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Macroglobulinemia de Waldenstrom Inmunología Básica por Guy Sherwood, M.D. Declaración de la visión de la IWMF Apoyo a todos los afectados por la macroglobulinemia de Waldenstrom mientras se avanza en la búsqueda de una cura. Declaración de la misión de la IWMF Ofrecer apoyo mutuo y aliento a la comunidad de macroglobulinemia de Waldenstrom y a otros con un interés en la enfermedad. Proporcionar información y programas educativos que aborden las preocupaciones de los pacientes. Promover y apoyar a la investigación para conducir a mejores tratamientos y, en última instancia, a la cura. Editado por la Fundación del Waldenstrom Macroglobulinemia Internacional (IWMF) Esta información se proporciona sin costo alguno para usted. Por favor, considere unirse y / o contribuir con la IWMF para que podamos seguir ofreciendo materiales como este y apoyar la investigación hacia mejores tratamientos y una cura para la macroglobulinemia de Waldenstrom. Usted puede inscribirse y / o contribuir desde nuestro sitio web, www.iwmf.com, o puede enviar su contribución a: 6144 Clark Center Avenue, Sarasota, FL 34328. IWMF es una organización sin fines de lucro exenta de impuestos, la Fed ID es #541784426. Revisado 2014 Esto es una revisión integral actualizada sobre la inmunología y su relación con la Macroglobulinemia de Waldenström. La comprensión del sistema inmune es importante desde el punto de vista de esta enfermedad. Este folleto comienza con una visión general del sistema inmunológico y luego se concentra en las células implicadas en la enfermedad. El crecimiento y muerte celular se aborda brevemente. Hay una extensa sección sobre las citoquinas y una excelente revisión acerca de las inmunoglobulinas, que es importante. La estructura de los genes de la inmunoglobulina, así como una breve y lucida discusión de la genética de la inmunología está incluida. Se discute brevemente la Terapia Celular Adoptiva, que es un nuevo enfoque para la MW y sus trastornos relacionados. Este es un momento emocionante para MW. La comprensión del sistema inmune es fundamental para aprovechar los nuevos avances científicos. Robert A. Kyle, MD Clínica Mayo 2014 1 PREFACIO……………………………………………………………………………3 INTRODUCCION AL SISTEMA INMUNE…………………………………………5 BIOLOGIA CELULAR BÁSICA……………………………………………………..6 CRECIMIENTO Y MUERTE CELULAR………………………………………….. 8 CELULAS DEL SISTEMA INMUNE………………………………………………..9 BIOLOGICAS MOLECULAS DEL SISTEMA INMUNE…………………..……..15 ORGANOS Y TEJIDOS DEL SISTEMA INMUNE………………………………17 ANTICUERPOS/INMUNOGLOBULINAS…………………………………………18 CITOTOXICIDAD CELULAR ANTICUERPO DEPENDIENTE MEDIADA POR CELULAS (ADCC) Y LA CITOTOXICIDAD DEPENDIENTE DEL COMPLEMENTO (CDC)…………………………………………………………… 24 FUNDAMENTOS DE GENETICA………………………………………………… 25 GENETICA BASICA APLICADA A INMUNOLOGIA……………………………. 38 PATOFISIOLOGIA DE LA MACROGLOBULINEMIA DE WALDENSTROM… 42 HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA INVESTIGACION GENETICA………. 44 EPILOGO……………………………………………………………………………. 46 AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………… 47 GLOSARIO DE TÉRMINOS SELECCIONADOS………………………………...48 2 Esta es la edición revisada y expandida del folleto originalmente concebido en el 2007, como una extensión de un pequeño artículo que escribí en el 2001 titulado “Inmunología 101”. Yo había sido diagnosticado con Macroglobulinemia de Waldenström y había comenzado mi búsqueda de literatura médica adicional para encontrar información acerca de esta misteriosa enfermedad. Todo lo que había encontrado era una referencia básica para este tipo raro de cáncer auto inmune. La mayoría de las revistas médicas traían un ocasional y breve artículo sobre MW que requerían frecuentes consultas a mis viejos y desactualizados libros de texto de inmunología del año 1980. Afortunadamente, junto con mi copia de confianza del Dorland’s Illustrated Medical Dictionary y de ediciones de los libros de texto de inmunología de la escuela médica estándar que tomé prestado durante largos períodos de tiempo de la biblioteca del hospital local, me puse a revisar lentamente el fascinante mundo de la inmunología humana. Con mucho, la fuente más importante de información que descubrí fue la Fundación Internacional de Macroglobulinemia Waldenström (International Waldenström ‘s Macroglobulinemia Foundation (IWMF)) y su lista de discusión fabulosa Internet, -Habla (IWMF-Talk). En IWMF-Talk, se ofrece una gran cantidad de información práctica y discusiones de pacientes reales, ya sea sobre tratamientos y temas relacionados, importante apoyo emocional o las estrategias para hacer frente a la enfermedad extraña e incurable. Pronto se hizo evidente que muchos pacientes encontraron una gran comodidad en educarse a sí mismos sobre su enfermedad. El rápido ritmo de la investigación médica y el apoyo maravilloso que al IWMF ha dedicado a los investigadores de la MW, ha resultado en avances significativos y persistentes en la comprensión de esta enfermedad y las opciones de tratamiento para ella - una razón mayor sobre por qué era necesaria esta revisión. Como más y más el tratamientos nuevos están siendo estudiando en ensayos clínicos de todo el mundo, pacientes con MW necesitan ahora, más que nunca, educarse acerca de su enfermedad y el papel crítico que su sistema inmunológico juega en la génesis de la MW, así como su respuesta al tratamiento. He hecho un esfuerzo consciente para escribir este libro en términos lo más simples posible, y se proporciona un glosario de términos seleccionados que aparecen en negrita cuando se mencionan por primera vez. También podrá ver los cuadros de texto que tratan sobre genética e inmunología así como lo que se refiere a los descubrimientos recientes en el campo de la investigación sobre MW. Me he esforzado por presentar la información más precisa disponible; Sin embargo, estoy seguro de que alguna de esta información tendrá que ser actualizada cuando se hacen nuevos descubrimientos. Por supuesto, los invito a realizar cualquier corrección que pueda hacerse para mejorar esta folleto. I fomentar a los pacientes con MW a buscar fuentes 3 adicionales de información y mantener una sed continua de conocimiento en el maravilloso y fascinante mundo de la inmunología humana. Durante los últimos años ha ido aumentando el interés y la investigación correspondiente a la biología molecular y la genética del sistema inmune y de la MW. La junta de síndicos IWMF, por tanto, me anima a revisar este folleto y añadir un poco de información sobre la biología celular básica, así como una sección ampliada sobre genética básica. Es mi esperanza que este modesto folleto ayudará a los pacientes de MW en su búsqueda de una mayor comprensión de esta enfermedad y así ayudar a movilizar recursos en su lucha exitosa contra la MW y la supervivencia del cáncer. Guy Sherwood, Médico. Marzo 2014 Derechos de autor IWMF y Guy Sherwood, MD, 2007 Revisado 2014. Traducido al español por la Dra. Graciela Molina, Buenos Aires, Argentina 4 Nosotros vivimos en un ambiente donde estamos continuamente siendo cambiados por una gran cantidad de organismos que pueden causar enfermedades: bacterias que nos causan sinusitis, virus que causan horribles dolores, hongos que decoloran nuestras uñas de los pies, complejos organismos como la malaria que mata millones de personas cada año y una bizarra proteína denominada prion implicada en el mal de la vaca loca. Afortunadamente, poseemos un sistema inmune el cual puede protegernos de muchos organismos, provocando que las infecciones tengan corta vida y dejen un pequeño daño permanente. Inmunidad, Antígenos e Inmunogenos La inmunidad es el mecanismo usado por el organismo para protegerse el mismo contra los agentes del medio que son extraños al cuerpo. Una molécula extraña sobre la superficie de un agente infeccioso (ejemplo, baterías, virus, u otro patógeno) es llamado un antígeno. Un inmunogeno es un antígeno capaz de inducir una respuesta inmune. Los compuestos inmunogénicos son generalmente caracterizados como un agente extraño de fuera del individuo, con un alto peso molecular, y químicamente complejo. De esta manera bacterias y proteínas como los pólenes, pueden causar respuestas inmunes, de igual forma, pequeñas moléculas como una simple droga ( a menos que esté adherida como un carrier) no evoca, en general, una respuesta inmune. En esencia, todo los inmunogenos son antígenos, pero no todos los antígenos son inmunogenos. El Sistema Inmune Humano Hay dos tipos de inmunidad : la inmunidad innata y la inmunidad adquirida. La inmunidad innata (también conocida como inmunidad no adaptativa) consiste en todos aquellos elementos con los cuales un individuo nace, y que están siempre presentes y disponibles para proteger el individuo de una infección. Ejemplo de inmunidad innata es la barrera protectora de la piel, las membranas mucosas del sistema respiratorio superior, el reflejo de la tos, el pH ácido del estómago, y las enzimas como la lisozima que esta presente en las lágrimas. Elementos internos, también pueden jugar un rol en la inmunidad innata, incluyendo fiebre, proteínas especiales encontradas en la sangre, químicos como el interferón relacionados con la inmunidad celular y ciertas células inmunes, que actúan como una guardia no especializada ante cualquier invasor extraño. De gran interés para nosotros, es la inmunidad adquirida (también llamada inmunidad adaptativa). Este tipo de inmunidad es considerada más especializada y compleja. En efecto, la inmunidad adquirida es una evolución relativamente nueva presente solamente en los vertebrados. La diferencia principal entre inmunidad innata y adquirida es que la segunda, responde más específicamente para un antígeno particular; de esta manera un individuo necesita tener un contacto inicial con el antígeno externo, que desencadena 5 una sucesión de eventos para formar la inmunidad. La respuesta de la inmunidad adquirida no sólo mejora en las sucesivas exposiciones a un antígeno particular, sino que tiene efecto de recuerdo de las propiedades antigénicas del agente infeccioso y puede responder para que no cause enfermedad más tarde. La exposición inicial del sistema inmune a un agente patógeno, es denominada inmunización. La respuesta inmune precede a distintos eventos, como la activación de leucocitos (células blancas de la sangre) y provoca la consecuente producción de anticuerpos. La célula es la unidad biológica básica estructural y funcional de todas las cosas vivas. El cuerpo humano está compuesto por trillones de células que proveen de estructura para el cuerpo, toman los nutrientes en forma de comida, producen energía y llevan adelante numerosas acciones especializadas. Las células también contienen el material hereditario del cuerpo siendo la unidad más pequeña de vida que se puede reproducir independientemente. Las células tienen muchas partes especializadas llamadas organelas, cada una con diferente función. En el interés de ser breves, ponemos el foco principalmente en cinco partes de la célula: la membrana plasmática, el citoplasma, la mitocondria, el núcleo y dos pequeñas estructuras llamadas ribosomas y proteosomas (Figura 1). Figura 1. Célula típica con estructuras asociadas La membrana plasmática es la membrana externa de la célula. Separa la célula del medio ambiente, es importante en la comunicación de la célula con el entorno y permite que los materiales entren y salgan de la célula. Dentro de la membrana plasmática hay una variedad de proteínas moleculares que actúan como canales y permite mover las diferentes moléculas dentro y fuera de la célula. La superficie de la membrana también contienen receptores proteicos que permiten a la célula detectar señales de las moléculas (ejemplo el receptor 6 CD20 que se comunica con el comúnmente usado agente inmuno-terapico rituximab) (Figura 2). Figura 2. Célula B con antígenos de superficie incluidos el CD20 Dentro de la célula, el citoplasma o protoplasma, contiene muchas moléculas cómo proteínas, ácidos nucleicos y organelas como la mitocondria y el núcleo, todos envueltos por la membrana plasmática. Muchas reacciones bioquímicas complejas son ejecutadas por el citoplasma, a menudo iniciado por señales desde los receptores de la membrana plasmática, y eventualmente influenciados por el ADN (ácido desoxirribonucleico) replicado en el núcleo. Las mitocondrias son complejas organelas que convierten comida en energía para la célula. Ellas tienen su propio material genético y pueden copiarse así mismas. El núcleo es el centro de comando de la célula, da indicaciones para que crezca, madure, se divida o muera. También contiene el material genético (ADN). El núcleo esta rodeado por una membrana llamada membrana nuclear que protegen ADN y separa el núcleo del resto de la células (Figura 3). Hay dos estructuras que merecen especial mención. Los ribosomas son la fábrica de proteínas celulares. Usando el código del material genético, ellos son capaces de crear múltiples tipos de proteínas. Los proteosomas son estructuras localizadas en el núcleo de la célula y el citoplasma, tienen como principal función la degradación y reciclado de las proteínas. Las células puede regular la concentración de proteínas particulares mediante el uso de los proteosomas. Las proteínas son degradadas en pequeños pedacitos de proteínas que pueden ser reusados para sintetizar nuevas proteínas. 7 Figura 3. Núcleo celular Bortezomib (o VelcadeMR como es mayormente conocido), inhibe el normal funcionamiento de los proteosomas. Creando un rápido y marcado incremento en el nivel de una no degradada proteína en célula, conduciendo a la muerte celular. En esencia, la célula comienza a engordar con proteínas “basura”, como el camión de la basura cuando ha dejado de hacer sus rondas. Las células están muy activas en el metabolismo proteico (Ej.: las células de la MW realizan cantidades copiosas de IgM) y son particularmente susceptibles a la inhibición del proteosomas. Muchos procesos complejos están involucrado en el mantenimiento apropiado del crecimiento de la célula. El crecimiento celular y la división es una empresa tan importante que muchos pesos y contrapesos están en su lugar para asegurar un estricto control sobre todos los procesos involucrados. A pesar de salvaguardias tales como la repetición de ADN, fallos en las comunicaciones celulares internas y externas (y de señalización) puede resultar en un crecimiento celular incontrolado. El cáncer puede ocurrir de muchas maneras, pero, invariablemente, siempre depende de múltiples errores de señalización. El cáncer comienza cuando una célula adquiere la capacidad de crecer y dividir a pesar de las señales habituales o incluso en ausencia de tales señales. Cuando la célula pierde la capacidad de responder a las señales de muerte, se divide fuera de control, y con el tiempo deviene la formación de un tumor. En el funcionamiento adecuado de la célula, el crecimiento no regulado desencadena una señal para la autodestrucción, llamado apoptosis. Del mismo modo, si una célula está más allá de su reparación, se inicia la apoptosis (Figura 4). 8 Figura 4. El proceso de la apoptosis (programada la muerte de la célula) HEMATOPOYESIS La hematopoyesis es el proceso por el cual las células blancas de la sangre crecen, se dividen y se diferencian en la médula ósea. La denominada Célula Madre Hematopoyética (Hematopoietic Stem Cells (HSCs)), que se encuentra en la médula ósea, es el común ancestro de virtualmente todas las células encontradas en la sangre, linfa y órganos del sistema inmune (Figura 5). Las Células Madres (HSCs) se auto renuevan cuando se dividen, algunas de sus células hijas permanecen como las CMH. De esta manera, la cantidad de células madre nunca se agota. Aunque las Células Madres Hematopoyéticas representan menos del 0.01% de las células que se encuentran en la médula ósea de los adultos, ellas dan lugar a una población intermedia más grande, de células hijas diferenciadas, o de células progenitoras, que a su vez se dividen varias veces y se diferencian en células maduras. En el momento en que una célula completa su última división celular programada y llega a su etapa final designada, pierde toda su capacidad de proliferar o alterar su estado funcional y por lo tanto se dice que es diferenciada terminal. Las células madres hematopoyéticas humanas expresan una proteína de superficie denominada CD34 (también encontrada en las células que revisten los vasos sanguíneos), esta proteína es útil para el reconocimiento y la aislación de las CMH. Grandes cantidades de células sanguíneas maduras son producidas por la médula ósea cada día, y la tasa de producción de cada tipo de célula se controla con precisión en varios niveles a fin de (1) mantener una cantidad disponible de CMH para renovación, (2) regular la proliferación y diferenciación 9 de las células funcionales en todas las fases, y (3) ajustar la actividad de cada vía hematopoyética en respuesta a las demandas fisiológicas del cuerpo. Figura 5. Vista esquemática de la hematopoyesis, enfatizando las vías eritroide, mieloide y linfoide. Esta muy simplificada descripción omite muchas células intermedias reconocidas en cada proceso. (Adaptado del Medical Immunology 10 Edition, Parslow, TG et al. ,2001) Las tres tipos de células generales producidas por la médula ósea desde las células madres hematopoyéticas son: (1) eritrocitos (células rojas de la sangre),los cuales son principalmente los responsables del transporte de Oxigeno a los tejidos del cuerpo, (2) las plaquetas, responsables del control del sangrado, (3) y los leucocitos (células blancas de la sangre) , cuya gran mayoría están implicados en la defensa del cuerpo ante invasores extraños. Las Células del Sistema Inmune Adquirido La respuesta del sistema inmune adquirido es producida por una variedad de células y por las moléculas biológicamente activas que ellas secretan. (Figura 6). A pesar que los leucocitos juegan un rol predominante en la mayoría de las respuestas inmunes, otras células en el sistema circulatorio y en los tejidos también participan en específicos caminos de la respuesta inmune. La comunicación entre las células y la activación de ciertas células especiales del sistema inmune son llevadas a cabo por mensajeros moleculares denominados citoquinas. Tres tipos de células son reconocidas como las mayores jugadoras en la inmunidad adquirida. 10 Figura 6. Leucocitos y componentes solubles del Immunology Sixth Edition by Roitt.I et al., 2001) asociados al sistema inmune. (Adaptado Fagocitos Los fagocitos son las células blancas responsables de atacar a los agentes extraños. Los macrófagos están habilitados para “ingerir y digerir” antígenos y “procesarlos” para la presentación y la subsecuente activación de las células T de la inmunidad adquirida (Figura 7). Estas células de larga vida procesadoras de antígenos o fagocitos juegan un necesario y muy efectivo rol activando las células especificas T y son estratégicamente puestas a lo largo del cuerpo donde ellas pueden mejor interceptar y capturar a los antígenos. Como estas células fagociticas migran a los diferentes tejidos, ellas se transforman en células de Kuffer en el hígado, células microgliales en el cerebro, células “A” en las uniones sinoviales, macrófagos alveolares en el pulmón, fagocitos mesangiales en el riñón, macrófagos en los nódulos linfáticos y bazo, y finalmente monocitos que circulan libremente por la sangre. Los neutrófilos polimorfonucleares o neutrófilos para acortar, son otro grupo importante de fagocitos. Ellos tienen corta vida y constituyen la mayoría de los leucocitos encontrados en la sangre. Son muy reactivos, se multiplican muy rápido (de ahí la alta cuenta de células blancas en una infección por ejemplo), y pueden migrar dentro de un tejido como respuesta a un proceso inflamatorio. Figura 7. Interacción entre linfocitos y fagocitos. (Adaptado de Immunology Sixth Edition, Roitt,I., et al., 2001) 11 Linfocitos El cuerpo humano contiene más de un trillón de linfocitos, entre los cuales hay dos grandes grupos conocidos como células B (derivados de la médula ósea) y células T (derivados del timo). En la sangre, el 75% de los linfocitos son T y el 10% son B (el restante 15% son células killer (NK) y células dendríticas. Las células madres hematopoyéticas en la médula ósea da origen a una célula denominada célula madre linfocítica, la cual sirve como precursor para ambas células T y B, como así también para las células killer y las dendríticas. Las células B se desarrollan enteramente en la médula ósea, mientras que las células T abandonan la médula ósea como un precursor inmaduro y viajan a través del torrente sanguíneo hasta el timo donde proliferan y se diferencian en células maduras. Las células B o linfocitos B están genéticamente programadas para codificar sobre sus exteriores una molécula de receptor de superficie específica para un antígeno particular. Una vez estimulado por este antígeno específico, las células B se multiplican y, posteriormente, se diferencian en células plasmáticas. Estas células plasmáticas, ahora ya no son capaces de multiplicarse, secretan grandes cantidades de anticuerpos de la misma especificidad para un antígeno particular como la de los receptores en las membranas de sus células precursoras. Al mismo tiempo, una proporción de células hijas se convierten en células maduras y son capaces de ser activadas para una respuesta subsiguiente y aún más rápida. Estas últimas células B quedaron comprometidos como células de memoria. (Figura 8). Los anticuerpos, también conocidos como inmunoglobulinas (Ig), son prácticamente idénticos a la molécula del receptor original en la célula B, haciéndolos muy específico para el antígeno que inicialmente activo a la célula B. Como toda célula madura, ellas expresan diferentes moléculas de superficie denominados marcadores CD-por ejemplo, una célula B expresa el marcador CD20 a través de todo su desarrollo pero pierde esta expresión y adquiere CD38 cuando se convierte en una célula plasmática. Este cambio en la expresión de la molécula de superficie provee una manera conveniente de identificar los distintos desarrollos de la célula B y los tipos de cáncer que pueden desarrollarse desde ellas. 12 Figura 8. Las células B se diferencian de las células madre linfoides en las células B vírgenes y pueden entonces ser impulsadas por antígenos para convertirse en células de memoria o células plasmáticas. (Adaptado de Immunology Sixth Edition, Roitt,I., et al., 2001) Células T o linfocitos T, de las cuales existen diferentes variedades, pueden demostrar la especificidad de antígenos a través de receptores de la superficie (receptores de células T), y proliferan y se diferencian cuando son estimuladas por células que presentan el antígeno. Los receptores de células T comparten muchas propiedades con las inmunoglobulinas receptoras de las células B. Los receptores de células T son generalmente de mayor número y complejidad, participan en una tremenda cantidad de funciones del sistema inmune. Las células T activadas liberan sustancias en la circulación llamadas linfoquinas, que desempeñan importantes funciones bioquímicas en la respuesta inmune. Las células T se componen de distintas subpoblaciones que tienen funciones inmunológicas muy diferentes y expresan sus propios marcadores de superficie distintivas. Las células T no producen anticuerpos, pero tienen una variedad de otras funciones muy interesantes. Cerca del 75% de las células T maduras expresan el marcador de superficie CD4, y este CD4 T helper célula (Th células) y se subdividen en T-helper 1 y T-helper 2 (Th2-células) basada predominantemente en el tipo de citoquinas que ellos producen. Las células Th1 son particularmente efectivas en las respuestas inmunes que involucran a macrófagos y otros fagocitos. Ellas interactúan con el transactivador del complejo mayor de histocompatibilidad clase II presentado por las células del antígeno (macrófagos, células dendríticas,). Esto conduce a la liberación de citoquinas como las IL-2 de las células T y la posterior activación de células B, para ayudarles a dividirse y producir anticuerpos, así como a la activación de los macrófagos y otras células fagociticas para neutralizar o destruir el antígeno en cuestión. Las células Th2 tienen un papel predominante en la activación de las células B productoras de anticuerpos (Figura 9) y también con trastornos alérgicos interactuando con mastocitos y eosinófilos. Los linfocitos T citotóxicos expresan en su superficie el marcador CD8. Ellos interactúan predominantemente con el transactivador del complejo mayor de histocompatibilidad clase I y tienen la habilidad de reconocer y destruir 13 células las cuales han sido infectadas por un virus o algún otro patógeno intracelular. Las células Tc son importantes en el rechazo de trasplante de donante (aloinjerto) y puede desempeñar un papel en la vigilancia inmunológica contra malignidad. Figura 9. Funciones de los linfocitos. (Adaptado de Immunology Sixth Edition, Roitt,I., et al., 2001) Las células naturales Killer (NK células) o los linfocitos grandes granulares son capaces de reconocer células tumorales y células infectadas por virus que tienden a mostrar cambios sobre la superficie celular. Las células Killer y los linfocitos citotóxicos trabajan juntos en este tema. Las células Killer son también capaces de destruir células que se han recubierto con anticuerpos específicos (Ej.: rituximab sobre las células B). La denominada “Terapia de células T adoptivas”, busca cosechar y alterar genéticamente las células T de un paciente para atacar a las células cancerosas. Las células T viajan a través del cuerpo y exploran los antígenos en la superficie de las células extrañas. Si un antígeno coincide con un receptor de células T, la célula T se activa y pone en marcha un ataque. Se ha identificado una célula T receptora, que reconoce la forma anormal de una proteína llamada MYD88 (el antígeno), que se encuentra en la mayoría de los pacientes con MW. Un nuevo proyecto será diseñar las células T de los pacientes con MW para reconocer este antígeno y volver a infundir en gran número en los pacientes con MW. Se espera que las células T salgan a buscar y destruir a las células de MW a lo largo del cuerpo. Con suerte, este tipo de células T modificadas conducirán a un mejor control de la enfermedad y, posiblemente, una cura, pero en la actualidad se siguen experimentado. Otros Tipos de Leucocitos y Células del Sistema Inmune Los eosinófilos tienen la habilidad de reconocer y participar en la destrucción de gran cantidad de parásitos como los gusanos. Cuando son estimulados, ellos liberan sustancias químicas toxicas denominadas lisozimas desde gránulos dentro de la célula. Los mastocitos son células con el mismo precursor de la médula ósea que los basófilos. Los mastocitos de los tejidos poseen en su superficie receptores de membrana para IgE, y como resultado de esa interacción, liberan muchos 14 químicos asociados con la típica reacción alérgica. Recientemente la interacción entre los mastocitos y las células B de la Macroglobulinemia de Waldenström en el ambiente celular de la médula ósea ha sido sujeto de numerosas investigaciones, La presencia de mastocitos en la medula ósea es útil para incrementar la posibilidad de diagnóstico de la Macroglobulinemia de Waldenström. Los basófilos son similares a los mastocitos en que ellos liberal moléculas biológicas que producen inflamación en los tejidos. Los basófilos a diferencia de los mastocitos son móviles y tienen la habilidad de circular. Las células dendríticas de la médula ósea devienen en células que migran cerca de todos los tejidos y juegan un rol importante en la presentación de antígenos y la activación de las células T. Las plaquetas, a pesar de no ser del linaje de las células blancas y ser conocidas principalmente por su rol en la coagulación sanguínea, participan en la respuesta inmune primaria a través de su rol en la inflamación. Luego de su agregación en el sitio de la injuria desde los vasos sanguíneos, ellas liberan sustancias que a su vez atraen a los leucocitos. Muchas interacciones criticas entre las células del sistema inmune son controladas por las proteínas moleculares encontradas en la sangre, los nódulos linfáticos y los tejidos y la médula ósea. La concentración sérica de un número de estas moléculas aumenta rápidamente durante una respuesta inmune y por lo tanto se llaman proteínas de fase aguda o reactantes de fase aguda. (proteína C reactiva o CPR es un ejemplo). Citoquinas, anticuerpos (inmunoglobulinas) y proteínas complementarias son las tres moléculas principales involucradas en el sistema inmune. Citoquinas Las citoquinas son un grupo diverso de moléculas biológicas que están involucradas en la comunicación que ocurre entre las células y que influencian el crecimiento, movilidad, diferenciación y función de las células diana (Target) en cuestión. Juntas ellas están involucradas en la respuesta inmune e inflamatoria, cicatrización de las heridas, hematopoyesis, angiogénesis (crecimiento de nuevos vasos), y muchos otros procesos biológicos. Las citoquinas ejercen sus acciones por uniones de los receptores de superficie específicos sobre las células diana (target). Algunas citoquinas como la eritropoyetina (ProcritMR) y G-CSF (NeupogenMR) pueden influenciar a células distantes; la mayoría de las citoquinas actúan localmente en adyacencias de células, como en la interacción de los mastocitos y las células de la Macroglobulinemia de Waldenström en la médula ósea (denominado acción paracrina), o actúan sobre la producción de células en sí mismas (acción autocrina). Las citoquinas producidas por los linfocitos son llamadas linfoquinas, así como las citoquinas producidas por monocitos o macrófagos son llamadas monoquinas. 15 Interleuquinas (ILs) son producidas principalmente por las células T y están involucradas en la división y diferenciación de otras células. Interferón (IFNs) es producido en respuesta a una infección viral, algunos por la propia célula infectada por el virus, y otros son activados por las células T. Factor estimulador de colonias (CSFs) están principalmente involucrados en la división y diferenciación de las células madres de la médula ósea y con las células precursoras blancas y rojas de la sangre. Quimiocinas están involucradas primariamente en el movimiento de las células alrededor del cuerpo, desde la sangre periférica a los tejidos. Existen muchas otras citoquinas, y de ellas, el factor de necrosis tumoral familiar (TNF) y el transformador de factor de crecimiento familiar (TGF) son objetos de activa investigación en biología molecular. Los investigadores apoyados por la International Waldenstrom’s Macroglobulinemia Foundation (IWMF) tratan de comprender el mecanismo de aumento de los niveles de la Inmunoglobulina M visto en los pacientes con MW y de determinar cuáles son los factores en la médula ósea que apoyan el crecimiento de las células de MW. Las proteínas llamadas Citoquinas juegan un papel importante en la promoción de la producción y secreción de la IgM. Citoquinas con nombres perplejos como BLyS/BAFF, IL-6 y IL-21 juegan un rol principal en el mantenimiento del crecimiento de las células MW y promueven la producción de IgM. Estas citoquinas usan una vía de señalización para incrementar la secreción de IgM, y bloquear estas muy complejas vías, significaría una reducción en la producción de la IgM. Proteínas del Complemento Las proteínas del complemento consisten en alrededor de 20 proteínas encontradas en la sangre que actúan juntas en un especifico orden secuencial para facilitar la reacción inflamatoria. Las proteínas del complemento pueden también interactuar con otros componentes del sistema inmune como los fagocitos y los anticuerpos que destruyen los patógenos. Este sistema del complemento será discutido en detalle mas adelante. Anticuerpos/Inmunoglobulinas Los anticuerpos (Abs), también conocidos como las inmunoglobulina (Igs) son un grupo de moléculas del sistema autoinmune producida por las células B. Esto será discutido en mayor detalle en una sección separada denominada ANTICUERPOS/INMUNOGLOBULINAS. 16 La proliferación, diferenciación y maduración de los linfocitos tiene lugar en los órganos y tejidos del sistema inmune, colectivamente conocido cono órganos linfoides. La maduración de las células B y T en linfocitos de reconocimiento de antígenos tiene lugar en los órganos linfoides primarios u órganos linfoides centrales. Cada Linfocito es generado en los órganos primarios linfoides, ellos migran a los órganos linfoides secundarios donde son estimulados por los antígenos para someterse a la posterior división y diferenciación (Figura 10). Figura 10. Principales órganos y tejidos linfoideos. El Timo y la médula ósea son órganos linfoides primarios y son el sitio de maduración de las células T y B, respectivamente. La respuesta inmune ocurre en los órganos secundarios y tejidos. (Adaptado de Immunology Sixth Edition, Roitt,I., et al., 2001) Órganos Linfoides Primarios La médula ósea (y el hígado en el feto) es el sitio de desarrollo y maduración de las células B. Eritrocitos (células rojas de la sangre), granulocitos (neutrófilos, eosinófilos y basófilos), monocitos y plaquetas son también producidos a través de la hematopoyesis en la médula ósea. El timo es un órgano ubicado en la cavidad torácica, sobre la línea del corazón y de los mas grandes vasos sanguíneos. Este órgano consiste en dos lóbulos y es el sitio donde las células T se desarrollan y maduran. Las células Progenitoras T migran desde la médula ósea hacia el timo, donde luego se diferencian, ellas están listas para responder a antígenos específicos y desarrollar proteínas de superficie denominadas células T receptoras (TCRs). 17 Órganos Linfoides Secundarios y Tejidos Los linfocitos maduros son estimulados por los antígenos para someterse a la división y diferenciación en los órganos linfoides secundarios y tejidos, el mas importante es el bazo y los nódulos linfáticos. Los linfocitos maduros pueden también interactuar con los antígenos y diferenciarse para sintetizar anticuerpos específicos en otras áreas del cuerpo. El tejido linfoideo que es encontrado en asociación con mucosas de superficie (mucosa asociada a tejido linfático o MALT), amígdalas y la apéndice cecal es un ejemplo de ello. Los órganos linfoides secundarios y los tejidos tienen dos roles principales en el sistema inmune: ellos son muy efectivos en atrapar y concentrar sustancias antigénicas extrañas, y son el sitio principal para la producción de anticuerpos y de generación de células T antigénicas especificas. El bazo se encuentra en la zona superior izquierda al lado del estomago. Es el órgano linfoide secundario mas grande y es muy eficiente filtrando y concentrando sustancias extrañas de la sangre. Las células B forman el 50% de la población del bazo con un 30%- 40% de células T. Los macrófagos en el bazo, son capaces de reconocer plaquetas y glóbulos rojos envejecidos o dañados y disponer de ellos para la fagocitosis. Los nódulos linfáticos y el sistema linfático forman una intrincada red de canales (los vasos linfáticos) y estaciones de filtrado (los ganglios linfáticos) estratégicamente ubicados a través del cuerpo, ambos en áreas profundas del cuerpo, cerca de órganos así como en áreas superficiales bajo la piel. Como el bazo, el sistema linfático es muy bueno atrapando antígenos presentes en la circulación linfática donde macrófagos, células T y células B, pueden interactuar y montar una respuesta inmune. Desde la estimulación antigénica, estructuras en el ganglio linfático forman un centro germinal que contienen densas poblaciones de linfocitos, la mayoría células B, las cuales son activamente divididas y diferenciadas. Los linfocitos están en constante movimiento a través del cuerpo, promoviendo la colocación estratégica de las células del sistema inmune que permita la mayor probabilidad de interacción con organismo extraño. Los anticuerpos o inmunoglobulinas (Igs) son una de las mas brillantes soluciones de la naturaleza para el problema de los antígenos o material extraño. La Inmunidad adquirida, la cual es muy nueva en términos evolutivos, se caracteriza por la habilidad del sistema inmune de producir un anticuerpo en respuesta a un antígeno específico. El contacto inicial por el antígeno que conecta con la producción de anticuerpos es llamado inmunización. La subsecuente activación de los linfocitos y la producción de inmunoglobulinas conduce a la neutralización del agente extraño. Las inmunoglobulinas son parte de una gran familia de moléculas biológicamente activas, relacionadas entre si, pero no idénticas que son el ingrediente critico de cada etapa de la inmunidad adquirida. Cada molécula de 18 inmunoglobulina son bifuncionales. Una región, o fragmento de la molécula, denominado Fab, se ocupa de una unión al antígeno, mientras que otro fragmento de la molécula de Ig, el fragmento Fc, facilita las denominadas funciones efectoras y puede unirse a las células efectoras. Las funciones efectoras incluyen la unión de la Ig a los tejidos del huésped y a diversas células del sistema inmune y a la activación del sistema del complemento. Las células del sistema inmune tales como macrófagos, neutrófilos, células Killer, eosinófilos y mastocitos tienen receptores de superficie para las inmunoglobulinas. Estas células interactúan con la región Fc de la inmunoglobulina para iniciar funciones tales como la fagocitosis, la destrucción de células tumorales y la liberación de moléculas biológicamente activas. Las inmunoglobulinas tienen muchas características estructurales comunes, pero difieren una de otra en la porción de la Ig que se une específicamente al antígeno respectivo. Esencialmente, cada molécula de inmunoglobulina consiste en dos cadenas livianas idénticas y dos cadenas pesadas idénticas, unidas entre sí por enlaces químicos di sulfuro. La molécula de inmunoglobulina típica puede ser representado esquemáticamente como una “Y” (Figura 11). Las cadenas pesada (dos veces el tamaño de las cadenas ligeras) forman la parte central de la configuración y, con una cadena ligera a cada lado de la molécula. Los dos sitios de unión al antígeno (Fab) se localizan generalmente en los dos brazos de la “Y“ mientras que el sitio efector (Fc) se encuentra en la base de la estructura del anticuerpo “Y”. Existen dos tipos distintos de cadenas livianas, kappa y lambda. No existen diferencias funcionales entre estos dos tipos y cada tipo puede asociarse con cada una de las variedades de las cadenas pesadas. Figura 11. Representación esquemática básica de una molécula de inmunoglobulina. El área blanca entre los dos brazos de la ¨Y¨ representan los sitios de unión con el antígeno, mientras la base la unión con las células efectoras. (Adaptado de Immunology Sixth Edition, Roitt,I., et al., 2001) Los seres humanos tenemos cinco tipos diferentes (o isotipos) de cadenas pesadas, que difieren considerablemente en sus propiedades físicas y biológicas. Ambas cadenas pesadas en cualquier Ig son idénticas. Las cadenas pesadas determinan el tipo de inmunoglobulinas como ser IgG, IgM, IgA, IgD o IgE. 19 Inmunoglobulina IgG La IgG es pensada como el anticuerpo “típico” y es la principal inmunoglobulina en la sangre humana, alrededor del 70-80% del total de las inmunoglobulinas. Es la inmunoglobulina predominante en los componentes internos de la sangre, el líquido céfalo-raquídeo y el líquido peritoneal (Fluidos presentes en la cavidad abdominal). La IgG es la única inmunoglobulina que atraviesa la placenta, confiriendo la inmunidad de la madre al feto. (Los fetos y los recién nacidos son solo capaces de sintetizar IgM) . La IgG es la inmunoglobulina mas pequeña, con un peso molecular de 150.000 Dalton (Una molécula de agua pesa 18 Dalton). Esta se divide en 4 sub-clases: IgG1, IgG2, IgG3, e IgG4. La síntesis de la IgG es mayormente gobernada por la estimulación antigénica, de modo que en los animales libres de gérmenes, los niveles de IgG son muy bajos pero aumentan rápidamente cuando el animal es expuesto a un ambiente normal. IgG es un anticuerpo de relativamente vida corta, la IgG3 tiene una vida media de 8 días y la IgG1, IgG2 e IgG4 de 21 días. Pueden difundirse fuera de la circulación hacia los tejidos – solo el 45% de la IgG está en la sangre. Por esta razón la Plasmaféresis (PP) puede solamente remover la IgG. El anticuerpo monoclonal Rituximab el cual es frecuentemente usado en la Macroglobulinemia de Waldenström, es una inmunoglobulina IgG; de hecho, muchos si no todos los anticuerpos monoclonales en uso o en investigaciones clínicas son de clase IgG. La molécula de IgG juega un importante rol en la citotoxicidad celular dependientes de anticuerpos (ADCC) (ver la siguiente sección). La IgG facilita grandemente la destrucción de organismos patógenos por las células fagociticas (macrófagos, neutrófilos y células killer) por unirse ellas mismas a los patógenos con la porción Fab y adjuntando su porción Fc a los receptores Fc en los fagocitos. La IgG puede activar el sistema del complemento en la citotoxicidad dependiente del complemento (CDC). (ver la próxima sección). Las moléculas de IgG pueden causar la aglutinación de complejos antígenoanticuerpo, que luego pueden ser absorbidos y destruidos por fagocitos. La IgG puede neutralizar virus por adherirse a los receptores de la superficie del virus, a su vez impedir que los virus se adhieran ellos mismos a la célula diana, evitando así la infección. Una cantidad anormal de IgG monoclonal es a menudo signo de mieloma múltiple. La IgG ha sido asociada con enfermedades como esclerosis múltiple como también a un número de desordenes autoinmunes. Inmunoglobulina M (IgM) La IgM es a menudo referida como una macroglobulina (De allí el nombre de Macroglobulinemia de Waldenström) a causa de su tamaño. La IgM es secretada por la célula como un pentámero de cinco unidades de una estructura básica de inmunoglobulina unida a una cadena ‘J’. Es la inmunoglobulina mas grande, pesando 900.000 Dalton. A causa de su tamaño, el 80 % de la IgM se encuentra en el torrente sanguíneo. La plasmaferesis 20 puede removerla. La IgM representa alrededor del 6-10% del total de inmunoglobulinas en un individuo normal, y su vida media es de 7 a 8 días. El anticuerpo IgM predomina en la respuesta inmune primaria de la mayoría de los antígenos, a pesar que deviene menos abundante subsecuentemente. Una elevada IgM en individuos normales, generalmente indica una infección reciente o una exposición al antígeno (o una vacunación reciente). El feto solo sintetiza IgM, al comienzo del 5 mes de gestación. La molécula de IgM no atraviesa la placenta y un elevado número de IgM en el recién nacido es indicativo de infección congénita o perinatal. La IgM junto con la IgD es la más común inmunoglobulina expresada sobre la superficie de las células B inmaduras. La MW puede expresar ambas IgM o IgD sobre las superficies de las células. Por otro lado las células plasmáticas no expresan IgM ni IgD. La inmunoglobulina IgM es un poderoso anticuerpo. Es el mas eficiente iniciador del Complemento dependiente de la Citotoxicidad (CDC). La IgM es un muy eficiente aglutinador de anticuerpos, principalmente por su gran forma pentamérica (Figura 12). Figura 12. Representación esquemática del pentámero formado por la IgM con las uniones de cadenas ¨J¨. La inmunoglobulina IgM incluye a las isohemoaglutininas los anticuerpos naturales contra los antígenos de los glóbulos rojos del grupo sanguíneo ABO. Las personas con el grupo sanguíneo A tienen isohemoaglutininas para los antígenos B; aquellos con sangre tipo B tienen anticuerpos contra los antígenos A; un individuo con sangre AB tiene ni anti A, ni Anti B anticuerpos. Interesantemente personas con tipo de sangre O pueden tener IgM e IgG isoaglutininas contra los antígenos A y B. Las reacciones a las transfusiones es el resultado de la incompatibilidad ABO, en las cuales el receptor de las isohemoaglutininas reacciona contra el dador de la sangre. Anemia hemolítica autoinmune (destrucción de las células rojas de la sangre) puede ser causada por los anticuerpos IgM, así como también por los 21 anticuerpos IgG. Las anemias hemolíticas autoinmune pueden ocurrir por muchas causas: anemia hemolítica idiopática, en las cuales no hay evidencia de enfermedad de base; como resultado de una reacción anormal a las drogas, en los linfomas malignos como la Macroglobulinemia de Waldenström y la leucemia linfocítica crónica e infrecuentemente en el mieloma múltiple; y también en las enfermedades autoinmunes como el lupus eritematoso sistémico. Grandes dosis de cortico esteroides y la esplenectomía a menudos son necesarias para controlar los síntomas. La enfermedad de aglutininas frías (Crio aglutininas), son causadas principalmente por una infección o cáncer como linfomas, está causada por elevados niveles de anticuerpos IgM aglutinantes capaz de causar hemólisis (destrucción) de los glóbulos rojos por activación del factor del complemento . Estos anticuerpos son sensibles a la temperatura y reaccionan óptimamente en presencia de estímulo frio. Crioglobulinemia mixta esencial (Tipo II) es causada por la proteína monoclonal IgM que tiene una actividad muy similar al Factor Reumatoideo (FR) – un anticuerpo frecuentemente presente en muchas enfermedades autoinmunes, como por ejemplo en la artritis reumatoidea. La IgM reacciona con la porción FC de la crioglobulina policlonal de la IgG, resultando un IgMIgG inmunocomplejo crioprecipitable que tiene una solubilidad limitada en la sangre (particularmente cuando se expone al frio) y causa una serie de manifestaciones clínicas. Los tejidos mas comúnmente afectados son la piel, los nervios, el riñón y el hígado. Recientemente una fuerte asociación entre la crioglobulinemia mixta esencial y el virus de la hepatitis C fue reportada. La Macroglobulinemia de Waldenström es la más frecuente enfermedad maligna de las células B asociada con la crioglobulinemia mixta esencial y Hepatitis C, y entre un 5-10% de los pacientes con MW tienen crioglobulinas (tipo I), pero raramente son sintomáticos porque la temperatura de los pacientes esta muy por encima del nivel de precipitación de las crioglobulinas. Muestras de sangre de los pacientes con crioglobulinas podrían ser colectadas y procesadas a temperatura corporal para evitar resultados de laboratorios inadecuados para algunos de los test de sangre. La neuropatía periférica puede afectar a un 30% de los pacientes con MW. Hasta la fecha, se han identificado cinco antígenos distintos en los nervios periféricos, para la inmunoglobulina IgM. El tratamiento consiste en cualquier alivio de los síntomas, o en la reducción definitiva de la molécula de IgM por la quimioterapia, inmunoterapia o Plasmaféresis. Una gran cantidad de IgM en la sangre puede resultar en una gran cantidad de síntomas clínicos, como un incremento de la viscosidad de la sangre, flujo sanguíneo lento, y otros procesos patológico. Síntomas de hiperviscosidad es a menudo primeramente reconocido por el paciente, e incluye sangrado crónico de nariz, encías, y menos frecuentemente sangrado del tracto intestinal; dolor de cabeza, zumbido en oídos (tinitus), vértigo, problemas en la audición, visión borrosa o perdida de la visión, venas distendidas o en ‘forma de salchicha’ en la retina, inflamación del papila óptica en la parte posterior del ojo (papiledema). Estos síntomas muy a menudo requieren de inmediata terapia en forma de Plasmaféresis, frecuentemente seguida por una terapia adicional para mantener controlada a la enfermedad. 22 Inmunoglobulina A La inmunoglobulina A tiene un peso de 160.000 Dalton. La IgA representa aproximadamente entre un 10-15% de las inmunoglobulinas séricas. La vida media de la IgA es estimada en 5.5 días. Sobre la superficie de las células B en la sangre, la Ig A existe como un monómero compuesto por una cadena de 4 unidades. La mayoría de la Ig A no está presente en la sangre, sino en la secreción de la saliva, lagrimas, sudor, leche, en los sistemas genito-urinario y gastrointestinal y en el árbol traqueo bronquial. La IgA secretoria frecuentemente se combina para formar principalmente dos unidades dímeros y rara vez hasta tres a cinco unidades poliméricas (el cual puede causar hiperviscosidad de la sangre). Inmunoglobulina IgE A pesar que normalmente representa solo una pequeña fracción de todo el anticuerpo en el suero (0,004%), la IgE es extremadamente importante desde el punto de vista clínico porque está relacionada con los desórdenes alergénicos. La molécula de IgE pesa alrededor de 200.000 Dalton y tiene una vida media de2 días. Los mastocitos y los basófilos tienen un único y muy reactivo receptor Fc que es específico para los anticuerpos IgE, de modo que esas moléculas de IgE son predominantemente encontradas adheridas a esas células. Cuando IgE se pone en contacto con un antígeno (también conocido en este caso como un alérgeno), el mastocito o el basófilo liberan moléculas inflamatorias que desencadenan muchas de las manifestaciones agudas de una reacción alérgica. Los niveles séricos de IgE elevada también se puede ver en las infecciones causadas por parásitos multicelulares tales como los gusanos intestinales. Inmunoglobulina IgD La inmunoglobulina D es la última de las inmunoglobulinas. Está presente en pequeñas cantidades, menos el 1% del total de las inmunoglobulinas del plasma. La medida molecular de la inmunoglobulina D es aproximadamente 185.000 Dalton, es una molécula muy frágil, y su vida media es de dos a tres días. La inmunoglobulina D no es secretada por las células plasmáticas y no es conocida su función en el plasma. Es el componente de superficie más importante de algunas células B. Su presencia sobre las células B sirve como marcador para la diferenciación de las células B y puede controlar la activación y supresión linfocítica. Excite mucho interés por parte de los investigadores en comprender el complejo rol de la inmunoglobulina en su relación con la diferenciación anormal hacia la malignidad de las células B. Como ha notado, las células de la Macroglobulinemia de Waldenström expresan moléculas de IgM e IgD sobre sus membranas. Interacciones de las Inmunoglobulinas con los Antígenos Las inmunoglobulinas forman múltiples lazos con los antígenos en los sitios Fab sobre las inmunoglobulinas. A pesar que estas uniones son comparadas como las típicas uniones covalentes en la bioquímica, el de un gran número de 23 interacciones dan como resultado gran energía de enlace total (avidez). La fuerza de esas uniones dependen de la distancia entre los grupos que interactúan. Una ‘buena fijación’ es esencial entre el antígeno y la unión Fab ubicada sobre el anticuerpo. La fuerza de unión entre un antígeno y una inmunoglobulina es conocida como afinidad del anticuerpo. Las inmunoglobulinas son capaces de expresar su remarcable especificidad a un antígeno y son capaces de distinguir entre pequeñas diferencias en la composición química del antígeno. Las cargas eléctricas de los antígenos, la secuencia de aminoácidos de las proteínas antigénicas, así como las formas tridimensionales del antígeno son determinantes cruciales de la especificidad antígeno-anticuerpo, la avidez de la unión y la afinidad del anticuerpo. Una de las principales clases de inmunoglobulinas, el anticuerpo IgG, juega un importante rol en la citotoxicidad celular anticuerpo dependiente. (CCAD). En esta forma de citotoxicidad, la porción Fab de la Ig G específica se une con la célula diana, ya sea un microorganismo o una célula tumoral (ligada al rituximab, por ejemplo), y la porción Fc del anticuerpo IgG se une con receptores específicos Fc que se encuentran en los linfocitos llamados células Killer y ciertos otros tipos celulares. De esta manera las células Killer pueden tomar contacto con la célula diana que lleva un antígeno, el cual puede ser una bacteria, parásitos multicelulares o una célula tumoral, y destruir el objetivo mediante sustancias llamadas citoquinas. Los anticuerpos se puede decir que “arman” a las células Killer para realizar la citotoxicidad celular anticuerpo dependiente. Este es el importante mecanismo mediante el cual el Rituximab parece ejercer sus efectos citotóxicos en las células cancerosas de la MW. El Rituximab une sus sitios Fab a la molécula CD20 (antígeno diana) que se encuentra en las células B de la MW y su sitio Fc al receptor de Fc sobre las células efectoras (células Killer y macrófagos). Por lo tanto el Rituximab recluta al propio sistema inmunológico del cuerpo para destruir la célula B maligna de la MW. Altos niveles circulantes y respuestas de las células NK al Rituximab en pacientes con MW parecen estar influenciados por polimorfismo (variaciones genéticas naturales) presentes en el receptor Fc de las células asesinas naturales llamado FC γRIIIA (CD16). A simple diferencia en las secuencias de aminoácidos de fenilalanina por valina en la posición 158 del receptor FcγRIIIA puede dar lugar a significativamente una mejor union rituximab / célula NK, posteriormente ADCC más potente, y una mejor respuesta a la terapia con Rituximab. Por consiguiente, algunos investigadores han sugerido que la administración de Rituximab se puede ajustar de acuerdo con la composición genética de un individuo FcγRIIIA. 24 Ciertos tipos de anticuerpos pueden activar la vía del complemento cuando se unen a un antígeno. Anticuerpos IgM e IgG están involucrados principalmente en la citotoxicidad dependiente del complemento. La activación del complemento da como resultado la liberación de varias moléculas biológicamente activas importantes y conduce a la destrucción, o la lisis, de la membrana de la célula diana si el antígeno está en la superficie de la célula en cuestión. Algunos de los componentes del complemento se unen al antígeno diana y producen fagocitos, que llevan los receptores específicos de la proteína del complemento, para destruir el antígeno diana. La activación de la vía del complemento puede dar como resultado la producción de moléculas quimio tácticas, que sirven para atraer a las células fagociticas. La liberación de histamina y otras moléculas inflamatorias por los mastocitos y basófilos puede ser facilitada también por los componentes del complemento. En pocas palabras, la activación del complemento por un anticuerpo IgG tal como el Rituximab tiene profundos efectos en el huésped y sobre el antígeno diana si se trata de una célula viva, tal como un las células B malignas de la Macroglobulinemia de Waldenström Desde pocos años atrás, hay una explosión de investigaciones y descubrimientos sobre la genética del cáncer de especial interés para los pacientes con Waldenström. Esta sección revisada, que ha sido muy pedida por pacientes y cuidadores, introducirá al lector interesado en los fundamentos de la genética e ilustrará a sobre muchos principios que puede ser aplicados en el estudio de la relación entre MW y las anomalías genéticas. Material Genético Las células tiene material genético contenido en el núcleo de la célula y en la mitocondria. Hay dos tipos diferentes de material genético la célula: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El ácido desoxirribonucleico básicamente contiene las instrucciones para hacer las proteínas esenciales para la vida. El ácido desoxirribonucleico lleva toda la información que la célula o del organismo necesita para sus características físicas, determinando también que célula deben crecer y cuales deben morir y cuando. Esencialmente la información contenida en el ácido desoxirribonucleico asegura que las células ó el organismo funcionen correctamente. La información contenida en el acido desoxirribonucleico necesaria para la formación de proteínas esta guardada como un código hecho de cuatro bases químicas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). La secuencia de estas bases determina un proyecto original para el estructura de las proteínas y asegura el funcionamiento apropiado de la célula (y por extensión del organismo) Esta copia es referida como código genético. Estas bases de ADN, se aparearon unas con otras, A con T, C con G , para formar unidades llamadas pares de bases. Cada base también es atada a una molécula de azúcar (Desoxirribosa) y a una molécula de fosfato, para formar una molécula llamada nucleótido. Los nucleótidos se disponen en dos largas cadenas formando una espiral de doble hélice. La estructura de doble hélice se 25 parece una escalera: las pares de base forman los peldaños, y el azúcar con el fosfato, forman los laterales de esta escalera. Cada hebra de ADN en la doble hélice puede servir como un modelo de patrón para replicarse a si mismo, una importante propiedad del ADN. El ARN (ácido ribonucleico) es un molécula de ácido nucleico similar al ADN pero que contiene ribosa en lugar de desoxirribosa. El ARN es usado para transportar información (ARN mensajero O mARN), funciones enzimáticas (ARN ribosomal) y para ayudar en la construcción de proteínas de proteínas (ARN transferencial o tARN). Figura 13. La estructura de doble hélice del ADN Genes Lo genes son la unidad funcional física de la herencia. El orden de los nucleótidos de ADN dentro del cual el gen especifica el proyecto original necesario para hacer una proteína específica. Está estimado que los humanos tienen alrededor de 50.000 genes que pueden variar en forma desde unos pocos cientos de bases de ADN hasta más de 2 millones de bases. Sólo un pequeño número de genes (menos de 1% del total) son ligeramente diferentes entre las personas. Pequeñas diferencias en la secuencia de ADN dentro de un gen contribuye que cada persona sea única Y esto son llamados alelos. Los alelos son simples variantes de un gen. Cromosomas La molécula de ADN que hacen a los genes, son empaquetadas en estructuras lineales llamadas cromosomas, las cuales están estrechamente enrolladas en estructuras proteicas llamadas histonas. Cada cromosoma está dividido en dos secciones (brazos) por un punto de constricción llamado centrómero. El brazo corto del cromosoma denominado el brazo p, y el brazo largo del cromosoma es denominado el brazo q. La exacta localización del centrómero da a los cromosomas sus formas características y pueden ser usadas para ayudar a describir la localización de genes específicos (Figura 14). 26 Figura 14. ADN es firmemente enrollada alrededor de una histona en un cromosoma con un brazo corto "p" y un brazo largo "q". Nosotros podemos parecernos a nuestros padres, pero nosotros nunca seremos exactamente iguales a ellos. En los humanos el genoma está dividido en 46 cromosomas, 22 correspondientes a los pares cromosómicos y un par de cromosomas sexuales X e Y (Figura 15). Alrededor de la mitad de nuestro ADN viene nuestra madre y la otra mitad viene de nuestro padre. La distribución de los cromosomas provenientes de nuestros padres eventualmente es randomizado, y cada niño puede recibir diferentes subconjuntos de ADN paternos (a menos que sean gemelos idénticos). Las mujeres portan dos cromosomas sexuales XX y los hombres un X y un Y. Los padres de esta manera determinar el sexo donando una X si mujer ó una Y si es un varón, al cromosoma X aportado por la madre. Figura 15. Los 23 pares de cromosomas suelen encontrados en los seres humanos. 27 Proteínas Las proteínas son moléculas grandes y complejas que son esenciales para la estructura, el funcionamiento y la regulación de las células y por extensión para los tejidos y órganos del cuerpo. Las proteínas están hechas de pequeñas unidades llamadas aminoácidos y puede presentarse en cadenas (poli péptidos) por cientos o miles de aminoácidos. Hay 20 tipos diferentes de aminoácidos que puede ser combinados para hacer una proteína. La secuencia de aminoácidos en una proteína es definida por la secuencia de bases de ADN dentro de un gen. (mas sobre esto luego). La estructura tridimensional única de la proteína define su específica función. Comunes ejemplos de proteínas que son importantes en inmunología incluyen: Inmunoglobulinas anticuerpos que enlazan partículas específicas extrañas y ayudan ha proteger al cuerpo de virus y bacterias. Encimas que son importantes proteínas que permiten a la célula llevar acabo miles de reacciones químicas dentro de células, de una manera muy rápida y eficiente. Proteínas mensajeras que transmiten señales entre las diferentes células, tejidos y órganos y ayudan a coordinar los procesos biológicos. Proteínas para transporte y estructuras que enlazan y llevan átomos y pequeñas moléculas dentro de las células y a través del cuerpo. Expresión Génica Las proteínas tiene su propia secuencia de aminoácidos y los aminoácidos son ensamblados usando la información contenida en los genes. El código genético es un conjunto de tres conjuntos de nucleótidos denominados codones, y estos codones o conjuntos, especifican cuáles de los 20 aminoácidos serán incluidos en una proteína; estas tres combinaciones de nucleótidos designa un aminoácido (Figura 16). Así es posible tener 64 codones y solo 20 aminoácidos, por lo que alguna repetición del código genético puede existir. El orden de los codones en los genes, especifica el orden de los aminoácidos en las proteínas. Un codón de comienzo designa el inicio y un codón de detención designa el final del gen. 28 Figura16. Ensamblajes de amino ácidos en cadena desde un codón El proceso por el cual el gen hace una proteína se denomina expresión genética (Figura 17). Cada peldaño de ADN en la doble hélice sirve como modelo para la duplicación de la secuencia de bases. Hay dos pasos principales en la expresión genética: transcripción y traslación. Durante la transcripción, la secuencia genética del ADN es copiado por una cadena simple de una molécula de ARN mensajero (mARN) en la cual la secuencia de nucleótidos es complementaria del ADN del cual fue transcripta. La transcripción es realizada por una enzima denominada ARN polimerasa. La información ahora cualificada en el mensajero es llevada fuera del núcleo al citoplasma. Translación es el proceso de sintetizar una proteína desde la molécula de ARN mensajero. La translación es llevada a cabo por los ribosomas. El ácido ribonucleico mensajero se carga en cada ribosoma que coincide con cada codón que corresponde a un aminoácido y agrega el nuevo aminoácido para el crecimiento de la proteína molecular. La nueva proteína debe doblarse en una estructura de tres dimensiones antes de llevar ha cabo su función celular. Figura 17. El proceso de expresión del gen ensamblándose a una proteína mediante la transcripción y la traslación 29 Regulación Genética Las células tiene la capacidad de encender o apagar sólo una fracción de sus muchos genes. Esto es llamado regulación genética. La regulación genética ocurren mas comúnmente durante la transcripción pero puede ocurrir en cualquier punto durante la expresión genética. La regulación genética permite a las células embrionarias desarrollarse en células rojas o blancas de la sangre (o en cualquier tipo de células), y reaccionar rápidamente a los cambios de su ambiente. Los factores de transcripción, son proteínas especializadas en enlazar las regiones regulatoria de los genes, y en aumentar o disminuir el nivel de transcripción, con ello determinan la cantidad de ciertas proteínas hecha por el gen. La regulación estricta del crecimiento y la división de células asegura de que el ADN de una célula en división, este copiado correctamente. Micro ARN (llamados miARN) son pequeñas moléculas no codificada de ARN que funcionan como regulador transcripcional y post transcripcional de la expresión genética. Ellas pueden enlazar al ARN mensajero y cuando lo hacen, el ARN mensajero es silenciado y no pueden ser traducidos en proteínas por los ribosomas. Anormales expresiones de micro ARN pueden estar implicadas en numerosas enfermedades, incluyendo el cáncer, y actualmente está siendo investigado en MW. Los factores de transcripción son proteínas especializadas que enlazan las regiones del gen y aumentan o disminuyen los niveles de transcripción, de esta manera determinan la cantidad de ciertas proteínas hechas por el gen. Epigenética Aunque el genoma humano todavía conserva su estatus como el anteproyecto para la célula, el epigenoma, la forma en que el ADN y los genes están marcados y empacados dentro del núcleo celular con la adición de compuestos químicos, dirige a la célula con instrucciones del plan a seguir y lo que debe ignorar. La actividad genética puede ser afectada por modificaciones de nominadas cambios epigenéticos, aún si estas modificaciones no cambian la actual secuencia de ADN. Las modificaciones genéticas explican porque las células blancas de la sangre no puede ser o actuar como una célula de cerebro aun si ambas portan el mismo ADN. Las modificaciones genéticas puede iniciar la producción de proteínas en ciertas células, asegurando que solo las proteínas necesarias sean producidas o no y es a menudo la razón del porqué una célula perfectamente normal se cambia para mal y comienza a producir una célula cancerígena. Un número de compuestos químicos, adheridos a genes simples, pueden regular la actividad genética. Hasta el momento, dos procesos epi genéticos principales han sido identificados (Figura 18). Pequeñas moléculas llamadas grupos metilo pueden adherirse a un gen particular, lo que resulta en que el gen es apagado o silenciado, de modo que ninguna proteína es producida. (metilación del ADN). La adición de grupos acetilo a las proteínas estructurales especializadas llamadas histonas (moléculas de ADN que están estrechamente enrollada alrededor) puede modificar las histonas para que los diferentes genes 30 se activen o inactiven para permitir o bloquear los factores de transcripción y otras proteínas de acceso al ADN. Este proceso es denominado histona acetilación. El patrón de las modificaciones epigenéticas varía según los individuos y aun en diferentes células dentro de un mismo individuo. Las modificaciones epigenéticas permanecen aun cuando las células se dividen y en algunos casos pueden ser heredadas. Figura 18. El proceso de la modificación epigenética Las células de la Macroglobulinemia de Waldenström se caracterizan por una actividad epigenética desbalanceada. Un número de nuevas drogas que bombardean la histona acetilación y de esta manera induce a la muerte de las células estás siendo estudiadas en protocolos clínicos. Panobinostat es un ejemplo. Factores ambientales, como la dieta y la exposición a polutantes, también pueden provocar modificaciones epigenéticas. Los errores epigenéticos son conocidos por estar relacionados con el desarrollo de cáncer, con los 31 desordenes metabólicos como la diabetes y con desórdenes degenerativos como la esclerosis hemiatrofica lateral. Identificación de la Locación de los Genes El proyecto genoma humano, un esfuerzo internacional de investigación se completó en el 2003, identificando la secuencia de pares bases para cada cromosoma humano. Esto ha permitido a los investigadores proveer una dirección específica para la localización de algunos genes. La locación molecular describe la precisa posición del gen en término de sus pares bases, indica tamaño del gen, y también permite los investigadores identificar exactamente qué tan lejos el gen esta de otros genes en el mismo cromosoma. Una combinación de números y letras provee a los genes la dirección sobre un cromosoma. Figura 19. La dirección contiene muchas llaves: El número de cromosomas sobre cuál el gen puede ser encontrado (cromosoma 1 al 22 más los cromosomas sexuales designados como X o Y); el brazo del cromosoma (el brazo corto llamado p y el brazo largo llamado q); y la posición del gen sobre el brazo p o q (basado en el patrón distintivo de luz y sombras qué parecen cuando el cromosoma es manchado). La mutación somática L265P encontrada en el gen MYD88 (gen de respuesta primaria de diferenciación mieloide 88) en la mayoría de los pacientes con Macroglobulinemia de Waldenstrom fue identificado en la locación molecular 38182641 del cromosoma 3p22.2. Figura 19. Determinación de la dirección de un gen en un cromosoma 32 Familia de Genes La familia de genes son un grupo de muchos genes similares, generalmente formados por la duplicación de un solo gen original que probé instrucciones para la formación de proteínas con funciones bioquímicas similares. La familia de genes pueden también contener distintos genes que son agrupados juntos basado sobre el hecho qué las proteína producidas por estos genes en participan estrechamente en la misma bioquímica función. Las familias de genes son usadas por los investigadores para asistir en determinadas funciones a la nueva identificación de genes basados en su similitud por los genes conocidos. Mutación Genética Como nombramos anteriormente los humanos tienen estimativamente mas de 50.000 genes; nuevos son identificados cada día. Estos genes pueden variar en tamaño desde unos pocos cientos de bases de ADN hasta más de 2 millones de bases. Dada la inherente complejidad del genoma y el rápido recambio de células de nuestro cuerpo, las células a veces realizan errores durante el proceso de copiado, a pesar de que no es muy frecuente puede ocurrir. Estos “errores” son llamados mutaciones genéticas (Figura 20). Figura 20. Las mutaciones en la secuencia de ADN no pueden tener ningún efecto negativo o pueden causar enfermedad. Una mutación genética es un cambio permanente en la secuencia de ADN del gen. Estas mutaciones pueden variar en tamaño desde un solo bloque de construcción del ADN (Base de ADN) a un largo segmento del cromosoma. Puesto que el código genético ha construido en redundancia, estos errores pueden no siempre causar mucho efecto sobre la proteína realizada por el gen. En algunos casos el error, puede estar en la tercer base del codón y aun especificar el mismo aminoácido la proteína. En otros casos, puede estar en otro lugar en el codón y especificar un aminoácido diferente. Si el cambio del aminoácido esta una parte que no es crucial de la proteína, no habrá efectos adversos. De otra manera, si el cambio de aminoácidos está en una parte crucial de la proteína, la proteína puede hacerse defectuosa y no trabajar bien. 33 (ej.: el MYD88, Waldenström). mutación identificada en la Macroglobulinemia de Existen dos maneras en las cuales la mutación genética sucede: una puede ser debida por los padres (mutación hereditaria o de la línea germinal), o puede ser adquirida a lo largo del tiempo (mutaciones somáticas). Las mutaciones hereditarias pueden pasar a la descendencia a través de las células reproductivas de los padres y permanecen presentes a lo largo de la vida de las personas. Las mutaciones somáticas o adquiridas no son debidas a los padres, y no se trasmiten a menos que ocurra en un huevo o en la esperma. Las mutaciones adquiridas puede ser causadas por factores medioambientales (polutantes, virus, radiación) o pueden ocurrir por un error durante la replicación del ADN. Naturales variaciones de los genes generalmente tienen pequeños o ningún efecto adverso para la salud del individuo. (Ej.: el tipo de grupo de sangre, el color de los ojos, el color del cabello). Normales variaciones genéticas que producen diferentes características de los individuos en la población general ocurren con bastante frecuencia y son llamadas polimorfismos. Una mutación genética que conduce a variaciones en la secuencia de ADN en una localización particular se denomina polimorfismo de un solo nucleótido o un SNP (recorte) La mayoría de los SNP no tienen ningún efecto en la salud o el desarrollo. Algunas de estas diferencias genéticas, sin embargo, han demostrado ser muy importante en el estudio de la salud humana. Los investigadores, han encontrado susceptibilidad a los factores ambientales tales como las toxinas, y el riesgo de desarrollar enfermedades particulares. Los SNPS también son usados para realizar un seguimiento de la herencia de genes dentro de las familias. Como habrán notado, no todas las mutaciones genéticas tienen malas consecuencias; algunas mutaciones alteran la secuencia genética de ADN, pero no cambia la función de la proteína hecha por el gen. Las mutaciones genéticas crean diversidad genética. De todas maneras algunas mutaciones conducen a perder o malformar proteínas y esto puede llevar a una enfermedad (ejemplo fibrosis quística, algunas anemias). Muchas enfermedades genéticas hereditarias son recesivas, significando que el individuo debe heredar dos copias del gen mutante en cuestión para desarrollar la enfermedad; así dos adultos genéticamente similares tienen más probabilidades de dar a un niño dos copias del gen defectuoso - esto es una de las razones para que el matrimonio entre parientes cercanos sea desalentada. El cáncer generalmente resulta de una serie de mutaciones dentro de una célula; las mutaciones pueden ser hereditarias o somáticas o ambas. A menudo un gen defectuoso, dañado o que falta es el culpable principal en el cáncer. El gen p53, por ejemplo, hace una proteína que impide en las células mutadas su multiplicación. Sin esta proteína, las células se dividen sin control y se convierten en tumores. 34 Una simple mutación en la secuencia del gen MYD88 causa la sustitución de un aminoácido (leucina) por otro aminoácido (prolina) en la posición 256 (MYD88L265P). Esta mutación da como resultado una cascada de señalización anormal (vía) en la mayoría de los pacientes con MW. Nuevas terapias se están desarrollando para apuntar esta mutación y sus vías asociadas. Tipo de Mutación Genética Cómo notamos anteriormente, las mutaciones resultan de un daño no reparado por el ADN (a menudo causado por la radiación o por los químicos), errores en el proceso de replicación, o desde el inserción o delección de segmentos de ADN en los genes (generalmente por virus). Las mutaciones puntuales, a menudo causadas por los químicos o por mal función de la replicación del ADN, intercambian un simple nucleótido por otro, dentro del código de región de la proteína del gen y puede ser clasificados dependiendo del resultado del error: Una mutación silente del código por el cambio de un base de ADN que resulta en el mismo o similar aminoácidos y que no tiene efecto sobre la estructura y función de la proteína. Un código de mutación sin sentido debido a un cambio en un par base de ADN dando por resultado la sustitución de un aminoácido y que puede o no, afectar a la estructura y función de las proteína (Figura 21). Figura 21. Una mutación sin sentido. El cambio de un nucleótido resulta en la substitución de un amino acido por otro, de esta manera alterando la proteína. Esto puede o no afectar la estructura y función de la proteína. Unos códigos de mutación sin sentido por un cambio en un par base del ADN, que señala prematuramente las células, para detener la construcción de una proteína, lo que resulta en una proteína acortada que funciona incorrectamente o no lo hace en absoluto. 35 Una mutación de desplazamiento de marco, es una mutación genética que surge cuando la secuencia normal de ADN de un gen es interrumpido por la inserción o delección de uno o más nucleótidos, siempre que el número de nucleótidos añadidos o eliminados no sea un múltiplo de tres (Ej. Codón). Debido a la naturaleza triple de los genes expresada por los codones, la inserción o delección pueden cambiar el marco de lectura (grupos de 3 bases de un código para un aminoácido particular), dando como resultado una proteína completamente diferente, y por lo general disfuncional de la original. Las inserciones añaden uno o más nucleótidos extras en el ADN, cambiando la secuencia del ADN, y pueden alterar significativamente la estructura y función de las proteínas. Las delecciones remueven uno o mas nucleótidos del ADN y también cambian su secuencia alterando la estructura y la función de la proteína. Pequeñas inserciones o delecciones pueden añadir o remover uno o pocos pares bases dentro del gen. A la inversa grandes inserciones o delecciones pueden agregar o eliminar un gen completo o varios genes vecinos (Figura 22). Figura 22. Un fragmento de mutación. En este caso, la delección de un simple nucleótido altero la secuencia de lectura de un codón, resultando una proteína diferente. Material genético extraño (más comúnmente ADN, pero ARN también) pueden ser introducidos artificialmente en la célula por un proceso llamado transfección. La transfección puede ser transitoria, si el ADN no se integró de forma permanente en el genoma de la célula, pero los genes externos de todas maneras, pueden expresarse por un tiempo limitado (24 a 96 horas); o se puede considerar estable si el ADN incorporado se inserta en el genoma de la célula. La transfección es muy útil y comúnmente utilizado como técnica de investigación. 36 Anormalidades Cromosómicas Anormalidades genéticas resulta de los cambios en estructura de los cromosomas que pueden afectar a muchos genes y causar error en la estructura y función de las proteínas. El cambio pueden ocurrir en cualquier tiempo: durante la formación de las células reproductivas, el desarrollo fetal temprano, o bien después del nacimiento. Una anormalidad cromosómica puede resultar desde una pérdida, un extra, o una irregular porción de ADN cromosómico. Segmentos de ADN pueden ser ordenados dentro de un cromosoma o puede ser transferidos entre uno o más cromosomas. El cambio de tamaño y de locación del estructura del cromosoma puede causar problemas médicos significantes o puede no tener impacto en la salud del individuo. Reordenamientos estructurales del cromosoma incluyen: Translocaciones: ocurren cuando un segmento del cromosoma se rompe y se une otro. Las translocaciones pueden ser equilibradas, si no hay material genético que se gane o se pierda, o desequilibradas si es el caso contrario. Delecciones: ocurren cuando la rotura del cromosoma provoca una pérdida de material genético. Duplicaciones: ocurren cuando una porción del cromosoma es duplicada resultando un material genético extra. Inversiones: ocurren cuando una porción de cromosoma se rompe y nuevamente se adhiere. Puede o no perderse material genético. Predisposición Genética La predisposición genética es la mayor probabilidad o susceptibilidad de desarrollar una enfermedad debido a la presencia de uno o mas genes con una mutación genética heredada. Estas mutaciones genéticas pueden contribuir al desarrollo de una enfermedad, pero no causar directamente ella. Por ello, es importante, tener en cuenta que las personas con predisposiciones genéticas no siempre desarrollan la enfermedad a la que pueden estar predispuestos. Mientras que los genes pueden ser un predictor fiable de ciertas enfermedades, el estilo de vida de una persona, el medio ambiente, u otros genes aún no identificados, también puede ser importantes, tal vez más, como factores predisponentes en el desarrollo de la enfermedad en cuestión. Resumiendo, las personas que puedan estar predispuestos a una enfermedad, en virtud de los genes heredados, no siempre van a expresar los genes heredados y desarrollar la enfermedad. Una preocupación muy real con la evaluación de la predisposición genética mediante pruebas genéticas, es que se va a utilizar para discriminar a los demás. Las compañías de seguros de salud, compañías de seguros de vida, e incluso los empleadores podrían exigir pruebas genéticas, y deliberadamente rechazar a quien tiene genes que podrían sugerir un riesgo elevado de enfermedad. Países como los EE.UU, han firmado leyes que prohíben la 37 discriminación basada en factores genéticos, pero como con cualquier forma de discriminación, todavía es posible romper o eludir estas leyes. Estructura Genética de la Inmunoglobulina Las inmunoglobulinas son un grupo sorprendentemente diversos de moléculas biológicas. Cuando se tiene en cuenta las millones de diferentes formas antigénicas en el medio ambiente, y la capacidad de las inmunoglobulinas para reconocer suficientes sitios diferentes de combinación, podemos entonces verdaderamente admirar la complejidad de la naturaleza y de los mecanismos evolutivos. En la sección previa sobre inmunoglobulinas, hemos presentado las cuatro cadenas básica “Y” que forma la Ig molécula. Los dos cadenas pesadas más grandes (H), más o menos el doble del tamaño de la cadena ligera menor (L), determinan la clase o isotipo de la inmunoglobulina (ej. IgG, IgM, IgA, IgE o IgD). Cualquiera de los tipos de cadena ligera (kappa o Lambda) pueden combinarse con cualquiera de los tipos de cadena pesada, pero todas las cadenas ligeras y todas las cadenas pesadas en cualquier molécula de inmunoglobulina, son idénticas. Las cadenas se mantienen unidas, por fuertes enlaces di sulfuro entre las cadenas, para formar una estructura de simetría bilateral. La inmunoglobulina A y la inmunoglobulina M, forman polímeros de múltiples moléculas de inmunoglobulinas (la IgM forma estructuras de 5 unidades denominada pentámero, mantenida juntas por una cadena “J” en el centro). Las cadenas H y L están compuestas por dominios doblados en forma globular, cada uno de los cuales son 100-110 aminoácidos largos y contienen un solo enlace di-sulfuro dentro. Las cadenas ligeras contienen siempre dos de los dominios, mientras que las cadenas pesadas contienen cuatro o cinco dominios. Los dominios están normalmente separados por tramos cortos de cadenas desplegadas. Cuando los diferentes inmunoglobulinas son comparadas, la secuencia de las cadenas H y L varían ampliamente. Esta variedad se nota más en la porción Fab de la inmunoglobulina, la punta de la estructura Y (también llamado el dominio N-terminal). Por esta razón, este dominio es denominado región variable, abreviado VH o VL respectivamente, dependiendo si el dominio está sobre la cadena pesada o sobre la cadena liviana. El segundo y subsiguiente dominio en ambas cadenas son mucho más constante en secuencia de aminoácidos, y se designan CL o CH1, CH2, CH3, etc., dependiendo de si el dominio es en la cadena ligera o la cadena pesada. Las funciones biológicas de la molécula de inmunoglobulina se derivan de las propiedades de la región constante, que es idéntica para las inmunoglobulinas dentro de una cierta clase. Este es también el lugar donde la parte de la molécula Fc, se une a diversas células en el sistema inmune que tienen receptores Fc. El sitio de unión al antígeno (Fab) de la molécula de Ig 38 está formado por los dominios VL y VH, que siempre se colocan directamente uno frente al otro. Así pues, cada unidad básica de cuatro cadenas contiene dos sitios de unión a antígeno separados pero idénticos. La especificidad de antígeno de una molécula de Ig dada, se determina por las secuencias combinadas de sus dominios VL y VH, y por esta razón puede variar ampliamente entre las inmunoglobulinas. En efecto, tres regiones hipervariables de 9-12 aminoácidos de longitud se encuentran dentro de cada uno de los dominios VL y VH. El antígeno vinculante principalmente involucra estas regiones hipervariables, por tanto, las secuencias de estas regiones son los principales determinantes de la especificidad de antígeno. En la mayoría de las inmunoglobulinas, un segmento corto de aminoácidos se encuentra entre las regiones CH1 y CH2 de las cadenas. Esta región permite flexibilidad entre los brazos Fab de la molécula de anticuerpo en forma de Y, y se llama la región bisagra. Esto que permite a los dos brazos Fab abrir y cerrar para dar cabida a la unión de dos antígenos. Esta región bisagra también puede ser escindida por enzimas tales como papaína o pepsina, para producir los distintos fragmentos Fab y Fc de la inmunoglobulina. (Figura 23). Figura 23. Modelo esquemático de una molécula de anticuerpo IgA mostrando su estructura básica de 4 cadenas y sus dominios. ( Tomado de Lehninger Principles of Biochemistry Fifth Edition, W.H. Freeman and Company,2008) Recombinación Genética de los Genes de la Inmunoglobulinas Los genes de inmunoglobulina se forman en las células B mediante transposición de ADN. Para que el sistema inmune produzca la variedad prácticamente ilimitada de inmunoglobulinas de especificidades casi infinitas, para lidiar con cualquier posible antígeno que se pueden encontrar en el entorno, la maquinaria genética de la célula-B debe ser capaz de producir, un gran número de secuencias de dominio variables. La secuencia de los dominios constantes, por otra parte, es generalmente la misma para todas las cadenas pesadas o ligeras de una clase de inmunoglobulina dado. Por lo tanto, 39 las inmunoglobulinas consisten en un número relativamente pequeño de diferentes dominios constantes, enlazados en varias combinaciones para una variedad casi ilimitada de secuencias de dominio variable. Síntesis de las Cadenas Livianas En la diferenciación de una célula B inmadura a una célula formadora de anticuerpos plasma cell, los segmentos de genes V y C de las cadenas ligeras Kappa, están unidos por una sección corta de ADN llamado segmento de unión (J) (no confundir con la cadena J de la IgM). Este segmento de unión se une primero al segmento de gen V en los cromosomas reordenados y luego al segmento de gen C (Figura 24). Este reordenamiento se produce por un proceso complejo llamado transposición. Así, los genes de la cadena ligera se recombinan en los segmentos V e J para hacer un gen para el domino VL. Luego de la transposición, toda la secuencia genética (los genes V y J, junto con el gen C individual), se transcribe en un gran ARN primario transcripto en el núcleo de la célula. Posteriores modificaciones o empalmes innecesarios de segmentos de ADN se lleva a cabo, y el ARN mensajero resultante del núcleo es traducido por los ribosomas en una cadena ligera completa. Las cadenas ligeras se unen entonces con las cadenas pesadas para formar las inmunoglobulinas que es secretada por la célula. VK V1 JK1-JK5 V2 V3 Vn V1 CK 1 2 3 4 5 CK germ line DNA V2 J4 J5 CK B-cell DNA V2 CK J4 J5 poly A V2 J4 CK primary RNA transcript mRNA poly A kappa chain V2 CK kappa chain Figura 24. Producción de cadenas Kappa en los Humanos( Adaptado de Immunology Sixth Edition, Roitt,I et al.,2001) La síntesis de la cadena ligera Lambda es similar a la cadena ligera Kappa, excepto que en la cadena ligera Lambda, hay siete secuencias del gen C, cada uno con su propio segmento J. El segmento B de la cadena ligera Lambda combina con cada uno de los segmentos J y luego con el correspondiente segmento C (Figura 25). 40 germ line DNA V1 Vn J1 C1 J2 C2 J3 C3 J4 C4 V1 J2 C2 B-cell DNA V1 J2 C2 primary RNA transcript V1 J2 C2 mRNA V1 lambda chain C2 J5 C5 J6 C6 J7 C7 Figura 25. Producción de cadenas Lambda en humanos . ( Adaptado de Immunology Sixth Edition, Roitt,I et al.,2001) Síntesis de las Cadenas Pesadas La región variable de las cadenas pesadas también deriva de segmentos V y J. En contraste con los genes de cadena ligera, sin embargo, un tercer tipo de segmento de gen, llamado el segmento de diversidad (DH), también es utilizado pata la formación de un gen para el dominio VH (Figura 26). Hay un número desconocido de secuencias de DH los cuales se encuentran entre los segmentos JH y VH en el cromosoma 14. El uso del segmento DH permite un aumento adicional en la diversidad de la cadena pesada. Por lo tanto, una célula B debe completar dos eventos de reordenamiento de ADN o transposiciones. Primero debe traer juntos a los segmentos DH y JH y luego adherir éstos a un segmento VH. Esto es llamado unión VDJ. Puede haber alguna imprecisión en el proceso de unión VJ y VDJ, de tal manera que el sitio en el que un segmento se fusiona con el otro puede variar ligeramente. Como resultado, la secuencia de ADN codificada que permanece en la unión de estos segmentos también puede variar, resultando una diversidad mayor en la región variable de inmunoglobulina. Esto puede ocurrir en la síntesis de la secuencia de VJ de la cadena ligera y la secuencia VDJ de la cadena pesada. La secuencia del gen VDJ de una cadena pesada se combina entonces con un segmento particular del gen CH, el cual podría determinar la clase de inmunoglobulina. (IgG, IgM, etc.). El resto del proceso que conduce a completar una cadena pesada es similar al de las cadenas ligeras. 41 VH V1 V2 D1-D30 V3 Vn V1 1 2 3 V2 D2 J3 J4 JH1-JH6 30 1 2 3 6 germ line DNA to CH genes B-cell DNA functional VDJ gene Figura 26. Recombinación de cadenas pesadas VDJ. ( Adaptado de Immunology Sixth Edition, Roitt,I et al.,2001) Hipermutación Somática y Recombinación de Cambio de Clase Los genes de la cadena pesada y ligera de la inmunoglobulina, pueden sufrir cambios estructurales (hipermutación somática) después de una estimulación antigénica. Parece que la región de ADN que codifica la región variable, puede ser particularmente susceptible a la mutación. Esta mutación que se producen en los genes de inmunoglobulina durante el tiempo de vida de una célula B, puede aumentar aún más la variedad de anticuerpos producidos por la célula B. Hipermutaciones somáticas ocurren en los centros germinales de los ganglios linfáticos, y las células que producen una alta afinidad anticuerpo se seleccionan para la supervivencia. La recombinación de cambio de clase (RCC) es un mecanismo por el que una sola célula B que ha estado haciendo una inmunoglobulina de una sola clase y especificidad, puede cambiar, de una clase IgM a otra clase de Ig G por ejemplo .El mecanismo de este cambio de tipología, implica el reordenamiento en el nivel de ADN. Este proceso es bastante complejo, y se produce bajo la influencia del antígeno y de las células T denominadas Helpers (auxiliares), e implica la transposición del segmento VDJ a otro de la región C de los genes. El mecanismo de cambio de clase es irreversible (una célula no puede cambiar a una clase mas temprana) y proporciona flexibilidad a la respuesta inmune. Cadena pesada de secuencias de genes VDJ en WM MW es un cáncer de las células B, que se caracteriza por la presencia de una variedad de morfologías de células: células B, células linfoplasmocitarias, y células plasmáticas. Este pleomorfismo, (o la asunción de varias formas distintas) indica algún tipo de diferenciación entre la propia población de células tumorales. Dado que, MW es una neoplasia maligna de células B, podemos identificar las células cancerosas por la secuencia variable de la cadena 42 pesada de inmunoglobulina, por la diversidad y unión (VDJ) del reordenamiento del gen. En los humanos, hay 6 familias VH de genes de región variable. En individuos normales, VH3 (55%) y VH4 (26%) son las mas comúnmente encontrados en el segmento variable de las cadenas pesadas de las células B. Las células B que expresan VH3, parecen ser el objetivo para el desarrollo MW. Hipermutación Somática en la Macroglobulinemia de Waldenstrom Se ha observado, que la secuencia del gen VDJ IgM presente en una mayoría de las células de la MW, demuestra la evidencia de una amplia hipermutación somática. Esto parece indicar que la célula de la MW es, deriva de una célula B antígeno estimulada. Sin embargo, otros estudios han demostrado que la hipermutación somática en cuestión, no es típica de la selección antígeno impulsado, y algunos pacientes de MW, no muestran evidencia de hipermutación somática en la secuencia del gen IgM VDJ. Hipermutaciones somáticas normales ocurren frecuentemente en los centros germinales de los órganos linfoides secundarios, sugiriendo que las células de la MW pueden derivar de las células B que omiten los centros germinales. Recombinación del Cambio de Clase (RCC) Las células de la MW, son generalmente incapaces de someterse a la recombinación de cambio de clase (CSR). La exposición a moléculas biológicas como CD40L y IL-4, que inducirían la RCC en las células B normales, no tiene efecto en las células B de la MW. La incapacidad para realizar la transposición real, requerido para cambiar clases de inmunoglobulina, puede indicar una región de cambio defectuoso en el gen. Por lo tanto, las células de la MW dicen ser exclusivamente pre-interruptoras. Esta afirmación sigue siendo polémica ya que algunos estudios han sugerido que las células en la MW o LPL, en ciertas circunstancias, pueden someterse a la RCC. Relevancia de la Recombinación de Genes de Inmunoglobulina de MW Esta, parece ser la evidencia más reciente presentado a nosotros por la investigación genética, indicando que la MW puede derivar principalmente de una memoria positiva celular de la célula del subconjunto VH3 de células B IgM, que se somete a una hipermutación somática, en la posible ausencia de selección antigénica, puenteando el centro germinal, y tiene un posible “defecto” genético que previene la recombinación de cambio de clase, resultando una producción persistente de IgM. Como se dijo anteriormente, estas afirmaciones sobre el origen de las células en la WM y RCC son un reto permanente en la ciencia inmunológica actual. 43 Esta sección introduce brevemente, algunas de las modernas herramientas utilizadas por las investigaciones en el campo de la genética. Varias de estas pruebas fueron muy caras, se han vuelto muy simple y menos costosas de usar, y están haciendo su camino en los laboratorios clínicos para el diagnóstico de rutina y vigilancia de muchas enfermedades. De hecho, estas herramientas están haciendo posible el desarrollo de terapias más específicas dirigidas a los componentes genéticos específicos, a las modificaciones epigenéticas, y a las vías de proteínas que causan enfermedades tales como el cáncer. El Inmunofenotipo se utiliza para identificar células basándose en los tipos de antígenos o marcadores en sus superficies (Ej. células MW y el marcador de superficie CD20). Estos marcadores suelen ser proteínas de membrana funcionales que intervienen en la comunicación celular, la adhesión, o el metabolismo. Ellos se identifican en una muestra, si se unen a los anticuerpos específicos que estén etiquetadas con un tinte o alguna otra sustancia para hacerlos detectable con un microscopio o con otros instrumentos especiales. La inmunofenotipificación puede hacerse en secciones de tejido (fresco o fijos) y en las suspensiones de células y es muy útil en el diagnóstico de la leucemia y el linfoma. Hay dos tipos básicos de inmunofenotipo: Inmunohistoquimico: los antígenos de superficie sobre las células en una sección de tejido, pueden ser identificados con anticuerpos que tienen enzimas adheridas (por lo general peroxidasa y fosfatasa alcalina). Cuando el tejido se expone a un sustrato especial, los anticuerpos de la enzima de etiquetado (marcadores) unidos a estos antígenos de superficie precipitarán y causaran el cambio de color del sustrato. El cambio de color resultante puede ser detectado con un microscopio Citometría de Flujo: Los antígenos de superficie sobre las células pueden ser identificados con anticuerpos que están etiquetados con tintes fluorescentes (marcadores). Las células anticuerpo marcadas se suspenden en una corriente de fluido. Esta corriente pasa a través de un instrumento llamado citómetro de flujo, que es un instrumento electrónico basado en la detección laser, capaz de analizar miles de células por segundo, identificar y clasificarlas de acuerdo a su tamaño, su morfología, y los tipos de marcadores fluorescentes de superficie que se expresan en ellas. Amplias secuencias del genoma permiten a los investigadores a descifrar la secuencia completa del ADN de un organismo- en esencia “leer” su modelo de ADN. En el caso del ser humano, este abarca unos 3 mil millones de nucleótidos de ADN. El ADN de una célula es extraído y potentes ordenadores reconstruyen y analizar las secuencias de genes. La secuenciación del genoma puede dar las pistas sobre dónde se encuentran algunos genes específicos, incluyendo los genes del cáncer. Analizando los resultados también pueden permitir a los investigadores entender como los genes trabajan para dirigir el 44 crecimiento, desarrollo y mantenimiento de las células y de hecho, de un organismo completo. Como la secuenciación completa del genoma requiere de una computadora potente, es caro y no se encuentra ampliamente disponible, aunque su costo esta decreciendo. La secuenciación del exoma, en cambio, permite a los investigadores extraer y analizar sólo el contenido del código de proteínas de ADN, que representa aproximadamente el 1-2% del ADN de una célula. La secuenciación del exoma es una alternativa menos costosa y más eficiente para la secuenciación del genoma. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica utilizada para hacer múltiples copias exactas de un segmento de ADN. PCR se basa en la capacidad de una enzima llamada ADN polimerasa para sintetizar nuevas hebras de ADN complementaria al ADN original. PCR se puede utilizar para analizar cantidades extremadamente pequeñas de una muestra, amplificando una secuencia especifica de ADN mil millones de veces. Un método similar se puede utilizar para amplificar ARN. PCR es extremadamente útil en el contexto de investigación de la leucemia y el linfoma y su diagnóstico; y se utiliza ampliamente en biotecnología, aplicaciones médicas y genéticas, incluyendo la medicina forense, pruebas de paternidad y la detección de enfermedades infecciosas. Un chip de ADN (Microarray) utiliza un material de soporte rígido (tal como un portaobjetos de vidrio o de plástico) sobre los cuales cientos de moléculas de proteínas o secuencias de ADN conocidas están unidos en un patrón regular. El ADN o proteínas en una muestra están marcados con colorantes fluorescentes y se colocan sobre el chip. Cualquier ADN o proteína presente en la muestra se unen a un lugar complementario en portaobjetos. Un investigador a continuación, utiliza un escáner especial para medir la intensidad de fluorescencia de cada punto. Si un gen o proteína particular es muy activo en la muestra, se genera una zona fluorescente brillante. Un gen o proteína que es menos activo produce una mancha tenue, y el gen o expresión de la proteína inactiva o faltante en las células tumorales pueden ser comparados con los de las células normales, proporcionando al investigador la información acerca de qué genes o proteínas, son importantes para investigar en un cáncer particular. 45 La ciencia de la inmunología continúa asombrando. Nuevos descubrimientos realizados, han dado lugar a mejores terapias para gran cantidad de trastornos del sistema inmunológico existentes. Nuevos y emocionantes descubrimientos se hacen casi a diario, y nuevos y más seguros tratamientos serán desarrollados para ayudar a los pacientes con trastorno del sistema inmunológico. El estudio continuo y la identificación de los mensajeros químicos de citoquinas y el posible aumento de la manipulación del sistema inmune en sí, prometen terapias médicas muy precisas. Los avances desconcertantes en genética molecular, el impresionante descubrimiento de la prevalencia de la mutación L256P MYD88 en pacientes con MW y el uso sistemático de herramientas y técnicas avanzadas de investigación sólo pueden conducir a terapias más especializados e individualizadas basados en el mapa genético o peculiaridades de cada paciente. Recientemente, la prestigiosa publicación Science considera la inmunoterapia del cáncer como el avance científico del año en el 2013. Este es el resultado de investigaciones que muestran que el sistema inmune puede reconocer y eliminar el cáncer. Tiene el gran potencial para el control de la enfermedad a largo plazo y potencialmente la terapia curativa. Espero que el lector interesado ha llegado lejos desde esta revisión ampliada de inmunología básica en WM con un renovado sentido de esperanza. Espero también que este folleto halla animado a muchos pacientes y cuidadores para seguir buscando una mayor comprensión y conocimiento sobre las complejidades y las maravillas del sistema inmunológico. Por favor, apoye la investigación sobre esta enfermedad fascinante y a menudo misteriosamente desconcertante. La cura en el horizonte! 46 Deseo agradecer a la Fundación Internacional de Macroglobulinemia de Waldenstrom (IWMF) y en particular a sus ex Presidentes Ben Rude y Judith May, al actual Presidente Carl Harrington, a la asombrosa Junta de Síndicos de la IWMF, pasada y presente, y a todos los voluntarios maravillosos en esta vibrante comunidad de MW, por la oportunidad de ayudar a mis compañeros amigos MW -podemos seguir prosperando en nuestro camino hacia la supervivencia. Este folleto, o cualquiera de los IWMF folletos en que he estado involucrado por la materia, no podría haber sido posible sin la ayuda editorial esencial y muy apreciada y necesaria de mis amigos y compañeras voluntarias, Sue Herms y Alice Rigions. Gracias! Gracias! Muchas gracias también a mis maestros pasados y futuros. Mi familia es mi inspiración y mi agradecimiento por su aceptación y su amor. Guy Sherwood, MD Primavera 2014. 47 Acción autocrina: La habilidad de la citoquina de actuar sobre la célula que la produce. Acción paracrina: denota un tipo de función en la cual una sustancia como una hormona o una citoquina es sintetizada por una célula y liberada, afectando la función de células vecinas. ADN (ácido desoxirribonucleico): la molécula que contiene el material hereditario de los humanos y de la mayoría de los otros organismos vivos Afinidad: una medida de la fuerza o fuerza de unión, de un solo antígeno con su anticuerpo. Aglutinación: La agregación de un antígeno al anticuerpo. La aglutinación aplica para las células rojas de la sangre, como a las bacterias y a las partículas inertes cubiertas con antígenos. Alelos: uno de las formas alternativas del mismo gen que produce diferentes efectos. Alérgenos: Un antígeno responsable de producir una reacción alérgica o inducción de formación de IgE. Aminoácidos: La estructura básica de las proteínas, estas moléculas están compuestas por carbón, nitrógeno, hidrogeno y oxigeno y pueden formar largas cadenas denominadas poli péptidos, los cuales son los ladrillos de las proteínas. Angiogénesis: Es la formación de nuevos vasos. La angiogénesis tumoral, es debida al crecimiento de nuevos vasos para abastecer a las células tumorales. Es generada por un producto químico soluble liberado por las propias células tumorales, es cada vez más un objetivo de estudio importante para la terapia biológica del cáncer. Anticuerpos (Abs): también llamados inmunoglobulinas. Cualquiera de las moléculas estructuralmente relacionadas formadas por las células B que son específicos de antígeno: divididos en cinco clases o isotipos básicos (IgG, IgM, IgA, IgE, IgD) sobre la base de la estructura y actividad biológica. Antígeno: cualquier molécula extraña que reacciona con anticuerpos preformados y receptores específicos sobre las células T y B. También utilizado libremente para describir materiales usados por la inmunización. Anticuerpo dependiente de células citotoxicidad mediada: un fenómeno en el que la célula diana, recubiertas con anticuerpo, son destruidas por las células asesinas especializada (killer), (y otras células efectoras como macrófagos) receptores que llevan a los receptores a la porción Fc del 48 anticuerpo de recubrimiento. Estos receptores permiten que las células efectoras se unan a la célula diana recubierta de anticuerpos y destruirla. Apoptosis: el proceso de programación de la muerte celular. Auto anticuerpos: Un anticuerpo dirigido contra si mismo. Ej. contra un componente del tejido normal. La IgM que causa neuropatía periférica es considerada un auto anticuerpo. Anemia hemolítica autoinmune: La hemolisis o la destrucción de las células rojas de la sangre, por anticuerpos, como así también por ciertas enfermedades incluyendo los linfomas, después del uso de ciertas drogas y por a menudo por inexplicables razones. La enfermedad de las crio aglutininas es una anemia hemolítica autoinmune vista en algunos pacientes con MW. ARN (ácido ribonucleico): ácido nucleico que juega un rol importante en la codificación, decodificación, regulación y expresión de los genes. Avidez: la suma de múltiplos afinidades, por ejemplo, cuando un anticuerpo se une a un antígeno en áreas múltiples. Basófilos: célula blanca de la sangre que se tiñe de azul con tintas básicas especiales. Están involucradas en la liberación de histamina y serotonina cuando son estimuladas, generalmente en una reacción alérgica. Bazo: la mayor estructura en el sistema linfoide, el bazo es una glándula como órgano situada en el flanco superior izquierdo del abdomen. Sirve como reservorio de la sangre, produce linfocitos y células plasmáticas y su función es como un filtro para la sangre por remover las células rojas dañadas desde la circulación. Bi-funcional: en el caso de los anticuerpos, esto significa tener dos funciones (ej. Uniendo el antígeno a la terminación Fab del anticuerpo y activando el sistema inmune celular o el complemento a la terminación Fc del anticuerpo. Cadenas ligera Kappa: Una de las dos cadenas ligeras encontradas en la molécula de anticuerpo. Loso dos tipos de cadenas están presentes en todos los individuos y cada tipo de cadena liviana kappa o lambda puede combinarse con cualquier tipo de cadena pesada, pero en cualquier molécula de anticuerpo ambas cadenas livianas son del mismo tipo y ambas cadenas pesadas son del mismo tipo. Las cadenas livianas don también encontradas como dos unidades de estructuras (dímeros) en la orina en ciertas condiciones anormales, particularmente en el mieloma múltiple y son llamadas proteínas de Bence Jones. Cadenas ligeras lambda: ver cadenas ligeras Kappa. Cadenas livianas: la más pequeña de las cadenas que compone un anticuerpo molecular normal. 49 Cadenas pesadas: La cadena más grande que compone una molécula de anticuerpo normal. Células B (derivadas de la médula ósea)/Linfocitos B: células blancas de la sangre formadas en la médula ósea por células madres hematopoyéticas, ellas son los precursores del anticuerpo de formación de células plasmáticas terminalmente diferenciadas. Las células B llevan el anticuerpo y las moléculas de antígenos del complejo mayor de histocompatibilidad clase II (IIMHC) en sus superficies celulares. MW es un cáncer de las células B. Células de procesamiento de antígenos: un tipo especializado de célula, que teniendo antígenos MHC de clase II en la superficie celular, participan en el procesamiento y presentación del antígeno a las células T Helper. Células de la memoria: células B de larga vida que ya se han cebado con antígeno pero no han tenido una diferenciación terminal a células plasmáticas. Ellas reaccionan más fácilmente como linfocitos “ingenuos” cuando son re estimulados con el mismo antígeno. Células dendríticas: es un conjunto de células inmunes presentes en los tejidos las cuales capturan antígenos y migran a los ganglios linfáticos y al bazo donde ellas son particularmente activas en la presentación del antígeno a las células T. Células efectoras: linfocitos o fagocitos que producen el efecto final de la destrucción o neutralización de un antígeno. Células madres hematopoyéticas: residentes en la médula ósea, las células madres hematopoyéticas son el único ancestro en común de todas las células funcionales encontradas en la sangre y en el sistema inmune. Las células madres hematopoyéticas representan menos del 0,01% de las células de la medula ósea en los adultos dar lugar a una población intermedia diferenciada de las células progenitoras. Estas células progenitoras a su vez se dividen y diferencian a través de varias etapas en células maduras encargadas de tareas específicas. Las células madres también son capaces de renovarse a sí mismas; Este potencial para la duración de la vida ilimitada y futura proliferación es su más importante propiedad definitoria. Células madres linfoideas: progenie de las células madres. Células naturales asesinas (killer): células blancas de la sangre que tienen la habilidad intrínseca de matar a varias células blanco. Células plasmáticas: célula blanca de la sangre terminal diferenciada de la línea de las células B que producen anticuerpos. En el mieloma múltiple, las células plasmáticas se tornan malignas y producen en la mayoría de los casos grandes cantidades de IgG anticuerpos. Células progenitoras: células derivadas de las células madres hematopoyéticas que a su vez servirá de células madre interina para los otros 50 tipos de células de la sangre que se desarrollan durante el proceso de maduración y diferenciación celular. Células sanguíneas blancas: ver leucocitos. Células T (derivadas del timo)/Linfocitos T: Estas son probablemente las más complejas células del sistema inmune, dada la diversidad de tipos de células T. El amplio rango de citoquinas, factores de crecimiento y moduladores inmunes producidos para activar las células T; La complejidad de la interacción de las células T con los antígenos y la complejidad de la maduración de las células T en el timo. Células T citotóxicas (TC células): Células T CD8 que responden a la presentación de los complejos de interacción de las células T clase I de los antígenos virales o tumorales sobre la superficie de las células objetivos, liderando la destrucción o lisis de la células objetivos infectadas o malignas por las células Tc . Células T helper-1 (Células Th1): Células T CD4 que producen citoquinas que están asociadas con células mediadoras de reacciones inflamatorias, activación del complemento y/o macrófagos y citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos. Células T helper 2 (Células Th2): Células T CD4 que produce citoquinas las cuales proveen óptima ayuda para fuertes anticuerpos y respuestas alérgicas. CD4: es un receptor celular proteico de superficie de las células T-Helper y otras células blancas de la sangre. El CD4 hace que las células T proliferen en respuesta a antígenos, y causa que las células B produzcan anticuerpos. El CD4 también sirve como el receptor para el virus del SIDA. CD4/T-helper/Células Th: Esta es una sub clase funcional de células T que expresan el marcador CD4 sobre su superficie, las cuales gatillan a las células B para hacer anticuerpos. Las células CD4 también facilitan la generación de células T- citotóxicas. Las células CD4 reconocen el antígeno asociado a las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad clase II (class II MHC sigla en inglés). CD8: El receptor celular proteico de superficie es un marcador para células T con una actividad supresora y citotóxica. Se une a antígenos del complejo mayor de histocompatibilidad de clase I en las células presentadoras de antígeno. CD8/T-citotóxico/Células Tc: Esta es una subclase funcional de células T que expresan el marcador CD8 sobre su superficie. Las células CD8 pueden matar a las células malignas o infectadas por virus que tiene fragmentos antigénicos presentes en moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad clase I (Sigla en inglés Class I MHCs) sobre sus membranas celulares. 51 CD34: el receptor de superficie característico para células madres hematopoyéticas (HSCs). Útil para la identificación de HSCs en la citometría y en el aislamiento de HSCs. Centrómero: punto de constricción de un cromosoma que une los dos brazos. El centrómero juego un rol importante en la duplicación del ADN durante la división celular. Citotoxicidad dependiente del complemento (CDC): es el mecanismo de la destrucción celular por activación de la proteína del complemento cascada iniciada por la formación de complejos antígenos-anticuerpos. Citoquinas: es un término genérico para una proteína ni anticuerpo liberada por una población de células que actúan tanto como facilitador intracelular, como en la generación de una respuesta inmune. Codones: es la base de tres unidades de nucleótidos que se codifica para originar un aminoácido en particular. Complejos antígenos-anticuerpos: compuestos formados por la unión de un anticuerpo a un antígeno: muchos de estos complejos son inofensivos, pero algunos pueden causar daño tisular por activación del sistema inmune o por incitación a una reacción inflamatoria. Complejo principal de histocompatibilidad Clase I: Proteína expresada en la superficie de prácticamente todas las células que se utilizan para presentar el material antigénico a las células T citotóxicas CD8. Clase II MHC son, por tanto, importante en el reconocimiento de sí mismo por el sistema inmune y para la identificación de una célula viralmente infectada o maligna Complejo principal de histocompatibilidad Clase II: proteínas expresadas sobre la superficie de las células B, macrófagos, células dendríticas y otras células auxiliares del sistema inmune. Clase II MHC esta caracterizado por su habilidad en estimular linfocitos. Crioglobulinas: anticuerpos anormales proteicos detectados en el laboratorio en suero refrigerado por debajo de 32 grados Celsius, en donde las proteínas se vuelven insolubles y precipitan. A la temperatura normal del organismo es de 37 Celsius, las crioglobulinas son solubles. Las muestras de suero de pacientes con crioglobulinas deben ser mantenidas tibias antes de testearlas. Crioglobulinemia: enfermedad clínica caracterizada por crioglobulinas en el suero; a menudo asociadas con inmuno complejos antígenos –anticuerpos depositados en el riñón y otro tipo de tejidos. Tres tipos de crioglobulinas han sido descriptas: Tipo I (monoclonal); Tipo II (mixta monoclonal-policlonal) fue la primera encontrada en la MW y puede ser vista también en desordenes autoinmunes; Tipo III (policlonal mixta) puede ser vista en enfermedades autoinmunes, infecciones y otros desordenes. 52 Cromosomas: las estructuras condensados en forma de varilla que en el interior del núcleo de la célula que contienen los genes. Dominios: segmento compacto de una molécula de anticuerpos, formada por alrededor de 100-110 aminoácidos alrededor de una unión de di sulfuro y codificada por un solo segmento de ADN. Enfermedad de las aglutininas frías: es una anemia hemolítica autoinmune causada por un anticuerpo IgM que se une a las células rojas de la sangre a determinadas temperaturas alcanzando los capilares de la piel y los tejidos subcutáneos causando la destrucción de los glóbulos rojos (hemolisis). Eosinófilos: células blancas de la sangre que se manchan de rojo con un tinte ácido especifico, ellas están involucradas en las reacciones contra los parásitos y alguna reacción de hipersensibilidad que involucra a la IgE. Epigenoma: consiste en un componente químico que modifica o marca, al genoma de manera que le dice que hacer, y cuando hacer. Las modificaciones, las cuales no son partes del ADN en si mismo, pueden ser transmitidas de célula en célula cuando estas se dividen y de una generación a la siguiente. Eritrocitos: estas células contienen hemoglobina la cual se une al oxigeno cuando las células pasan por el pulmón y luego lo liberan en los tejidos del cuerpo. Las células rojas de la sangre forman un poco menos de la mitad del volumen de la sangre en individuos sanos. Eritropoyetina (EPO): una hormona producida principalmente por los riñones, la cual es necesaria para la producción normal de las células rojas de la sangre. Liberada al torrente sanguíneo en respuesta a una disminución de los niveles de oxigeno en la sangre (como en la anemia), EPO interactúa con los receptores EPO de las células madres de la línea roja pata incrementar la producción de los eritrocitos. Epoetin alfa (Epogen MR, ProcritMR) y la darbepoetin (ARANESPMR) son formas de EPO de laboratorio que pueden ser usadas en el tratamiento de la anemia. Fab: el fragmento de anticuerpo contenido en el sitio de unión del antígeno, consistiendo en una cadena liviana y parte de una cadena pesada. Factor estimulante de colonias (CSFs sigla en inglés): es un grupo de citoquinas que controlan la diferenciación hematopoyética de las células madres. Fagocitos: término referido a células del sistema inmune (macrófagos y neutrófilos) que son capaces de ingerir microorganismos y otras partículas antigénicas cubiertas con un anticuerpo o complemento. Este proceso es facilitado por específicos receptores de superficie denominado FC receptores. Fagocitosis: el proceso por el cual células digieren el material y lo encapsulan en un área especial (fagosoma) dentro de la célula. 53 Fc: fragmento de anticuerpo conteniendo el sitio de unión del efector de la célula y el complemento, consistiendo en una parte de la cadena pesada. Función efectora: en el contexto del sistema inmune, este término se refiere al final del resultado de la activación del sistema inmune, incluyendo la fijación de las proteínas del complemento y la fagocitosis. G-CSF: factor estimulante de colonias de granulocitos: una citosina que estimula la médula para producir granulocitos y células madre y liberarlos en el torrente sanguíneo. Hematopoyesis: el proceso de formación de células sanguíneas. Hipermutación somática: proceso que ocurre durante la maduración y que afectan a la región del gen de anticuerpo, que permite el refinamiento de la especificidad del anticuerpo Inmunidad: la condición de ser inmune; la protección contra una enfermedad infecciosa conferida por una respuesta inmune generada por inmunización, por infección previa, o por otros factores no inmunológicos. Inmunidad adquirida (Inmunidad adaptativa): Inmunidad resultante del desarrollo de inmunidad activa o pasiva. Involucra la activación de las células blancas y la generación de anticuerpos. Inmunidad innata (inmunidad no adaptativa): consiste en los elementos de protección con los que el individuo nace y que están siempre presentes y disponibles en un plazo muy corto para proteger al individuo de la infección. Ejemplos de inmunidad innata incluye la barrera de la piel, las membranas mucosas del sistema respiratorio superior, la toz refleja, el Ph del estómago y las lágrimas. Elementos internos juegan un rol en la inmunidad innata incluyendo la fiebre, las proteínas especializadas encontradas en la sangre, ciertos químicos y ciertas células inmunes que actúan como una no especifica guardia de seguridad para invasores extraños. Inmunización: la inducción de inmunidad por (1) estimulación del sistema inmune y la subsecuente producción de anticuerpos por exposición a un antígeno en orden de conferir protección contra enfermedades (ej. inmunidad activa por administración de una vacuna), o (2) el otorgamiento de la reactividad inmunológica específica en individuos no inmunizados anteriormente por la administración de las células linfoides sensibilizadas o suero de individuos inmunes (ej. inmunidad pasiva mediante la administración intravenosa de IgG). Inmunocomplejos crioprecipitables: es el precipitado formado cuando un complejo inmune anticuerpo-crioglobulina es expuesto a una temperatura debajo de la temperatura normal del cuerpo de 37° Celsius. Los hallazgos clínicos incluyen dolor en las articulaciones, erupciones, intolerancia al frío (particularmente en las extremidades como dedos, pies y nariz) y otros síntomas. 54 Inmunógeno: sustancia capaz de inducir una respuesta inmune, en la mayoría de los contextos sinónimo con antígeno (pero no siempre). Inmunoglobulinas (Ig): ver anticuerpos. Interferón (IFNs): cualquiera de la familia de las proteínas inmunológicas regulatorias producidas por las células T en respuesta al ADN, virus, antígenos y otras sustancias asociadas con células infectadas o malignas. El interferón aumenta la actividad asesina de los macrófagos. Interleuquinas (ILs): familia de factores producidos por los linfocitos, monocitos y otras células que inducen al crecimiento y diferenciación de células linfoideas y células madres hematopoyéticas. Isohemoaglutininas: anticuerpos IgM e IgG de origen natural contra los antígenos de células rojas de los principales grupos sanguíneos. Isotipos: en el contexto de los anticuerpos son las clases presentes en todos los individuos normales (ej. IgG, IgM, IgA, IgE e IgD) . Leucocitos: células blancas en la sangre formadas en la médula ósea. Incluso linfocitos, fagocitos, y ciertas células auxiliares. Linfoquinas: un termino para las citoquinas producidas por linfocitos, Interferón, Interleuquinas y factor estimulante de colonias son linfoquinas. Lisozimas: una encima encontrada en la saliva, lagrimas y otros fluidos que tienen actividad antibacteriana. Macrófagos: célula blanca de la sangre que interactúa con los antígenos y presenta estos antígenos a las células T, activando las células T. Los macrófagos que circulan en la sangre son llamados monocitos, de todas maneras aquellos que residen en ciertos tejidos son llamados macrófagos tisulares. Los macrófagos son capaces de la fagocitosis y secretan varias sustancias que realzan la respuesta inmune a los agentes infecciosos y células malignas. Marcadores CD (grupo de diferenciación): moléculas de superficie celular de leucocitos y plaquetas que son identificable con anticuerpos monoclonales (EJ CD20 y Rituximab) y pueden ser utilizados para diferenciar las poblaciones de células. Mastocitos: células no móviles distribuidas cerca de los vasos sanguíneos en la mayoría de los tejidos. Estas células están llenas de gránulos que contienen facilitadores inflamatorios y son a menudo asociados a factores inflamatorios. Médula ósea: Tejido esponjoso que ocupa el hueco central de la cavidad de los huesos siendo el sitio de la hematopoyesis. Luego de la pubertad, la médula situada en la columna vertebral, las costillas, el esternón, las caderas, los hombros y el cráneo es la más activa en la formación de células 55 sanguíneas. En el adulto, los huesos de las manos, los pies, las piernas y los brazos están llenos de células de grasa en lugar de la médula activa. Monoclonal: un grupo de células derivadas de una única célula ancestral a través de divisiones repetidas. Monocitos: Macrófagos que son móviles y presentes in el torrente sanguíneo y que comprenden el 2-5% de las células blancas circulantes. Monoquinas: Un término para las citoquinas producidas por los macrófagos que actúan como facilitadores de la inmuno respuesta no involucradas en anticuerpos o complemento. Mucosa-tejido linfoide asociado: termino genérico para el ejido linfoide asociado con el tracto gastrointestinal, árbol bronquial y otro tejido mucoso. Mutación: cambio en la secuencia de nucleótidos del gen. Una mutación de la línea germinal se hereda mientras una mutación somática es adquirida durante la vida de un individuo. Neuropatía periférica (PN): un síntoma clínico que ocurre por un problema transitorio o permanente con el funcionamiento de los nervios fuera de la médula espinal. Los síntomas de la neuropatía periférica puede incluir entumecimiento, debilidad, dolor ardiente, y la pérdida de los reflejos. El dolor puede ser leve o severo y incapacitante. Neutrófilos: los más abundantes tipos de granulocitos, tienen vida corta y son móviles y son parte del sistema inmune innato. Neutrófilos polimorfonucleares: ver neutrófilos. Nódulos linfáticos: parte del sistema linfoide secundario. Órgano en forma de frijol que se encuentra en la axila, la ingle, el cuello y el abdomen que actúan como filtros del líquido linfático a medida que pasa a través de ellos. Los ganglios linfáticos son los principales sitios de captura de antígeno por los linfocitos, que a su vez pueden activar una respuesta inmune Nucleótido: subunidades de ADN y ARN, están compuestos por bases nitrogenadas, un azúcar (desoxirribosa o ribosa) y uno o mas grupos fosfatos. Órganos linfoides primarios (órganos centrales primarios): órganos linfoides en los cuales los linfocitos completan sus pasos maduración inicial; en los adultos estos son la médula ósea y el timo. Órganos linfoides y tejidos secundarios: Estos comprenden unos órganos encapsulados bien organizados como el bazo y los nódulos linfáticos y tejidos linfoide acumulado no encapsulados; generalmente el sitio del primer encuentro de las células inmunes con el antígeno. En general, linfocitos son generados en los órganos linfoides primarios y funcionan en los órganos linfoides y tejidos secundarios. 56 Plasmaféresis: la remoción, tratamiento y retorno de los componentes de la sangre. Este procedimiento es usado como terapia en muchos tipos de desordenes de la sangre, incluyendo MW. Plaquetas: células formadas en la médula ósea desde las células madres hematopoyéticas que circulan en la sangre y son necesarias para ayudar a la coagulación y controlar el sangrado. Policlonal: derivados de diferentes células. IgM normal es policlonal desde que es derivada de muchas células B en oposición a la IgM monoclonal producida por las células MW. Polimorfismo: En genética, esto refiere a lo que ocurre en una misma población de dos o mas fenotipos determinados genéticamente. Dimorfismo sexual (Diferencia en apariencia entre los sexos) es un ejemplo. Proteínas del complemento: es un grupo de proteínas séricas involucradas en el control de la inflamación, la activación de fagocitos y el ataque sobre las membranas causando lisis (ruptura) celular. El sistema puede ser activado por la interacción de los anticuerpos del sistema inmune. Proteosomas: proteínas complejas dentro de la célula cuya función es degradar proteínas innecesarias o dañadas. Quimoquinas: citoquinas producidas por células especializadas de la inmunidad que tienen la propiedad de activar células y favorecer la migración o atracción de las células target hacia el gradiente de concentración de la quimosina en cuestión. Reactantes de fase aguda (APR): proteínas que suben y bajan con la inflamación aguda. Ejemplos de APR incluyen proteína C reactiva, proteína del complemento C3, el fibrinógeno, haptoglobina y transferrina. Receptores de células T (TCRs): estructuralmente relacionados con los anticuerpos, los receptores de células T sobre la superficie de las células T interactúan con las complejos principal de histocompatibilidad de clase I o clase II que se les presenta por las células presentadoras de antígeno del sistema inmune. La activación de los TCRs conduce a diversos funciones realizadas por las células T. TCRs son incapaces de reconocer el antígeno libre no unido. Receptores Fc: moléculas de superficie sobre una variedad de células efectoras que se unen a la región Fc de anticuerpos. Son específicos de clase de anticuerpos. Recombinación de clase: Es el proceso por el cual una célula B individual o su progenie puede vincular los genes de la cadena pesada (C) de la inmunoglobulina con los genes de su variable recombinada (V) para producir una clase diferente (o isotipo) de anticuerpo con la misma especificidad. Este proceso es irreversible (cambio de IgM a la producción de IgG, pero no a la inversa. 57 Región bisagra: es la porción de anticuerpo de cadena pesada entre el Fab y la región Fc la cual permite la flexibilidad dentro de la molécula y permite los dos sitios combinados operen independientemente. Región hipervariable: porción de la cadena liviana y pesada de la cadena de anticuerpo que es altamente variable en la secuencia, desde una molécula de anticuerpo a otra y que juntas constituyen sitio de unión del antígeno de una molécula de anticuerpo. Región constante: es la porción terminal de las cadenas pesadas y ligeras de un anticuerpo, los cuales no varía en las diferentes clases de anticuerpos y se unen a las células efectoras y a las proteínas del complemento del sistema inmune. Región variable: la porción de cadena liviana y pesada de un anticuerpo principalmente responsable de la unión antigénica. Esta región está sujeta a frecuente manipulación/mutación genética. Ribosomas: estructura molecular intracelular grande compuesta por dos subunidades que son el lugar de la síntesis de las proteínas. Timo: el mayor lugar para la diferenciación de células T, el timo es considerado el primer órgano linfoide y esta localizado en la cavidad torácica sobre el corazón. Transcripción: es el primer paso de la expresión genética, en la cual un particular fragmento de ADN es copiado a ARN mensajero por la encima ARN polimerasa. Translación: el proceso por los cuales los ribosomas crean proteínas. Transposición: un evento genético donde un segmento de ADN es movido a otra posición o es reemplazado y/o cambiado por otro segmento genético. Vida media/vida media de los anticuerpos: es una medida del tiempo de supervivencia de las moléculas de anticuerpo luego de su formación, generalmente expresadas como el tiempo requerido para eliminar el 50% de la cantidad conocida de anticuerpos del cuerpo, varían de un anticuerpo al otro. Viscosidad sérica (SV): es la propiedad física del plasma que se refiere a su espesor. La viscosidad sérica es afectada por la concentración de varios constituyentes de la sangre. 58 Notas 59
