Checa Jaime, Laura Conde Romero, Juan Bautista Contreras Aguilar, María Dolores MARTES. ACTIVIDAD 01. Para realizar este trabajo de manera adecuada hay que conocer una serie de características de la respuesta inmune en humanos que es muy importante tener en cuenta. En respuestas T independientes, se puede detectar la presencia de anticuerpos específicos a partir del cuarto día de la infección. En las respuestas T dependientes se puede detectar anticuerpos específicos en el suero a partir del sexto día de iniciada la infección. Las células B memoria aparecen aproximadamente 9 días después de iniciada la infección. Las células T efectoras se pueden detectar en ganglio linfático a partir del día 5 y en tejidos a partir del día 8. Cuando hay secreción de IgG específica frente a un antígeno, estos anticuerpos se pueden detectar en el suero 9 días después de iniciada la infección. La vida media de la IgM soluble es de 10 días, mientras que la vida media de la IgG soluble es de 20 días. Las células plasmáticas de vida media corta sobreviven un máximo de 50 días. Las células plasmáticas de vida media larga, las células B memoria y las células T memoria sobreviven durante dos años. El 95% de las células T efectoras mueren cuando se elimina el microorganismo CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA RESPUESTA INMUNE PREGUNTA 01. Señale si habrá o no secreción de anticuerpos específicos frente a un microorganismo en las siguientes condiciones días después de comenzada la infección. También señale cuándo se generan células memoria o células plasmáticas de vida media larga. Debe considerar que es una respuesta T-dependiente en condiciones en donde Sí hay cooperación T. a) Si un microorganismo se elimina a las 24 horas de infectar al animal. ¿Ac específicos? ¿Linfocitos B ¿Células plasmáticas Linfocitos T memoria memoria? de vida media larga? SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO No se produce anticuerpos específicos porque al cuarto día es cuando las células plasmáticas de vida media corta formadas por la respuesta T-independiente empiezan a secretar IgM. No existen linfocitos B-memoria porque estos aparecen tras una respuesta T-dependiente, que se produce a partir del noveno día. Tampoco existen células plasmáticas de vida media larga porque estas células se producen tras una respuesta T-dependiente al noveno día, ya que es cuando se comienza a secretar IgG. No aparecen linfocitos T-memoria porque los linfocitos T efectores no comienzan a aparecer hasta el quinto día. Para que aparezcan linfocitos T-memoria, debe producirse primero la sinapsis efectora. b) Si un microorganismo se elimina a las 48 horas de infectar al animal. ¿Ac específicos? ¿Linfocitos B ¿Células plasmáticas Linfocitos T memoria memoria? de vida media larga? SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO Ocurre lo mismo que en el caso anterior. c) Si un microorganismo se elimina a los cinco días de infectar al animal. ¿Ac específicos? ¿Linfocitos B ¿Células plasmáticas Linfocitos T memoria memoria? de vida media larga? SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO Sí aparecen anticuerpos específicos ya que a partir del cuarto día comienzan a secretarse IgM procedente de una respuesta T-independiente. No aparecen linfocitos T memoria porque estos aparecen cuando la infección ha sido eliminada. Si se han eliminado a los 5 días la infección, aun no ha dado tiempo a generarse los linfocitos T memoria (estarán presentes al día siguiente). No existen linfocitos B-memoria ni células plasmáticas de vida media larga por la misma razón del caso 1. d) Si un microorganismo de elimina a los siete días de iniciada la infección. ¿Ac específicos? ¿Linfocitos B ¿Células plasmáticas Linfocitos T memoria memoria? de vida media larga? SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO Si aparecen anticuerpos específicos, no solo en IgM procedente de una respuesta Tindependiente, sino que también IgM de la respuesta T-dependiente. No aparecen linfocitos B-memoria (explicado en el caso 1) Células plasmáticas de vida media larga (explicado en el caso 1) Sí aparecen linfocitos T-memoria (explicado en el caso 3) e) Si un microorganismo se elimina a los diez días de iniciada la infección. ¿Ac específicos? ¿Linfocitos B ¿Células plasmáticas Linfocitos T memoria memoria? de vida media larga? SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO SÍ/NO Sí aparecen anticuerpos específicos, ya sea IgM procedente de una respuesta Tindependiente como de la respuesta T-dependiente: y también IgG secretada por células plasmáticas de vida media larga, que proceden de la respuesta T-dependiente. Sí aparecen linfocitos B-memoria porque aparecen al noveno día, al igual que las células plasmáticas de vida media larga. Sí aparecen linfocitos T-memoria (explicado en el caso 3) EJEMPLO DE UNA RESPUESTA FRENTE A UN DETERMINADO MICROORGANISMO. Hay una enfermedad infecciosa que afecta al ganado porcino y cuyo agente etiológico es una bacteria denominada Bac-1. Esta bacteria es Gram-negativa, tiene cápsula, y se caracteriza por tener una multiplicación extracelular. Se han descrito 11 serotipos diferentes para este microorganismo, ocho de los cuales 8 se han aislado de diversos cuadros patológicos. Las principales diferencias antigénicas establecidas por cada uno de los serotipos se encuentran en la estructura y composición de la cápsula de la bacteria. Los polisacaridos de la cápsula pueden producir la agregación masiva de las inmunoglobulinas de superficie de los linfocitos B específicos. Esta bacteria secreta LPS al medio extracelular. Esta infección tarda unas tres semanas en eliminarse completamente por parte del animal PREGUNTA NÚMERO 2.- Un cerdo denominado Cerdo-1 se infecta por primera vez en su vida con la bacteria Bac-1 el día 1 de Enero del año 2008. Rellene la siguiente Tabla en donde debe señalar un título de anticuerpos compatible con esta infección seis días, un mes, seis meses y dos años después de la infección. Para contestar esta pregunta debe considerar que NO ha habido nuevos contactos con esta bacteria. Ello no implica que en otras preguntas se modifique este hecho IgM anti-Bac1 IgG anti- Bac1 Día dos de infección 1/4 1/2 Día 15 de la infección 1/32 1/16 1 mes 1/128 1/128 Un año 1/2 1/512 Tres años 1/2 1/2 Tabla 1 A la hora de contestar esta pregunta tenga en cuenta que en el laboratorio en donde se realizan estas determinaciones se señala que títulos iguales o inferiores a 1/8 se consideran inespecíficos. En el día 2 de infección nos encontramos que no se ha producido ni IgM ni IgG, ya que aun no se produjo una respuesta inmune especifica de ningún tipo (por ello nos da un titulo negativo en ambos casos) A los 15 días de infección nos encontramos con que en el organismo hay IgM ya que la respuesta Tindependiente y T-dependiente ya se inició al cuarto y al sexto día respectivamente (por ello aún su concentración en sangre es baja). La IgG está presente en sangre ya que su secreción por parte de las células plasmáticas de vida media larga comenzó el día nueve de enero. Al mes (30 días) la IgM ha aumentado de concentración en sangre ya que aún aparecen células plasmáticas de vida media corta que la siguen secretando. Debido a la eficaz actividad de las células plasmáticas de vida media corta, a los 30 días aproximadamente se igualan las concentraciones de IgM e IgG. Como a los 66 días tras la infección desaparece la IgM del organismo, al años nos da un título negativo. Sin embargo, como las células plasmáticas de vida media larga duran dos años, al año de la infección sigue habiendo IgG y en concentraciones más altas. Finalmente, a los tres años el organismo está exento de IgM e IgG, por lo que ambos títulos son negativos. PREGUNTA NÚMERO 3. Dibuje una gráfica (Gráfica 1) en donde en el eje de las X se refleje el tiempo transcurrido entre el 1 de enero del año 2008 y el 1 de enero del año 2009 y en el eje de las Y la concentración de IgG e IgM frente a esta bacteria. Debe considerar que el animal sólo ha tenido contacto con esta bacteria el día 1 de enero del año 2008. En la gráfica se debe interpretar los días en que, en su caso, aparecen y desaparecen IgM e IgG.. Debe justificarse la razón por la que se eligen esas fechas en función de que sea una respuesta T-dependiente y/o T-independiente y de que se formen células memoria, plasmáticas de vida media larga, etc que justifiquen su respuesta. La IgM comienza a secretarse el día 4 de enero del 2008 ya que es cuando se produce la Tindependiente. La IgM procedente de la respuesta T-dependiente comienza a secretarse el día 6 de enero del 2008, uniéndose a la IgM de la respuesta T-independiente, e incrementando la concentración en sangre. Su pico máximo se encuentra aproximadamente el 24 de febrero de 2008 porque las células plasmáticas de vida media corta duran 50 días, y por lo tanto cesa la secreción de IgM, aunque estas no desaparecen en el suero sanguíneo hasta pasados 10 días. La IgM desaparece el día 7 de marzo, 66 días después del inicio de la secreción de IgM procedente de la respuesta Tdependiente (la IgM procedente de la respuesta T-independiente deja de secretarse el día 5 de marzo del 2008, 64 días después del inicio de la secreción de la IgM procedente de la respuesta Tindependiente). La IgG empieza a secretarse el 9 de enero del 2008 a partir de las células plasmáticas de vida media larga, por lo que aparecen ese mismo día. La IgG sigue secretándose hasta el 29 de enero de 2010 ya que las células plasmáticas de vida media larga duran 2 años, mas 20 días que duran la IgG en suero, mas los 9 días que tardo en formarse las células plasmáticas de vida media larga, secretoras de IgG. Las células B de memoria aparecen el día 9 de enero de 2008, cuando aparecen las células plasmáticas de vida media larga: cuando se produce el cambio de isotipo de inmunoglobulina y la selección de células plasmáticas de alta afinidad, estas pueden transformarse en células plasmáticas de vida media larga en linfocitos B memoria. Las células T memoria aparecen el día 8 de enero de 2008, ya que cuando se produce la sinapsis efectora en tejidos, los linfocitos T pueden transformarse en los distintos tipos de linfocitos T (Th1, Th2, etc.) o en linfocitos T memoria. PREGUNTA 4. Respuesta del sistema inmune innato, incluido complemento durante los cuatro primeros días de la primoinfección. Señale: a) Cuáles son las células centinelas que pueden reconocer la invasión por este microorganismo. Macrófagos (hígado y células de Kupffer), los mastocitos o células cebadas y las células dendriticas. b) Señale cuáles serán las células efectoras del sistema inmune innato reclutadas en las primeras 72-96 horas de la infección. Señale cuáles se extravasan antes y cuáles después. También señale la estirpe celular que probablemente tiene más importancia en la eliminación del microorganismo. ¿Por qué cree que este mecanismo NO es eficaz y la bacteria no se elimina en las primeras 72 horas? Como consecuencia de la secreción de IL-6 y TNF- α, los capilares se dilatan extravasándose a las pocas horas de la infección neutrófilos y macrófagos (primero son los neutrófilos por su alta concentración en sangre y posteriormente los macrófagos). Sin embargo, la estirpe celular con mayor importancia a la hora de eliminar el microorganismo son los macrófagos. Debido a la presencia de la capsula, ésta dificulta la fagocitosis mediada por macrófagos. Además, dificulta que se active el complemento por vía alterna, por lo que para incrementar la actividad fagocítica de los macrófagos, necesita ser ayudado por la respuesta Tindependiente. Con esta respuesta, se secreta IgM, uniéndose las regiones Fc de los anticuerpos a los receptores Fc de los macrófagos, células dendríticas y neutrófilos con una alta afinidad. Debido a la presencia de IgM, unida a la capsula, se activa el complemento por vía clásica, aunque la cápsula es reacia a que se incruste el C3b a ella, por lo que los macrófagos, células dendríticas y neutrófilos con sus receptores CR1, CR3 y CR4 no pueden unirse a él y aumentarse aún más su capacidad fagocítica. Pero por las características bacteriana, algunas pierden su capacidad de sintetizar la cápsula, permitiendo ahora la activación del complemento por vía alterna y posteriormente por vía clásica a las estructuras de su pared celular. c) Señale si se activará el complemento en las primeras 72-96 horas y si esta activación tendrá algún efecto en la respuesta frente a este microorganismo. Señale las vías de activación del complemento SIN describir sus componentes. En caso de que conteste afirmativamente ¿Será más o menos importante esta activación de complemento en la eliminación de este microorganismo que en la de una bacteria de crecimiento intracelular intravesicular? Sí se activa en las primeras 72-96 horas porque, aunque la capsula dificulta la activación del complemento por vía alterna, al cuarto día (96 horas) se genera la IgM por via Tindependiente que activa al complemento por vía clásica (aunque este no tendrá ninguna función hasta que las bacterias no pierdan su cápsula por alguna mutación) Es más importante en la eliminación de este microorganismo extracelular ya que, si éste estuviera en el interior de la célula, el complemento por vía alterna no podría activarse ya que las células eucariotas presentan moléculas que desestabilizan la C3 convertasa de vía alterna(impiden el progreso de la activación del complemento). Tampoco se puede activar el complemento por vía clásica ya que lo único que puede expresarse de la bacteria al exterior son sus proteínas enclavadas en complejos pMHC-II del macrófago, que sólo pueden ser reconocidos por lintocitos T CD4 +. d) Señale cuál(es) de las siguientes interleucinas (IL-12, IFN-tipo I e IL-4) juega un papel esencial en la eliminación de esta bacteria y señale si la produce alguna célula del sistema inmune innato en las primeras 72-96 horas. Puede que ninguna sea especialmente relevante Ninguna tiene gran importancia para la eliminación de este microorganismo porque es extracelular y una vez que se ha aumentado la actividad fagocítica de los macrófagos, en su interior la bacteria de destruye. Tanto la IL-12 como la IFN-tipo I activan al macrófago cuando no puede eliminar al microorganismo una vez fagocitado. La IL-4 no se produce en las 72-96 horas ya que son secretadas por los TH-2 para inhibir la respuesta masiva de los TH-1. e) ¿Qué importancia tiene el que esta bacteria tenga cápsula a la hora de ser eliminada por parte del sistema inmune innato? a. ¿Se fagocitarán mejor o peor que las bacterias sin cápsula? Peor porque hasta que no se genere anticuerpos, las células centinela no pueden fagocitarlas, es decir, pasados 96 horas; o hasta que alguna bacteria pierda la cápsula por propiedades intrínsecas de la misma. b. ¿A través de que receptores de membrana se producirá la fagocitosis de estas bacterias y por parte de qué células del sistema inmune en las primeras 72 horas? La cápsula protege a la bacteria de ser fagocitada ya que envuelve a sus Patrones Moleculares Asociados a Patógenos(PMAP) localizados en su pared como son los LPS. Pero como estas bacterias liberan al medio los LPS, mediante los receptores TLR localizados en la membrana de las células centinela, reconocen a estos PMAP fagocitándolos. Como consecuencia, liberan IL-6 que hacen que se extravasen más leucocitos como neutrófilos y macrófagos (ya descrito anteriormente). Más tarde, pasadas esas 72 horas, la forma que tienen los macrófagos de fagocitar a la bacteria no es mediante receptores TLR, sino mediante FC que reconocen los fragmentos FC de las IgM formada por vía T-independiente, ya que es al cuarto días (pasadas 96 horas) cuando se generan, aumentando la capacidad fagocítica del macrófago que por sí sólo no podría con sus recetores reconocer PMAP de la pared de la bacteria. Si la bacteria no eliminase LPS al exterior, no se podría realizar la primera fagocitosis de las células centinela, hasta que no se generase IgM temprana mediante la respuesta T-independiente a los cuatro días (96 horas), dándole tiempo a la bacteria para que se reproduzca (por ello la cápsula es un factor de virulencia) Además, si algunas bacterias perdiesen su cápsula, se activaría el complemento por vía alterna, por lo que tanto las células dendríticas, macrófagos, neutrófilos y mastocitos mediante sus receptores CR1, CR3 y CR4 se unirían a la C3b enclavada en la pared bacteriana, aumentándose la actividad fagocítica. c. ¿A partir de qué momento mejorará la fagocitosis de la bacteria de una manera muy significativa en el periodo que comprende desde el comienzo de la infección hasta su eliminación? A partir de que se active la respuesta inmune específica por vía T-independiente. f) ¿Tiene algún papel relevante las células NK en la eliminación de esta bacteria? No ya que éstas, activadas por la IL-12 secretada por las células centinela, secretan INF-tipo I que aumentan la actividad microbicida del macrófago, es decir, que activa al macrófago para que aumente la producción de óxido nítrico (entre otros mecanismos) para eliminar a la bacteria en su interior cuando ésta es difícil de eliminar en las vesículas de los macrófagos. Las bacterias extracelulares, una vez fagocitada, son fácilmente eliminadas por los macrófagos en su interior. PREGUNTA 5. Respuesta del sistema inmune específico o adaptativo en esta primoinfección. Señale cuáles son los mecanismos efectores por los que el sistema inmune específico de manera directa o en cooperación con células del sistema inmune innato juegan un papel en la eliminación del microorganismo durante la primoinfección. a) Papel de los anticuerpos anti-bacterianos a. ¿Tendrán capacidad de neutralización? No porque éstos se unen a la cápsula bacteriana realizando una opsonización. b. ¿Necesitarán de otras células o elementos del sistema inmune para ejercer su función anti-microbiana en este caso concreto? La bacteria, al presentar cápsula, se induce a una respuesta T-independiente, por lo que no necesita de linfocitos T para que los linfocitos B se transformen en células plasmáticas al contactar éstos en la zona marginal (bazo y peritoneo) con el antígeno (los epítopos repetidos de polisacáridos de la cápsula) b) Papel de los linfocitos T CD8+ efectores a. ¿Se generarán linfocitos T CD8+ anti.microbianos? Para que se generen linfocitos T CD8+ anti-microbianos, la célula dendrítica (célula presentadora de antígeno) tendría que fagocitar una estructura proteica del microorganismo, para que posteriormente realice la presentación cruzada de antígeno y que dicha proteína enclavada en el complejo pMHC-I pueda ser reconocida por el linfocito T CD8 virgen y activarse. Sin embargo, estas proteínas bacterianas proceden de cuerpos apoptóticos de células que han sido infectadas por microorganismos intracelulares. Por lo que para que se produzca la activación de los linfocitos T citotóxicos debe haberse producido una infección por un microorganismo intracelular. Así que no se generan. b. ¿Cumplirá alguna función relevante en la eliminación del microorganismo? ¿Cuál? Ninguna porque no se generan c) Papel de los linfocitos T CD4+ efectores a. ¿Se generarán linfocitos T CD4+ anti-microbianos? Sí. Tras producirse la opsonización de la bacteria mediada por los anticuerpos IgM de la respuesta T-independiente, las células dendríticas en su membrana externa presentan receptores FC que los reconocen. Esto hace que la célula dendrítica puede fagocitar a la bacteria capsulada. Como consecuencia, en las vesículas de éstas aparecen péptidos de la bacteria que expresan posteriormente en complejos pMHC-II. Cuando ésta contacta con algún linfocito T CD4+ virgen, éste se activa y se hace efector contra el antígeno protéico de la bacteria que le ha presentado la célula dendrítica. b. ¿Cumplirá alguna función relevante en la eliminación del microorganismo? ¿Cuál? Actúa en la colaboración de la transformación de los linfocitos B en células plasmáticas secretoras de Anticuerpos, que en un primer momento serán de tipo IgM incrementando la concentración en suero; y posteriormente de tipo IgG que serán más eficaces a la hora de activar al complemento, por lo que mayor será la actuación fagocítica de los macrófagos. c. ¿Qué tipo de respuesta, TH1 o TH2, será más eficaz en la eliminación de este microorganismo? Razone la respuesta. Tenga en cuenta que a veces no tiene que haber una más eficaz que otra. La Th1 ya que ésta induce, tras la generación de IgM, la liberación de IgG por parte de las células plasmáticas. Los Th2 suelen generar tras IgM, IgE. d) Globalmente, ¿Cuál es el mecanismo más importante en la eliminación de microorganismo? Razone su respuesta. La liberación de anticuerpos ya que si no hubiese sido por éstos, los macrófagos no podrían haber fagocitado a las bacterias desde un primer momento. Posteriormente, con la activación de la respuesta T-dependiente esta actividad aumenta aún más al secretarse más IgM y liberarse más tardíamente IgG (más eficaz) PREGUNTA 6. Cuando la infección se resuelve, después de tres semanas, señale que células o moléculas del sistema inmune específico jugarán un papel relevante a la hora de lograr que durante la re-infección por el mismo microorganismo se genere un cuadro clínico de menor duración y sintomatología. Debe valorar la importancia relativa de la existencia de células plasmáticas de vida media larga, células B memoria, Células T CD4+ memoria y células T CD8+ memoria. Debe señalar el mecanismo o los mecanismos más importantes de una manera jerarquizada. No siempre se pueden generar las células señaladas ni siempre participan todas no tienen igual importancia. Desde un punto de vista jerárquico: Son los anticuerpos, y más específicamente la IgG presente en sangre la que juega un papel esencial en una posterior reinfección ya que: - Directamente (porque no tiene que activarse de nuevo la respuesta T-independiente ni la Tdependiente para que se secreten anticuerpos con el tiempo que ello conlleva) y más eficazmente (porque la IgG activa mejor al complemento) opsonizan a la bacteria capsulada para que desde el primer momento sea fagocitada por los macrófagos (principalmente) y neutrófilos - Puedan presentar más rápidamente las células dendríticas los antígenos protéicos de ésta al fagocitarla a los linfocitos T CD4+ vírgenes o linfocitos T CD4 memoria con el fin de que linfocitos B nuevos o linfocitos B memoria secreten más anticuerpos. Después las células plasmáticas de vida media larga que secretan IgG y que lo hacen de una forma prolongada en el tiempo. Posteriormente las células T CD4+ memoria ya que, sin necesidad de que de forma aleatoria, de todos los linfocitos T vírgenes sólo uno reconozca a una célula dendrítica, ahora hay una gran cantidad de clones de linfocitos T CD4+ que presentan la misma especificidad antigénica (además, en cada linfocito T CD4 memoria presenta una mayor concentración de moléculas de adhesión para unirse más fácilmente a las células dendríticas). Esto hace que reconozcan más rápido a los péptidos presentados por las células dendríticas y actuar con mayor rapidez. Por último, y más bien porque cronológicamente en el tiempo se activan después, los linfocitos B memoria. Al igual que ocurría con los linfocitos T CD4+ memoria, aparecen una mayor cantidad de ellos con la misma especificidad antigénica, por lo que con más rapidez contactarán con un linfocito T CD4+ efector y más rápido se transformarán en células plasmáticas. Además, directamente se transforman en células plasmáticas de vida media larga, sin tener que realizar el cambio de isotipo, por lo que generan más tempranamente IgG. Los linfocitos T CD8+ memoria no se generan porque no se activan los linfocitos T CD8+. PREGUNTA 7. Tal y como se ha señalado, Bac1 tiene 11 serotipos diferentes, de los cuales 8 se han aislado de diversos cuadros patológicos, Imagine que la bacteria que infectó a este animal el día 1 de enero del año 2008 es serotipo-1. Imagine que este sujeto se re-infecta el día 3 de enero del año 2009 con Bac1 serotipo 2. Experiencias previas han demostrado que anticuerpos específicos frente a serotipo-1 o serotipo-2 NO tienen reacción cruzada. Rellene la siguiente Tabla, teniendo en cuenta este hecho Tabla 2 Cerdo-1 Título de anticuerpos anti- Bac-1 serotipo-1 el día 15 de junio del año 2008 (antes de reinfección con Bac-1 serotipo 2) Título de anticuerpos anti- Bac-1 serotipo-2 el día 15 de junio del año 2008 (antes de reinfección con Bac-1 serotipos 2) IgM IgG IgM IgG 1/2 1/256 1/4 1/4 Título de anticuerpos anti- Bac-1 Título de anticuerpos anti- Bac-1 serotipo-1 el día 1 de febrero del año serotipo-2 el día 1 de febrero del año 2009 (tras reinfección con serotipos 2) 2009 (tras reinfección con serotipos 2) IgM IgG IgM IgG Cerdo-1 1/2 1/512 1/128 1/128 Tenga en cuenta que en el laboratorio en donde se realizan estas determinaciones se señala que títulos inferiores o iguales a 1/8 se consideran inespecíficos. Título de anticuerpos anti- Bac-1 serotipo-1 el día 15 de junio del año 2008 (antes de reinfección con Bac-1 serotipo 2) – El título de la IgM para el serotipo-1 es negativo ya que han pasado seis meses y medio tras la infección y la IgM en sangre se ha degradado (tan sólo duraba hasta el día 66 de la infección, es decir, el 7 de marzo de 2008. Sin embargo, la concentración de IgG en sangre para el serotipo-1 es muy alta porque es secretada por las células plasmáticas de vida media larga, que duran 2 años. Título de anticuerpos anti- Bac-1 serotipo-2 el día 15 de junio del año 2008 (antes de reinfección con Bac-1 serotipos 2) – Dan sueros negativos tanto para IgM como IgG ya que aún no se ha producido la infección de la Bac-1 serotipo-2, y no se han generado anticuerpos específicos contra su cápsula. Título de anticuerpos anti- Bac-1 serotipo-1 el día 1 de febrero del año 2009 (tras reinfección con serotipos 2) – En este caso, el título de la IgM para el serotipo-1 es negativo por la misma explicación anterior; y la concentración de IgG en sangre sigue aumentando. Título de anticuerpos anti- Bac-1 serotipo-2 el día 1 de febrero del año 2009 (tras reinfección con serotipos 2) – Ya se ha generado IgM contra el serotipo-2 al igual que de IgG, estando la concentración de ambas igualadas porque, aunque más tardíamente se genere IgG, la gran cantidad de células plasmáticas de vida media larga hace que se secreten mayores concentraciones de IgG. PREGUNTA 8.- ¿Cómo será el curso clínico (sintomatología) de la re-infección por el serotipo-2 en este animal el día 3 de enero? ¿Más leve que si el animal no hubiera tenido previamente contacto con el serotipo 1? ¿Se eliminará la bacteria más rápidamente que si no se hubiera puesto en contacto previamente con el serotipo 1? Justifique su respuesta. La sintomatología será algo más leve y se eliminará algo más rápido la bacteria ya que, cuando las células dendríticas consigan fagocitar la bacteria de nuevo serotipo tras ser opsonizadas previamente por nueva IgM procedente de la respuesta T-independiente, presentarán péptidos comunes a todos los serotipos bacterianos en los complejos pMHC-II. Esto hace que los linfocitos T CD4+ memoria, activados como consecuencia de la infección causada por el otro serotipo bacteriano, contacten con mayor rapidez con las células dendríticas (explicado en el tercer punto de la pregunta 6) y que se hagan efectoras, por lo que con mayor rapidez transformarán a linfocitos B específicos para el serotipo-2 en células plasmáticas secretoras de anticuerpos para dicho serotipo. Así pues, más rápidamente llegarán IgM e IgG al foco de infección, que opsonizarán más bacterias capsuladas para que sean más rápidamente fagocitadas. PREGUNTA 9. Aunque Bac1 tiene centenares de proteínas, vamos a considerar que sólo hay dos relevantes desde un punto de vista inmunológico. Una de ellas se encuentra en la membrana externa de la bacteria (Sup1) mientras que la otra se encuentran en el interior del microorganismo (Int-1). Tenga en cuenta que la existencia de la cápsula recubre la superficie de la bacteria impidiendo que las proteínas superficiales estén expuestas (ello no siempre es así en las infecciones por otras bacterias con cápsula). Experimentos previos y análisis con ayuda de simulaciones de ordenador han demostrado que si se encuentran en el espacio subcelular adecuado las proteínas del microorganismo se pueden presentar en forma de complejos pMHC en los siguientes alelos SLA de este animal. Tenga en cuenta que en cerdo el complejo MHC se denomina complejo SLA. Consideraremos a efectos de poder resolver el problema, que en este animal las moléculas MHC-I están codificadas en único locus denominado SLA-A que tiene diez alelos (denominados A1, A2,...,A10) mientras que las moléculas MHC-II se denominan SLA-D y tienen 8 alelos, denominados D1, D2,...,D8). Imagine que un determinado cerdo expresa los alelos A1, A2, D1 y D2. Tabla 3 Alelos en donde péptidos de las proteínas bacterianas se pueden enclavar SLA-A (complejo MHC-I) Sup-1 SLA-D (complejo MHC-II) A3, A5 D1, D2, D3 A1, A6 D4 Proteína superficial Int-1 Proteína interna a) ¿Contra qué estructuras bacterianas se generarán anticuerpos específicos contra este microorganismo? Contra los epítopos diferentes de la cápsula. b) Señale la especificidad de los anticuerpos que juegan un papel en la eliminación del microorganismo durante la primoinfección o la reinfección a. Señale la especificidad de los linfocitos T efectores que cooperan con linfocitos B y que gracias a esta cooperación T, se convertirse en célula plasmática secreta anticuerpos que participan en la eliminación del microorganismo: i. La proteína o las proteínas frente a los que son específicos estos linfocitos T cooperadores. Contra la proteína superficial 1 ii. El alelo o los alelos en los que se enclavan los péptidos de las proteínas que ha señalado en la que se enclava el origen del péptido como el alelo en el que se enclavan Los alelos D1 y D2 b. Señale sobre qué células realizaron sinapsis efectora linfocitos T vírgenes antimicrobianos y que especificidad antigénica tenían antes de convertirse en linfocitos T efectores que colaboraron con células B Para convertirse en linfocitos T CD4 + efectores, deben realizar una sinapsis efectora con las células dendrítica, mediante la unión de los receptores TCR de los linfocitos T CD4+ vírgenes con el complejo SLA-D1 o SLA-D2 unido a la proteína superficial Sup-1. La especificidad antigénica antes de convertirse en efectores y después es la misma, contra la proteína superficial 1 c. Señale sobre qué células los linfocitos T efectores realizaron su sinapsis efectora y que especificidad antigénica tenían. Sobre los linfocitos B vírgenes, en los que los linfocitos T efectores reconocieron el complejo SLA-D1 o SLA-D2 unido a la proteína superficial Sup-1 tras haber fagocitado estos linfocitos previamente el microorganismo al reconocer por sus anticuerpos enclavados en su membrana los antígenos capsulares. Así pues, la especificidad antigénica de los linfocitos B ahora convertidos en células plasmáticas es la cápsula bacteriana. c) En caso de que crea que juegan un papel relevante, señale la especificidad antigénica de los linfocitos T efectores CD4-CD8+ que juegan un papel en la eliminación del microorganismo durante la primo-infección y/o la re-infección. Los linfocitos T CD8+ no se generan (explicado en el ejercicio 5, apartado b), sub-apartado a)), por lo que en este caso no tendrán ninguna especificidad antigénica. La especificidad antigénica de los linfocitos t CD4+ efectores es la proteínas superficial Sub-1; pero no actúan directamente en la eliminación de la infección, sino que indirectamente al activar a los linfocitos B y transformarlos en células plasmáticas. d) Diseñe un tipaje MHC de un cerdo que no generara anticuerpos de una manera Tdependiente Un cerdo que presente los alelos SLA-D5 procedente de la madre y SLA-D8 procedente del padre. El complejo ha de ser SLA ya que los complejos pMHC que hacen que los linfocitos T CD4+ sean efectores para la colaboración posterior con los linfocitos B debe ser del tipo II. PREGUNTA 10. En la respuesta inmune frente a determinados microorganismos es muy importante el fenómeno de presentación cruzada de antígeno por parte de células dendríticas. ¿Juega este fenómeno algún papel en los mecanismos inmunes que conducen a la eliminación de este microorganismo durante la primoinfección o la reinfección? No porque esta presentación cruzada de proteínas presentes en su vesícula a proteínas presentes en su citoplasma para que se expresen en los complejos pMHC-I sólo se puede realizar si provienen de proteínas bacterianas de estructuras apoptóticas. Estas estructuras se forman cuando en una célula se inicia un proceso apoptótico como consecuencia de una invasión de ésta por una bacteria INTRAVESICULAR. PREGUNTA 11. A otro cerdo denominado cerdo-2 se le extrae una muestra de sangre el día 1 de enero del año 2008 y se determina el título de anticuerpos frete a Bac-1 serotipo-1. Los datos se expresan en la Tabla 4. Posteriormente se le vuelve a analizar el título de anticuerpos frente a ese Bac-1 serotipo-1 el 1 de septiembre en dos situaciones diferentes, que haya tenido contacto o no con Bac-1 serotipo-1 el día 1 de julio (dos meses antes de la extracción de sangre) o que NO haya vuelto a tener contacto con esta bacteria. Tabla 4. Cerdo-2 IgM Título de anticuerpos anti-Bac- 1/16 1 serotipo-1 el 01/01/2008 IgG IgM IgG 1/512 Título de anticuerpos anti- Bac1/4 1/248 1 serotipo-1 el 01/09/2008 Tenga en cuenta que en el laboratorio en donde se realizan estas determinaciones se señala que títulos inferiores o iguales a 1/8 se consideran inespecíficos. Describa cuál o cuáles son las posibles situaciones en las que se encuentra este cerdo el día 1 de enero del año 2008 (si es compatible con varias situaciones desarrolle todas y diga cuál es la más probable) No ha tenido nunca contacto con el microorganismos Falso porque presenta una gran concentración de IgG en sangre y algo de IgM contra ese serotipo, por lo que antes del 1 de enero sufrió una infección de la bacteria 1 serotipo-1. Ha tenido contacto con el microorganismo (señale en este caso una(s) fecha(s) compatible y justifique su decisión. Verdadero. Según los títulos, aproximadamente 58 días antes, en noviembre de 2007 No sólo ha tenido contacto con el microorganismo sino que puede estar en este momento infectado (el microorganismo se está reproduciendo o al menos se puede estar reproduciendo en su interior) No es probable porque a estas alturas del mes, aparece gran cantidad de IgG que indica que han actuado conjuntamente con los macrófagos para eliminar la infección. Tan solo en sangre queda IgG como consecuencia de la producción de ésta por las células plasmáticas de vida media larga. Además, si la infección empezó en noviembre de 2007, el organismo tarda en eliminar esta bacteria 3 semanas. Tendría linfocitos T o B memoria anti-Bac-1. Verdadero. Hay linfocitos B porque a los nueve días de la infección, aproximadamente el 9 de octubre de 2007, se generan células plasmáticas de vida media larga, a la vez que se forman los linfocitos B memoria; y linfocitos T memoria porque la infección ya se ha resuelto, muriendo el 95% de ellos y quedando tan sólo un 5% que se transforman en memoria. Si se infectara con ese mismo microorganismo el día 3 de septiembre del año 2008 ¿Cuánto tiempo cree que se tardaría en eliminar la infección? Menos de 24 horas ya al organismo le ha dado tiempo suficiente para generar suficiente IgG, células plasmáticas de vida media larga y linfocitos T y B memoria. Mecanismo explicado en la pregunta 6. PREGUNTA 12. Dibuje en una gráficas la respuesta de anticuerpos específicos (IgM e IgG) frente a Bac-1 serotipo 1 (gráfica 2) desde el día 1 de enero del año 2008 hasta el 1 de septiembre del año 2008, que sea compatible con los datos mostrados en la Tabla 4. PREGUNTA 13. Se quiere diseñar una vacuna para prevenir la infección por Bac-1. ¿Tendría alguna ventaja el utilizar una vacuna atenuada en lugar de una inactivada o que contuviera ciertas partes (moléculas) de Bac-1? Razone su respuesta o Teniendo en cuenta el número de dosis que se debe suministrar para lograr una correcta vacunación o Los mecanismos efectores despertados por la vacuna. Las vacunas vivas, como es el ejemplo de una vacuna atenuada, se usan para microorganismos intracelulares. Además, si la bacteria es virulenta por su cápsula y es la estructura contra la que debe actuar el sistema inmune cuando esta bacteria de forma natural invada al organismo, al quitársela evitamos que el sistema inmune genere anticuerpos contra la cápsula(que es el mecanismo fundamental para este tipo de infección). Así pues, se debe usar una vacuna no viva con subunidades purificadas de polisacáridos de la cápsula de la bacteria, pero también con subunidades proteicas purificadas de la superficie bacteriana o de su interior para formar una vacuna de macromoléculas. Estas generan una excepcional respuesta humoral ya que los antígenos se liberan fuera de las células. Como estas vacunas no potencian demasiado la respuesta del sistema inmune, se le deben introducir adyuvantes, que en este caso deben ser inmunoestimuladores que estimulan a los receptores TLR para estimular el procesamiento de Ac o particulados que incrementan la presentación del antígeno. Además, teniendo en cuenta que estamos introduciendo una vacuna con antígeno no replicativo, cada dos años (en nuestro caso, que es lo que duran las células plasmáticas de vida media larga) se debe poner otra dosis de recuerdo, para que se activen de nuevo los linfocitos B memoria generados en la primera vacuna y se transformen en células plasmáticas de vida media larga. La vacuna ¿Debería contener un serotipo concreto de este microorganismo o debería contener la mayoría de los serotipos que producen patología en cerdos? Razone su respuesta Como se está hablando de una enfermedad que afecta al ganado porcino, hay que tener en cuenta el concepto de “autovacunas”. Como este sector es principalmente intensivo, los cerdos no salen del microambiente al que están acostumbrados, por lo que sólo se ven afectados por los serotipos de su granja. Como se ha estado hablando que dos infecciones distintas generadas por la bacteria-1 serotipo-1 y serotipo-2, se vacunarán contra dichos serotipos. Si fuera una vacuna molecular que contuviera moléculas (subunidades) de la bacteria o ¿Qué parte de la bacteria debería siempre incluir la vacuna? La cápsula, ya que es ante esta estructura donde van a actuar los anticuerpos para resolver futuras infecciones contra esta bacteria. o ¿Qué otro componente, que no fuera un adyuvante, incluiría en la vacuna para mejorar el tipo de respuesta generada y con qué propósito? Como ya he mencionado antes, hay que suministrarle alguna proteína bacteriana de superficie o interna para que genere una respuesta T-dependiente, con el fin de generar una vacuna más duradera en el tiempo (la IgG generada por esta vía tiene una mayor duración en el tiempo) o ¿Sería mejor una vacuna que contuviera subunidades o una vacuna que contenga ácidos nucleicos (DNA) en este microorganismo? Las vacunas de ADN generan una respuesta muy completa que incluye la respuesta humoral, con generación de respuesta T-dependiente. Podría servir si se inoculan genes de la bacteria que codifiquen para las enzimas que sinteticen dicha cápsula, sintetizando las células propias del organismo que se encuentran en la zona de inoculación de la vacuna la cápsula. Hay que tener en cuenta la vía de inoculación (intramuscular). La ventaja que tiene es que no es necesario ni la inoculación de subunidades proteicas purificadas ni adyuvantes (éstos pueden ser tóxicos para el propio organismo).