estallido

respiratorio

y

muerte

intracelular

Durante la fagocitosis hay un aumento en el consumo de glucosa y oxígeno lo cual es referido como el estallido respiratorio. La consecuencia del estallido respiratorio es la producción de un número de compuestos que contienen oxígeno y que pueden matar a las bacterias fagocitadas. Esto es referido como muerte celular dependiente de oxígeno. Además, las bacterias pueden ser destruidas por sustancias pre-formadas liberadas de los gránulos o lisosomas al fusionarse con el fagosoma. Esto se refiere como muerte intracelular independiente de oxígeno.

1. Muerte intracellular mieloperoxidasa

dependiente

de oxígeno (Figura

independiente

de 11A)

Durante la fagocitosis la glucosa es metabolizada por la vía pentosa monofosfato formándose el NADPH. El citocromo B que forma parte de los gránulos específicos se combina con la NADPH oxidasa de la membrana y la activa. La NADPH oxidasa utiliza al oxígeno para oxidar al NADPH. El resultado es la producción del anión superóxido. Parte del anión superóxido es convertido a H2O2 y singlete de oxígeno por la superóxido dismutasa. Adicionalmente, el anión superóxido puede reaccionar con H2O2 resultando en la formación de radicales hidroxilo y más singlete de oxígeno. El resultado de todas estas reacciones es la producción de los compuestos tóxicos como el anión superóxido (O2-), H2O2, el singlete de oxígeno (1O2) y los radicales hidroxidrilo (OH•). 2. Muerte intracelular dependiente de oxígeno dependiente de mieloperoxidasa (Figura 11B) A medida que los gránulos azurófilos se fusionan con el fagosoma, la mieloperoxidasa es liberada al fagosoma. La mieloperoxidasa utiliza H2O2 y iones haluro (generalmente Cl-) para producir hipoclorito, sustancia sumamente tóxica. Parte del hipoclorito se degrada espontáneamente para dar el singlete de oxígeno. El resultado de estas reacciones es la producción del hipoclorito (OCl-) y del singlete de oxígeno (1O2). 3. Reacciones de destoxificación. Los PMNs y los macrófagos tienen maneras de protegerse ellos mismos de los intermediarios de oxígeno tóxicos. Estas reacciones implican la dismutación del anión superóxido a peróxido de hidrógeno por la superóxido dismutasa y la conversión del peróxido de hidrógeno a agua por la catalasa.

Tabla 3 Reacción

Enzima

H2O2 + Cl- --> OCl- + H2O Mieloperoxidasa -

1

-

OCl + H2O --> O2 +Cl + H2O 2O2 + 2H+ --> O2- + H2O2

Superóxido dismutasa

H2O2 --> H2O + O2

Catalasa

4. Muerte celular independiente de oxígeno (tabla 4) Además de los mecanismos de muerte que dependen de oxígeno también hay mecanismos microbicidas independientes de oxígeno en los fagocitos: las proteínas catiónicas (catepsina) liberadas en los fagolisosomas pueden dañar a las membranes bacterianas; la lisozima rompe las paredes celulares de las bacterias; la lactoferrina quela al hierro, lo cual priva a la bacteria de este requerimiento nutricional; las enzimas hidrolíticas degradan proteínas bacterianas. Con lo anterior, incluso los pacientes que tienen defectos en las rutas dependientes de oxígeno son capaces de matar bacterias. Sin embargo, ya que los mecanismos dependientes de oxígeno son mucho más eficientes, los pacientes con deficiencies en estas rutas son más susceptibles y adquieren infecciones más serias.

Tabla 4. Mecanismos de muerte intracellular independientes de oxígeno Molécula Efectora

Función

Proteínas catiónicas (incluyendo la Daña a las membranas microbianas catepsina) Lisozima

Corta al mucopéptido de la pared celular bacteriana

Lactoferrin

Priva de hierro a las bacterias

Enzimas proteolíticas e hidrolíticas

Digiere a los organismos muertos

IV. MUERTE DEPENDIENTE DE ÓXIDO NÍTRICO La unión de las bacterias a los macrófagos particularmente vía receptores tipo Toll, resulta en la producción de TNF-alpha, la cual funciona de manera autocrina para inducir la expresión del gen de la oxido nítrico sintetasa inducible (i-nos ) dando lugar a la producción del óxido nítrico (figura 12). Si la célula es también expuesta al interferón gamma (IFN-gamma) se producirá más óxido nítrico (figura 12). El óxido nítrico liberado por la célula es tóxico y puede matar a los microorganismos cercanos a los macrófagos.

V. CELULAS ASESINAS NO-ESPECÍFICAS Varios tipos de células que incluyen a las NK, LAK, K, macrófagos activados y eosinófilos son capaces de matar células blanco extrañas y propias alteradas de manera no-específica. Estas células juegan un papel muy importante en el sistema inmune innato. A. Células NK y LAK Las células asesinas naturales (NK) se conocen también como linfocitos granulares grandes (LGL, por sus siglas en inglés) ya que se asemejan morfológicamente a los linfocitos, excepto que son ligeramente más grandes y tienen numerosos gránulos. Las células NK se identifican por la presencia de los marcadores de superficie CD56 y CD16 y la ausencia del marcador CD3. Las células NK son capaces de matar células blanco infectadas con virus y células malignas aunque son relativamente poco eficientes para hacerlo. Sin embargo, cuando se incuban con IL-2 e IFN-gamma, las células NK se convierten en células activadas por linfocinas (LAK, por sus siglas en inglés), las cuales son capaces de matar células malignas. La exposición continua a IL-2 e IFN-gamma capacita a las células LAK para matar a células transformadas así como malignas. La terapia con células LAK es uno de las estrategias para el tratamiento del cáncer. ¿Cómo distinguen las células NK y LAK a las células normales de las infectadas por virus o las malignas? Las células NK y LAK tienen dos tipos de receptores en su superficie – un receptor activador de la citotoxicidad (KAR) y un receptor inhibidor de la citotoxicidad (KIR). Cuando el KAR encuentra su ligando, un ligando activador (KAL) en la célula blanco, las células NK o LAK son capaces de matar a las blanco. Sin embargo, si el KIR se une también a su ligando entonces la citotoxicidad es inhibida aunque el KAR se encuentre unido al KAL. Los ligandos del KIR son las moléculas del MHC clase I. Por lo tanto, si una célula blanco expresa moléculas MHC clase I no será destruida por las células NK o LAK aunque ésta tenga KAL que se una al KAR. Las células normales expresan constitutivamente moléculas MHC clase I en su superficie, sin embargo, las células malignas y las infectadas por virus regulan negativamente la expresión de las moléculas MHC clase I. Por lo tanto, las células NK y LAK matan selectivamente células infectadas por virus y células malignas sin afectar a las células normales. B. Células K Las células asesinas (K) no son un tipo morfológicamente distinto de células. Más bien una célula K es cualquier célula efectora en la citotoxicidad celular dependiente de anticuerpo (ADCC). En la ADCC el anticuerpo actúa como enlace para acercar a la célula K con su blanco y permitir que la citotoxicidad ocurra. Las células K tienen en su superficie receptores para la región Fc de los anticuerpos y por lo tanto pueden reconocer unirse y matar a células blanco cubiertas con anticuerpos específicos. Dentro de las células K que tienen receptores Fc se incluyen a las NK, LAK y macrófagos que tienen receptores Fc para IgG y los eosinófilos, con receptores para Fc de IgE.

Todos los components del sistema immune no-específico son modulados por productos del sistema immune específico, tales como las interleucinas, el interferón gamma, los anticuerpos, etc. Tabla 5. Características de las células implicadas en la resistencia no-específica

Marcadores específicos y/o función Célula efectora

CD3

Ig

Fc

CD

Fagocitosi s

Neutrófilo

-

-

IgG

CD67

+

Macrófago -

-

IgG

CD14

+

Células NK -

-

IgG

CD56 & 16

-

Células K

-

IgG

-

?

Celulas LAK

-

-

?

? ?

-

-

IgE

Eosinófilos

CD67

MEMORIA INMUNOLÓGICA.

Proceso que permite que un encuentro secundario con el mismo antígeno, produzca una respuesta inmune más intensa e inmediata que la de la exposición inicial a dicho antígeno. Esta memoria inmunológica es la que se busca con las vacunas.

EL SISTEMA INMUNOLÓGICO ¿Qué es el sistema inmunológico? El sistema inmunológico es la defensa natural del cuerpo contra las infecciones. Por medio de una serie de pasos, su cuerpo combate y destruye organismos infecciosos invasores antes de que causen

daño. Cuando su sistema inmunológico está funcionando adecuadamente, le protege de infecciones que le causan enfermedad. Los científicos han empezado a comprender el sistema inmunológico. Han podido entender el proceso en detalle. Los investigadores están generando más información sobre su funcionamiento y qué pasa cuando no anda bien. El Proceso Inmunológico El proceso inmunológico funciona así: un agente infeccioso entra en el cuerpo. Quizá es un virus de la gripe que entra por la nariz. Quizá es una bacteria que entra por la sangre cuando se pincha con un clavo. Su sistema inmunológico está siempre alerta para detectar y atacar al agente infeccioso antes de que cause daño. Sea cual fuere el agente, el sistema inmunológico lo reconoce como un cuerpo ajeno. Estos cuerpos externos se llaman antígenos. Y los antígenos deben ser eliminados. La primera línea de defensa del cuerpo es un grupo de células llamadas macrófagos. Estas células circulan por la corriente sanguínea y en los tejidos del cuerpo, vigilantes de los antígenos. Cuando un invasor entra, un macrófago rápidamente lo detecta y lo captura dentro de la célula. Enzimas en el interior del macrófago destruyen al antígeno procesándolo en pedacitos pequeños llamados péptidos antigénicos. A veces este proceso por sí solo es suficiente para eliminar al invasor. Sin embargo, en la mayoría de los casos, otras células del sistema inmunológico deben unirse a la lucha. Células llamadas linfocitos de la clase T, pueden entonces reconocer e interactuar con el complejo péptido antigénico-HLA que se encuentra en la superficie del macrófago. Una vez que dicho complejo es reconocido, los linfocitos T envían señales químicas llamadas citocinas. Estas citocinas atraen más linfocitos T. También alertan a otros linfocitos, de la clase B, para que produzcan anticuerpos. Estos anticuerpos se liberan a la circulación sanguínea para encontrar y unir más antígenos, de tal forma que los invasores no se puedan multiplicar y enfermarle. En el último paso de este proceso, una célula llamada fagocito se encarga de remover el antígeno del cuerpo. ¿Qué es la Autoinmunidad? Normalmente, el sistema inmunológico se encarga de combatir a los virus, bacteria o cualquier otro organismo infeccioso que amenace su salud. Pero si ocurre una falla, el mismo sistema que ha sido diseñado para protegerle, puede también volverse en su contra. Cuando el sistema inmunológico no marcha adecuadamente, no puede distinguir a las células propias de las ajenas. En vez de luchar contra antígenos externos, las células del sistema inmunológico o los anticuerpos que producen, pueden ir en contra de sus propias células y tejidos por error. A este proceso se le conoce como autoinmunidad, y los componentes involucrados en la ofensiva se llaman linfocitos autorreactivos o autoanticuerpos. Esta respuesta errónea del sistema inmunológico

contribuye a varias enfermedades autoinmunes, incluyendo varias formas de artritis. Enfermedades Autoinmunes Hay muchos ejemplos de enfermedades autoinmunes, tales como el lupus, la miositis y la artritis reumatoide (AR). La información aquí presentada se enfoca al sistema inmunológico de una persona con AR. El sistema inmunológico está hiperactivo en personas con AR. Los linfocitos se aglomeran en la membrana que cubre las articulaciones afectadas, conduciendo a la inflamación (hinchazón) que contribuye al daño del cartílago y hueso. Además, la mayoría de los pacientes con AR también tienen un autoanticuerpo llamado factor reumatoide. Los mensajeros químicos entre las células, llamados citocinas, juegan un papel clave en la inflamación y el daño al cartílago y hueso que ocurre en la AR. Una citocina llamada factor de necrosis tumoral (FNT) y la interleucina-1 (IL-1) contribuyen al dolor y la hinchazón que ocurre en las articulaciones inflamadas. Nadie sabe qué causa las enfermedades autoinmunes, pero probablemente hay varios factores implicados. Estos pueden incluir virus y factores ambientales, ciertos compuestos químicos y algunos fármacos. Todos ellos pueden dañar o cambiar las células del cuerpo. Las hormonas sexuales pueden tomar parte, porque la mayoría de las enfermedades autoinmunes son más comunes en mujeres que en hombres. La herencia también puede jugar un papel. Tratamiento de las Enfermedades Autoinmunes Se han empleado muchos procedimientos para el tratamiento de las enfermedades autoinmunes. Para condiciones relacionadas con la artritis, la inflamación se trata con antiinflamatorios no esteroides (AINEs). Ejemplos de estos AINEs incluyen a la aspirina, el ibuprofeno y el naproxeno. Para la inflamación también se utilizan glucocorticoides, tales como la cortisona y la prednisona. Además, fármacos llamados antirreumáticos modificadores de la enfermedad (FARMEs), como el metotrexato, que bloquea inespecíficamente al sistema inmunológico, juegan un papel importante en muchas enfermedades autoinmunes. Avances in la Biotecnología Los investigadores han progresado mucho en los últimos años al comprender la AR y cómo afecta el cuerpo de las personas. Este conocimiento ha llevado al desarrollo de medicamentos llamados modificadores de la respuesta biológica (MRB). Los MRB bloquean pasos específicos del proceso inmunológico. El etanercept (Enbrel) fue el primer MRB aprobado por la Administración de Fármacos y Alimentos (FDA) para tratar la AR. El etanercept actúa interrumpiendo la actividad del FNT, una de las citocinas más importantes involucradas en la AR. El infliximab (Remicade), el segundo MRB, fue aprobado por la FDA para el tratamiento de la AR. El infliximab utiliza un anticuerpo monoclonal, o sea una versión de los anticuerpos humanos

específicamente diseñado para luchar contra el FNT. El anakinra (Kineret) fue el tercer MRB aprobado por la FDA para el tratamiento de la AR. El anakinra interfiere en la interacción de la citocina IL-1 con otras células. La IL-1 es otra citocina importante durante la inflamación y daño articular que ocurre en la AR. Es muy importante entender que el FNT y la IL-1 son citocinas primordiales para la actividad normal del sistema inmunológico. Por lo tanto, cuando se les suprime, los pacientes tienen que ser monitoreados cuidadosamente para asegurarse de que estas sustancias no se hayan suprimido del todo. Los modificadores de la respuesta biológica ofrecen una nueva propuesta hacia el tratamiento de la AR. Como los científicos vayan conociendo más sobre el funcionamiento del sistema inmunológico, desarrollarán agentes más poderosos y específicos para combatir enfermedades como la AR. CONCEPTO DE INMUNOPATOLOGÍA El sistema de la inmunidad adaptativa mantiene la constancia macromolecular detectando y eliminando agentes injuriantes exógenos y componentes propios alterados. Los mecanismos involucrados en las respuestas celulares y humorales pueden sin embargo, bajo ciertas circunstancias, ser responsables de daño tisular y disfunción orgánica. Tal es así, que las respuestas inmunes adaptativas, pueden producir, a través de distintos Mecanismos de Daño Inmunológico, Hipersensibilidad (1) y Autoinmunidad (2). En estos casos, el daño tisular es consecuencia de una respuesta inmune frente a antígenos ajenos o propios respectivamente. Alternativamente, en condiciones denominadas genéricamente Inmunodeficiencias (3), la respuesta de inmunidad adaptativa puede estar alterada en sus componentes y/o funciones. En estos casos, los pacientes sufren de infecciones recurrentes y/o neoplasias malignas que surgen de la incapacidad de sus distintos componentes de detectar y/o eliminar microorganismos o bien células propias alteradas. Finalmente, las células del sistema inmune, tanto específicas (linfocitos) como accesorias (monocitos, granulocitos), pueden sufrir procesos neoplásicos (4), originando Linfomas, Leucemias y Mielomas principalmente. Inmunodeficiencias y neoplasias producen alteraciones en la respuesta de inmunidad adaptativa. Sin embargo, en el caso de las neoplasias, las principales consecuencias para el huésped son aquellas inherentes a los procesos malignos.

Respuesta inmune frente a células cancerosas

Las células cancerosas presentan una neoantigenicidad al exponer en su membrana antígenos diferentes a los propios. De esta manera, desde un punto de vista de la inmunidad adaptativa, equivalen a un trasplante alogénico. Los antígenos tumorales que provocan un rechazo inmunológico se denominan TSTA e incluyen proteínas tumorales que son presentadas por moléculas MHC clase I presentes en las células cancerosas. Los antígenos de neoplasias malignas originan respuestas humorales y celulares. Se ha detectado la presencia de anticuerpos contra estos antígenos en el suero de pacientes cancerosos. Su papel en el rechazo inmunológico del tumor, es sin embargo, controvertido. En experimentos in vitro, estos anticuerpos hacen posible la activación del complemento y también el mecanismo ADCC (citotoxicidad mediada por anticuerpos) por parte de células NK. Los linfocitos T CD8+ citotóxicos (1) parecen ser más efectivos que los anticuerpos en el rechazo inmunológico de células cancerosas. La especificidad de estos linfocitos a un determinado tumor no está bien clara ya que pueden reaccionar también con otras neoplasias malignas que no presentan la misma antigenicidad. Las células " Natural Killer" o NK (2) parecen ser las células efectoras más importantes en la vigilancia inmunológica y en la respuesta inmune efectora a células cancerosas. En el primer caso, las células NK detectan la presencia de células malignas en forma precoz, eliminándolas por un mecanismo citotóxico antes de que constituyan una neoplasias clínicamente detectables. Si las células cancerosas han sobrepasado este rechazo inmunológico y han conformado un tumor, las células NK pueden ejercer citotoxicidad directa de una manera similar a la de los linfocitos T citotóxicos o bien, en conjunto con anticuerpos, pueden lisar células cancerosas por el mecanismo ADCC. En esta respuesta es de vital importancia la presencia de citoquinas que activan la capacidad tumoricida de células NK. Entre estas, se cuentan los interferones, el factor de necrosis tumoral y la interleuquina 2. Finalmente, los macrófagos (3) pueden participar en la respuesta frente a células cancerosas a través del mecanismo ADCC y de la liberación de enzimas lisosómicas y radicales libres. También se ha descrito la participación de oxido nitroso (NO). Sin embargo, la citoquina más importante en la reacción de macrófagos ante células cancerosas, es el factor de necrosis tumoral (TNF) cuya unión a la superficie celular se manifiesta como toxicidad a través de la generación de radicales libres en ella. Además, el TNF produce alteraciones en la circulación sanguínea las que se traducirían en trombosis y necrosis isquémica del tumor. A pesar de la existencia de todos estos mecanismos inespecíficos y específicos, las neoplasias malignas, una vez alcanzado un tamaño crítico, no son posibles de ser eliminadas por medios inmunológicos.

Mecanismos de daño inmunológico

y A principios del siglo XX, se había apreciado la importancia de los anticuerpos en las respuestas inmunes protectoras, habiéndose descrito sus propiedades de opsonina, aglutinina, precipitina, etc. Se había comprobado también, que una segunda exposición al antígeno en un animal previamente inmunizado con él, se traducía en una respuesta de anticuerpos más vigorosa. Gradualmente se llegó al convencimiento que estos anticuerpos podían eventualmente producir efectos deletéreos al organismo, al participar en reacciones conocidas hoy como Hipersensibilidad. En 1902, Richet y Portier hablaron de "anafilaxis" para referirse a un frecuente estado de shock inducido en perros que habían sido inmunizados con pequeñas dosis de antígeno de toxina de tentáculos de Actinaria. Poco después, en 1906, von Pirquet propuso el término "alergia" para referirse a fenómenos contrarios al rol protector de la respuesta de inmunidad adaptativa, los que se manifiestan como daño tisular. Un ejemplo de estos fenómenos es la anafilaxia, otro es la respuesta a la inyección de tuberculina en la piel de un individuo que tiene o ha tenido tuberculosis. Posteriormente se inició el estudio de una serie de condiciones que afectan al hombre en las que el Sistema Inmune participa produciendo daño tisular (figura central). Se describió la hipersensibilidad inmediata y retardada, de acuerdo al tiempo que transcurre entre la aplicación del antígeno y la aparición de las manifestaciones clínicas. Utilizando animales experimentales se llegó al convencimiento de que la hipersensibilidad inmediata está mediada por anticuerpos y que puede ser transferida de un animal sensibilizado a uno normal mediante el traspaso de suero. En cambio, en la hipersensibilidad retardada, participan células linfoides y sólo puede ser transferida a un animal sano al inyectar linfocitos de un animal sensibilizado. En 1963, Gell y Coombs publicaron una clasificación de las reacciones alérgicas "responsables de hipersensibilidad clinica y enfermedad" basada en los mecanismos involucrados en el

daño tisular observado. Enfatizaron en la necesidad de demostrar la participación directa de la respuesta inmune en el daño para calificar una entidad clínica como Hipersensibilidad o Alergia. Estos autores utilizaron el término alergia para referirse a un estado específicamente alterado de un huésped, a raíz de la exposición a un alergeno. Describieron cuatro vías o tipos principales de reacciones " por las cuales el individuo o animal sensibilizado por una experiencia previa con el antígeno, puede reaccionar y, si la reacción es suficientemente intensa, sufrir daño como resultado del estado alérgico ". Los cuatro mecanismos básicos de daño inmunológico descritos por estos autores son: tipo I o anafiláctico-reagínico, tipo II o citotóxico, tipo III o por complejos inmunes y tipo IV o celular. Posteriormente se vió que estos mecanismos de daño, especialmente los tres últimos operan en el daño tisular observado en enfermedades autoinmunitarias. El mecanismo de daño tipo I está mediado por IgE y células cebadas y es consecuencia de la exposición a antígenos comunmente llamados alergenos. Las células cebadas liberan mediadores químicos que alteran la microcirculación y producen fenómenos inflamatorios (1). En el mecanismo tipo II participan como elementos responsables del daño, la IgG y la IgM las que, al activar al sistema complemento, producen lisis celular e inflamación. Este tipo de mecanismo de daño puede también ocurrir sin la participación del sistema complemento en cuyo caso se produce acortamiento de la vida media celular por opsonización mediante inmunoglobulinas o bien estimulación o inhibición de determinadas funciones celulares por anticuerpos (2). El mecanismo de daño tipo III involucra necesariamente al sistema complemento, el cual es activado in situ por complejos antígeno- anticuerpo en el interior de pequeños vasos, produciendo en ellos inflamaciones exudativas (vasculitis) (3). En el mecanismo de daño tipo IV, el antígeno está unido o forma parte de membranas celulares, determinando una respuesta citolítica por parte de linfocitos T CD8+ o bien inflamación productiva a raíz de la liberación de linfoquinas por los linfocitos TCD4+ (4). La hipersensibilidad y la autoinmunidad presentan como factor común, daño tisular provocado por una respuesta inmune adaptativa. Es necesario hacer una distinción entre estas patologías y el daño tisular que suele producirse en el trascurso de respuestas protectoras frente a diversos microorganismos, parásitos y virus. La persistencia de un agente injuriante o respuestas inmunes e inflamatorias exacerbadas, con gran liberación de mediadores químicos y citoquinas, pueden conducir a un daño tisular secundario cuyo origen difiere de aquel encontrado en hipersensibilidad o autoinmunidad. Por otra parte, algunas respuestas autoinmunes no se manifiestan como daño tisular. Al observar la sintomatología y evolución clínica de diversos pacientes afectados por hipersensibilidad o autoinmunidad y al averiguar a través de diversos métodos cuál es la patogenia de su enfermedad, se puede dilucidar el mecanismo inmunológico responsable. En términos de frecuencia, la mayoría de los casos de hipersensibilidad son consecuencia de los mecanismos de daño tipos I y IV mientras que en autoinmunidad participan fundamentalmente los mecanismos de daño tipos II y III. Sin embargo, en muchas ocaciones ocurre que la patogenia responsable del daño no corresponde estrictamente a uno de los mecanismos de daño descritos por Gell y Coombs, sino a una combinación de ellos. Por otra parte, a medida que se avanza en el conocimiento de la inmunología, se ha postulado la participación de elementos que no fueron conocidos en la época en la que estos autores plantearon su clasificación. No

obstante, el análisis de los mecanismos de daño inmunológico de acuerdo a la clasificación de estos autores, es de gran valor didáctico. En la hipersensibilidad, la respuesta inmune produce fenómenos inflamatorios u otras manifestaciones mórbidas a raíz de la exposición del individuo afectado a antígenos exógenos. El término hipersensibilidad ha sido históricamente utilizado como sinónimo de respuesta inmune exagerada frente a antígenos que en condiciones normales deberían producir una respuesta protectora adecuada. Sin embargo, esta definición merece reparos, ya que en hipersensibilidad, no siempre existe una respuesta anómala en cuanto a intensidad. Así, en la hipersensibilidad mediada por mecanismos de daño inmunológico tipos II, III y IV las características cualitativas y cuantitativas de la respuesta suelen ser normales, sin embargo hay daño a estructuras propias. Diversas circunstancias, ligadas a la presentación del antígeno, a su naturaleza química y a la secuencia de eventos que ocurre durante la respuesta, conducen a que se produzca un daño tisular cuando el sistema inmune intenta eliminar al antígeno. De manera que en estos casos, parece necesario considerar el papel que juega el azar en este tipo de reacciones. Una excepción a esto es la hipersensibilidad mediada por un mecanismo de daño tipo I, en la cual existe generalmente una síntesis exagerada de inmunoglobulina E ante la presencia de antígenos generalmente inocuos para la gran mayoría de los individuos. En la autoinmunidad, el sistema inmune pierde su estado de tolerancia a antígenos propios y elabora respuestas efectoras frente a ellos las que pueden cumplir un papel fisiológico o bien producir daño tisular. Mecanismo de daño inmunológico tipo I o anafiláctico reagínico En el mecanismo de daño anafiláctico reagínico participan principalmente la inmunoglobulina E y la célula cebada con sus mediadores. Este mecanismo de daño es responsable de la mayoría de los cuadros de hipersensibilidad que afectan a la población, sin embargo no parece tener relevancia en la patogenia de enfermedades autoinmunitarias. La respuesta humoral mediada por IgE tiene su origen evolutivo en la inmunidad protectora frente a parásitos (ver lámina 28). Este mismo tipo de respuesta puede ser gatillado en presencia de ciertos antígenos llamados alergenos en individuos atópicos. Los alergenos son antígenos de origen vegetal, animal, alimentario o medicamentoso que producen una reacción anafiláctica en individuos atópicos. Los atópicos presentan una predisposición genética a responder con el mecanismo de daño tipo I, frente a los alergenos. Sin embargo, individuos sin este trasfondo genético pueden también desarrollar este tipo de hipersensibilidad, especialmente urticaria y anafilaxis. Por lo tanto, se ha aplicado la denominacion más amplia de "enfermedades de hiperesensibilidad de tipo inmediato" a estas patologías que incluyen condiciones tales como asma bronquial alérgica, rinitis alérgica, urticaria, dermatitis excematosa o

atópica y shock anafiláctico. El cuadro clínico que se produce depende en gran medida de la vía de acceso del alergeno al organismo, de la naturaleza de este y del grado de sensibilización del individuo. El mecanismo de daño tipo I se inicia con una primera exposición al alergeno que induce la síntesis de grandes cantidades de IgE. Esta inmunoglobulina, por su propiedad homocitotrópica, se une a células cebadas y basófilos a través de receptores de membrana para su fragmento Fc. Los receptores para Fc epsilon de la célula cebada ( FCeR ) son de alta afinidad y captan IgE aún cuando su concentración no sea muy alta. A raíz de esta unión, el individuo queda sensibilizado sin presentar aún manifestación clínica alguna. Un segundo o posterior contacto con el alergeno se traduce en su unión al fragmento Fab de la IgE depositada en la membrana de la célula cebada. Cuando la relación Ag-IgE es de 3:2, se produce un cambio conformacional del receptor, que se traduce en señales que llevan a la degranulación de la célula cebada. Como se sabe, las células cebadas se encuentran en abundancia en las cercanías de los vasos que conforman la microcirculación. Estos vasos, la musculatura lisa y los epitelios de las mucosas, son blanco de la acción de los mediadores químicos de la inflamación almacenados en sus gránulos o bien sintetizados durante el proceso. Las consecuencias son básicamente un aumento de la permeabilidad vascular, formación de exudado inflamatorio, contracción de la musculatura lisa y aumento de la secreción de mucus.

Neoplasias que afectan al Sistema Inmune Las células del componente específico del sistema inmune, los linfocitos T y B , así como aquellas que participan en calidad de células accesorias a nivel de presentación de antigeno o en los mecanismos de amplificación de la respuesta, los macrófagos, monocitos y polimorfonucleares, pueden ser víctimas de transformación maligna constituyendo las neoplasias que afectan al sistema inmune. El estudio, diagnóstico y tratamiento de las neoplasias malignas originadas en células sanguíneas de la serie mieloide y linfoide corresponde en general a la especialidad de hematología. Las

gamapatias monoclonales, derivadas de neoplasias originadas en células plasmáticas suelen ser abordadas por los inmunólogos clínicos. Existen tres grandes categorias de neoplasias malignas originadas en el tejido hematopoyético y linfoide. 1. Leucemias : neoplasias malignas que afectan a los leucocitos y que se originan en la médula ósea. Allí reemplazan paulatinamente al tejido hematopoyético normal, ingresan posteriormente a la circulación sanguínea e invaden otros tejidos. Según el grado de diferenciación de las células leucémicas, las leucemias se clasifican como agudas y crónicas. Las leucemias agudas se caracterizan por la presencia de células muy inmaduras (blastos) y su curso clínico suele ser rápido y fatal. En las leucemias crónicas, las células son leucocitos más maduros, al menos inicialmente, y la enfermedad es de curso clínico más lento. Las leucemias agudas y crónicas pueden ser mielocíticas o linfocíticas según el tipo celular en el que surgieron. 2. Linfomas malignos: neoplasias malignas que se originan en células residentes en tejidos linfáticos especialmente ganglios. Forman masas tumorales sólidas. Pueden pertenecer a la categoría de linfomas no Hodgkin o corresponder a la Enfermedad de Hodgkin. Las neoplasias malignas que se originan en macrófagos o histiocitos del tejido linfático suelen denominarse histocitosis, sin embargo, generalmente se clasifican en conjunto con los linfomas. 3. Discrasias plasmocelulares: incluyen a un grupo de alteraciones que involucra una proliferación anormal de células plasmáticas con la subsecuente secresión aumentada de inmunoglobulinas monoclonales o de sus cadenas pesadas o livianas ( Gammapatías monoclonales). Las principales afecciones pertenecientes a este grupo son el mieloma múltiple, la macroglobulinemia, la enfermedad de cadenas pesadas y la amiloidosis de cadenas livianas. Desde un punto de vista inmunológico, se puede generalizar que los pacientes que padecen este u otro tipo de cáncer son inmunodeprimidos aumentando por lo tanto su susceptibilidad a infecciones. Sin embargo las repercusiones clínicas de mayor gravedad corresponden al carácter invasivo, destructor y metastásico característico de las neoplasias malignas. En la etiología de estos tipos de cáncer esta implícita una alteración estructural o funcional de proto-oncogenes. Estos genes son responsables de la regulación de la proliferación y diferenciación celular. En muchas leucemias y linfomas se ha descrito alteraciones cariotípicas, especialmente traslocaciones, que pueden dar cuenta de la expresión cualitativa o cuantitativamente alterada de estos genes. Esto se traduce en que las células afectadas tienden a permanecer en activa proliferación desobedeciendo a los mecanismos intrínsecos y extrínsecos que normalmente regulan su comportamiento, vale decir, adquieren autonomía proliferativa. Si bien las alteraciones cromosómicas que afectan a este tipo de neoplasias estan bastante bien identificadas, la causa de estas translocaciones permanece siendo en muchos casos, una incógnita. Se ha descrito la participación de mutágenos quimicos, de radiaciones y de virus en la iniciación del proceso maligno.