martes, 6 de junio de 2017

Tema 32

Tema 32



Tema 29.
Moléculas de la superficie linfocítica. Receptores para antígeno.
BCR. TCR. Genética del TCR y generación de diversidad. Diferenciación de
linfocitos T. Superfamilia genética de las inmunoglobulinas. El complejo
principal de histocompatibilidad (MHC). Proteínas MHC-I y MHC-II. Citoquinas y
otras moléculas de la respuesta inmune.

El receptor
para el antígeno de linfocitos B

-        
Los
linfocitos B reconocen antígenos solubles y sintetizan Ac específicos.

-        
El
receptor de linfocitos B se denomina complejo
BCR
(B cell receptor).

-        
Este
receptor lo constituyen unas proteínas que varían de unos linfocitos a otros y
que dan la especificidad (Ig ligeramente modificadas para que estén ancladas en
la membrana) y otras (CD79 o Ig
a ó b) transmiten la señal al interior celular (Transducción de la señal).

-        
La mayor
parte de los linfocitos B maduros expresan BCR con IgM y IgD (simultáneamente)
como receptor.

-        
Hay un
grupo de linfocitos B con sólo IgM en la membrana y que expresan otra molécula
denominada CD5. Se encuentran en la cavidad peritoneal principalmente y pueden
ser importantes en el reconocimiento de Ag bacterianos (polisacáridos de su
pared). Tienen poliespecificidad
(interaccionan con muchos antígenos diferentes…).

-        
La función
de los linfocitos B es doble: A través
del receptor de antígeno, reconocen Ag nativos, en la superficie de la molécula, y por otra parte
presenta fragmentos del Ag (tras procesarlos en el interior celular) a las células
T, dentro del contexto del Complejo Mayor
de Histocompatibilidad
, que produce las señales solubles que necesita el
linfocito B para su total diferenciación a célula plasmática.

-        
Además
del BCR y CD79 existen otras moléculas accesorias
implicadas en la activación linfocítica.

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No
siempre un linfocito B depende de otro T para activarse. Existen unos Ag
denominados Ag T-independientes (lipopolisacáridos
o polisacáridos bacterianos) que tienen estructuras repetidas y permiten
transmitir a los linfocitos B las 2 señales que necesitan para su activación.

 

El receptor
para el antígeno de los linfocitos T

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A
diferencia de los B, los linfocitos T no reconocen Ag libres, sino fragmentos
presentados por moléculas de histocompatibilidad (MHC) en la superficie de la célula
presentadora de Ag o de la célula diana.

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La mayoría
de los linfocitos T reconoce únicamente péptidos (que se unen al MHC),
mientras que las células B también reconocen proteínas, ácidos nucleicos,
polisacáridos, lípidos y sustancias químicas de pequeño tamaño. No
obstante, se han descrito linfocitos T
gd que reconocen Ag no peptídicos.

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En todo
individuo, las células T reconocen Ag extraños sólo cuando están unidos a
las moléculas del MHC de ese individuo y son presentados por éstas.

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Al conjunto de
proteínas que reconocen el Ag en el linfocito T se le denomina complejo
TCR
. Además del TCR existe un gran número de moléculas
accesorias
importantes.
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En el TCR
existen unas cadenas que varían de un clon a otro (dan la especificidad) y se
denominan cadenas polimórficas y
otras que son iguales en todos los linfocitos T y se denominan monomórficas
y su función es la transducción de señales.
-        
Hay dos tipos de
cadenas polimórficas: TCR
ab y TCRgd. La estructura general de estas cadenas
recuerda a las de las Igs, ya que tienen regiones constantes (C), variables (V,
entre 50-75 segmentos distintos), de unión (J, hasta 70 segmentos distintos) y
hasta de diversidad (D). Cuando ambas cadenas reconocen al Ag dentro del MHC, la
región C transmite la señal a las cadenas monomórficas.
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Entre las
cadenas monomórficas se encuentran el
complejo CD3
y la cadena zeta (
z).
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Entre las moléculas
accesorias más importantes se encuentran CD4 (presentes en linfocitos T
cooperadores y en macrófagos) y CD8 (en linfocitos T citotóxicos).
-        
El TCRgd también
está asociado al complejo CD3. Se expresan en una pequeña subpoblación de células
T (por ejemplo, linfocitos epiteliales propios de la respuesta innata). La mayoría
de estas células no expresan CD4 ó CD8.
Pueden actuar secretando citoquinas y lisando células dianas en la zona de
infección. No reconocen el Ag asociado a MHC y no están restringidas por él.
 

 

Diferenciación de los linfocitos

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Previamente a la activación de las células inmunocompetentes, éstas
tienen que madurar en los órganos linfoides primarios apropiados.

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El Timo es el principal sitio de maduración de las células T. Aunque
dicho órgano sufre una involución a partir de la pubertad, persiste cierta
capacidad de maduración de linfocitos T de por vida. Además, debido a que las
células T de memoria tienen una vida larga (hasta más de 20 años), la
necesidad de generar nuevas células T disminuye con el envejecimiento.

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Los linfocitos T salen de la Médula ósea para madurar en el Timo. A
estos linfocitos se les denominan Timocitos.
En el Timo se aprenden dos cosas: a) Distinguir fragmentos de antígenos
presentados por el MHC y b) respetar los tejidos propios del individuo. Se
produce un aprendizaje y se eliminan los linfocitos autorreactivos o NO reactivos.

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Menos del 5% de los Timocitos sobreviven a dicha selección. Se
selecciona el repertorio T y se
eliminan los no válidos por apoptosis.

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Al Timo llegan Timocitos muy inmaduros que no expresan TCR y son
CD4-CD8-. De aquí, acaban expresando el TCR y se vuelven CD4+CD8+. Se siguen
produciendo cambios profundos para dar al final la población CD4+ y CD8+. También
el TCR va madurando y se dividirá en dos tipos:
ab ó gd.

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Interacciones de los Timocitos con moléculas del MHC dentro del Timo son
necesarias para el proceso de maduración. También, la IL-7 secretadas por células
del estroma es un potente factor linfopoyético.

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Los Timocitos pasan por 2 fases para madurar: Selección
positiva
(aquellos que reconocen al MHC propio y no de forma muy intensa) y Selección
negativa
posterior (aquellos autorreactivos).

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Con la Selección positiva garantizamos que el reconocimiento posterior
del Ag se hará en el contexto del MHC.

-        
La Selección negativa garantiza la autotolerancia
al eliminar los Timocitos que reconocen al MHC presentando un péptido propio.
Se eliminan los potenciales linfocitos T autorreactivos.

 

-        
Los
precursores de los Linfocitos B
 residen
también en la Médula ósea. Previamente, el hígado fetal ha podido llevar a
cabo  la generación de células B. No existe un órgano como el
Timo para linfocitos B específico de maduración en humanos. Sí en aves (Bursa
de Fabricius).

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La maduración en la médula ósea requiere de células del estroma (adipocitos,
fibroblastos, reticulocitos…), a dos niveles: uno inicial mediado por contactos
directos
y otro más tardío mediado por factores
solubles
.

-        
Una vez maduros,
los linfocitos B migran a órganos linfoides secundarios donde entrará en
contacto con los Ag, activándose y diferenciándose a células
plasmáticas
(morfológicamente más alargadas, con más membranas en el
citoplasma y de alta capacidad productora de Ac) y linfocitos
de memoria
que pasarán a expresar Ac con otro isotipo (cambio de clase) y
tienen una vida media muy larga (años). Estos linfocitos de memoria, expresarían
como BCR el mismo isotipo que la Ig secretada, es decir, tendrán receptores IgA,
G ó E.
-        
También existe
un proceso de selección negativa en
la médula ósea para linfocitos B inmaduros (sólo expresan IgM (no IgD)) que
reconocen Ag de su entorno. Estos antígenos suelen ser Ag propios presentes en
la médula ósea evitándose, así, la activación de células B con posible
capacidad autorreactiva.
 

Superfamilia de las inmunoglobulinas:

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Está constituida por un gran número de proteínas que contienen un
motivo estructural globular denominado dominio
de Ig
, descrito inicialmente en los Ac.

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Muchas proteínas de importancia en el sistema inmune son miembros de
esta superfamilia: Ac, TCR, MHC, CD4, CD8, entre otras…

 

 

El complejo
principal de histocompatibilidad: clases y función

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Las
funciones más importantes de los linfocitos T son la defensa frente a
microorganismos intracelulares y la activación de otras células tales como
macrófagos y linfocitos B.

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La forma
de reconocimiento del Ag de un linfocito T contrasta con la de un linfocito B en
que este último pueden reconocer al Ag de forma soluble o asociados a células.

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Sin
embargo, el reconocimiento del Ag por parte de los linfocitos T se hace siempre
mediante presentación de dicho Ag por unas proteínas especializadas y
codificadas por genes situados en la región denominada complejo principal de histocompatibilidad, MHC (major
histocompatibility complex
).

-        
El MHC
son genes altamente polimórficos que se agrupan principalmente en dos grupos: MHC
clase I y II
(existe un MHC clase III que corresponden a proteínas del
complemento y citoquinas).

-        
En cada
especie, el MHC puede recibir un nombre distinto. En humanos se denomina HLA
(Human leukocyte antigens) y está en el cromosoma 6. En ratones se llama H-2
(histocompatibilidad-2, por estar cerca del denominado Antígeno sanguíneo 2) y
está en el cromosoma 17.

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Los linfocitos T
reconocen fragmentos de Ag presentados por estas moléculas, pudiéndose activar
la respuesta inmune.
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Algunas moléculas
del MHC seleccionan el repertorio de los linfocitos T que han de madurar en el
Timo.
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Los dos tipos de
genes polimórficos del MHC, los de clase I y II, codifican dos grupos de proteínas
estructuralmente diferentes pero homólogas.
-        
Las moléculas
de clase I presentan péptidos a las células T CD8, mientras que las moléculas
de clase II lo hacen a las células T CD4.
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Los genes del
MHC son los genes más polimórficos de los que se encuentran en el genoma de
todas las especies analizadas. Mediante estudios serológicos, se han
identificado más de 150 alelos para algunos de los loci de HLA.
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Los genes del
MHC se expresan de manera codominante en cada individuo. En cada célula, se
expresan los alelos provenientes de la madre y del padre.
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Las moléculas
de clase I se expresan prácticamente en todas las células nucleadas, mientras
que las de clase II normalmente se expresan sólo en las células dendríticas,
los linfocitos B, los macrófagos y algunos otros tipos celulares.
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Cada molécula
del MHC consta de una hendidura extracelular de unión al péptido seguida de un
par de dominios tipo inmunglobulina (Ig), y está anclada a la célula mediante
dominios transmembrana y citoplásmicos.
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Las moléculas
de clase I están compuestas por una cadena polipeptídica del MHC (cadena
a de unos 45 kD) y una segunda cadena no codificada por el MHC (b2-microglobulina,
12 kD y codificada en el cromosoma 15 en humanos).
-        
Las moléculas
de clase II están compuestas por 2 cadenas polipeptídicas codificadas por el
MHC (una cadena
a de unos 33 kD y otra b de unos 30 kD), aunque los patrones de plegamiento polipeptídico son
similares a los de las moléculas de clase I.
-        
Cada molécula
de histocompatibilidad tiene dos regiones diferenciadas: Una polimórfica
diferente en cada molécula, y la región monomórfica
que no presenta péptidos, pero tiene el sitio que sirve de anclaje al
correceptor CD4 (moléculas de Clase II) ó CD8 (moléculas de Clase I),
pudiendo activar a linfocitos T cooperadores o citotóxicos, respectivamente.
-        
La expresión de
las moléculas del MHC aumenta por las citoquinas producidas durante las
respuestas inmunitarias innatas y adaptativas. (IFNs y TNF aumentan clase I.
IFNg es el principal inductor de moléculas de clase II en macrófagos y
monocitos).
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En ratón, los
locus que codifican para moléculas de clase I se denominan K, D y L. Las de
clase II, I-A e I-E.
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En humanos los
locus de moléculas de Clase I pueden ser: HLA-B, C, X, E, J, A, H, G y F, según
el orden en el cromosoma. Las de clase II: HLA-DP, DM, DQ y DR. No obstante, HLA-A,
B y C son los más estudiados. HLA-H no parece estar relacionado con el sistema
inmune, HLA-G podría jugar un papel importante en el control de las células NK
y DM está implicado en la unión del Ag a una molécula de clase II, más que
presentarlo ella misma.
-        
El conjunto de
alelos del MHC presentes en cada cromosoma se denomina haplitipo
del MHC
. En Humanos, cada alelo de HLA recibe una designación numérica.
Por ejemplo, un haplotipo de HLA de un individuo puede ser HLA-A1, HLA-B27, HLA-DR4,
etc…
-        
Como ya se ha
indicado, las funciones de estas moléculas son:
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Presentar Ags a
los linfocitos T. Esto tiene trascendencia en dos momentos: a) Durante la
selección del repertorio T en el Timo se presentan Ags propios y b) con los
linfocitos T ya maduros, se presentan Ags extraños para activar la respuesta
inmune.
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Distinguen entre
linfocitos cooperadores CD4 (que se unen a Clase II) y linfocitos citotóxicos
CD8 (que se unen a Clase I).
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Existe cierta
flexibilidad en la presentación, por lo que una molécula puede presentar
varios Ags y hacerlo mejor que otras. Esto tiene mucha importancia a la hora de
asignar un proceso autoinmune a un alotipo concreto de MHC.
-        
Finalmente,
estas moléculas son distintas de unos individuos a otros, por lo que pueden ser
reconocidas como “extrañas” en el caso de un trasplante de órgano. De aquí
el nombre de antígenos de histocompatibilidad
y la necesidad de buscar donantes de órganos con el MHC lo más parecido
posible al receptor…




Citoquinas y
otras moléculas de la respuesta inmune


-        
Para
cualquier respuesta inmune se necesitan 2
Señales siempre
: Una es el contacto directo con el Ag (presentado o no por
el MHC), y la segunda señal puede ser el contacto entre otras moléculas
presentes en la superficie celular o pequeñas proteínas que recibe el nombre
de citoquina.

-        
Entre las moléculas
de contacto y reconocimiento celular, además de las ya mencionadas CD4, CD8,
TCR o MHC cabría mencionar CD80 y 86 (conocida como B7) de la superficie de células
presentadoras de Ag y la molécula CD28 de linfocitos T (CD4 principalmente).
También hay que tener en cuenta a la molécula CD54 (ICAM-1) de la superficie
de células endoteliales, B, T y monocitos y su ligando LFA-1 de la superficie
de leucocitos.


-        
Las citoquinas
son proteínas producidas por muchos tipos de células distintos que median las
reacciones inflamatorias e inmunitarias. Son, asimismo, unos de los principales
mediadores de la comunicación entre las células del sistema inmunitario.


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Son producidas
en los primeros instantes de la activación celular, alertando a las diferentes
células que poseen receptores para ellas en su membrana (que suelen ser varias
subunidades que transmiten la señal al interior celular).


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Dentro de este
nombre se agrupan: linfoquinas, monoquinas, quimioquinas, interleuquinas,
interferones y factores estimuladores de colonias.


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Sus funciones
son regular la duración y la amplitud de la respuesta inmune, tanto innata como
específica, reclutar células a la zona de conflicto e inducir la generación
de nuevas células a partir de los precursores hematopoyéticos. Objetivo último:
Eliminar el patógeno y reparar los
tejidos dañados
.


-        
Entre las
funciones específicas más importantes cabe destacar:
-        
Actuar como
hormonas del Sistema Inmune. Actúan a bajas concentraciones y pueden hacerlo
sobre varios tipos celulares a la vez. Sin embargo, suelen ser de acción local.
-        
Median en la
inmunidad innata e inflamación: Si un patógeno interacciona con un macrófago,
se liberan monoquinas (IL-1, 6, 12 ó
TNF, que provocan el proceso de
inflamación) y…
-        
Atraen a células
inmunocompetentes (quimioquinas como IL-8 ó MCP).
-        
Median la
activación, proliferación, diferenciación y muerte de los linfocitos T y B (IL-2,
IFN
g,
IL-12, IL-4, IL-10…).

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Estimulan
la hematopoyesis, para mantener el número celular inmunocompetente en el
organismo (GM-CSF (granulocito-macrófago factor estimulante de colonia),
G-CSF…).

 

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En todos los
casos, las citoquinas, aunque pueden ser distintas entre sí, son
sintetizadas generalmente por células del sistema inmune, tienen bajo peso
molecular, a menudo glicosiladas y monoméricas, son producidas de
novo
cuando comienza la activación celular y tienen una vida media muy
limitada.


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Los
principales productores son Macrófagos (regulan la respuesta innata) y
Linfocitos T (respuesta específica).

 

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