Principales componentes humorales S.I.Innato

1

Sistema del complemento

Sistema auxiliar de inmunidad formado por enzimas plasmáticas que se activan en cadena sobre superficie de patógenos y generan componentes activos con distintas funciones.
Para el reconocimiento celular en torrente y liq tisulares.

Funciones

Lisis bacterias, Opsonización (opsoninas rodean microbio para fagocitar), Inflamación y Quimiotaxis.

Descubrimiento

El suero de animales infectados (tiempo antes por la bacteria) se aglutina y lisa la misma bacteria al juntar suero y bacteria in-vitro.

Si el suero se calienta

 56°C 30 minutos se inhibe la lisis pero no la aglutinación, se destruye el complemento.

La actividad lítica puede restablecerse con suero fresco de un animal no expuesto al microorganismo.

Dos agentes antibacterianos en suero

Anticuerpos

Termoestable. Inducible por microorganismo (específico). Capaz de aglutinarlo pero no de destruirlo, necesita complemento.

Complemento

Termolábil. Contribuye destrucción microorganismo por anticuerpo.
Activo directamente (SII).

Cascada de más de 40 proteínas séricas

Producción

Hígado y Macrófagos (producción local foco de inflamación).

Proteínas del complemento

La mayor parte solubles (inactivas), algunas unidas a membranas. Cada molécula activada cataliza conversión moléculas siguientes secuencia = Amplificación que genera una respuesta.

Consecuencia de su activación

Actividad biológica más importante: 1. Lisis. 2. Producción mediadores proinflamatorios. 3. Solubilización complejos Ag-AC.

Activación complemento

3 vías o cascadas enzimáticas de activación, convergen en formación de C3 convertasa (deposito C3b)
 que inicia la vía común o lítica responsable de la act biológica. 

Efectos activación

Activación por proteolisis en fragmentos de distintos tamaños. Los grandes se unen covalentemente y activan siguiente complejo. Los pequeños función quimiotactica como mediadores inflamatorios, también crean poros en el patógeno y lo lisan.

Funciones complemento:

1. Lisis células infectadas. 
2. Lisis bacterias extracelulares.
3. Promoción inflamación.
3.1 Señalización superficies extrañas y activación células inmunocompetentes con receptores para C3.
3.2 Quimiotaxis. Fragmentos C3a y C5a.
4. Aclaramiento inmunocomplejos.

1.1 Vía clásica
:

Activación

Interacción Ag-Ac y formación inmunocomplejo a partir del cual se da cambio conformación Ac y puede unirse al complemento C1 (formado por 2c1q, 2C1r y 2C1s). También puede activarse por IG agregadas o estímulos no inmunes (prot C react). 

Proceso

1. Cuando el Ac se une a dos o mas cabezas de C1q, Cr1 se hidroliza y activa.
2. Esto provoca que C1s se desdoble e hidroliza a su vez C4 en C4b + C4a.

3. C4b se estabiliza uniéndose a membrana y a C2, es el punto de control de la cascada, forma C2a y C2b.
4. Se combinan C4b y C2b para dar C4b2b o enzima C3-convertasa hidrolisiza C3 a C3b se une a memb bacterias o a la convertasa (inicio vía común)
.
5. La unión de C3b a convertasa C3 forma enzima de la vía clásica C4b2a3b o convertasa c5 (hidroliza C5, inicio vía lítica)
Que ataca a la membrana.

Resultados:

Producción C3b (por convertasa c3)
y uníón a superficies bacterianas (inicio vía común)
Y a la convertasa C3 (para formar convertasa C5 o C4b2b3b)
que activa C5 para ataque membrana con C5a y C5b (Inicio vía lítica).

1.2 Vía de las lectinas Vía intermedia. Interacción directa con patógenos

4 componentes

MBP o MBL (Lectina unidora de manosas).
Serinas proteasas asociadas a MBP (MASP1 y MASP2).

C2 y C4

Inicio

No requiere estimulo, amplifica vía clásica

1

Uníón lectina mediante MBP a moléculas víricas con manosa.
2. La serina esterasa asociada a MBP (MASP) actúa sobre C4 y da lugar a C4b, resto es como la clásica (punto 3).

3

C4b2b (convertasa C3)

 forma C4b2b3b (convertasa C5)
y C3b.

1.3 Vía alternativa : Más antigua. Reacción normalmente lenta, continua, insuficiente para efecto apreciable

Activación

Aumento producción C3b acelera la vía, el factor P o properdina estabiliza convertasa 3 aumentando eficacia.

Proceso

1

C3b libre se une al factor b formando complejo = C3bB.
2. Este actúa como sustrato enzima factor d que genera C3bBb o convertasa c3 (hidrolisis factor B) de la vía Alterna.
3. Esta hidroliza C3 que forma C3b que se une a la superficie bacteriana (inicio vía común o lítica)
, también se une C3b a convertasa C3 forma enzima vía alterna
C3bBb3b o convertasa 5 (hidroliza C5, inicio vía lítica)
Que ataca la membrana.

Resultados

Producción C3b (por convertasa c3), uníón a superficies bacterianas (inicio vía común)
Y a la convertasa C3 (para formar convertasa C5 o C3bBb3b)
que activa C5 para ataque membrana con C5b y C5a (Inicio vía lítica)
.

1.4 Vía común :

Vía ataque a la membrana / Lítica

Mediante el complejo de ataque a membrana (MAC) o molécula asesina.

Formación

1. C5 convertasa actúa sobre C5 escindíéndolo en C5a y C5b.

1.1 C5a: Induce inflamación y atracción leucocitaria. 
1.2 C5b:
Inicia formación poro membrana (lisis). Se estabiliza uníéndose a C6 o se inactiva pasando a C5bi.
2. El complejo
C5b-C6 (muy lipofílico) se une a C7 y a membrana.
3. C8 se une a los complejos de membrana e induce polimerización de C9 completándose formación del poro.

4

Muerte por lisis osmótica. 

Estructura

Comprende 5 componentes añadidos en serie ( C5, C6, C7, C8, C9).
Iniciado por activación componente
C5 por convertasas C5 producidas en vías clásica y lectinas (C4b2b3b) y Vía alternativa (C3bBb3b).

Mecanismos de control del complemento

Si no funcionan bien se presentan patologías.

A

Mecanismo de control inherente

Degradación moléculas activas. Dilución en fluidos biológicos (las solubles se encuentran inactivas).

B

Mecanismo de control específicos

B1

Proteínas circulantes

Inhibidor C1/ esterasa C1

Control inicial vía clásica, bloquea acción enzimática de C1 formando complejo.

Factor I

Enzima degrada C3b, no se forman complejos vía clásica y alternativa.

Factor H

Se une al C3b y acelera acción destructiva Factor I. También destruye C4 limitando vía clásica. 

S y SP-40,40:

impide formación del MAC em fase lítica.

Carboxipeptidasa N

Enzima hidroliza arginina de C3a, C4a y C5a inactivándolas.

B2

Proteínas unidas a membrana:

CD59 / Protectina:

Factor inhibidor del MAC (fase lítica vía común), evita lisis.

Factor acelerador del deterioro:

Glucoproteína compite por el C4b inhibiendo formación convertasa C3 vía clásica.

Receptores del complemento

Distintas funciones. Se unen a productos hidrolizados de C3, se encuentran en células SI.

Dos grupos

CR1-CR4 (eliminan inmunocomplejos, aumentan fagocitosis, activ linf B, adhesión celular).
Receptores C4a, C3a y C5a (Desgranulacion, quimiotaxis, activ leucocitos y aument permeabilidad vascular).

Funciones y efectos biológicos del Complemento:

1

Opsonizacion:

Opsoninas recubren bacterias y facilitan eliminación en fase lítica, principalmente derivada del complemento C3b, también C4b. 

Los receptores

CR1, 3 y 4 con coestimulador
C5a y Fc (situados en los fagocitos y neutrofilos) permiten reconocer las opsoninas y la fagocitosis.

2

Reclutamiento y activación celular:

Mediante anafilatoxinas

C3a, 5a y 4a (anafilaxia, activan mastocitos y basofilos directamente) 

Y factores quimiotacticos

C5a y C3a (atracción de neutrofilos).

3

Lisis celular:

La activación completa por cualquier vía induce lisis.

4

Eliminación inmunocomplejos:

Formación contínua, Insolubles son dañinos en paredes vasos o tejidos, activan el complemento y efectos proinflamatorios.
El complemento mantiene complejos solubles y los elimina de la circulación.

2

Pentraxinas

Proteínas plasmáticas.

Son

Proteína C reactiva (CRP): Aumenta conc en infección o inflamación. Opsonina y contribuye activación complemento vía clásica. 
Amiloide sérico P (SAP) y Pentraxina larga (PTX3): Producida por cel dendriticas, macrofagos y endoteliales en respuesta a unión RTT y a TNF. Se une a Células en apoptosis, microorganismos y ligandos como C1q. Ofrece protección.

3

Colectinas:

Proteínas formada por cola similar al colágeno, cabeza lectina (Tipo C) dependiente de calcio.

Tres son molec solub para reconocimiento patrones

Lectina de unión a manosa (MBL):

Actúa como opsonina, fija a receptor macrofagos y activa el complemento. 

Surfactante pulmonar SP-A y SP-D

Son colectinas con prop tensoactivas lipofilicas, presentes en alvéolos modulan la RII. Actúan como opsoninas para facilitar ingestión patógenos en macrofagos alveolares

4

Ficolinas:

Opsonizan bacterias y activan el complemento. Se unen a N- acetilglucosamil y Ácido lipoteicocico.

Resumen respuesta inmune innata:

El proceso de migración leucocitos comienza con unión baja afinidad endotelio, seguida por rodamiento (selectinas + ligandos) uníón firma al endotelio (Ig+ integrinas) reforzada por las quimiocinas.

Células NK:

Linfocitos que destruyen células infectadas y proporcionan fuente INF- (activa macrófagos).

1. GENERALIDADES

Utiliza gran variedad de moléculas:

Comunes con el SII (Complemento. Es común en ambas).

Exclusivas del Sía (BCR, TCR).

LINFOCITOS B

Sintetizan Ig en:

Citoplasma

Superficie

Cada linfocito sintetiza Ig de una sola especificidad capaz de unirse a una estructura molecular específica = EPÍTOPO. Reconoce exclusivamente a una molécula específica, a un epítopo.

Ig Superficie  BCR.

Linfocitos B activados tienen diferenciación  Células plasmáticas  Secretan Ig. En sentido estricto, es la célula plamatica la que produce anticuerpos.

LINFOCITOS T

Expresan una gran variedad de TCR asociados a membrana.

Cada linfocito T produce TCR con una única especificidad que reconocen un epítopo específico dentro de una molécula del CMH. Salvo una pequeña población.

Ocupación BCR / TCR (del receptor especifico de cada linfocito B o T) con epítopo  activación vías de transducción de señales  expresión de moléculas:

Solubles:

Citocinas

Quimiocinas

Unidas a membrana:

Receptores

Moléculas de adhesión

2. INMUNOGLOBULINAS

La Respuesta Inmune específica se basa en el reconocimiento específico de los antígenos, por los linfocitos B y T . (Gracias a proteínas).

Las Inmunoglobulinas son las moléculas específicas para antígeno propias de las células B.

Las Ig pueden estar en la membrana formando el BCR o secretadas como anticuerpo. Son las células especificas de los linfocitos B.

El principal papel del linfocito B es la síntesis de inmunoglobulinas.

Grupo de proteínas presentes en el suero y otros fluidos del organismo.

Se pueden encontrar de 2 formas principales:

Soluble = anticuerpos

Ancladas en la membrana de los linfocitos B, formando parte del Receptor para antígeno (BcR).

Linfocitos B sintetizan Ig.

Linfocito B  cuando sufre una Diferenciación Terminal se transforma en  Células plasmáticas = sintetizan y secretan Ig.

La diferencia es que la que esta en la membrana tiene que tener un dominio especifico para anclarse a la membrana.

Forma secretada

ANTICUERPO: Molécula de inmunoglobulina con especificidad por un epítopo concreto entre las moléculas del antígeno.

Uníón AC- Ag  no covalente.

FUNCIONES:

Inmovilización

Neutralización

Marcar antígenos para que sean destruidos por otros componentes del SI.

Facilitan la capacidad de otras células y moléculas del SI para identificar e interaccionar con los antígenos.

Permite que el Ag quede bloqueado, pero no lo destruye. Es fundamental para destruirlo.

Suelen estar en forma soluble — Componente importante respuesta humoral.

2.1 ESTRUCTURA Básica DE LAS INMUNOGLOBULINAS

Glicoproteínas formadas por cuatro polipéptidos:

4 cadenas polipeptídicas iguales dos a dos.

2 cadenas pesadas (H=heavy) 55- 77 Kd. Son iguales entre si. Largas, azul.

2 cadenas ligeras (L=light) 25 Kd.

Hay variabilidad de cadenas pesadas y ligeras.

Las cadenas se estabilizan con puentes disulfuro:

Entre dos cadenas pesadas

Entre cada cadena pesada y otra ligera

Nunca entre dos cadenas ligeras.

Unidad estructural básica de las cadenas (110 / 120 aa), se llama dominio inmunoglobulina que se repite:

4-5 veces  Cadenas pesadas

2 veces  Cadenas ligeras.

Tenemos mucha variabilidad muy grande de Ig, pero se diferencian unas de otras solo en una regíón..

Formado por dos láminas beta:

1. Cada una integrada por 3 -4 hélices antiparalelas

2. Estabilizadas por interacciones hidrofóbicas y un puente disulfuro intracatenario entre dos cisteínas, para estabilizar esa uníón.

3. Cada una perteneciente a una de las hélices de cada lámina

El motivo que codifica el domino inmunoglobulina es el más repetido en nuestro genoma, 765 veces.

Todas las proteínas que presentan este motivo en su estructura pertenecen a la superfamílía de las inmunoglobulinas, y están involucradas en la respuesta innata.

Dentro de las regiones variables tendremos una región hipervariable, por lo tanto entre unas Ig y otras va a variar muchísimo.

Cadenas pesadas y ligeras están alineadas la regíón aminoterminal (N-terminal) de una cadena ligera y otra pesada forman una regíón de uníón a epítopo (fracción completa del antígeno)

Cada cadena se subdivide en regiones homologas = DOMINIOS.

Cadenas ligeras

Kappa (k) cromosoma 2

Lambda () cromosoma 22

Cadenas pesadas

5 tipos todos codificados en el cromosoma 14 . (mu)  (delta)  (gamma)  (épsilon)  (alfa)

ISOTIPO = Formas genéticamente diferentes de las cadenas ligeras y pesadas.

CLASE / SUBCLASE = Determinada por el isotipo de cadena pesada

CADENAS LIGERAS

Tipos k y , PM 25Kd (en humanos 2/3 k, 1/3 )

Función

Sin diferencias funcionales.

Estructura

Una Ig tiene 2 cadenas ligeras k o  nunca una de cada.

Contienen un dominio variable aminoterminal (VL) y otro constante carboxiterminal (CL).

Cada dominio formado por ± 110 aa + puente disulfuro intracaternario.

Son secuencias aminoacidicas, las de la región constante son muy constantes en todas las Ig y las variables no son constantes.

Dentro de las secciones variables hay 3 Segmentos hipervariables o CDRs. El más variable es el CDR3. (esta región es la responsable de la Variación de aa entre las Ig de diferentes linfocitos B).

Regiones armazón: aa altamente conservados. Los dominios constantes son idénticos en las moléculas de cada tipo y similares entre los dos tipos de cadena.  y 

CADENAS PESADAS

Un dominio variable (VH) y 3 constantes en las cadenas  (delta)  (gamma)  (alfa) (CH1, 2 y 3)

– 4 en las cadenas pesadas  (mu) (CH1, 2, 3, y 4).

Dominios variables: Extremadamente diversos

Dominios constantes: Variabilidad relativamente limitada para los miembros de un mismo isotipo (es distinta en cada isotipo, pero es invariante para las cadenas de un mismo isotipo).

La región constante de las cadenas pesadas de tipo , son prácticamente iguales en todas la Ig que tienen cadenas  pero son diferentes a los que tienen tipo . Hay variabilidad entre las distintas cadenas, pero entre ellas son parecidas.

SITIOS DE UníÓN AL ANTÍGENO

Dominio variable de la cadena pesada + dominio variable de la cadena ligera = Bolsillo  Regíón de uníón al antígeno (Epítopo).

Ig 2 sitios de uníón idénticos.

Variabilidad secuencia de aa entre VL y VH. Codifica la región preoteica que esta entre las cadenas ligeras y pesadas. Dentro de ambas tenemos una regíón variable y una constante.

Emparejamiento aleatorio de las cadenas ligera y pesada producida de forma independiente en cada linfocito B  Conjunto de sitios de uníón para un elevado número de epítopos diferentes.

Ig + proteasas vegetales (pepsina y papaína)  fragmentos proteicos. El análisis de esos fragmentos a permitido analizar la estructura de las Ig.

Papaína: corte por la zona bisagra.

3 fragmentos:

1) Con los 2-3 dominios constantes de cadenas pesadas o fragmento cristalizable = Fc (CH2 y CH3)

2) 2 fragmentos que incluyen los dominios variables llamados Fab (antigen binding fragment) (VH, CH1, VL y CL)

Pepsina:

Distintos puntos de corte en las cadenas pesadas.

1) 1 gran fragmento con los dos sitios de uníón al antígeno unidos, denominado F'(ab)2 (VH y CH1). A cortado por debajo de los puentes disulfuro de la regíón bisagra.

2) Diferentes fragmentos de la porción constante de las cadenas pesadas denominados pFc’

2.2 ISOTIPOS

Pequeñas variaciones en la secuencia de aminoácidos de las regiones constantes de las cadenas ligeras y pesadas (que afectan al tamaño, carga y solubilidad de la proteína) definen diferentes subtipos de las cadenas.

A) 5 isotipos o versiones de la cadena pesada: , , ,  y )

B)2 isotipos de cadenas ligeras:  y 

OJO: Un linfocito B determinado sólo producirá cadenas K o A nunca las dos.

Los linfocitos B expresan los monómeros de inmunoglobulinas en la superficie como receptores específicos de epítopos.

Los linfocitos B sólo producen y exponen un isotipo. Excepción: linfocitos B no estimulados producen y exponen IgM e IgD

Cuando las Ig son secretadas:

IgG e IgE  monoméricas

IgM  pentámero

IgA  monomérica o dimérica

Las Ig toman su nombre de la cadena pesada, independientemente del tipo de cadena ligera que lleven.

IgM, IgD, IgG, IgA e IgE,

, , ,

Las cadenas k y A son estructural y funcionalmente idénticas.

Pequeñas variaciones dentro de las moléculas de los isotipos IgG e IgA permiten diferenciar:

Cuatro subclases de IgG (IgGl, IgG2, IgG3 e IgG4; con cadenas pesadas y1, y2, y3 y y4, respectivamente)

Dos subclases de inmunoglobulinas IgA (IgA1 e IgA2; cadenas a1 y a2).

9 isotipos de Igs, cada uno puede contener cadenas ligeras k ó 

IgM

2 formas:

Monómero unido a superficie celular.

Pentámero secretado con 10 cadenas H y L unidas por puentes disulfuro y una cadena J (de uníón).

5 monómeros +J = (2+ 2 o 2) + J

Primera Ig que se forma tras la estimulación antigénica.

Eficaz en inmovilización del Ag (aglutinación) y en la activación de la vía clásica del complemento.

IgD

Estructura monomérica (2+2 o 2K)

Casi exclusivamete en la superficie de los linfocitos B

Función: se cree que interviene en procesos de reconocimiento.

IgA

Forma monomérica y dimérica.

Monomérica = (2 + 2 o 2K) en el suero.

La inserción de una cadena J o de uníón a dos monómeros de IgA origina la formación de un dímero.

Dímero = Ig secretada. La tenemos en otros fluidos corporales distintos al suero como la leche

Las células epiteliales utilizan un receptor especializado para transportar IgA a las superficies mucosas. Hay mucha a nivel de tracto gastrointestinal.

El receptor se convierte en una molécula accesoria que se une a los dímeros = COMPONENTE SECRETOR (CS). Gracias a esta formación dimerica aumenta la resistencia a la degradación enzimática. Es una Ig que es la mayoritaria en el tracto gastrointestinal, de forma monoméricas se destruiría fácilmente en el tracto gastrointestinal.

Dímero = (2+ 2 o 2K) + J + CS

Los dímeros secretados se encuentran en:

moco

lágrimas

leche materna

secreciones gastrointestinales

Dos isoformas:

IgA 1  Predomina en el suero y en las secreciones por encima del diafragma.

IgA 2  Representa la mayor parte de la IgA presente en la luz de la porción inferior del tubo digestivo.

Cada día se secretan grandes cantidades de IgA a través de la superficies mucosas del tubo digestivo, las vías respiratorias y otros epitelios secretores.

Diariamente se produce más IgA que del resto de isotipos juntos. Va a ser la más abundante del organismo.

IgE

En el suero en concentraciones relativamente bajas. Salvo en procesos patológicos concretos.

La mayor parte se absorbe en la superficie de los mastocitos, basófilos y eosinófilos.

Fórmula estructural básica: (2  + 2 K o 2 )

Mastocitos y basófilos tienen receptores de isotipo (FcR, CD23) que reconocen la porción Fc de las moléculas de IgE libres.

Entrecruzamiento moléculas de IgE en la superficie de mastocitos:

Es una señal por la cual se Libera histamina por los mastocitos.

Reacciones de hipersensibilidad inmediatas.

IgG

Forma monomérica en la superficie celular y en las moléculas secretadas.

Hay 4 subclases de cadenas pesadas: 1 2 3 4

Se corresponden con 4 subclases de IgG humanas

IgG 1; IgG2; IgG3; IgG4. Cada una tiene modificaciones en su estructura.

Conjuntamente  parte Ig séricas. Son muy abundantes en suero.

Activan el complemento, opsonizan y neutralizan los patógenos e inician la citotoxicidad celular dependiente de anticuerpo.

Hipersensibilidad.

Variabilidad de las Inmunoqlobulinas

Dominios variables  Preconocen específicamente el antígeno.

En cada regíón variable la proteína se pliega: las regiones más variables (hipervariables) son las que apuntan al contacto con el antígeno.

Estas regiones se llaman HV (hipervariables) o CDR (regiones determinantes de la complementariedad con el antígeno).

La interacción con el antígeno se produce con la cadena ligera y pesada.

Regiones flanqueantes (FR): Regiones, menos variables, que flanquean a las CDR. (regiones hipervariables)

En los dominios variables (cadenas pesadas y ligeras) hay tres regiones hipervariables: CDR1, CDR2 y CDR3.

Algunos aa de las regiones hipervariables pueden presentar un 100% de variabilidad de una inmunoglobulina a otra. Nos proporciona una gran diversidad de capacidad de reconocimiento antigénico.

Parátopo: Zona de contacto íntimo con el antígeno (conjunción de las porciones CDR de cadenas pesadas y ligeras) y la Ig.

ORGANIZACIÓN GENÉTICA

Cada cadena (pesada o ligera) está codificada por un conjunto de genes.

Dominio variable: codificado por genes

V, D y J  cadenas pesadas

V y J  cadenas ligeras

Dominios constantes  codificados por un único gen (C)

Hay un gen C para cada uno de los isotipos de cadena pesada:

IgM – C 1 gen para esta cadena

IgD – C, 1 gen para esta cadena

IgG – C, 4 genes: 1, 2, 3 y 4

IgE – C, 1 gen

IgA – C, 2 genes: 1 y 2

2.3 CarácterÍSTICAS DE LOS ANTICUERPOS:

Epítopo:

Estructura mínima de un antígeno reconocible por un anticuerpo capaz de generar una respuesta inmune.

Pueden resultar de:

1) La consecución de aminoácidos en la estructura primaria: Epítopos lineales

2) Del plegamiento (estructura terciaria) de la proteína: Epítopos conformacionales

Carácterísticas fundamentales de un anticuerpo:

AFINIDAD

AVIDEZ

ESPECIFICIDAD

1) Especificidad para un antígeno determinado viene dada por la secuencia de aminoácidos de los dominios variables. Capacidad de que el anticuerpo reconozca de manera exclusiva solo a ese antígeno.

2) Afinidad: rapidez con la que el Ac se une al Ag Determinada por la fuerza de la uníón (enlaces Ig-Ag). Es el grado de atracción.

Depende de los enlaces entre la Ig y el Ag:

Puentes de hidrógeno  Iones de H compartidos por átomos del Ag y Ac.

Enlaces electroestáticos  Cargas de polaridad opuesta entre Ac y Ag.

Fuerzas de Van der Waals  Nubes electrónicas polarizadas.

Enlaces hidrófobos  Grupos hidrofóbicos del Ac y del Ag se unen excluyendo moléculas de agua.

El tipo y número de enlaces determina el grado de afinidad Ac-Ag.

3) Avidez: viene dada por el número de sitios de uníón

Hay antígenos con secuencias repetitivas en su estructura se comportan de modo multivalente.

Capacidad del anticuerpo de unirse al antígeno.

La fuerza de uníón Ag-Ac es mayor que la suma de afinidades de cada uno de los sitios de uníón del anticuerpo al antígeno.

+ sitios de uníón = + avidez.

Ig M pentamérica  10 sitios de uníón al Ag = La + ávida

La especifidad, la avidez y la afinidad vienen determinadas por:

La regíón Fab del anticuerpo

La función es determinada por

El fragmento Fc

2.4 FUNCIONES DE LOS ANTICUERPOS

La función básica de los anticuerpos es unirse al antígeno.

I) Aglutinación-Neutralización del antígeno:

Opsonización – Fagocitosis

Inmovilización del patógeno

Activación del complemento

II) Expulsión:

Citólisis mediada por anticuerpos (ADDC)

Inmunidad en feto y neonato

I) Aglutinación-Neutralización del antígeno

Al ser bi-valentes (2 lugares de reconocimiento de antígeno), pueden producir la aglutinación para su mejor eliminación.

Se recubre toda la superficie del patógeno con moléculas de anticuerpos, = “neutralización”.

II) Opsonización – Fagocitosis

Los macrófagos que tienen receptores para la porción (Fc) pueden engullir los patógenos que han sido recubiertos por anticuerpo = OPSONIZACÓN.

III) Inmovilización del patógeno

Si el anticuerpo se une a la parte móvil del patógeno (cilios, flagelos), va a producir una inmovilización del mismo, reduciendo su patogenicidad.

IV) Activación del complemento

Al unirse un Ac a un Ag se produce un cambio conformacional en la regíón Fc del anticuerpo que induce la activación del sistema del complemento.

V) Expulsión

Cuando las anticuerpos son del tipo IgE, y los antígenos son de parásitos, la uníón IgE-Ag promueve la liberación de aminas vasoactivas que relajan la musculatura lisa  diarrea  expulsión del parásito. En los parásitos intestinales la liberación de aminas vasoactivas producen diarrea y por tanto la expulsión del parásito.

VI) Citólisis mediada por anticuerpos (ADDC)

Mediada por receptores para la porción Fc del anticuerpo. Las células efectoras (mayoritariamente linfocitos NK) al reconocer el anticuerpo en una superficie del patógeno, liberan sustancias citotóxicas que atacan al antígeno.

VII) Inmunidad en feto y neonato

En los primeros meses de vida las Igs maternas son el único mecanismo de defensa específica que tiene el recién nacido.

2.5 DETERMINANTES ANTIGÉNICOS EN INMUNOGLOBULINAS

Ac = glucoproteínas  Inmunógenos potentes  Inducción reacción de anticuerpo. (SON “ANTÍGENOS”)

Los determinantes antigénicos o epítopos en las moléculas de Ig corresponden a tres categorías:

Determinantes isotípico

Determinantes alotípicos

Determinantes idiotípicos

Isotipo

Determinantes de regíón constante.

En conjunto definen cada clase y subclase de cadena pesada y cada tipo y subtipo de cadena ligera dentro de una especie.

Cada isotipo está codificado en un gen de la regíón constante.

Todos los miembros de una especie llevan los mismos genes de regíón constante (con varios alelos). Especie humana 5

Dentro de una sp cada individuo expresa todos los isotipos en suero.

Las diferentes especies heredan genes de regíón constante distintos y por consiguiente distintos isotipos.

Ac sp A. De ratón.

sp B: reacción de anticuerpo frente a los determinantes isotópicos del Ac inyectado.

Alotipo

Pequeñas diferencias en la secuencia de aminoácidos en la regíón constante de las cadenas ligeras y pesadas de los anticuerpos producidos por los distintos individuos de una especie.

Todos los individuos de una sp heredan el mismo conjunto de genes pero existen múltiples alelos para algunos genes.

Los alelos codifican diferencias sutiles de aa = determinantes alotípicos.

La suma de los determinantes alotípicos individuales que muestra un anticuerpo es su ALOTIPO.

En la sp humana se han caracterizado los alotipos para las 4 subclases de IgG, una subclase de IgA y la cadena K.

Idiotipo

El conjunto de variantes antigénicas carácterísticas de cada anticuerpo de un mismo individuo, debidas a las secuencias de aminoácidos de las porciones VH y VL.

Cada uno de los determinantes carácterísticos de un anticuerpo concreto se denomina idiotopo.

El conjunto de los idiotopos define a cada idiotipo.

El idiotopo puede coincidir o no con un paratopo (con un sitio de uníón a un epitopo).

Los Ac producidos por un determinado clon de linfocitos B y las células plasmáticas derivadas de ellos llevan el mismo idiotipo.

Normalmente, distintos clones de linfocitos B producen idiotipos distintos entre sí idiotipos privados.

Idiotipos cruzados: por azar, por diversidad, 2 células produzcan los mismos idiotipos.

Los anticuerpos producidos por células B

Derivadas del mismo clon tienen secuencias de regíón variable idénticas, todos poseen el mismo idiotipo.

Ac con variación mínima en sus isotipos y alotipos

Ac Antiidiotipo

El IDIOTIPO Es el parátopo, o la regíón cercana de una inmunoglobulina que puede ser reconocido como un epítopo por ciertos linfocitos.

3. Moléculas DEL COMPLEJO PRINCIPAL DE HISTOCOMPATIBILIDAD (MHC)

MHC o Complejo de antígenos leucocitarios humanos (HLA)

Segmento del cromosoma 6 que contiene varios genes fundamentales para la función immunitaria.

Algunos codifican enzimas y moléculas estructurales necesarias para la activación y función de los linfocitos T y B.

Tres grupos o clases de moléculas

MHC I

MHC II

MHC III

MHC I

45 KD

Expresión codominante.

En la superficie de todas las células nucleadas en asociación con la ^2-microglobulina (idéntica en todos los individuos de una sp).

Hay tres loci genéticos:

HLA – A

HLA – B

HLA – C

Muy polimórficos con más de 100 alelos en cada locus.

Cada célula puede presentar en su superficie hasta 6 moléculas MHC I diferentes (heterocigosidad en los tres locus).

Se pliegan para formar una cavidad que se une de forma no covalente a un péptido de 8-9 aa.

MHC II

Normalmente, sólo se expresan en la superficie de:

Células dendríticas

Linfocitos B

Macrófagos

Algunos Linfocitos T activados

Células epiteliales especializadas del timo y del intestino

Se expresan en codominancia como heterodímeros unidos de forma no covalente.

Cavidad de uníón

Una cadena  de 32-38 kDa y una cadena  de 29 a 32 kDa forman una cavidad de uníón = dominios 1 y 1 que puede acomodar péptidos de 18 a 20 aa.

Los locus  y  están codificados dentro de las regiones génicas que corresponden los locus de HLA-DP; DQ y DR

Tras su síntesis las cadenas  y  sólo pueden combinarse con otras cadenas codificadas dentro de la misma regíón (DP  + DP nunca DP -DR).

Se forman heterodimeros con las cadenas codificadas de la misma región.

En cada regíón, las cadenas a pueden combinarse con cadenas f codificadas en el mismo cromosoma (CIS) o en otro miembro del par de cromosomas (TRANS).

Complementation Cis-Trans

Permite que los individuos heterocigóticos para uno o más de los locus de clase II puedan producir una mayor variedad de dímeros de clase II de lo que sería posible si fueran homocigóticos.

Esta complementación Cis-Trans va a provocar más complementarizacion si el individuo es heterocigótico.

El abanico de las distintas moléculas MHC I y II que se expresan puede afectar a la capacidad inmunitaria global del individuo.

Otras moléculas de histocompatibilidad

HLA-G, HLA-E y HLA-F -> gran homología con las moléculas clásicas de MHC de clase I (HLA-A, -B y -C).

HLA-E: presenta sitios de uníón conservados para la b-2-microglobulina y al CD8. Esta molécula, cuando presenta el péptido adecuado, se une a receptores que inhiben la actividad citotóxica de las NK y linfocitos T.

HLA- F: Se expresa principalmente en amígdalas, bazo y timo. Localización intracelular. Forma tetrámeros que se unen a receptores inhibidores de leucocitos.

HLA-G: Distribución celular y tisular restringida al trofoblasto fetal y células del epitelio tímico. Puede presentarse en siete isoformas distintas, cuatro de ellas proteínas unidas a membrana (HLA-G1, G2, G3 Y G4), tres proteínas solubles (HLA-G5, G6 Y G7).

Entre las moléculas de MHC III se encuentran los componentes del complemento:

C4

Bf

C2

4. RECEPTORES DE LOS LINFOCITOS T

TCR = heterodímero; par de polipéptidos  o .

Son genes y moléculas diferentes a los de los MHC

Cada uno de los polipéptidos del TCR contiene dominios variables y constantes que difieren de las Ig a nivel genético y molecular.

La “elección” de expresar un heterodímero  o  se toma al inicio el desarrollo del linfocito T  Los descendientes clonales retienen el mismo tipo de TCR.

ESTRUCTURA BÁSICA

El TCR está unido a la membrana del linfocito T.

Colas citoplasmáticas de las cadenas polipeptídicas  o  sin MOTIVOS DE ACTIVACIÓN DEL INMUNORRECEPTOR BASADOS EN TIROSINA (ITAM) (inician las señales de activación hacia el núcleo).

complejo CD3 (CD3 a CD3 y, CD3 y CD247) se asocia al TCR de forma no covalente y proporcionan esas señales.

No pueden reconocer epítopos solubles (los AC si)

Sólo se unen a los fragmentos de las moléculas que se acoplan a las cavidades de uníón de las moléculas MHC I y II.  COMPLEJOS Péptido-MHC (pMHC)

La interacción del TCR con un pMHC es estabilizada por la asociación de CD4 o CD8 con los dominios constantes de las moléculas del MHC II o MHC I (respectivamente)

REGIONES VARIABLES Y CONSTANTES

Cada cadena polipeptídica del TCR contiene

Una regíón variable

V o V, V o V

Una regíón constante

C o C, C o C

Las regiones variables forman regiones hipervariables o REGIONES DETERMINANTES DE COMPLEMENTARIEDAD que interactúan con el pMHC.

Cada linfocito expresa un único TCR.

Los linfocitos T:

Deben “ver” un pMCH

No reconocen péptidos solubles

5. MOLÉCULAS DE INTERACCIÓN CELULAR

Muchas respuestas inmunitarias requieren interacción entre leucocitos.

La interacción tiene lugar:

Por contacto directo

Moléculas solubles

Los leucocitos responden a estas señales mediante:

1) La regulación por aumento o disminución de sus funciones

2) Migración a sitios anatómicos específicos. (Diapédesis)

3) Decidiendo el destino celular (supervivencia / destrucción)

Moléculas:

Citocinas, Quimiocinas, Moléculas de adhesión, moléculas del grupo de diferenciación, moléculas de transducción de señales.

Citocinas:

Mensajeros proteicos solubles de bajo peso molecular.

Implicadas en todos los aspectos de la RI Innata y Adaptativa: Proliferación, diferenciación, inflamación y reparación.

Producidas por leucocitos y células no leucocíticas.

Número elevado de citocinas distintas, muchas tienen funciones poco conocidas.

Muchas son fundamentales para la regulación del desarrollo de los linfocitos y para determinar los tipos de respuesta inmunitaria.

Solo aparecen algunas de las interleukinas implicadas en una respuesta TH1 o TH2. Siempre se producen las 2 pero hay más de una que de otra normalmente. Hay distintas interleukinas involucradas.

Quimiocinas:

Citocinas de bajo peso molecular.

Estimulan el movimiento de los leucocitos.

Los leucocitos son guiados por gradientes de concentración de quimiocinas hacia el foco de una infección o de inflamación

Direccionamiento.

Moléculas de adhesión celular

Los leucocitos deben interaccionar con otras células en condiciones adversas.

Moléculas de adhesión proporcionan el contacto estable entre células necesario:

Respuesta innata

Respuesta adaptativa

Actividades Intercelulares

Las células deben ser capaces de mantener contactos estables y prolongados entre las superficies (COMUNICACIÓN CELULAR).

Tipos: Integrinas, Selectinas y Adresinas

Integrinas

En la superficie de muchos tipos de leucocitos.

Son heterodímeros que consisten en varias combinaciones de cadenas  y .

Interaccionan con otras moléculas portadoras de un motivo de la superfamilia de las Ig y con la matriz extracelular.

Su función es aumentar la fuerza del contacto entre los leucocitos y muchos tipos celulares para que tengan lugar interacciones más duraderas.

Selectinas Y Adresinas

Distribución tisular limitada.

Diseñadas para la identificación de tejidos concretos y para facilitar la interacción de determinadas combinaciones celulares.

Ejemplo: Migración hacia los ganglios de los linfocitos diferenciados interacción selectinas-adresinas (superficie endotelial).

Ejemplo: Direccionamiento de linfocitos y otras células al intestino, epitelio y sitios de inflamación tisular.

Moléculas de grupo de diferenciación. Cluster of differentation (CD)

Localizadas en la superficie de muchos tipos celulares

Sirven como indicadores de las capacidades funcionales de los leucocitos y otras células.

250 moléculas identificadas.

Se encuentran frecuentemente: CD3, CD4 y CD8 (CD4 y CD8 son citotoxicos y helper)

Complejo CD3:

Contiene varias moléculas asociadas al TCR.

Moléculas especificas de un grupo de células asociadas a su función.

Compuesto por 6 polipéptidos

Función: Ayudar al TCR a transducir la señal de transmembrana cuando se activa.

CD4

Cadena sencilla que pertenece a la superfamilia de las Ig.

Está expresado en la superficie de 2/3 de los linfocitos T maduros.

Reconocen una regíón de las moléculas MHC II que no se une al péptido.

Los linfocitos TCD4+ (T helper) están limitados al reconocimiento de complejos p-MHC II.

CD8

Molécula de superficie de doble cadena en forma de homodímero o heterodímero.

Lo expresan 1/3 de los linfocitos T maduros.

Reconocen una regíón de las moléculas MHC I que no se une al péptido.

Linfocitos TCD8+ limitados al reconocimiento de complejos p-MHC I = T citotóxicos (Tc) y T supresores (Ts).

Moléculas de transdución de señales

Los leucocitos usan sus receptores para controlar su entorno.

La uníón de ciertos ligandos provoca un cambio conformacional en el receptor o en sus moléculas accesorias.

El cambio se comunica hacia el interior celular a través de la cola citoplasmática del receptor iniciando una cascada de transducción de señales.

Normalmente implica la uníón de una o más proteínas de señalización intracelular específica.

Serie de señales químicas que regulan la transcripción génica en el núcleo y la alteración de la actividad celular.

Cascadas típicas de tirosina cinasas.

VÍA JAK-STAT

JAK (Cinasa Janus)

STAT (transductores de señales y activadores de transcripción)

La uníón de ligandos (citocinas, factores de crecimiento, etc)

Induce la dimerización de los polipéptidos del receptor y su uníón a la JAK citosólica. (1)

JAK activada = tirosina cinasa fosforila residuos tirosina de la porción intracelular de las cadenas del receptor. (2)

Residuos de tirosina fosorilados = puntos de anclaje para las moléculas STAT citosólicas inactivas. (3)

JAK + receptor fosforilan las moléculas STAT unidas al receptor.

Disociación y dimerización de STAT

El dímero STAT se transloca hasta el núcleo dónde regula la transcripción génica.

VÍA RAS-MAP Cinasa

La dimerización del receptor

a) Promueve la fosforilación de los dominios tirosina cinasa intracelulares en la cola citoplasmatica de un receptor catalítico con actividad tirosina cinasa intrínseca.

B) Permite la activación de la tirosina cinasas asociadas al receptor como las JAK

La fosfotirosina del receptor proporciona un punto de anclaje a las proteínas adaptadoras específicas con dominios SH2. (1)

Tras el anclaje, SHC activa su dominio SH3 y se une a la proteína SOS.

SOS es un factor de intercambio de nucleótidos guanina (GEF) para RAS proteína monomérica localizada en la membrana. (2)

El complejo SHC-SOS-RAS intercambia GTP por GDP en la molécula RAS . (3)

RAS-GTP estimula la uníón de la serina cinasa Raf

Raf inicia una cascada de fosforilación secuencial en la que participan MAPKK que se transloca hacia el núcleo y MAPK (cinasa).

La cascada termina en un factor de transcripción (como el ELK) que conduce a la transcripción génica