Generación de diversidad inmunitaria

Linfocitos: reconocen muchos Ag. Gran diversidad de Ig Linfocitos B. Gran diversidad de TCR de los Linfocitos T. Diferencias estructurales y moleculares entre Linfocitos pero proceso generación variabilidad prácticamente iguales. Repertorio anticuerpos: Suma total anticuerpos individuo. Origen variabilidad: En la organización de los genes que codifican Ig y sus cadenas ligeras y pesadas. La recombinación en los fragmentos génicos aleatoria en la maduración de los linfocitos B está la variabilidad.

Diversidad asociada a linfocitos B

Diversidad segmentos génicos que codifican Ig: Ig = Combinación de cualquiera de las variedades de cadena ligera y pesada. Genes Ig: Tres loci diferentes. Locus cadena pesada: cromosoma 14. Locus cadena ligera: cromosoma 2 y 22. Genes C: Dentro de cada gen de las cadenas ligeras y pesadas existen segmentos génicos que codifican regiones variables y constantes. Locus cadena pesada: Regiones genoma codifican cadenas pesadas. Región variable (V, D, J). Locus cadena ligera: Cadena ligera un solo segmento constante CK. Dominios constantes: En cada gen de cadenas ligeras y pesadas cada dominio constante codificado por un exón. Dominio variable: La existencia de múltiples segmentos génicos que se reordenan de forma aleatoria es el mecanismo diversidad de BCR (Linfocitos B). Segmentos V: Codifican mayor parte dominio variable Ig también las 3 regiones hipervariables (cadenas L y H).

Recombinación somática

Causa: En el desarrollo linfocitos B en médula los segmentos VDJ se yuxtaponen por recombinación somática. Implica: Corte DNA y empalme de diferentes segmentos. Múltiples versiones de cada segmento (Múltiples combinaciones): Elevado número regiones variables. Cadena ligera es codificada por combinación de un segmento génico V y uno J. La región constante es codificada por un solo gen C. En la cadena pesada también se produce el reordenamiento durante maduración célula B: Aproximación segmentos D y J. La región V se recombina con segmento DJ reordenado, generándose una combinación VDJ.

Control Recombinación somática

Genera diversidad Ig segun combinaciones. Es imprescindible para la transcripción de los genes y que se expresen las Ig. Llevado a cabo por las Recombinasas: Enzimas realizan recombinación somática ADN. Aproximan segmentos (multiples versiones) mediante un lazo que es cortado para su empalme en el DNA, elimina las regiones separadoras. La recombinación segmentos VDJ está dirigida por secuencias que flanquean segmentos génicos, las señales de recombinación (Formadas por secuencia conservada de 7 pb y otra de 9 pb), separadas por región espaciadora no conservada de 12 o 23 pb. Secuencias espaciadoras: Situadas de forma alterna en segmentos génicos. La recombinasa las elimina para juntar dos fragmentos ADN.

Diversidad de unión

Mecanismo adicional variabilidad recombinación somática. Causa: Imprecisión recombinasas al cortan el DNA, se forman nucleótidos entre region VDJ, los nucleótidos P y N (modifican lectura segmento posterior, diversidad cadenas pesadas y ligeras).

Diversidad asociada a linfocitos T

Muchos TCR generados al azar no son funcionales por no poder reconocer moléculas MHC. Los genes que codifican TCR tienen múltiples versiones. Muchos linfocitos T para muchos antígenos. TCR formados por dos cadenas que definen dos tipos de TCR. Parecidos mecanismos variabilidad que linf B, se produce en el timo (maduración timocitos). Mecanismos por los que se genera la diversidad del TCR: 1 Diversidad de segmentos génicos: cada linf T expresa aleatoriamente los segmentos VDJ de la región variable que forma TCR. 2 Recombinación somática: Múltiples versiones segmentos V, D, J y C en los genes cadenas TCR. Mediante recombinación somática los timocitos unen aleatoriamente diferentes versiones de V, D y J para generar cada dominio variable. 3 Imprecisión uniones segmentos ADN: De las regiones VDJ. La doxirribonucleotidil transferasa se expresa en timocitos y añade nucleótidos n al azar entre los segmentos V, D y J. 4 El reordenamiento de TCR también induce transcripción: La traducción a ARN lleva a la expresión de una molécula de TCR única en la superficie del linfocito. 5 La unión de las dos cadenas que constituyen el receptor aumentan diversidad. 6 No generan diversidad adicional por hipermutación somática

Desarrollo linfocitario

Conceptos generales: Los receptores de los linfocitos T y B se generan mediante reordenaciones génicas aleatorias. Origen: Médula ósea hematopoyética a partir de precursor común (CLP = Common lymphoid precursor) que se diferencia en médula ósea (linfocito B) o timo (linfocito T). SIA: prevenir maduración linfocitos autorreactivos. Linajes B y T subdivisiones importantes: T (timo): TCR αβ, TCR αδ, comparten características con linfocitos NK. B (Médula ósea): B-1, B-2

Linaje de los linfocitos T

Reconocen péptidos de MHC. Precursores Linfocitos T (protimocitos). Migran: médula ósea a región cortical del timo (mediante linfotactina). Timocitos no disponen de las moléculas que conforman el TCR (CD3, CD4, CD8), al llegar al timo lo adquiere. Luego viajan a la médula de nuevo para examinarse. Sólo 1-5 % de los timocitos se “licencian” como linfocitos T, los demás mueren. Estructura timo: Región externa más densa (corteza) e interna menos densa (médula). Rodeado por una cápsula de tejido conectivo que forma trabéculas hacia el interior. Además se encuentran las células reticulares epiteliales. Células reticulares epiteliales: Incluyen células dendríticas, macrófagos y células epiteliales que funcionan como instructores de los timocitos. Junto células de Hassall (forman anillos concéntricos): Expresan moléculas MHC. Secretan hormonas (diferenciación timocitos).

Desarrollo linfocitos T αβ (TCR)

Proceso: 1 Los protimocitos provenientes de la médula ósea entran en región subcapsular timo desde sangre y proliferan. 2 Pasan a denominarse timocitos que van a la corteza, son células doble negativas (no expresan ni Cd4, 8, 3 ni TCR αβ). 3 Empiezan a expresar todo lo anterior y se denominan células doble positivas. 4 A partir de aquí sufren selección positiva y las células positivas simples (reconocen uno de los MHC) entran a la médula timo. 5 Al llegar a la frontera corticoglomerular sufren selección negativa y mueren los potencialmente reactivos (reconocen lo propio). 6 Los que superan ambas selecciones entran a circulación como linf T (no son autorreactivos) a través de las vénulas poscapilares medulares. 7 Todo el proceso lo regulan células epiteliales reticulares.

Selección positiva

1 Los timocitos doble positivos (expresan todo) que no reconocen las moléculas MHC o a péptido (pMHC) propias (expresado por células epiteliales reticulares corteza) MUEREN. 1.1 Si reconocen MHC I dejan de expresar CD4, si reconocen MHC II dejan de expresar CD8. 2 Se convierten en células positivas simples, no mueren y entran a la médula del timo.

Selección negativa

1 Tras selección positiva las células positivas simples llegan a la frontera corticoglomerular. Se encuentran con otras células epiteliales reticulares (CPA, células dendríticas y macrófagos). 2 Las células que se unen a péptidos propios pMHC I o pMHC II de superficie de las CPA mueren por apoptosis. Se les denomina potencialmente autorreactivos.

Desarrollo linfocitos T γδ

Son un tipo celular transicional, puente entre SI innato y adaptativo. Se produce en el timo, expresan TCR γδ y moléculas CD3 (no CD4 y CD8). No sufren selección pos y neg como los linf que expresan TCRαβ. Cuando desarrollan su TCR salen del timo. Utilizan número muy limitado de segmentos génicos V, D y J (menos variedad que linfT αβ) para generar regiones variables cadenas γ y δ. Los linfocitos T γδ responden más rápido que los linfocitos T αβ pero sin generar memoria.

Origen linfocitos NK T

Subgrupo de linfocitos T, pueden ser CD4 o CD8 pero reconocen solo epítopos presentados por molécula MHC I no clásicas CD1d. Expresan marcadores y receptores TCR (generados mediante reordenación genes) pero poca variabilidad. Los TCR tienen patrón poco común.

Linaje linfocitos B

: La célula progenitora del linfocito B se encuentra: En saco vitelino a partir 3 semana gestación. En hígado fetal a partir 8a semana de gestación. En médula ósea a partir 12a semana de gestión donde se mantienen durante la vida del individuo y se diferencian. Los linfocitos B se definen como células que sintetizan IG y las exponen en sus membranas a modo de BCR.

3.1 Desarrollo linfocitos B: Se divide en etapas de reordenación y expresión en superficie de cadenas pesadas y ligeras de Ig. Estadios de maduración : 1. Progenitor linfoide común (CLP). 2. Célula prepro-B (Fracción A): Primera identificada dentro de linaje B. Empieza a expresar las moléculas accesorias del BCR Igα, Igβ. 3. Célula pro-B: Unión segmentos DJ de la Ig y la expresión en el citoplasma de la cadena ligera sustitutiva (SLC). Célula proB (Fracción B). Luego unión segmentos VDJ y expresión SLC en citoplasma durante estadios tardíos ProB (Fracción C). 4. Célula pre-b temprana (Fracción C) expresión en superficie de seudo-IgM acompañada de proliferación celular repentina. 5. Célula pre-b tardía (fracción D), genes cadena ligera kappa o lambda se reordenan y sus productos (cadenas ligeras) sustituyen a la SLC. 6. Linfocitos b inmaduros (fracción E) Expresan en superficie celular cadenas pesadas μ y cadenas ligeras kappa o lambda. 7. Linfocitos b maduros (fracción F) coexpresan en superficie celular IgM e IgD. Algunos atributos se pierden en maduracion.

Tipos linfocitos B: Segun la via de desarrollo se distinguen: Linfocitos B – B2: Convencionales. Ampliamente distribuidos. Para activarse y proliferar necesitan interacción con linfocitos T. Son reemplazados continuamente a partir médula ósea. Pueden reconocer variedad epítopos muy amplia. Respuestas suelen provocar cambio isotipo Ig. En superficie expresan más IgD que IgM. Linfocitos B – B1: Se generan a partir hígado fetal 8a semana gestación. Puede ser linf transicional entre SII y SIA. Repertorio más limitado que linf B2. Papel importante RII (Ac mucosas…) y enf autoinmunes. Poca o ninguna memoria inmunitaria. Se piensa que mayoría Ac naturales (existen sin inmunización previa como IgM contra grupos sanguíneos A y B ) están producidos por linfocitos B-B1. Predominan en tejidos que son posibles puertas de entrada a microbios y pueden regenerarse: Aparato respiratorio, Cavidad peritoneal. Pueden regenerarse en estos tejidos.

Mecanismos efectores R inmune:

1. Generalidades: Respuestas SIA es más concreta, se adapta al patogeno. “Ramas” de respuesta: 1. Utiliza moléculas solubles (anticuerpos y complemento)= Rama humoral. 2. Utiliza células = Rama celular

INMUNIDAD CELULAR

Combate cuerpo a cuerpo leucocito vs invasor / célula infectada

Los linfocitos T controlan y regulan las respuestas inmunitarias celulares.

T citotóxico establecen contacto directo con las células infectadas y las destruyen.

Dañan la membrana

Inducen apoptosis

Otros linfocitos T llaman y dirigen a otros leucocitos para atraer y destruir los microbios o células infectadas = HIPERSENSIBILIDAD RETARDADA.

1. Inmunidad humoral: Utiliza moleculas solubles (anticuerpos y complemento). Los anticuerpos son producidos por cel plasmaticas, viajan por sangre y se unen al antigeno (inmunocomplejo), funciones: inmovilizan, previenen union a celulas, sirven para deteccion por cel efectoras y fagocitosis. .

1.1 Mecanismos de la inmunidad humoral: Basada en acciones de: Anticuerpos y Sist Complemento. Mecanismos: 1. Neutralizacion (Causados directamente por Anticuerpos). 2. Opsonizacion, complemento vía clásica (dependientes de anticuerpos que marcan celulas). Reacciones antígeno-anticuerpo: No covalentes y muy específica. Reacción reversible, desplazada a la derecha (formación complejos). Afinidad: depende la formacion o disociacion del complejo. Valencia: Número sitios unión al epítopo en Ig. (2-10). Avidez (afinidad + valencia): Afinidad colectiva de múltiples sitios de unión de una Ig.

Reacción precipitina cuantitativa: Interacción antígenos solubles con anticuerpos solubles (formacion inmunocomplejos) que precipitan segun tamaño. La cantidad de precipitado depende de la reacción antígeno anticuerpo y avidez del anticuerpo. Proceso: mezcla e incubación de varias cantidades de antígeno (volumen constante) con volúmenes de antisuero ctes (o al revés). Describir tres zonas en la curva: Zona exceso de antígeno: No hay suficiente Ac para formar grandes mallas precipitado. Los complejos Ag-Ac son demasiado pequeños para precipitar, se forman complejos solubles. Zona equivalencia: Precipitación óptima. Se forman grandes mallas de complejos que precipitan. Zona exceso anticuerpo: No hay suficiente Ag para formar grandes mallas de precipitado. Los complejos Ag-Ac son demasiado pequeños para precipitar, se forman complejos solubles.

1.1.1 Aglutinacion (Inmovilizacion): Los anticuerpos se unen a las celulas y provocan entrecruzamiento o agregacion donde los patogenos quedan inmovilizados y localizados para su destruccion. Anticuerpos IgM e IgA especialmente aglutinantes.

1.1.2 Neutralización: Los anticuerpos se unen a los antigenos e impiden union con cel propias. Se denominan antigenos neutralizantes, especialmente IgG e IgA.

1.1.3 Opsonizacion: Los anticuerpos se unen a los patogenos en superficie (rodeandolos), la denominada opsonizacion. Esto los marca para ser fagocitados, receptor FcR (recordemos cambio conformacional region Fc tras la union Ac-Ag). Tambien participa receptor complemento CR que facilita union FcR.

1.1.4 Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpo: Al marcar un patogeno un anticuerpo puede atraer celulas fagociticas (opsonizacion) pero tambien citoliticas. Las citoliticas (NK, eosinofilos) mediante receptor FcR detectan IgG e IgA especificamente unidos al patogeno, y los destruyen (no hay presentacion de antigeno).

1.1.Activación complemento:

La vía clásica del complemento se activa como consecuencia de cambios conformacionales en la porción Fc de los anticuerpos tras su unión a epítopos.

Los anticuerpos (normalmente IgM e IgG) favorecen la unión en cascada secuencial de los componentes C1, C4, C2 y C3.

Resultado:

Producción de C3b que se une firmemente a las superficies = opsonina de alta eficacia.

Fragmentos proinflamatorios C5a, C4a y C3a.

Complejo de ataque a la membrana.

Hipersensibilidad inmediata

Mastocitos y basófilos - Receptores que se unen a la porción Fc de las IgE no unidas a epítopos.

Estas células adquieren un conjunto de Ig unidas a receptores que funcionan como receptores de superficie que reconocen epítopos.

Unión IgE -Ag  desgranulación

Hipersensibilidad inmediata

Asma

Alergias

2. Inmunidad celular:

Los microbios emplean tácticas evasivas como esconderse dentro de las células del hospedador.

PROBLEMA: Los anticuerpos y el complemento no pueden alcanzarlos.

SOLUCION: Respuestas celulares

1° Objetivo: ¿El agente extraño está dentro de la célula? SI

2° Objetivo: Combate “cuerpo a cuerpo” por dos mecanismos:

Hipersensibilidad de tipo retardado (DTH)

Linfocitos TCD4+ Th1

Identifican, piden refuerzos y ordenan la destrucción.

Lisis mediada por células.

Linfocitos citotóxicos TCD8+ Combate directo célula a célula

A) HIPERSENSIBILIDAD DE TIPO RETARDADO

Tras ser activados los linfocitos T CD4+ Thl dejan los ganglios y salen por el sistema vascular.

Migran por el sistema linfático y tejidos buscando células que presenten la misma combinación pMHCII que los ha activado.

Si detectan una célula fagocítica que presenta en su superficie el pMHC II adecuado se une e interacciona con ella.

¿Cómo se accede a la zona de infección?

Es facilitado por la secreción de citocinas derivadas de fagocitos IL-1, IL-8 y TNF- que activan el endotelio vascular e incrementan la permeabilidad vascular.

El fagocito, actúa como una CPA y reactiva al linfocito CD4+ Thl estimulando su:

Proliferación

Capacidad de activar macrófagos

Los linfocitos T del sistema inmune adaptativo dirigen las actividades de las células del sistema inmune innato.

En la respuesta DTH la activación de los macrófagos por los linfocitos TCD4+ Thl se produce por contacto directo y por la secreción de IFN-Y por los linfocitos.

Los macrófagos activados:

1. Aumentan su capacidad fagocítica

2. Aumentan la producción y liberación de enzimas destructivas

3. Aumentan la producción de especies reactivas de oxígeno

Atacan también a células normales próxima.

Secretan citocinas que atraen a otros leucocitos como los neutrófilos. Juntos dañan las células, ingieren los patógenos y eliminan restos celulares.

DTH = ESPADA DE DOBLE FILO

Los macrófagos no son específicos de antígeno y dañan por igual células normales e infectadas.

La respuesta DTH tiene dos fases:

ESPECÍFICA: Basada en la actividad de los linfocitos T Thl.

INESPECÍFICA: Basada en la actividad de los macrófagos recién activados.

La reactivación de los linfocitos T Thl es específica de epítopo (ej. Plasmodium) y requiere la estimulación del pMHC II específicamente reconocido por su receptor de los linfocitos.

Los macrófagos posteriormente activados por le linfocito Th1 no son específicos de epítopo y destruyen el Plasmodium y otros patógenos potenciales presentes.  Una respuesta estimulada por un patógeno puede proteger contra otros patógenos

EXCESO / CRONICIDAD

Daño permanente en los tejidos

Daño Tuberculosis  Nódulos formados por macrófagos activados que rodean a M. tuberculosis

B) LINFOCITOS T CITOTÓXICOS

Todas las células nucleadas expresan MHC I

Sólo algunas células expresan MHC II

Los linfocitos T CD8+ analizan las células nucleadas del organismo para detectar la presencia de péptidos derivados del citoplasma presentados por moléculas MHC I.

En la respuesta mediada por linfocitos T citotóxicos hay dos fases:

Reconocimiento

Destrucción

1. RECONOCIMIENTO DE LA CÉLULA DIANA

Los CD8+ van por todo el cuerpo tomando muestras de los complejos pMHCI en la superficie de las células corporales buscando el pMHC I que los activó.

Si el Linfocito T citotóxico detecta el complejo reconoce que ha contactado con una célula infectada.

Se unen al pMHC I y destruyen la célula.

2. DESTRUCCIÓN DE LA CÉLULA DIANA

Perforinas: Poros en la membrana  Lisis.

Granzimas  estimulan la degradación de la célula vía apoptosis.

Autoprotección: Alteración de las membranas para evitar ser atacadas por perforinas y granzimas.

Expresan moléculas que pueden activar el FAS (CD95) en la superficie de las células infectadas.

FAS activado  induce APOPTOSIS.

La apoptosis es un importante mecanismo protector ya que la destrucción del DNA celular implica la destrucción del DNA invasor.