Capítulo 1. Generalidades del sistema inmune

Sistema inmune:
su importancia en el desarrollo
y terapia del cáncer
CONSUELO BOTICARIO BOTICARIO
MARÍA CASCALES ANGOSTO
Sistema inmune:
su importancia en el desarrollo
y terapia del cáncer
Plasencia 2013
© UNED. Centro de Plasencia
© Consuelo Boticario Boticario, María Cascales Angosto
D.L.: CC-154-2013
I.S.B.N.: 978-84-616-4319-6
Imprenta y encuadernación:
Artes *riÀcas Batanero, S.L.
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Agradecimientos
Nuestra profunda gratitud a la Doctora Evangelina Palacios Aláiz
por su inestimable ayuda en la revisión y corrección de los manuscritos.
También agradecemos de manera muy especial la colaboración prestada
por Doña Adoración Urrea Salazar en la preparación de los manuscritos,
en la búsqueda de bibliografía y en la realización del ajuste electrónico de
las figuras.
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Prólogo
Un organismo vivo es un prodigio de armonía, sus componentes individuales tienen divididas las funciones e interaccionan entre sí de una forma
compleja y precisa. Sin embargo, este conjunto de interacciones puede
ser fácilmente alterado por agentes que amenazan su integridad como los
microorganismos, parásitos, las lesiones tisulares o el cáncer. Para defenderse, los organismos han desarrollado una gran variedad de mecanismos
que transcurren en su medio interno.
El organismo proporciona un medio ambiente ideal para muchos
microorganismos, que intentan invadirlo y para ello se introducen atravesando la barrera de la piel o mucosas. El organismo a su vez posee
un sistema muy eficiente para hacer frente a estos invasores, el sistema
inmune. El sistema inmune está compuesto por una red de células, tejidos y órganos que tiene como misión la defensa frente a los agentes foráneos. El sistema inmune tiene la capacidad de distinguir lo propio de lo
extraño. Cada célula del organismo posee el mismo conjunto de proteínas de superficie que las distingue como “propias”. Normalmente el
sistema inmune no ataca las células propias que poseen el mismo perfil de
marcadores propios, más bien, uno y otras coexisten pacíficamente en un
estado conocido como autotolerancia.
En estas reacciones de defensa hay tres fases: el reconocimiento, el
procesamiento y la respuesta. En el reconocimiento media una interacción
entre antígeno y receptor, y permite distinguir lo propio de lo extraño.
En este sentido, un antígeno sería la unidad más pequeña de algún
elemento extraño capaz de generar una respuesta. Al reconocimiento
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sigue el procesamiento, que es la transmisión de la señal desde el receptor
a otra molécula. Finalmente, durante la respuesta el organismo actúa para
eliminar la amenaza. Este mecanismo puede tener lugar con la participación
de células (inmunidad celular) y/o de moléculas solubles (inmunidad
humoral). Algunos participantes en la defensa son innatos, están presentes
desde el nacimiento y no dependen de la presencia de antígenos. Otros son
adquiridos y se encuentran en pequeñas cantidades antes de un estímulo
antigénico.
Las células y moléculas del sistema inmune son un componente fundamental del microambiente tumoral. Es importante que las estrategias
terapéuticas puedan dirigir las respuestas del sistema inmune de manera
específica hacia las células tumorales, con el objeto de inducir una memoria
específica inmunológica que cause una regresión tumoral a largo plazo y
evite la recaída en los pacientes con cáncer.
La inmunoterapia del cáncer es el uso del sistema inmune para rechazar el cáncer, estimulando el sistema inmune del paciente para atacar las
células del tumor maligno que son responsables de la enfermedad. Esto
puede realizarse por inmunización del paciente, mediante la administración de una vacuna, en tal caso el propio sistema inmune del paciente se
entrena para reconocer las células tumorales como objetivo a ser destruido,
o mediante la administración de anticuerpos terapéuticos como fármacos,
de tal manera que el sistema inmune del paciente se activa para destruir las
células tumorales por los anticuerpos terapéuticos.
La inmunoterapia basada en las células es otra entidad importante de
inmunoterapia del cáncer. Esto implica a un grupo de células inmunes
tales como, las células naturales asesinas (NK), las células asesinas activadas
por linfoquinas (LAK), linfocitos T citotóxicos (CTL), células dendríticas
(CD), etc., las cuales pueden ser activadas in vivo por administración de
ciertas citoquinas (interleuquinas), o bien aisladas y enriquecidas ex vivo y
transfundidas al paciente para que luchen contra el cáncer.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
La respuesta inmune innata representa la primera estrategia defensiva
del organismo para hacer frente a una gran variedad de agentes patógenos (bacterias, virus, hongos y parásitos). La activación del sistema inmune
innato da lugar a una respuesta inflamatoria esencial para el control rápido
de las infecciones. Los leucocitos fagocíticos, componentes esenciales del
sistema inmune innato, son críticos en estos procesos por su capacidad de
atrapar y destruir los microorganismos. Entre estos leucocitos se incluyen
los siguientes: neutrófilos (polimorfonucleares, PMN), monocitos, macrófagos y células dendríticas.
La actividad de la NADPH-oxidasa fagocítica constituye un mecanismo
muy conservado a través de las especies, que genera especies reactivas de
oxígeno. Este sistema, responsable del denominado estallido respiratorio
(respiratory burst) de los fagocitos, es una fuente endógena importante de
radical superóxido y está constituido por varias proteínas distribuidas entre
el citoplasma y la membrana plasmática. Durante la activación leucocitaria
los componentes ubicados en el citosol, tienen que emigrar a la membrana
plasmática, que es donde se verifica el ensamblaje del complejo funcional
que conforma el sistema enzimático activo.
El ejemplo que pone de manifiesto la importancia fisiopatológica de la
NADPH oxidasa fagocítica es la enfermedad granulomatosa crónica (CGD,
chronic granulomatous disease), caracterizada por la ausencia o deficiencia de
este complejo sistema enzimático, y por tanto del estallido respiratorio de
los fagocitos. Esta enfermedad se manifiesta en la infancia por una predisposición, severa y prolongada, a frecuentes infecciones crónicas y recurrentes con desenlace, a veces fatal. Como esta enfermedad es rara, las
células de estos enfermos han supuesto un valioso sistema donde estudiar
las propiedades de la NADPH oxidasa. En la actualidad se utilizan ratones
knockout deficientes en los genes phox. Desde la primera descripción de
la CGD en 1957, como síndrome de infecciones recurrentes, hipergammaglobulinemia, hepatoesplenomegalia y linfoadenopatia, se han realizado
avances significativos en el conocimiento de las deficiencias moleculares.
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El presente volumen comprende seis capítulos:
1. Generalidades del sistema inmune
2. Receptores tipo Toll y células dendríticas
3. Regulación del sistema inmune
4. Sistema inmune y cáncer
5. Estallido respiratorio d los fagocitos
6. Enfermedad granulomatosa crónica e inflamación
Un sistema inmune fuerte eficaz y regulado es sinónimo de salud y es
uno de los mejores marcadores de la mejor calidad de vida y bienestar.
Las alteraciones del sistema inmune producen un aumento de estados
patológicos que afectan negativamente al organismo, y esta situación en
la actualidad es cada vez más habitual ya que las costumbres de las sociedades occidentales están haciendo que aparezcan más disfunciones en este
sistema, probablemente porque no se está utilizando para lo que estaba
diseñado que era defender al organismo de las infecciones. Los nuevos hábitos de alimentación, el sedentarismo, incluso la excesiva higiene, etc., han
debilitado de tal manera el sistema inmune que cada vez aumentan los casos
de alergias, enfermedades autoinmunes inflamatorias, inmunodeficiencias,
infecciones, y cáncer.
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Índice
Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Capítulo 1. Generalidades del sistema inmune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Capítulo 2. Receptores tipo toll y células dendríticas . . . . . . . . . . . . . 43
Capítulo 3. Regulación del sistema inmune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Capítulo 4. Sistema inmune y cáncer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Capítulo 5. Estallido respiratorio de los fagocitos . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Capítulo 6. Enfermedad granulomatosa crónica (CGD)
e hiperinflamación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
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CAPÍTULO
1 Generalidades
del sistema inmune
INTRODUCCIÓN
En los organismos multicelulares, el sistema inmune tiene la misión de
mantener la supervivencia y la calidad biológica ante el continuo cambio
del medio ambiente, actuando como defensa frente a invasores externos.
Está compuesto por un entramado de células y productos de éstas, que
interaccionan entre sí. Su función es distinguir las entidades propias de
las extrañas y eliminar las extrañas. Si el sistema inmune funciona adecuadamente el organismo puede estar en contacto con alérgenos y no ser
alérgico, con gérmenes y no contraer infecciones, con cancerígenos y no
padecer cáncer. Los componentes del sistema inmune tratan de evitar que
los agentes patógenos infecten las células del organismo, o de controlar la
infección cuando ésta ya se ha iniciado. Los microorganismos son las principales entidades extrañas, pero los neoplasmas, los trasplantes y ciertas
toxinas son también importantes. Para hacer frente a todos estos agentes
agresivos, el sistema inmune ha desarrollado dos mecanismos: la inmunidad
innata y la inmunidad adquirida, las cuales se encuentran en total conexión
e influencia una sobre otra.
El sistema inmune comprende una red compleja y difusa de órganos,
células y productos celulares, cuya misión es proteger el organismo de las
enfermedades causadas por la mayoría de patógenos (bacterias, virus, parásitos, hongos y otras sustancias extrañas). Los leucocitos patrullan a través
del organismo detectando los patógenos invasores. Estas células, no solo
destruyen las células infectadas y malignas, sino también eliminan los residuos celulares. Partes del sistema inmune son las amígdalas, los nódulos
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linfáticos, el apéndice, el bazo, el timo, las células madre hematopoyéticas,
los leucocitos, los anticuerpos y las citoquinas. El sistema inmune juega
un papel directo en la inmunidad, las enfermedades infecciosas, alergias y
enfermedades autoinmunes, tales como hepatitis autoinmune y la artritis
reumatoide. En casos de hepatitis vírica el sistema inmune es extremadamente activo y es responsable del desenlace agudo, crónico o fulminante
de la enfermedad.
BREVE HISTORIA
Se conoce desde tiempos remotos el hecho de que los supervivientes a
las plagas se encontraban protegidos de los horribles estragos de éstas en
posteriores encuentros con la enfermedad. Uno de los comentarios más
antiguos, aparece en las crónicas de Tucídides en la guerra del Peloponeso,
donde describe una plaga que azotó Atenas en el año 430 antes de Cristo
y comenta como los que sentían mayor piedad por los enfermos y los moribundos eran los que habían padecido antes esa enfermedad y se habían
recuperado. Ellos conocían la enfermedad y sabían que no la padecerían
por segunda vez y de sufrir un segundo ataque, nunca tendría una evolución
fatal. Estos conocimientos no se entendieron bien en su época y no fueron
sometidos a experimentación o análisis, más bien, la aparición de epidemias se envolvió en una aureola mágica o religiosa. La primera vacunación
efectiva, aunque todavía empírica, fue llevada a cabo por el científico inglés
Edgard Jenner (1749-1823), quien observó que aquellos pacientes que se
curaban después de alguna infección con la viruela de la vaca, quedaban
protegidos contra la viruela humana. Convencido por sus observaciones,
en mayo de 1796 inoculó a James Phipps, un niño de ocho años, la viruela
de vaca y unos meses después la viruela humana. El niño sobrevivió porque
se había hecho inmune a la enfermedad. Jenner envió el artículo con estos
datos a la Royal Society para su publicación, pero se lo rechazaron, por
miedo a que dañara la reputación de tal Sociedad. La publicación en 1798
del tratado de Jenner sobre la vacunación (de vaccinus, de las vacas), término
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que sustituyó al de variolización, hizo que se extendiera el concepto de
contagio y se profundizara en el estudio de la respuesta inmune del organismo a sustancias extrañas, y de este modo tuvo lugar el nacimiento de la
Inmunología como Ciencia.
Finales del siglo XIX fue una época afortunada en los avances científicos.
Louis Pasteur estableció que las enfermedades no se adquieren espontáneamente, sino que son producidas por organismos específicos que inducen
inmunidad. Fue en el siglo XX cuando gracias a los estudios de la teoría
humoral (Ehrlich, Premio Nobel) y la teoría celular (Metchnikoff, Premio
Nobel), se estableció la idea de la selección clonal. Posteriormente el medico australiano Macfarlane Burnet, propuso en 1949, que lo que se conoce
como “propio” se define durante la embriogénesis, a través de interacciones
muy complejas entre las células inmunes y el resto de las células y moléculas del embrión. Durante este proceso, la materia extraña que accidentalmente invade el cuerpo del embrión, puede ser percibida como propia. Por
lo tanto, Burnet argumentó que las bacterias, virus y células genéticamente
distintas, que ingresan en el organismo durante la vida embrionaria, pueden ser tolerados indefinidamente. El científico británico Peter Medawar
y su equipo apoyaron el argumento de Burnet mediante experimentos de
transplante y aportaron la primera demostración de que tejidos extraños
diferentes a la córnea, pueden ser tolerados con éxito dentro de un individuo genéticamente diferente. Esto contribuyó a redefinir la inmunología
como la ciencia de reconocimiento entre lo propio y lo extraño y generó
un concepto innovador que vinculó la ciencia básica con la clínica en el
tratamiento de enfermedades autoinmunes, cáncer, alergias y síndromes de
inmunodeficiencia. Ambos, MacFarlane Burnet y Medawar recibieron en
Premio Nobel en 1960. En los últimos 30 años, y coincidiendo con el advenimiento del SIDA, es mucho lo que ha cambiado el concepto del sistema
inmune y sus funciones, merced a los constantes avances científicos alcanzados por la tecnología que ha impulsado el desarrollo del cultivo celular, la
biología molecular, la ingeniería genética y la bioquímica de las proteínas, lo
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cual ha permitido conocer en términos estructurales y bioquímicos, muchos
fenómenos que acontecen en la respuesta inmune. Un testamento elocuente
de la importancia y el progreso de la inmunología fue el anuncio en 1980
por la Organización Mundial de la Salud, que la viruela había sido erradicada
del mundo gracias a un programa de vacunación. Por último, en 2011 el
premio Nobel de Fisiología y Medicina recayó en tres inmunólogos, dos de
ellos, Hoffmann y Beutler por sus descubrimientos de los receptores tipo Toll y
Ralf Steinman por su descubrimiento de la célula dendrítica
SISTEMA INMUNE INNATO Y SISTEMA INMUNE ADAPTATIVO
El cuerpo humano se enfrenta constantemente al ataque de microorganismos (bacterias, virus, hongos y parásitos), que suponen una amenaza
continua para la supervivencia. El sistema inmune, con sus dos líneas de
defensa, la innata y la adaptativa, es la encargada de reconocer esta invasión
y de reaccionar para su eliminación. La respuesta innata, no específica del
antígeno, destruye los microorganismos y dispara un proceso inflamatorio
que contribuye al bloqueo de la diseminación de la infección. Si los microorganismos superan esta primera barrera, la inmunidad adaptativa, específica
de antígeno, está integrada por los linfocitos T y B y es capaz de producir
anticuerpos y células asesinas que podrán destruir las células infectadas.
Las células del sistema inmune innato utilizan receptores de reconocimiento no clonales, que incluyen los receptores tipo Toll (TLR), receptores
tipo NOD (NLR), lectinas y helicasas. Las células T y B del sistema inmune
adaptativo utilizan receptores clonales que reconocen antígenos o sus péptidos derivados, de forma altamente específica
El sistema inmune innato (fagocitario) es la primera línea de defensa del organismo, que impide la invasión y diseminación de los patógenos. Es filogenéticamente primitivo (vegetales y animales), realiza una respuesta rápida
directa sobre el patógeno, no posee memoria e interviene en la sepsis. Las
células del sistema inmune innato reconocen un modelo molecular común
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y constante de la superficie de los microorganismos, denominado modelo
molecular asociado a patógenos, a través de los receptores celulares conocidos como receptores de reconocimiento. Estos receptores de reconocimiento
se expresan fundamentalmente en la superficie de las células fagocíticas
(neutrófilos, monocitos y macrófagos y células dendríticas inmaduras), y
de las células presentadoras de antígeno (células dendríticas maduras y monocitos/macrófagos), y su primera misión es la de entrar en contacto con
el patógeno durante la infección.
NATURAL
(innato)
SISTEMA
INMUNE
NATURAL
Enfermedad
ADQUIRIDO
(adaptativo)
ARTIFICIAL
Vacunas
Figura 1. Esquema que muestra los dos brazos del sistema inmune: el natural o innato y el
adquirido o adaptativo. Este último se divide en natural, cuando se induce por enfermedad
RDUWLÀFLDOFXDQGRVHLQGXFHSRUYDFXQDV
Los productos microbianos que activan esta respuesta son: lipopolisacáridos, peptidoglicanos, ácido lipoteicoico, lipoproteínas, DNA, glicolípidos, fragmentos de pared celular, y lipoarabinomanano, que en conjunto
se denominan PAMP (Pathogen-Associated Molecular Patterns). Los receptores
celulares encargados del reconocimiento de los PAMP se denominan PRR
(Pattern Recognition Receptor), los cuales se han seleccionado en el transcurso
de la evolución para reconocer estructuras o productos microbianos, de los
que forman parte los receptores tipo Toll.
El sistema inmune adaptativo, representa una respuesta tardía, que se inicia al establecerse una conexión entre el complejo MHCII-Antígeno en la
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superficie de las células presentadoras de antígenos (APC, antigen presenting
cell) y el receptor de las células T (TCR), que se encuentra en la superficie
de los linfocitos T. Por este medio los linfocitos T vírgenes resultan activados y se verifica en ellos una selección clonal de linfocitos específicos del
antígeno, que poseen memoria y su protección es prolongada. El sistema
inmune adaptativo se encuentra en los animales vertebrados.
La inmunidad en su conjunto, es consecuencia de una compleja interrelación entre el sistema inmune innato, inespecífico frente a los antígenos, y
el sistema inmune adaptativo, específico del antígeno. Las células del sistema inmune innato usan receptores de reconocimiento no conal, mientras
que las del sistema inmune adaptativo, linfocitos T y B usan receptores clonales que reconocen antígenos o los péptidos derivados de dichos antígenos, de una manera altamente específica.
COMPONENTES DEL SISTEMA INMUNE
El sistema inmune está compuesto de distintos tipos de células y proteínas. Cada componente tiene una misión especial enfocada a reconocer
y reaccionar frente al material extraño (antígenos). Algunos componentes tienen como función única y principal reconocer los agentes extraños, otros componentes tienen la función de reaccionar contra el material
extraño, y algunos otros funcionan para ambos, reconocer y reaccionar.
Como las funciones del sistema inmune son tan importantes para mantener
la supervivencia, existen mecanismos de respaldo. Si un componente del
sistema falta o no funciona correctamente, otro componente puede hacer
alguna de sus funciones.
Los componentes del sistema inmune son: los órganos, los elementos
celulares (fagocitos, linfocitos, etc), el sistema de complemento y los anticuerpos.
Órganos del sistema inmune Los órganos del sistema inmune están distribuidos por todo el organismo y se denominan órganos linfoides porque son
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la morada de los linfocitos, células sanguíneas de la serie blanca, que son
las células clave operativas del sistema inmune (Figura 2). Entre ellos cabe
citar:
– adenoides, dos glándulas localizadas detrás de la vía nasal;
– amigdalas, dos masas ovales situadas en la garanta;
– apéndice, pequeño tubo conectado al intestino grueso;
– bazo, órgano localizado en la cavidad abdominal;
– medula ósea, tejido adiposo blando en las cavidades de los huesos;
– nódulos linfáticos, pequeños organos de forma de habichuela localizados a través de todo el cuerpo y conectados a los vasos linfáticos;
– placas de Peyer, tejido linfoide en el intestino delgado;
– timo, dos lóbulos que se unen en el frente de la tráquea detrás del
esternón;
– vasos linfáticos, red de canales que atraviesa todo el cuerpo que conduce los linfocitos a los órganos linfoides y al torrente sanguíneo;
– vasos sanguíneos, son las arterias, venas y capilares a través de las que
fluye la sangre.
Los órganos del sistema inmune están conectados uno con otro y con todos los órganos del organismo por una red de vasos linfáticos. Los linfocitos
pueden viajar por todo el cuerpo usando los vasos sanguíneos
En el interior de estos órganos los linfocitos crecen se desarrollan y se
despliegan. Los linfocitos pueden viajar a través de todo el cuerpo utilizando los vasos sanguíneos. Las células sanguíneas pueden también viajar a través
de un sistema de vasos linfáticos que están paralelos a las arterias y venas.
Células y fluidos se intercambian entre la sangre y los vasos linfáticos, lo
que capacita al sistema linfático para vigilar al organismo frente a los agentes invasores. Los vasos linfáticos llevan la linfa, un fluido claro que baña los
tejidos del organismo.
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Figura 2. Distribución de los órganos linfoides
Los órganos linfoides se pueden clasificar en: primarios o centrales y
secundarios o periféricos (desde un punto de vista funcional) y encapsulados
y difusos (desde un punto de vista anatómico-estructural). En los órganos
linfoides primarios es donde se produce la diferenciación de linfocitos
(linfopoyesis) T y B. La de linfocitos B ocurre en hígado fetal y médula ósea.
La de linfocitos T sucede en el timo. En los órganos linfoides secundarios se
presentan los antígenos y se monta la respuesta inmune específica (ganglios
linfáticos, bazo y MALT o tejido linfoide asociado a mucosa.
Los conductos linfáticos se distribuyen por todo el organismo, llegan a
todas las zonas y tienen cadenas de ganglios intercalados. Destacan las cadenas
ganglionares localizadas en la zona inguinal, axilar y amigdalar. El punto de
conexión entre vasos linfáticos y vasos sanguíneos es el llamado ducto (o
conducto) torácico, que es donde la linfa se vuelca en la vena subclavia.
No hay que confundir el concepto de “ganglio linfático” con el de
folículo linfoide. Estos últimos no son otra cosa que acumulaciones de
linfocitos que adquieren forma esférica. Es un modo, de organización
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
de los tejidos linfoides. Existen folículos linfoides en todos los órganos
linfoides encapsulados: ganglios, bazo y timo. Además, en los órganos
linfoides difusos, como el MALT, se ha observado la presencia de folículos
linfoides en unas estructuras denominadas placas de Peyer, pero no en
el resto del tejido.
Los órganos linfoides primarios son: la médula ósea y el timo.
La médula ósea es un tejido blando que se encuentra en el hueco central
de los huesos y es la fuente de todas las células sanguíneas incluyendo
las células inmunes. Está formada por islotes de células hematopoyéticas
situados en el interior de los huesos. Todas las células del sistema inmune
se originan a partir de las células hematopoyéticas madre pluripotentes de
la médula ósea a través de los linajes mieloide y linfoide. Durante la edad
fetal estas funciones se realizan en el hígado, que abandona esta actividad
después del nacimiento. Además, la médula ósea actúa como órgano linfoide
secundario (diferenciación final de células B a células plasmáticas).
El timo, es un órgano que descansa detrás del esternón. Los linfocitos T
maduran en el timo. Los precursores de los linfocitos T llegan por vía
arterial a la corteza y a través de los capilares pasan a la médula. De la
médula salen por los capilares venosos. Los linfocitos se diferencian en
el trayecto de la corteza a la médula. La diferenciación consiste en la
presentación, por parte de las células epiteliales, de sus proteínas HLA
(antígeno leucocitario humano) sucediendo la llamada selección positiva.
Después las células dendríticas y los macrófagos enseñan a los timocitos
los antígenos HLA con péptidos propios en su hendidura (selección
negativa). Con esta selección se eliminan el 95 % de los posibles linfocitos
T. La selección positiva, que elimina linfocitos T con receptores poco
apropiados, se realiza en la corteza y la selección negativa (médula)
elimina los linfocitos que reconocen elementos propios del organismo.
Los órganos linfoides secundarios son el ganglio linfático, el bazo y
el tejido linfoide asociado a mucosas. El ganglio linfático presenta vías
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de entrada (conductos linfáticos aferentes, venas postcapilares y arterias
postcapilares), y de salida, un conducto linfático eferente.
Existen en el ganglio linfático tres zonas estructuralmente distinguibles:
– corteza, donde existen células B y folículos linfoides. Estos folículos pueden ser primarios (presentan células B vírgenes en reposo) o
secundarios (presentan centros germinales con linfocitos B activados
tras la presentación de antígenos)
– paracorteza, muy rica en linfocitos T, y
– médula, donde se encuentran los linfocitos maduros que están listos
para salir del ganglio.
El bazo, es un órgano aplastado en la parte superior izquierda del
abdomen. Como los nódulos linfáticos, el bazo contiene compartimentos
especializados donde las células inmunes recogen y confrontan antígenos.
En la pulpa blanca se realiza la presentación de antígenos. Los linfocitos
llegan por la arteria esplénica y capilares arteriales y salen por las venas y
vasos linfáticos eferentes. En la pulpa blanca existen folículos linfoides.
El tejido linfoide asociado a mucosa (MALT) está formado por agrupaciones de tejido linfoide no encapsulado, situado en la lámina propia y áreas
submucosas de los tractos gastro-intestinal, respiratorio y génito-urinario.
Tiene particular interés (dada su extensión) el tejido asociado a la mucosa
gastro-intestinal (GALT).
En las microvellosidades de los enterocitos existen redes capilares y
vénulas además de un conducto linfático que recibe el nombre de lacteal.
Los linfocitos están dispersos (tejido difuso) en todo el tejido, salvo en las
placas de Peyer donde existen folículos linfoides no encapsulados que aparecen agrupados.
En el organismo existen dos 2 sistemas circulatorios: la sangre y la linfa.
La sangre llega a todos los tejidos a través de arterias, arteriolas y capilares
arteriales. Parte del fluido sanguíneo de los tejidos drena y entra en los
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conductos linfáticos eferentes. Así los canales linfáticos forman una red, y
cuando confluyen varios canales se constituyen los nódulos linfáticos a los
que llegan varios conductos aferentes que drenan por un único conducto
eferente (de salida). Finalmente, la linfa encuentra el camino hacia el llamado ducto torácico que es donde la linfa se vuelca en la sangre.
Una característica única de los linfocitos es que pueden cruzar el organismo a través de la sangre y la linfa. Este tráfico de sangre a linfa se
denomina recirculación linfocitaria. Los linfocitos abandonan los tejidos
infectados hacia los ganglios linfáticos regionales. Allí, son activados tras
encontrar células presentadoras de antígeno. Una vez activados, vía conductos linfáticos, se vuelcan en el ducto torácico a la circulación sanguínea. Y por último, a través de la circulación vuelven al tejido infectado
para ejercer su función
Además de estos órganos, se encuentran agrupamientos de tejido linfoide
en muchas partes del organismo, especialmente en el tracto digestivo y en
las entradas de aire en los pulmones. Estos tejidos incluyen las amígdalas,
adenoides y apéndice.
Células del sistema inmune
Las células del sistema inmune se pueden distinguir por disponer en
sus membranas de unos marcadores (constituidos por receptores), que
juegan un papel muy importante en el reconocimiento y la adhesión de
las células. Se conocen gran cantidad de estos marcadores que han sido
denominados CD (Cluster Designation). Estos marcadores se clasifican en
tres grupos según que la expresión de su función sea: durante toda la vida
de la célula, transitoria en una de las fases de diferenciación, o cuando las
células son activadas.
Todas las células del sistema inmune proceden de células madre pluripotenciales de la médula ósea. Del hígado embrionario surge la médula ósea
donde existen células madre que dan lugar a todas las células sanguíneas.
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Las células madre de la médula ósea tienen una variedad de funciones en
el sistema inmune tales como la fagocitosis, la secreción de citoquinas y la
presentación de antígenos. Estas células madre se diferencian en dos linajes
fundamentales: mieloide y linfoide (figura 3):
Del progenitor mieloide o promielocito derivan los granulocitos que se subdividen en: neutrófilos, eosinófilos, basófilos, mastocitos y monocitos que,
a su vez, dan lugar a células dendríticas y macrófagos.
Los fagocitos son células especializadas del sistema inmune cuya función
primaria es ingerir y destruir microorganismos. Los fagocitos realizan
distintas funciones críticas contra infecciones. Tienen la habilidad de salir
del fluido sanguíneo y moverse hacia los tejidos al sitio de la infección.
Cuando llegan al sitio de la infección, fagocitan al microorganismo
invasor. La ingestión de los microorganismos es mucho más fácil cuanto
están cubiertos de anticuerpos, complemento o ambos. Una vez que es
fagocitado el microorganismo, se inicia una serie de reacciones químicas
dentro de la célula (estallido respiratorio, respiratory burst), que resultan
en la destrucción del microorganismo.
Estas células, como otras en el sistema inmune, se desarrollan de
células madre en la médula ósea. Cuando maduran, migran a todos los
tejidos pero especialmente a la sangre, bazo, hígado, nódulos linfáticos
y pulmones.
Hay diferentes tipos de fagocitos. Los leucocitos polimorfonucleares
(neutrófilos, granulocitos o PMN) se localizan en la sangre y pueden migrar
a sitios de infección en minutos. Son estos fagocitos los que se incrementan
en la sangre durante una infección y son responsables en gran parte de las
cuentas grandes en las biometrías hemáticas. Los fagocitos abandonan el
fluido sanguíneo y se acumulan en los tejidos durante las primeras horas de
la infección y son los responsables de la formación de pus.
/os neutróÀlos, o leucocitos polimorfonucleares (PMN), pertenecen al
grupo de los granulocitos. Responden a señales de quimiotaxis y abandonan
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
los capilares mediante un proceso complejo que implica rodadura, adhesión y por extravasación emigran a través de las células endoteliales del
vaso sanguíneo, hasta llegar al sitio de la agresión. Son varios los mediadores implicados, tales como sustancias producidas por los patógenos y
por las células que participan en el proceso inflamatorio. Una de estas
sustancias, la IL-1 (interleuquina 1) es liberada por los macrófagos residentes en el tejido lesionado. Otra es la histamina, liberada por los basófilos circulantes, los mastocitos y las plaquetas, que causa dilatación de los
capilares. Como consecuencia de la lesión tisular, el hígado produce una
sustancia denominada proteína C reactiva (CRP), nombre que se debe
por su capacidad de unirse al componente C-polisacárido de la pared de
las bacterias y hongos. Esto activa al sistema del complemento por la vía
clásica y como resultado se forma C3a que recubre al microorganismo
facilitando así la fagocitosis.
Los monocitos, son otro tipo de fagocitos en la sangre, donde capturan
los microorganismos. Circulan en la sangre periférica antes de emigrar
a los tejidos. Cuando los monocitos salen del fluido sanguíneo y entran
en los tejidos, cambian de forma y tamaño para convertirse en macrófagos. Dentro de ciertos órganos los monocitos o macrófagos (cuando son
residentes en los tejidos), toman diversos nombres: células de Kupffer en
hígado, células de la microglia en cerebro, células mesangiales en riñón
y osteoclastos en hueso. Como macrófagos poseen capacidad fagocítica y
presentadora de antígenos.
Las células dendríticas, son muy versátiles y existen diferentes subgrupos
de células dendríticas con distintos precursores, tanto mieloides como linfoides. Su capacidad fagocítica es intensa en su estado inmaduro, capacidad
que se va perdiendo a medida que maduran, que es cuando adquieren la
capacidad presentadora de antígenos. Por tanto, macrófagos y células dendríticas son las células presentadoras de antígeno o APC.
Los eosinóÀlos son otro tipo celular dentro de los granulocitos, cuya
misión es destruir parásitos, principalmente helmintos. Los atacan vía
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receptores C3b que se han producido durante el curso de vías alternativas de activación del complemento por los propios helmintos. Liberan
diversos compuestos procedentes de sus gránulos citoplasmáticos. Entre
estos compuestos se incluye la proteína principal básica (MBP), proteínas
catiónicas, peroxidasa, arilsufatasa B, fosfolipasa D, e histaminasa. El contenido de los gránulos es capaz de lesionar la membrana de los parásitos.
/os basóÀlos, son células no fagocíticas, que al activarse, liberan numerosos compuestos desde los gránulos basofílicos presentes en el citoplasma.
Juegan un papel preponderante en las respuestas alérgicas, particularmente
reacciones de hipersensibilidad tipo I.
Los mastocitos liberan sustancias químicas que provocan inflamación, lo
que permite que otras células inmunitarias ingresen al área problemática.
Del progenitor linfoide derivan algunas células dendríticas y los linfocitos.
Los linfocitos que adquieren la competencia inmune en la médula ósea,
son los linfocitos B. Los que la consiguen en el timo (el primer órgano linfoide) son los linfocitos T. El tejido linfoide incluye los nódulos linfáticos,
adenoides, amígdalas, y tejidos asociado a mucosa (bronquios, intestino,
naso-faríngeo y urogenital). Estos órganos linfoides reciben antígenos desde los tejidos y superficies mucosas. Los antígenos que consiguen llegar a la
circulación sanguínea son interceptados en el bazo.
Los linfocitos responden a los antígenos con la producción de anticuerpos por las células B, o citoquinas (linfoquinas) por las células B y
T. Las linfoquinas controlan la respuesta inmune adaptativa por acción
secundaria sobre las células participantes y en el caso de las células T citolíticas en la destrucción de las células infectadas por virus. Los linfocitos
poseen receptores para antígenos polipeptídicos. La capacidad de una molécula o configuración molecular para inducir una respuesta inmune se denomina inmunogenicidad, y a la molécula como inmunógeno. Una molécula
capaz de reaccionar con el correspondiente anticuerpo o receptor de
los linfocitos T, se denomina antígeno (Ag). Algunos antígenos, aunque
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
capaces de reaccionar, son incapaces de inducir la respuesta inmune, es
decir carecen de inmunogenicidad y se conocen como haptenos.
Figura 3. Células del sistema inmune. A partir de una célula madre en la médula ósea se
desarrollan las células del linaje linfoide y del linaje mieloide. Las células fagocitarias prinFLSDOHVVRQORVPDFUyIDJRVQHXWUyÀORVSROLPRUIRQXFOHDUHV301\ODVFpOXODVGHQGUtWLFDV
LQPDGXUDV /DV FpOXODV SUHVHQWDGRUDV GH DQWtJHQRV $3& VRQ ORV PDFUyIDJRV ODV FpOXODV
GHQGUtWLFDVPDGXUDV\ORVOLQIRFLWRV%
Tipos de linfocitos. Las células del sistema inmune adaptativo son los
linfocitos que derivan de las células madre hematopoyéticas pluripotenciales de la médula ósea. Los linfocitos T y B son las células encargadas
de la defensa específica del sistema inmune adaptativo, presentan receptores en su membrana que les permite reconocer una enorme variedad
de patógenos. Los linfocitos B se encuentran involucrados en la respuesta
inmune humoral, mientras que los linfocitos T lo están en la respuesta
inmune mediada por células.
Los linfocitos B son células especializadas del sistema inmune que
tienen como función principal producir anticuerpos (inmunoglobulinas
o gammaglobulinas). Los linfocitos B se desarrollan a partir de células
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madre de la médula ósea y cuando maduran, se encuentran en la médula
ósea, nódulos linfáticos, bazo, ciertas áreas del intestino, y en menos extensión en el fluido sanguíneo. Cuando las células B se estimulan con un
antígeno, responden madurando en otros tipos de células llamadas células
plasmáticas. Las células plasmáticas producen anticuerpos. Los anticuerpos
encuentran su camino hacia el fluido sanguíneo, secreciones respiratorias, secreciones intestinales etc.
Los linfocitos T (células T o timocitos) son otro tipo de células inmunes.
Las funciones especializadas de los linfocitos T son atacar directamente antígenos extraños como bacterias, virus, hongos, tejidos trasplantados, etc.,
y actuar como reguladores del sistema inmune. Los linfocitos T se desarrollan a partir de células madre en la médula ósea. En la vida del feto, los
linfocitos T inmaduros migran al timo, un órgano especializado del sistema
inmune situado en el tórax. En el timo, los linfocitos T inmaduros se convierten en linfocitos T maduros. Los linfocitos T maduros dejan el timo y se
van a otros órganos del sistema inmune, como el bazo, nódulos linfáticos,
médula ósea y la sangre.
Cada linfocito T reacciona con un antígeno específico, así como cada
anticuerpo reacciona con un antígeno específico. De hecho, los linfocitos T
tienen moléculas en la superficie que son como anticuerpos que reconocen
antígenos. La variedad de linfocitos T es tan grande que pueden reaccionar
frente a cualquier antígeno. Los linfocitos T también varían con respecto a
su función: linfocitos T citotóxicos (Tc), linfocitos T colaboradores (Th), y
linfocitos T supresores/reguladores.
Los linfocitos T citotóxicos (Tc) son los que destruyen al microorganismo invasor. Estos linfocitos T protegen al organismo de bacterias
específicas y virus que tienen la habilidad de sobrevivir y reproducirse en
las células del organismo. Los linfocitos T citotóxicos también responden
a tejidos extraños, como a un hígado trasplantado. Los linfocitos T citotóxicos migran al sitio de la infección o al tejido trasplantado, se fijan a
su blanco y lo destruyen.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Los linfocitos T colaboradores (Th), ayudan a los linfocitos B a producir anticuerpos y ayudan a los linfocitos Tc en el ataque a sustancias
extrañas. Los linfocitos Th hacen más efectiva la función de los linfocitos
B, provocando una mejor y más rápida producción de anticuerpos. Los
linfocitos Th también hacen más efectiva la función de destrucción de los
linfocitos Tc.
Por otra parte los linfocitos T supresores (Tsup), suprimen la actividad a
los linfocitos Th. Sin esta supresión, el sistema inmunológico seguiría activo
después de superada la infección. Juntos, los linfocitos Th y T sup, actúan a
modo de termostato de todo el sistema de linfocitos activándolo y desactivándolo según las conveniencias.
Los linfocitos T se dividen en:
– Colaboradores o auxiliares (Th): llevan la proteína CD4+. Al ser activados segregan citoquinas que inducen la proliferación de los linfocitos
B y T. Una de las más importantes es la IL-2, que desencadena la
multiplicación de los linfocitos T. Los linfocitos Th1, colaboran con
los macrófagos y las células dendríticas (inmunidad celular); mientras que los linfocitos Th2, colaboran con los linfocitos B (inmunidad
humoral)
– Citotóxicos (Tc o CTL): llevan la proteína CD8+ y son citolíticos. Para
lisar las células extrañas requieren la activación por IL-2 y otras citoquinas producidas por los linfocitos Th.
– Supresores o reguladores (Tsup/reg): son tolerogénicos, producen factores como el TGF-ȕ que inhiben la proliferación de las células T y B y
actúan contrarrestando la activación producida por otros linfocitos.
– De memoria: están programados para reconocer el antígeno invasor
original y reaccionar con enorme rapidez para su destrucción.
Las células NK, naturales asesinas o linfocitos grandes granulares,
se incluyen entre los linfocitos No tienen marcadores característicos y
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participan en la inmunidad innata, con capacidad de reconocer lo “propio”
y también tienen propiedades líticas.
Todas las células del sistema inmune provienen de una célula pluripotencial o célula basal que se multiplica continuamente en la médula ósea,
gracias a influjos especiales, posiblemente de tipo hormonal, recibidos
en su ambiente, lo que genera diariamente miles de millones de células.
Los primeros factores en actuar sobre la célula basal que se multiplica
continuamente son, la hemopoyetina, conocida también como interleuquina 1(IL-1), y la IL-3.
En la segunda fase del proceso de diferenciación actúa la hormona
timopoyetina procedente del timo la cual en cooperación con IL-2 e IL-4
genera líneas de linfocitos timo-dependientes. En el desarrollo de las líneas celulares de tipo mieloide actúan varios factores entre ellos se encuentran el factor estimulador de colonias (CSF, colony stimulating factor),
el factor M de diferenciación (M-CSF), que forma colonias de monocitos
y finalmente el factor G (G-CSF), que da lugar a la formación de granulocitos. En la diferenciación de eosinófilos, participa de forma especial la
IL-5, mientras que en la diferenciación de mastocitos y basofilos la señal
utilizada es la IL-4. Hasta el momento se sabe que la ausencia de otra
señal y la prevalencia de G-CSF conlleva la formación de neutrofilos a
partir del mieloblasto.
Los neutróÀlos o PM1, junto a los monocitos-macrófagos y células dendríticas, son las principales células del sistema inmune innato (Tabla 1).
Los neutrófilos se encuentran almacenados en la médula ósea. Mediante
un estímulo (citoquinas circulantes), se reclutan y se liberan en la circulación. A partir de aquí se dirigen al tejido lesionado, donde sufren
una serie de procesos que conducen a la fagocitosis del patógeno y a su
destrucción. Estos procesos en orden cronológico son: reclutamiento,
adherencia a las células endoteliales (selectinas e integrinas), movilidad
hacia el foco infeccioso o quimiotaxis (quimioquinas), reconocimiento y
unión, fagocitosis y destrucción.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Principales células Origen y
del sistema
localización
inmune innato
1eXWróÀlos P01 Médula ósea,
sangre, tejidos
Receptores
de
Función
0onociWos \
macrófagos
Médula ósea,
sangre, tejidos
Complemento, Foco inflamatorio.
anticuerpos,
Fagocitosis,
PAMP
presentan Ag (APC)
Células dendríticas
Médula ósea,
Complemento, Fagocitosis
tejidos y mucosas, anticuerpos,
(inmaduras)
vasos sanguíneos y PAMP
presentan Ag (APC)
ganglios linfáticos
(maduras)
Complemento, Rápidamente
anticuerpos
reclutados hacia el
foco inflamatorio.
Fagocitosis,
inflamación
Tabla 1. Células principales del sistema inmune innato. PMN, polimorfonucleares; APC, células
SUHVHQWDGRUDVGHDQWtJHQRV$JDQWtJHQR3$03SDWURQHVPROHFXODUHVDVRFLDGRVDSDWyJHQRV
Citoquinas
Las citoquinas son moléculas producidas por células del sistema inmune
encargadas de la comunicación intercelular, y en consecuencia afectan las
funciones de muchas células distintas. Se sintetizan en respuesta a un estímulo, por lo que tienen una vida media corta. Son polipéptidos solubles de
peso molecular bajo, entre 8 a 15 kDa, y ejercen su acción en dosis muy
pequeñas uniéndose a receptores específicos en la superficie de las células diana. Las citoquinas pueden actuar en forma local (efecto autocrino
y paracrino) o en forma sistémica (efecto endocrino). Las citoquinas más
comunes son las interleuquinas (IL), los interferones (IFN), el factor de necrosis tumoral (TNF) y el factor estimulante de colonias de granulocitos y
macrófagos GM-CSF. Ciertas citoquinas pueden llegar a ser tóxicas cuando
se encuentran en concentraciones elevadas. Las quimioquinas, a su vez, son
proteínas pertenecientes a una familia de citoquinas. Se llaman así debido a
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la capacidad que tienen para inducir la quimiotaxis en las inmediaciones de
las células sensibles, son, por tanto, citoquinas quimiotácticas, que presentan características estructurales comunes, tales como su pequeño tamaño o
la presencia de cuatro residuos de cisteína en regiones protegidas.
Las citoquinas dirigen la respuesta inmune innata y la respuesta inmune
adaptativa e intervienen en la inflamación y en la hematopoyesis. Para ello
activan a neutrófilos, macrófagos, eosinófilos, células NK e inducen la producción de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno y participan en la hematopoyesis. Intervienen también, en procesos tan importantes como la inflamación,
la regulación de la expresión de los MHC I y II (Major Histocompatibility Complex), las respuestas inmunosupresoras, la regulación del cambio de isotipo de
inmunoglobulinas, la quimiotaxis y la función efectora. Desde un punto de
vista funcional existen cinco familias de citoquinas: inflamatorias, hematopoyéticas, producidas por los linfocitos Th1, producidas por los linfocitos Th2 y
quimioquinas.También se pueden agrupar por familias según su estructura tridimensional: tipo hematopoyetina, interferones, inmunoglobulinas, tipo TNF.
Las citoquinas se caracterizan por su pleiotropía y su redundancia funcional.
Suelen actuar uniéndose a receptores específicos, localmente o en células alejadas del sitio de producción. Algunas citoquinas importantes funcionalmente
son las interleuquinas (IL), los interferones (INF) o los factores de necrosis
tumoral (TNF). La deficiencia de los distintos tipos de citoquinas o de sus
receptores produce distintas patologías. Su uso en tratamiento va en aumento.
Actualmente existen terapias basadas en el uso de GM-CSF, INFĮ e INFȕ.
Las disfunciones del sistema inmune se pueden entender en una triple
vertiente:
– Hipersensibilidad: respuesta inmunitaria exagerada (alergia, asma,
anafilaxia),
– Inmunodeficiencia: respuesta inmunitaria ineficaz (por ejemplo el
Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida o SIDA) y
– Enfermedad autoinmune: reacción inadecuada frente a autoantígenos.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Sistema del complemento
El sistema del complemento es un mecanismo de defensa cuya misión
principal es eliminar patógenos de la circulación. Existen tres vías de activación: clásica, alternativa y de las lectinas. La importancia de este sistema
se manifiesta porque la ausencia o anomalías en algún componente pueden
causar enfermedades graves e incluso letales (Figura 4).
Consiste en una serie de proteínas que funcionan “complementando” la
misión de los anticuerpos en la destrucción de las bacterias. También ayuda
en la eliminación de los complejos antígeno/anticuerpo. Las proteínas del
complemento son las responsables de la dilatación y derrame de los vasos sanguíneos, lo que causa hinchazón durante la respuesta inmune. Las proteínas
del complemento circulan en la sangre en forma inactiva. La denominada
“cascada del complemento” comienza cuando la primera molécula, C1, se
encuentra a un anticuerpo unido a un antígeno en un complejo antígeno/
anticuerpo. Cada una de las proteínas del complemento realiza una función
especial y actúa sobre la molécula siguiente en la línea. El producto final
es un cilindro que taladra la membrana celular permitiendo a los fluidos y
moléculas fluir dentro y fuera destruyendo así la célula objetivo.
El sistema del complemento forma parte de esta inmunidad innata y es
uno de los sistemas de defensa más antiguos, habiéndose detectado su presencia en vertebrados como la lamprea y en algunos invertebrados. En mamíferos este sistema funciona como uno de los principales mecanismos de defensa
y su principal misión es la eliminación de patógenos. Es también un arma de
doble filo, pues su ausencia puede ocasionar una susceptibilidad importante
a infecciones, pero su activación en exceso también puede resultar lesiva.
Pertenece a los sistemas de activación de los que disponen los vertebrados
en la circulación sanguínea. Cada uno de ellos consta de una serie de proteínas coordinadas en sus funciones como los miembros de un equipo de una
carrera de relevos. Estos sistemas se activan gradualmente, en cascada, y sus
diversos integrantes interaccionan entre sí. En condiciones normales, las proteínas están en forma inactiva, pero una señal específica, hace que se active la
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primera de ellas, quien a su vez activa a la segunda, y así sucesivamente. Los
últimos miembros del equipo son los que realizan las funciones efectoras,
como formar un coágulo, deshacerlo cuando ya no es necesario, ampliar
la luz de los vasos e incrementar la permeabilidad capilar, y en el caso del
complemento que nos ocupa, eliminar patógenos y células infectadas.
Se han descrito tres vías de activación del sistema del complemento: la vía
clásica, la alternativa, y la de las lectinas (Figura 4), que se diferencian tanto
en el mecanismo desencadenante de la activación como en sus componentes
iniciales. En general, los integrantes de este sistema se nombran con una C
seguida de un número que indica el orden de participación en la cascada (del
1 al 9). Las tres vías tienen un acontecimiento común que consiste en la formación de la C3 convertasa, enzima capaz de convertir C3 en C3b y C3a.
La vía clásica se activa fundamentalmente por complejos antígeno-anticuerpo. Es un proceso espontáneo, que ocurre continuamente en la circulación y está controlado por el principal regulador de esta vía, el inhibidor de
C1, una proteína altamente glicosilada que actúa como un inhibidor de distintas proteasas que pertenecen a los diferentes sistemas de activación. La
vía de las lectinas se activa por la presencia de ciertos azúcares (mananos)
que aparecen en la superficie de las bacterias. La vía alternativa no necesita
anticuerpos para activarse, por lo que es un mecanismo innato de defensa
muy importante en los estadios iniciales de una infección.
Cuando la activación llega hasta el final tiene lugar la lisis celular (destrucción de la célula), proceso en el que intervienen los componentes de
C5 hasta C9. Esta fase final de la cascada tiene como resultado la formación
de grandes poros en la membrana, alterándose el equilibrio osmótico y
destruyendo el agente patógeno o la célula afectada.
Toda la activación del sistema del complemento está regulada de forma
muy precisa. Además del inhibidor de C1 intervienen también otros reguladores, como diversos factores (H, I, MCP). La importancia de esta regulación se ha puesto de manifiesto porque mutaciones en los genes de estas
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
proteínas causan graves enfermedades como angioedema hereditario, lupus
eritematoso o glomerulonefritis. La vía alternativa ha adquirido un remarcado protagonismo en los diez últimos años, por el hecho de que enfermedades como el síndrome hemolítico urémico, o algunas glomerulonefritis,
están asociadas a alteraciones en componentes de esta vía. Finalmente, la
ausencia total de alguno de los componentes C5 a C9 puede causar meningitis fulminantes que pueden llegar a ser mortales.
Vía clásica
Vía de unión a lectinas
Vía alternativa
Inhibidor de C1
C1q, C1r, C1s
C4, C2
MBL, MASP-1, MASP-2,
C4, C2
C3, B, D
C3 convertasa
Factor H, Factor I, MCP
C3b
Complejo de ataque a la
membrana (C5 a C9)
Inhibidor de C1
Destrucción de ciertos
patógenos y células
Figura 4.9tDVGHDFWLYDFLyQGHOVLVWHPDGHOFRPSOHPHQWR/ySH]7UDVFDVD
El sistema del complemento tiene unas 30 proteínas que funcionan de
manera ordenada e integrada para ayudar en la defensa contra infecciones y
producen inflamación. Algunas de las proteínas del complemento las produce el hígado, y otras las producen ciertos fagocitos, los macrófagos.
Para realizar sus funciones de protección, los componentes del complemento deben convertirse de formas inactivas a formas activas. En algunos
casos, los microorganismos primero tienen que combinarse con anticuerpos para poder activar el complemento. En otros casos los microorganismos pueden activar el complemento sin la ayuda de los anticuerpos.
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Ya activado, el complemento puede realizar funciones de defensa
contra infecciones. Como mencionamos anteriormente, una de las proteínas del complemento cubre a los microorganismos para que puedan ser
ingeridos con mayor facilidad por los fagocitos. Otros componentes del
complemento envían señales químicas para atraer fagocitos a los lugares de
infección. Cuando todo el sistema se encuentra en la superficie de algunos
micro-organismos, puede romper la membrana de la célula, y destruirla.
Anticuerpos e inmunoglobulinas (Figuras 5 y 6)
Los anticuerpos son proteínas altamente especializadas. Para cada antígeno existen anticuerpos moleculares con diseños específicos. La variedad
de anticuerpos moleculares es tan extensa que las células B tienen la habilidad de producirlos virtualmente frente a todos los microorganismos que se
encuentran en el medio ambiente.
Figura 5.8QLGDGEiVLFDGHODLQPXQRJOREXOLQD5HJLyQ)DEUHJLyQGHXQLyQDODQWtJHQR
5HJLyQ )F UHJLyQ IUDJPHQWR FULVWDOL]DEOH &DGHQD SHVDGD FRQ XQ GRPLQLR YDULDEOH
9HVHJXLGRSRUXQGRPLQLRFRQVWDQWH&HXQDUHJLyQELVDJUD\GRVPiVFRQVWDQWHVORV
GRPLQLRV&H2 y CH&DGHQDOLJHUDFRQXQGRPLQLRYDULDEOH9L\XQRFRQVWDQWH&L
/XJDUGHXQLyQDODQWtJHQRSDUDWRSR5HJLRQHVELVDJUDZLNLSHGLDRUJZLNLDQWLFXHUSR
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Cuando los anticuerpos reconocen a los microorganismos extraños, se
unen físicamente e inician una compleja cadena de reacciones involucrando
a otros componentes del sistema inmune que destruyen al microorganismo.
Las proteínas integrantes de los anticuerpos se denominan inmunoglobulinas o gammaglobulinas. Así como los anticuerpos pueden cambiar de
molécula a molécula con respecto al microorganismo al que se unen, también
pueden variar con respecto a sus funciones especializadas en el organismo.
Este tipo de variación en función especializada se determina por la estructura
química del antígeno, que a su vez determina el tipo de anticuerpo.
Hay 5 grandes clases de anticuerpos o gammaglobulinas: Inmunoglobulinas G (IgG), Inmunoglobulinas A (IgA), Inmunoglobulinas M (IgM),
Inmunoglobulinas E (IgE) e Inmunoglobulinas D (IgD).
Por ejemplo, los anticuerpos en la fracción IgG se forman en grandes
cantidades y pueden viajar desde fluido sanguíneo a los tejidos. Estas inmunoglobulinas son las únicas que cruzan la placenta y pasa la inmunidad de
la madre al recién nacido. Los anticuerpos en la fracción IgA se producen
cerca de las membranas mucosas y llegan hasta secreciones como las lágrimas, bilis, saliva, mucosa, donde protegen contra infecciones en el tracto
respiratorio y los intestinos.
Antígenos
Antígeno
lugar de unión
a antígeno
Anticuerpo
Figura 6.$QWLFXHUSR\DQWtJHQRVZLNLSHGLDRUJZLNLDQWLFXHUSR
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Los anticuerpos de la clase IgM son los primeros anticuerpos que se
forman en respuesta a las infecciones y por lo tanto son importantes para
proteger durante los primeros días de una infección. Los anticuerpos en la
clase IgE se encargan de reacciones alérgicas. La función especializada de las
IgD todavía no se conoce por completo.
Los anticuerpos protegen contra las infecciones de distintas maneras.
Algunos microorganismos tienen que unirse a células del organismo para
causar una infección, pero los anticuerpos en la superficie celular pueden
interferir con la capacidad del microorganismo de adherirse a la célula. Además, los anticuerpos que se insertan en la superficie del microorganismo
pueden activar un grupo de proteínas, las del sistema del complemento,
que destruyen directamente a bacterias y virus.
Las bacterias recubiertas de anticuerpos son mucho más fáciles de fagocitar y destruir por los fagocitos. La acción de los anticuerpos previene que
los microorganismos invadan tejidos del organismo donde pueden causar
infecciones serias
En los últimos años y gracias a la disponibilidad de los anticuerpos monoclonales (AcMo) se han podido identificar múltiples moléculas presentes
en la membrana plasmática de los linfocitos. Muchas de las moléculas
identificadas con estos AcMo han sido caracterizadas y se denominan
genéricamente antígenos de diferenciación. El interés de estos antígenos
radica en que su identificación permite profundizar en los mecanismos
precisos por los que las células del sistema inmune se relacionan entre
sí y con el entorno, llevando a término final la respuesta inmune. Así
mismo su conocimiento detallado abre el horizonte de la intervención
terapéutica sobre mecanismos muy concretos del sistema inmune que en
un futuro, no lejano, permitirá modular al alza o la baja, la actividad del
propio sistema.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
ABREVIATURAS
AcMo, anticuerpo monoclonal.
Ag, antígeno.
APC, célula presentadora de antígenos.
CRP, proteína C reactiva.
CSF, factor estimulador de colonias.
CTL, linfocito T citotóxico o Tc.
Fab, región de unión al antígeno.
Fc, fragmento cristalizable.
G-CSF, factor estimulador de colonias de granulocitos.
GM-CSF, factor estimulador de colonias de granulocitos y macrófagos.
GALT, tejido linfático asociado a mucosa gastroduodenal.
HLA, antígeno leucocitario humano.
IFN, interferón.
Ig, inmunoglobulinas.
IL, interleuquina.
MALT, tejido linfático asociado a mucosas.
MHC, complejo principal de histocompatibilidad.
PAMP, modelo molecular asociado a patógenos.
PMM, polimorfonucleares (neutrófilos).
PRR, patrones receptores de reconocimiento.
Tc, linfocito T citotóxico.
Th, linfocito T colaborador.
TCR, receptor de linfocitos T.
TNF, factor de necrosis tumoral.
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wikipedia.org/wiki/anticuerpo.
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CAPÍTULO
2 Receptores tipo Toll
y células dendríticas
INTRODUCCIÓN
Dos descubrimientos en el campo del sistema inmune, los receptores
tipo Toll y las células dendríticas, han merecido el Premio Nobel de Medicina 2011. Tres científicos han sido galardonados por desentrañar secretos
del funcionamiento del sistema inmune. Sus importantes hallazgos están
siendo la base del desarrollo de vacunas contra enfermedades infecciosas
y abriendo nuevas vías en la lucha contra el cáncer. El trabajo del francés
Jules Hoffman, el estadounidense Bruce Beutler y el Canadiense Ralf Steinman, está siendo muy útil en la inmunoterapia contra el cáncer, que enseña
al propio sistema inmune a combatir las células tumorales. Conocer mejor
la complejidad del sistema inmune supone aportar nuevas ideas para el tratamiento de enfermedades inflamatorias, tales como el reuma o la artritis,
donde el sistema inmune acaba atacando al propio cuerpo.
Jules A. Hoffmann
Bruce A. Beutler
Ralf M. Steinman
El 3 octubre de 2011, la Academia Sueca, concedió el Premio Nobel de
Fisiología y Medicina a tres investigadores que han dedicado sus estudios al
sistema inmune. Así, Bruce A Beutler, Jules A. Hoffman y Ralf M. Steinman
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han sido galardonados por sus investigaciones sobre: “Cómo se activa el sistema inmunitario innato y el papel de las células dendríticas en el sistema
inmunitario adaptativo”.
Jules A. Hoffmann, de nacionalidad francesa (1941 Luxemburgo), es
investigador del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS). Descubrió en 1996, en la mosca Drosophila, un gen Toll implicado en la activación del sistema inmune, ya que moscas con mutaciones en este gen eran
incapaces de iniciar una defensa contra bacterias y hongos.
Bruce A. Beutler (1957 Chicago, EE UU), trabaja en el Scripps Research
Institute en California. En 1998 descubrió que un receptor del gen Toll
(Toll-like receptor o TLR), era el responsable de reconocer a ciertos productos
bacterianos (lipopolisacáridos). Este mecanismo se comprobó en células de
mamíferos, y en la actualidad se han identificado una docena de TLR tanto
en humanos como en ratones.
Ralf M. Steinman (1943 Montreal, Canadá - †2011 Nueva York). Era
profesor en la Universidad Rockefeller de Nueva York. En 1973 descubrió
un nuevo tipo de célula del sistema inmune que bautizó como célula dendrítica, que activa la respuesta de los linfocitos T, células del sistema inmune
adaptativo, responsables de la memoria inmunológica. Sus primeros estudios fueron vistos con escepticismo, pero su trabajo posterior demostró
fuera de toda duda el papel tan importante de las células dendríticas. El trabajo de los tres premiados ha sido fundamental en el estudio de la vacunas
y de las enfermedades relacionadas con el sistema inmune.
Entre los quince premios Nobel otorgados a científicos por descubrimientos en inmunología, el de 2011 puede ser comparado con el que se
concedió en 1908 a dos gigantes de la ciencia moderna Paul Ehrlich e Ilia
Metchnicoff, quienes estudiaron dos aspectos diferentes de cómo el organismo se protege de los invasores externos. Las investigaciones del primero,
que se concentraron en la respuesta inmune adaptativa, fueron las bases de la
vacunación, la única intervención médica que ha erradicado enfermedades
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
tales como la viruela. Las investigaciones del segundo se centraron en la
capacidad universal de la vida multicelular, de protegerse con medios muy
efectivos, la fagocitosis (respuesta inmune innata), para eliminar los invasores utilizando la inflamación.
3DXO(KUOLFK
,OLD0HWFKQLNRII²
Paul Ehrlich e Ilya Mechnikov compartieron el premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1908 por sus descubrimientos decisivos en el establecimiento de las bases de la inmunidad.
El descubrimiento clave de Steinman, la célula dendrítica, en los años setenta, hizo despertar en los inmunólogos el interés por la inmunidad innata,
pues poco se había investigado en este sistema desde los descubrimientos de
Metchnicoff. La teoría de la selección clonal emitida por David Talmage y
Macfarlane Burnet en 1957 hizo que la mayoría de los investigadores se dedicaran al estudio del sistema adaptativo y la mayoría de otros premios Nobel
en inmunología se concedieron por estudios sobre la inmunidad adaptativa,
dejando sin aclarar los mecanismos iniciales de la respuesta inmune. Así, quedaba por resolver la siguiente pregunta ¿por qué la simple introducción de
una proteína antigénica conducía a una respuesta muy débil, a menos que
un adyuvante fuera coadministrado para elevar la respuesta? La idea de la
necesidad de adyuvantes para conseguir una respuesta inmune robusta fue
muy apreciada, porque el sistema inmune necesitaba, para iniciar la respuesta inmune, además de la interacción antígeno/receptor, un reconocimiento
paralelo de las estructuras expresadas por los patógenos, por unos receptores
expresados en las células.Y es aquí donde aparecen los receptores tipo Toll.
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Fue Charles Janeway quien vislumbró en 1989 la existencia de un sensor
microbiano que desencadenara la respuesta innata inmediata, que más
tarde tenía que ser interpretada por las células clave del sistema inmune
adaptativo, los linfocitos T, para montar otra respuesta al reconocer la
sustancia antigénica. Esta propuesta del reconocimiento de las estructuras
del patógeno, y de las interacciones patógeno-hospedador, tuvo entonces
una enorme repercusión. El paso clave, encontrar entidades moleculares
que representaran los patrones de receptores de reconocimiento (PPR)
y los modelos moleculares asociados al patógeno (PAMP), fue un desafío
entonces para la comunidad inmunológica y condujo a una revolución para
tratar de esclarecer estas interacciones que tenían que ser interpretadas
por el sistema adaptativo, y es aquí donde una célula, la célula dendrítica,
descubierta en 1973 por Steinman, juega su verdadero papel al establecer
un puente entre ambos sistemas, el innato y el adaptativo. La función
de la inmunidad innata es, por tanto, el reconocimiento de constituyentes
microbianos, y es este reconocimiento lo que desencadena la respuesta
celular y humoral caracterizada por la activación de neutrófilos, monocitos
y macrófagos y la síntesis de citoquinas proinflamatorias y proteínas del
complemento, que tienen como finalidad el control de la infección.
RECEPTORES TIPO TOLL
Ante la propuesta de Janeway, anteriormente mencionada, sobre la existencia de un sensor de reconocimiento del patógeno, fueron muchos los inmunólogos que cogiendo la “antorcha” se pusieron a investigar. Así, en 1996
Hoffman y colaboradores en el Instituto de Biología Celular y Molecular de
Estrasburgo, descubrieron un papel para el gen Toll en el sistema inmune
innato de la mosca Drosophila, puesto que si este gen sufría una mutación,
las moscas se desarrollaban de manera anormal y eran más susceptibles a la
infección por hongos. La activación del gen Toll originó la producción del
péptido antifúngico drosomicina. Por otro lado se demostró, que la proteína
Toll de la Drosophila, activaba un factor de transcripción denominado dorsal
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
que es homólogo del factor de transcripción NF-țB. También se encontró
que el dominio citosólico señalizador de la proteína Toll de la Drosophila
comparte homología con el receptor de la interleuquina 1 (IL-1R).
El primer homólogo de la proteína Toll en mamíferos fue descubierto
un año después, en el laboratorio de Janeway. En 1998 Beutler y colaboradores identificaron el receptor tipo Toll 4 (TLR4), que inducía la expresión
de la vía señalizadora NF-țB y la de genes inflamatorios tipo IL-1R. Se
observó que los ratones resistentes a los efectos del lipopolisacárido (LPS),
tenían una mutación en su gen TLR4. A partir de aquí se han identificado
13 TLR en ratón y 10 en humanos, siendo cada uno responsable del reconocimiento específico de los diferentes PAMP.
Los TLR son receptores de membrana que detectan y reconocen componentes de bacterias y virus, según se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1. 5HODFLyQ HQWUH ORV PRGHORV PROHFXODUHV DVRFLDGRV D SDWyJHQRV 3$03 ORV PRGHORVGHUHFHSWRUHVGHUHFRQRFLPLHQWR355\ORVSDWyJHQRV7/5UHFHSWRUWLSR7ROO/7$
ácido lipoteicoico; LPS, lipopolisacárido, dsRNA y ssRNA, RNA de cadena doble o sencilla;
PepG, peptidoglicano, CpG DNA, DNA citosina poliguanina.
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Los receptores tipo Toll (TLR) son una familia de proteínas transmembrana caracterizadas por un dominio extracelular con repeticiones ricas en
leucina (LRR, leucine rich repeat) y un dominio intracelular que contiene una
región conservada denominada dominio TIR (Toll/IL-1 receptor), homóloga
al receptor de la IL-1 de los mamíferos, cuya función es el reconocimiento
de los PAMP. La estructura del dominio extracelular del TLR3 ha sido
recientemente revelado con forma de herradura. En la figura 1 se muestra
un homodímero TLR que se mantiene unido a un ácido nucleico.
Figura 1.+RPRGtPHURGHXQUHFHSWRUWLSR7ROOPRVWUDQGRVXXQLyQDXQDGREOHFDGHQDGH
DNA. LRR, repeticiones ricas en leucina; TIR, dominio homólogo al receptor de la leucina.
Los receptores tipo Toll (TLR) se dividen en dos grupos, según su localización en la célula: los que aparecen en la superficie celular o los que se
encuentran en vesículas del retículo endoplásmico y en el aparato de Golgi.
En la Figura 2 se muestra que el TLR4 aparece anclado en la membrana
celular y homodimeriza al ponerse en contacto con el estímulo extracelular el LPS, mientras que el TLR9 se localiza en vesículas endosómicas y
se estimula (homodimeriza) al ponerse en contacto con ácidos nucleicos
foráneos. La señalización desencadenada por el TLR4 finaliza en endocitosis, ubiquitinación y degradación. La señalización que desencadena el TLR9
finaliza en ubiquitinación y degradación lisosómica
Las vías señalizadoras iniciadas por los TLR muestran una notable similitud con componentes de un activador clave de las respuestas inmune/
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
inflamatorias de vertebrados, la vía señalizadora interleuquina 1/NFțB. La
porción citosólica de los TLR exhibe homología a la región comparable del
receptor de la IL1 (IL1R).
Figura 2. Los TLR se dividen en dos grupos: los que se localizan en la membrana plasmática y los
TXHVHORFDOL]DQHQYHVtFXODVGHOUHWtFXORHQGRSOiVPLFR\HQHODSDUDWRGH*ROJL(O7/5VHHQFXHQWUDHQODPHPEUDQDFHOXODU\UHDFFLRQDIUHQWHDOHVWtPXORH[WUDFHOXODUOLSRSROLVDFiULGR/36
(O7/5VHHQFXHQWUDHQYHVtFXODVHQGRVyPLFDV\VHHVWLPXODSRUiFLGRVQXFOHLFRVIRUiQHRV/D
VHxDOL]DFLyQGHSHQGLHQWHGHO7/5ÀQDOL]DHQHQGRFLWRVLVXELTXLWLQDFLyQ\GHJUDGDFLyQOLVRVyPLFDPHFDQLVPRTXHHVFRPSDUWLGRSRUWRGRVORV7/5*D\HWDOFRQPRGLÀFDFLRQHV
Los TLR cuando se activan reclutan moléculas adaptadoras presentes en
el citoplasma de las células, que son necesarias para propagar la señal. Estas
proteínas adaptadoras implicadas en la señalización son cuatro: MyD88,
TIRAP, TRIF y TRAM. Los TLR suelen funcionar como dímeros, la mayoría como homodímeros, TLR2 forma heterodímeros con TLR1 o TLR6,
teniendo cada dímero diferente especificidad de ligando. El receptor tipo
Toll 4 (TLR4) es único entre los TLR por su capacidad de activar dos vías
señalizadoras diferentes. Una, al activarse por los adaptadores MyD88 y
TIRAP, conduce a la inducción de citoquinas proinflamatorias y la segunda
se activa por adaptadores TRIF y TRAM y conduce a la inducción de interferones tipo I. Hasta hace poco se creía que estas dos vías señalizadoras se
activaban simultáneamente en la membrana plasmática (Figura 3).
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Figura 3.9tDVVHxDOL]DGRUDVGHORVUHFHSWRUHVWLSR7ROO/DVHxDOL]DFLyQSRUORV7/5SXHGH
UHDOL]DUVHDWUDYpVGHGRVYtDVGLIHUHQWHVODGHSHQGLHQWHGH0\'\ODGHSHQGLHQWHGH75,)
/DGHSHQGLHQWHGH0\'RFXUUHFRQODGLPHUL]DFLyQGHOUHFHSWRU7/5\VHXWLOL]DSRUFDGD
XQRGHORV7/5H[FHSWRHO7/56XHIHFWRSULPDULRHVODDFWLYDFLyQGHOIDFWRUGHWUDQVFULSFLyQ
nuclear ț%1)ț%(OUHFRQRFLPLHQWRGHO7/5SRUHO/36UHTXLHUHODXQLyQFRQODVSURWHtQDV
0'&'\/%3SURWHtQDGHXQLyQDO/36/%3IDFLOLWDODSUHVHQWDFLyQGHO/36DO0'\
FDXVDXQFDPELRFRQIRUPDFLRQDOHQHOUHFHSWRUTXHOHKDFHXQLUVHDODSURWHtQDDGDSWDGRUD
0\'XQPLHPEURGHODIDPLOLD7,50\'UHFOXWDD,5$.,5$.H,5$./DVTXLQDVDV
,5$.IRVIRULODQ\DFWLYDQODSURWHtQD75$)ODFXDODVXYH]SROLXELTXLWLQDDODSURWHtQD7$.
\ WDPELpQ D Vt PLVPD SDUD IDFLOLWDU OD XQLyQ FRQ ,..ȕ 8QD YH] HVWDEOHFLGD OD XQLyQ 7$.
IRVIRULODD,..ȕ, que, a su vez, fosforila a IțB causando su degradación y dejando libre al NFțB,
HOFXDOSXHGHDVtWUDVORFDUVHDOQ~FOHR\DFWLYDUODWUDQVFULSFLyQGHFLWRTXLQDVSURLQÁDPDWRULDV
/DYtDGHSHQGLHQWHGH75,)\75$0XWLOL]DGDSRU7/5\7/5VHGHVHQFDGHQDSRUHOGV51$
y el LPS, respectivamente. El receptor una vez activo recluta al adaptador TRIF, el cual activa
ODVTXLQDVDV7%.\5,3ODVFXDOHVFUHDQXQDUDPDHQODYtDVHxDOL]DGRUD(OFRPSOHMR75,)
7%.IRVIRULODD,5)\SHUPLWHVXWUDVORFDFLyQDOQ~FOHR\ODSURGXFFLyQGHLQWHUIHURQHVWLSR,
0LHQWUDVWDQWRODDFWLYDFLyQGH5,3FDXVDODSROLXELTXLWLQDFLyQ\DFWLYDFLyQGH7$.\ODGHO
factor de transcripción NFț%GHODPLVPDPDQHUDTXHRFXUUHHQODYtDGHSHQGLHQWHGHO0\'
La señalización originada por los TLR conduce en sus últimas causas a la
inducción o supresión de genes que orquestan la respuesta inflamatoria, que a
través de cascadas señalizadoras, inducen la expresión de genes, que generan
moléculas coestimuladoras y citoquinas proinflamatorias, e instruyen el desarrollo de la inmunidad adaptativa antígeno-específica en los linfocitos Th1
(Figura 4). Por tanto, son miles de genes los que se activan en el proceso de
señalización inducido por los TLR. Los TLR constituyen una de las vías pleiotrópicas más estrictamente reguladas de la modulación genética.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Figura 4./DVFpOXODVGHOVLVWHPDLQPXQHLQQDWRWDOHVFRPRODVFpOXODVGHQGUtWLFDVLQPDGXUDV
y los macrófagos, fagocitan los patógenos, los digieren y los péptidos derivados de la digesWLyQGHOSDWyJHQRORVSUHVHQWDQFRPRDQWtJHQRVDORVOLQIRFLWRV7YtUJHQHV3RURWURODGRORV
7/5UHFRQRFHQDORVFRPSRQHQWHVGHULYDGRVGHOSDWyJHQR3$03\DWUDYpVGHFDVFDGDV
VHxDOL]DGRUDV LQGXFHQ OD H[SUHVLyQ GH JHQHV TXH JHQHUDQ PROpFXODV FRHVWLPXODGRUDV \
FLWRTXLQDVSURLQÁDPDWRULDVHLQVWUX\HQHOGHVDUUROORGHODLQPXQLGDGDGDSWDWLYDDQWtJHQR
HVSHFtÀFDHQODVFpOXODV7K
CÉLULAS DENDRÍTICAS
Las células dendríticas son unas células del sistema inmune, cuya versatilidad
y ciclo vital les permite controlar la respuesta inmune y las convierte en excelentes dianas celulares para la re-educación de dicho sistema en situaciones
patológicas, tales como la infección por HIV y el cáncer. En 1974, Steinman
descubrió un tipo celular diferente, cuya morfología le llevó a denominarlas
células dendríticas por sus numerosas prolongaciones citoplasmáticas. Dichas
células, inicialmente localizadas en tejidos expuestos al medio externo (piel y
mucosas), eran capaces de promover la respuesta inmune frente a sustancias
extrañas. Estos hallazgos unidos a la identificación de los receptores tipo Toll,
que detectaban estructuras típicas de microorganismos patogénicos (PAMP),
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a la que contribuyeron Beutler y Hoffmann, produjeron una auténtica revolución y profusión de estudios, que han permitido establecer que las células
dendríticas son las responsables de determinar si un organismo genera o no
genera respuestas inmunes frente a un microorganismo, así como el tipo de
inmunidad a desencadenar. Una consecuencia inmediata del relevante papel
fisiológico de las células dendríticas ha sido considerarlas como diana celular
para el desarrollo de estrategias de manipulación de la respuesta inmunitaria.
Las células dendríticas pueden considerarse como un tipo de macrófagos
muy especializados. Al igual que los macrófagos estas células están dotadas de
un arsenal de receptores (PPR) para el reconocimiento de los productos de
patógenos (PAMP) de procedencia exógena (virus, bacterias, hongos, etc), así
como de alteraciones endógenas. Pero mientras los macrófagos actúan de manera inmediata frente a las alteraciones de la homeostasis tisular, eliminando
el patógeno directamente, las células dendríticas actúan de forma más reÁexiva
y generan una respuesta inmune selectiva y con memoria (respuesta inmune
adaptativa). Así, una vez detectada la situación de peligro exógeno o endógeno, las células dendríticas abandonan el tejido afectado y migran hacia el
nódulo linfático más próximo, donde transfieren a los linfocitos T la información antigénica recibida del patógeno y la del tejido afectado, en un proceso
denominado de presentación de antígenos. Ello da lugar a una respuesta inmune
localizada y específica, por cuanto se ajusta a las particularidades del patógeno.
Las células dendríticas representan una familia heterogénea de células
con gran movilidad, versátiles y de forma irregular. Poseen gran plasticidad
tanto desde el punto de vista ontogénico como funcional, como lo demuestran las diferencias observadas en su origen, en sus características fenotípicas,
localización topográfica y en la regulación de la respuesta inmune. Estas
células pueden originarse a partir de diferentes precursores y pueden obtenerse diferentes tipos funcionales de un mismo precursor, lo que determina
que las diferentes subpoblaciones se encuentren en la sangre, órganos linfoides secundarios y en los sitios que son puerta de entrada de patógenos (piel
y mucosas). Inicialmente se demostró que la célula dendrítica era una célula
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
presentadora de antígenos con habilidad para activar a los linfocitos T vírgenes. Sin embargo, esta noción se amplió, puesto que se demostró que las
células dendríticas, dependiendo de su origen, pueden activar o hacer tolerantes a los linfocitosT. Esta plasticidad funcional ha permitido a los inmunólogos
defender dos puntos de vista aparentemente contradictorios en cuanto al
papel inmunorregulador de estas células: unos piensan que cada tipo de
célula dendrítica tiene una misión particular, mientras que otros sugieren
que lo importante es que la presentación del antígeno dependa de la activación y maduración de la célula dendrítica, independientemente de su origen
o subtipo. Cualquiera que sea el caso, es evidente que los nuevos conocimientos sobre el papel de estas células en la respuesta inmune innata y
adaptativa han revolucionado la panorámica sobre el sistema inmune y su
fisiología a tal punto, que han puesto en evidencia, las debilidades de teorías
tan aceptadas universalmente como la de la selección clonal y han apuntalado la aparición de otras, como la teoría del peligro, según la cual el sistema
inmunitario responde más bien a señales de alarma o peligro independientemente si el antígeno es propio o extraño.
Fue Paul Langerhans, médico y científico
alemán, quién en 1868 describió por primera
vez las células dendríticas, como células de la
epidermis con proyecciones citoplasmáticas similares a las dendritas de las neuronas. Los trabajos de investigación de Langerhans se centraron
en estudios histológicos, campo en el que aplicó
con éxito las nuevas técnicas de tinción. Cuando
aún era estudiante de medicina en el laboratorio de Virchow, trabajó sobre la inervación de la 3DXO/DQJHUKDQV
piel. En su trabajo Ueber die Nerven der Mensclichen Haut, publicado en
1868 en el Vircow’s Archiv, describió las terminaciones nerviosas situadas
en el estrato de Malpighi de la epidermis, así como el stratum granulosum del
mismo, conocido más tarde como estrato de Langerhans.
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Tuvo que pasar más de un siglo para que Steinman & Cohn (1973) describieran unas células similares a las de Langerhans en el bazo de ratones, y
demostraran que dichas células eran capaces de iniciar la respuesta inmune.
Ante este descubrimiento fueron muchos los investigadores interesados en
este tema y en los años posteriores se realizaron numerosos estudios y se
realizaron importantes hallazgos. Así en la década de los 80 se encontró
que estas células estaban ampliamente distribuidas en tejidos linfoides y no
linfoides, y en los años 90 las células dendríticas fueron designadas como
las células presentadoras de antígenos (APC) más potentes en el proceso de
estimulación de los linfocitos T. También se observó que estas células eran
las responsables del interesante proceso de la tolerogénesis.Ya en los 2000
las células dendríticas se han considerado como importantes herramientas inmunoterapéuticas y se ha descubierto en ellas su heterogeneidad y la
existencia de subpoblaciones diferentes.
Las células dendríticas son células especializadas en la captura y procesamiento de antígenos, que presentan las moléculas del complejo principal
de histocompatibilidad (MHC), para ser reconocidos por las células T. Las
células dendríticas migran a las áreas de los ganglios linfáticos con mayor
densidad de células T y allí, reaccionan con un receptor específico del linfocito T (TCR). Existen muchos millones de linfocitos T con receptores antigénicos diferentes. Una vez seleccionado el antígeno por las células T, tiene
lugar una expansión clonal a un ritmo de 2-3 ciclos celulares por día. Los
clones de células T también son susceptibles de ser eliminados o bloqueados
por acción de las células dendríticas tolerogénicas.
Origen de las células dendríticas. Las células dendríticas, son difíciles de
aislar y la mayoría de estudios se han realizado en sistemas in vitro, tanto
en células obtenidas de humanos o de ratón. Los resultados así obtenidos sugieren que la generación in vivo de algunas células dendríticas no
se relaciona con ninguna de las otras células del sistema inmune. Así, se
ha demostrado, que las células dendríticas se dividen en subpoblaciones
mieloides y linfoides, en base a sus vías de desarrollo. Funcionalmente,
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
las células dendríticas mieloides son inmunogénicas, mientras que las células dendríticas linfoides son más bien tolerogénicas.
Existen muchas pruebas evidentes de las vías de desarrollo de las células
dendríticas mieloides. Los monocitos CD14+ periféricos son precursores
comunes de los macrófagos y las células dendríticas. Bajo la influencia del
GM-CSF y la IL-4 en 5 - 7 días de cultivo, los monocitos CD14+ se diferencias en células dendríticas inmaduras (Figura 5 a). La posterior adición
de mediadores proinflamatorios, TNFĮ, IL1ȕ, IL-6 y PGE2, y dos días más
de cultivo, inducen la formación de células dendríticas fenotípica y funcionalmente maduras (Figura 5 b, c y d)
Figura 5. 0RUIRORJtD GH FpOXODV GHQGUtWLFDV GHULYDGDV GH PRQRFLWRV FXOWLYDGDV HQ HO 'HSDUWDPHQWRGH,QPXQRORJtDFOtQLFDGHOD)DFXOWDGGH0HGLFLQDGHOD8QLYHUVLGDGGH/XEOLQ
DFpOXODGHQGUtWLFDLQPDGXUDE\FFpOXODVGHQGUtWLFDVPDGXUDV0D\*UQZDOG*LHPVD
PLFURVFRSLRySWLFR[\GFpOXODGHQGUtWLFDPDGXUDFLWRSODVPDWHxLGRFRQ&6)(SUR\HFFLyQHQ'SRUPLFURVFRStDFRQIRFDO
En estas condiciones, la expresión de monocitos CD14 disminuye, y en
las células ya maduras se activa la expresión de CD83, CD86 y MHC II.
Otras evidencias del origen mieloide de las células dendríticas proceden
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de estudios con precursores CD34+. Estos precursores CD34+ de la médula ósea o sangre periférica pueden diferenciarse a través de dos vías que
exhiben precursores comunes, con capacidad de generar células mieloides
fagocíticas (macrófagos) o células dendríticas (dérmicas, células de Langerhans). Las células dendríticas derivadas de monocitos CD14+ y de progenitores CD34+, expresan los marcadores mieloides CD33 y CD13.
La primera evidencia del origen linfoide de las células dendríticas procede de estudios de transferencia celular. Cuando células con bajos niveles de
CD4, el precursor más temprano de las células tímicas de ratón, se inyectan
a otro ratón, no dan lugar a linfocitos T, B o NK, sino a células dendríticas.
Estas células dendríticas derivadas de células con niveles bajos de CD4, poseen
varios marcadores linfoides, CD8, CD2, BP-1 y CD25. Las células del timo
de ratón con niveles bajos de CD4 se diferencian en células dendríticas que
expresan marcadores típicos de estas células maduras MHC II, CD11, CD40,
CD86, DEC-205 etc. Las células lin-CD34+CD10+ de la médula ósea humana son capaces de generar células T, B, NK y dendríticas. Esto indica que las
células dendríticas se desarrollan en las vías linfoides. Las células plasmacitoides CD4+CD3-CD11c- de tejidos humanos tales como amígdalas, sangre,
cordón umbilical y timo, se diferencias en el fenotipo de las células dendríticas.
También se ha demostrado que las células dendríticas plasmacitoides de
la médula ósea, una vez que se infectan con virus pueden diferenciarse en
mieloides, lo que muestra la flexibilidad y plasticidad de las células dendríticas. Sin embargo, las vías de desarrollo de las células dendríticas no están
del todo esclarecidas y se necesita determinar si las rutas que conducen
al origen mieloide o linfoide de las células dendríticas, son mutuamente
dependientes o independientes.
Heterogeneidad de las células dendríticas. Las células dendríticas se dividen
en tisulares y circulantes. Entre las primeras se encuentran las células de
Langerhans, las tímicas y las foliculares. Entre las circulantes están las mieloides, las plasmacitoides y las derivadas de monocitos. Así, se pueden definir cinco tipos que son los propuestos por el mismo Steinman:
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
1. Plasmacitoides (pDC), producen grandes cantidades de IFN tipo I en
respuesta a virus, mediante sensores de ácido nucleico y receptores
tipo Toll, TLR7 y TLR9.
2. Clásicas o residentes en tejidos (cDC), se encuentran en los órganos linfoides (bazo y nódulos linfáticos).
3. Migratorias, se encuentran en órganos no linfoides (piel, pulmón,
intestino). Cambian su medioambiente y migran hacia los nódulos
linfáticos, donde actúan como centinelas presentando antígenos
derivados de los tejidos, a las células T para la inducción de la inmunidad o la tolerancia.
4. Derivadas de monocitos (MoDC), los monocitos pueden convertirse
en células dendríticas tipo MoDC, pero este subgrupo está aún por
definir en varios tejidos.
5. Langerhans (LC), finalmente, estas células dendríticas se encuentran
dentro del epitelio escamoso, como la piel y epitelios análogos y en
las superficies anal y genital.
Los diferentes subgrupos de células dendríticas tienen diferentes propiedades innatas. Esto significa que cada uno de ellos puede expresar receptores de superficie particulares, especialmente lectinas implicadas en la
captación y presentación del antígeno, receptores de señalización, como
receptores tipo Toll y citoquinas/quimioquinas.
A pesar de que las células dendríticas son un grupo heterogéneo de
células que muestran diferencias en localización anatómica, fenotipo y
función de la superficie celular, hay que reconocer que poseen varias características en común:
Primera, se originan a partir de células madre CD34 de la médula ósea
y llegan, vía circulación sanguínea, a los tejidos donde dan lugar a células dendríticas inmaduras que incluyen las células de Langerhans y las
intersticiales.
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Segunda, las células dendríticas inmaduras poseen la capacidad de incorporar patógenos, vía mecanismos mediados o no por receptor y rápidamente los degradan en vesículas endocíticas para producir péptidos antigénicos
capaces de unirse a moléculas de MHC II.
Tercera, en respuesta a señales de peligro (lesión tisular, productos derivados de patógenos o citoquinas inflamatorias), las células dendríticas
maduran y migran a los órganos linfoides donde interaccionan con linfocitos T CD4 antígeno-específicos para iniciar la respuesta inmune.
Cuarta, en las células inmaduras aparecen distintos receptores de quimioquinas, pero no en las maduras, los cuales regulan su transporte a los
tejidos en respuesta a quimioquinas inflamatorias.
Quinta, en tanto en cuanto las células dendríticas maduran, expresan
elevadas cantidades de moléculas MHC II, que forman complejo con el
péptido antigénico para su reconocimiento por el receptor de los linfocitos T (TCR), expresados en la superficie de las células T CD4 y moléculas
coestimuladoras que estimulan la proliferación de las T CD4.
Por último, se ha demostrado la existencia de otros factores en el momento
de la maduración que dictan si las células dendríticas han de producir IL-12
para iniciar la respuesta Th1 o suprimir la producción de IL-12, para iniciar
la respuesta de las Th2.
Dadas las grandes dificultades para obtener poblaciones puras de células
dendríticas, y el escaso número de anticuerpos monoclonales específicos
obtenidos a partir de ellas, se puso seriamente en duda su existencia. El
hecho de que, una vez aisladas fueran fácilmente confundidas con macrófagos, complicaba su identificación. También el origen del precursor de las
células dendríticas se presentaba incierto. Por todo ello, en la actualidad, se
acepta que las células dendríticas derivan de una única célula progenitora
de la médula ósea, que constituyen una familia de células caracterizada por
la expresión de altos niveles de moléculas de clase II MHC, y que su función
específica es la de activar a los linfocitos T.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Maduración de las células dendríticas. Las células dendríticas inmaduras
residen en los tejidos periféricos, piel y mucosas, que son sitios en contacto
con el ambiente externo, donde ellas se encuentran en constante vigilancia
para detectar la presencia de microorganismos invasores. Las células dendríticas inmaduras presentan una actividad fagocítica elevada, pero no son
eficientes en el procesamiento y presentación del antígeno a las células T.
En un estado normal, ausencia de inflamación, estas células residen
como APC intersticiales en la mayoría de los tejidos periféricos, con excepción de la cornea. Las células dendríticas inmaduras internalizan (fagocitan) antígenos exógenos eficientemente y exhiben una baja capacidad de
estímulo para los linfocitos T vírgenes. Durante el proceso inflamatorio,
se desencadena la maduración de las células dendríticas periféricas por la
acción sinérgica de diferentes combinaciones de mediadores endógenos y
exógenos liberados en el microambiente tales como:
– citoquinas pro-inflamatorias como GM-CSF, IL-1, TNFĮ, IFN y
PGE2;
– componentes bacterianos y víricos, lipopolisacárido (LPS), motivos
no metilados de citosina poli guanina (CpG), RNA de doble cadena; y
– la interacción con moléculas de la familia de receptores del TNF
(TNFR), como CD40, receptor activador del factor nuclear-țB.
La oligomerización de los receptores de la familia de TNF (TNFR,
5 CD40) y la unión de los TLR 2, 4 y 9 con sus ligandos, son dos de los
mecanismos que inducen la translocación nuclear del NF-țB, que se requiere
para la activación de las células dendríticas inmaduras, lo que les permite
dirigir la respuesta inmune, y les confiere la capacidad de migrar a los órganos
linfoides secundarios. Las células maduras exhiben menor capacidad de
fagocitar antígenos extracelulares, pero adquieren la capacidad de traslocar
a la membrana plasmática péptidos antigénicos asociados a moléculas MHC
clase I y II. Adicionalmente, sobreexpresan moléculas coestimuladoras para
linfocitos T, como CD80, CD86, etc, junto con moléculas de adhesión
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intercelular, requeridas para la interacción física con los linfocitos T para el
ensamblaje de la sinapsis inmunológica, aumentando también la expresión
de receptores de quimioquinas. Todo esto se traduce en que las células
dendríticas maduras son células capaces de activar con alta eficiencia, a
linfocitos T vírgenes y de memoria, siendo capaces de estimular la migración
de los linfocitos T a áreas específicas en los tejidos linfoides secundarios, en
respuesta al ligando de CCR7 (CCL21 y CCL19) o a la proteína inflamatoria
macrofágica (MIP).
Los estímulos que promueven la maduración de las células dendríticas
elevan la eficiencia del procesamiento del antígeno induciendo la expresión
y síntesis de ambos tipos de MCH I y II y la vida media de los complejos
MHC-péptidos antigénicos en la superficie de la célula. De otra manera, el
complejo se internaliza y recicla. Así, gran número de complejos de péptidos unidos a moléculas de MHC I o MHC II permanecen en la superficie
celular y hacen que la célula dendrítica sea capaz de estimular a los linfocitos T, incluso hasta después de varios días.
Durante la maduración las células dendríticas pierden su capacidad fagocítica.
Este fenómeno, regulado por el citoesqueleto de actina, se ha asociado con la
activación de una pequeña enzima, la GTPasa (guanosin trifosfatasa) Cdc42,
también implicada, junto con Rho y Rac en la determinación de la arquitectura
del citoesqueleto en células dendríticas derivadas de monocitos inmaduros
humanos. Cdc42, Rho y Rac, se encuentran implicadas en la formación de
filopodia y podosomas, que son estructuras de adhesión muy especializadas
importantes para la motilidad celular, típica de células dendríticas inmaduras.
Estas estructuras están ausentes en las células dendríticas maduras.
La función de las células dendríticas presenta una enorme versatilidad.
Las células inmaduras poseen receptores Fc,TLR, etc. Los antígenos pueden
ser de procedencia exógena o endógena. El proceso de internalización
del patógeno por fagocitosis o endocitosis, promueve la síntesis de los
complejos MHC I y II en el retículo endoplásmico. Una vez digerido el
patógeno, los péptidos antigénicos (Ag) se unen al MHC formando los
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
complejos siguientes: MHC I/Ag endógenos y MHC II/Ag exógenos.
Estos complejos se traslocan a la superficie celular para que el péptido
antigénico pueda ser presentado al linfocito T. El linfocito T virgen se
une al complejo MHC II/Ag mediante su receptor TCR, formándose una
sinapsis MHC/Ag/TCR entre la célula dendrítica y el linfocito T (Figura 6).
INMADURAS
Perifería.
Tejidos no linfoides
Fagocitosis. Internalización del patógeno
Vigilancia
SEMI-MADURAS
Migración.
Vasos linfáticos
Procesamiento del
antígeno à MHC I y II
Traslado información
MADURAS
Tejidos linfoides
Presentación del Ag
MHC/Ag/TCR
Decisiones a tomar
Figura 6.&DPELRVIXQFLRQDOHVHQODVGLVWLQWDVHWDSDVGHOFLFORYLWDOGHODVFpOXODVGHQGUtWLFDV
En estos procesos va implícita la secreción de citoquinas inflamatorias
CD40L, TNFĮ, IL6, IFNĮ, que promueven la migración desde la periferia a
los tejidos linfoides y maduración (Figura 7). Por tanto el ciclo vital de las
células dendríticas presenta unas características especiales que hacen que
estas células sean únicas. Su versatilidad es tanto funcional como migratoria. En los tejidos periféricos se encuentran cuando son inmaduras, cuya
misión es la de captar información que, una vez detectada y captada, migran y actúan como mensajeros trasladando la información a través del sistema circulatorio linfático y llevándola hasta los nódulos linfáticos donde la
célula una vez madura, se coordina y selecciona la actividad del resto de las
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células del sistema inmune. Por tanto, la respuesta de las células dendríticas
localizada, es altamente específica y con memoria. Tales propiedades las
convierte en dianas celulares para la manipulación de la respuesta inmune.
Figura 7. /DV FpOXODV PDGUH KHPDWRSR\pWLFDV +6& GH OD PpGXOD yVHD VH GLIHUHQFLDQ HQ
FpOXODVGHQGUtWLFDVLQPDGXUDVTXHVHWUDVODGDQDORVWHMLGRVSHULIpULFRVGRQGHLQWHUQDOL]DQ
DQWtJHQRVTXHVHSURFHVDQSRUYtDHQGRVyPLFDUHVWULQJLGDDO0+&,,'HVSXpVGHODFDSWXUD
GHDQWtJHQRVODFpOXODGHQGUtWLFDPLJUDDOWHMLGROLQIRLGHGRQGHPDGXUD\DFWLYDODH[SUHVLyQ
GH&'&'&'0+&OO\HOUHFHSWRUGHTXLPLRTXLQDV&&5(QHOWHMLGROLQIRLGHODV
FpOXODVGHQGUtWLFDVSUHVHQWDQFRPSOHMRV0+&$JHQODVXSHUÀFLHFHOXODUTXHLQWHUDFFLRQDQ
FRQHOOLQIRFLWR7HVSHFtÀFRGHODQWtJHQR\PDGXUDQIXQFLRQDOPHQWHDFWLYDQGRODVFpOXODV7
%\1.\SURGXFLHQGRFLWRTXLQDVSURLQÁDPDWRULDV,/,/\71)D+DFNVWHLQ\7KRPSVRQFRQPRGLÀFDFLRQHV
La activación de las células T requiere tres señales. La unión del complejo MHC II/Antígeno al receptor TCR del linfocito T genera la primera señal, mientras que la unión CD80/86/CD28 proporciona la segunda señal.
Una tercera señal es la secreción de IL-12, la cual facilita la respuesta de los
linfocitos Th1, mientras que la no secreción de IL-12 facilita la respuesta
de Th2. La señal 3 es importante en la diferenciación de las T en Th1 o Th2
(Figura 8 y Tabla 2).
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Señal 1
Señal 2
Señal 3
CÉLULA DENDRÍTICA
MHC II/péptido antigénico
CD80
CD86
Secreción de IL-12
No secreción de IL-12
LINFOCITO T CD4
TCR y CD4
CD28/CTLA4
CD28/CTLA4
Facilita la respuesta de Th1
Facilita la respuesta de Th2
Tabla 2.0RGHORGHLQWHUDFFLyQFpOXODGHQGUtWLFDOLQIRFLWR7
Los antígenos adquiridos del medio extracelular son presentados en
las moléculas MHC II, mientras que los antígenos endógenos procedentes
de compartimentos citosólicos son presentados por las moléculas MHC I.
Además de estas vías clásicas, algunos antígenos exógenos pueden escapar
de la vía endocítica (por ejemplo, por fagocitosis de células apoptóticas),
ser degradados por el proteosoma y cargados en las moléculas MHC I, fenómeno que se conoce como presentación cruzada.
Los complejos MHC-péptido antigénico se expresan en la superficie de
las células dendríticas para su reconocimiento por el linfocito T. Esta interacción célula dendrítica/célula T genera una superficie de contacto, que
se conoce como sinapsis inmunológica la cual facilita la producción de las dos
señales necesarias para la activación de ambas células: la señal 1 mediada
por esa misma sinapsis inmunológica, unión del TCR (T Cell Receptor) y el
complejo MHC-Ag, y la señal 2 o señal coestimuladora (Figura 8).
La maduración completa de las células dendríticas está asociada a la
expresión de moléculas de adhesión celular y moléculas coestimuladoras,
como CD80 y CD86, cuyos ligandos en la célula T son CD28 y CTLA-4,
dos miembros de la superfamilia de las inmunoglobulinas, los cuales compiten por afinidad con estas moléculas, mostrando el CTLA-4 mayor afinidad
por CD80 y CD86, lo que inicia una regulación negativa de la respuesta
inmunitaria. En las células dendríticas se expresan, además, otras moléculas, CD40 y OX40L, ambas pertenecientes a la familia de los TNF, que
también exhiben funciones coestimuladoras y cuyos ligandos en las células
T son CD40L y OX40, respectivamente.
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Figura 8. 0RGHOR GH LQWHUDFFLyQ OLQIRFLWR FpOXOD GHQGUtWLFD $FWLYDFLyQ GH ORV OLQIRFLWRV 7
SRU XQD FpOXOD GHQGUtWLFD SUHVHQWDGRUD GH DQWtJHQRV TXH XWLOL]D HO 0+& ,, /DV FpOXODV 7
SDUDDFWLYDUVHQHFHVLWDQGRVVHxDOHV/DXQLyQGHODQWtJHQRDO7&5\ODFRHHVWLPXODFLyQSRU
XQLyQGHO&'FRQ&'/DVHFUHFLyQGH,/SRUODVFpOXODVGHQGUtWLFDVIDYRUHFHUiOD
formación de linfocitos Th1.
En la señal 1, la unión del TCR del linfocito T con el complejo MHCpéptido expresado en las APC, promueve la fosforilación de la cadena ȗ
del TCR, iniciando la señalización temprana mediada por la actividad de
las proteínas tirosina quinasa (PTK). Esta onda temprana de fosforilación
producida por las PTK conduce a la activación de otras vías de señalización,
incluyendo el aumento en el flujo de calcio intracelular, por activación de
la proteína quinasa C (PKC) y de las proteínas quinasa activadas por mitógenos (MAPK) que, a su vez, activan factores de transcripción, tales como
el factor nuclear kappa B (NF-țB), que finalmente conduce a la expresión
de genes que controlan la respuesta celular específica.
La segunda señal es la producida por la interacción de las moléculas
coestimuladoras, presentes en la membrana de la APC activada, tales como
CD80 y CD86, CD40 y OX40L, con sus respectivos receptores CD28 y
CTLA-4, CD40L (CD154) y OX40 en la membrana de la célula T. En conjunto, la unión del TCR y del CD28 a sus respectivos ligandos, permite la
activación de los factores de transcripción, como el anteriormente mencionado NF-țB, el factor nuclear de las células T activadas (NF-AT) y la
proteína activadora 1 (AP-1) en los linfocitos T, iniciándose así la expresión
de numerosos genes involucrados en la respuesta inmunitaria, tales como
citoquinas (IL-2), quimioquinas y las mismas moléculas coestimuladoras.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Interacción de las células dendríticas con neutróÀlos. Los neutrófilos (PMN)
son instrumentos eficaces en la inmunidad innata porque median la inmediata eliminación de los patógenos. En el lugar de la inflamación los neutrófilos alargan su expectativa de vida de manera autocrina y el acumulo de
neutrófilos en el tejido inflamado se equilibra entre el ritmo de su reclutamiento y el de su eliminación. Los neutrófilos son eliminados por apoptosis
y posteriormente fagocitados por las mismas APC residentes.
Figura 9./DLQWHUDFFLyQGHODVFpOXODVGHQGUtWLFDVFRQORVQHXWUyÀORV301HMHUFHLQÁXHQFLD
en la función de unas y otros. DC-SIGN se une a Mac-1 y a CEACAM sobre la membrana del
PMN y de esa manera se induce la supervivencia de los PMM, a la vez que los PMM inducen
OD PDGXUDFLyQ GH ODV FpOXODV GHQGUtWLFDV $PEDV LQWHUDFFLRQHV \ OD SURGXFFLyQ GH 71)ĮH
,/SRUODV300SURPXHYHQTXHODFpOXODVGHQGUtWLFDVDFWLYHQDORVOLQIRFLWRV7KDFLD7K
/XGZLJHWDO
A pesar de que los neutrófilos y las células dendríticas se localizan
en diferentes compartimentos, en la circulación sanguínea unos y en los
tejidos periféricos las otras, durante la infección ambos tipos celulares se
encuentran en el lugar de la inflamación. Los neutrófilos expresan varios
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receptores que funcionan en el reconocimiento del patógeno, tales como
los tipo Toll y los de complemento. Se ha demostrado que ambas células,
las células dendríticas y los neutrófilos, interaccionan físicamente dándose una oportunidad de inspeccionar la superficie una de la otra. La unión
de los PMN a las células dendríticas inmaduras promueve la maduración
de éstas últimas y las induce a producir IL-12. Ambos procesos causan
una mayor capacidad de las células dendríticas para activar los linfocitos T
(Figura 9). La maduración de las células dendríticas inducida por los PMN
está mediada por el TNFĮ producido por los propios PMN, como también
por el contacto celular que se regula por una serie definida de receptores
expresados por una y otra célula.
La comunicación se verifica a través de receptores de la superficie
celular de los neutrófilos, Mac-1 y CEACAM (antígeno carcinoembrionario relacionado con las moléculas de adhesión), que interaccionan con
lectinas tipo C tales como DC-SIGN (dendritic cell-speciÀc ICAM- grabbing
non integrin) de las células dendríticas. En este contacto las células dendríticas pueden prolongar la vida de los neutrófilos (Figura 9), que está
limitada a varias horas. En consecuencia, la activación de los neutrófilos
ha de estar estrictamente controlada pues su función es esencial en la
eliminación de patógenos. Sin embargo sus propiedades destructivas de
patógenos pueden dañar al medio tisular. Es un hecho reconocido que los
neutrófilos se comunican con las células dendríticas y que ambos tipos
celulares son atraídos al foco inflamado por la producción de citoquinas y quimioquinas. En este lugar de reunión, los neutrófilos causan la
maduración de las células dendríticas y las instruyen para que los linfocitos T se diferencien hacia la respuesta Th1. En contraposición, las células
dendríticas retrasan la apoptosis espontánea de los neutrófilos mediante
las interacciones DC-SIGN/Mac1, antes citadas. Una vez que los neutrófilos mueren por apoptosis y son fagocitados por las propias células
dendríticas, éstas pueden aprovechar los antígenos digeridos por aquellos
y presentarlos a las células T.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
ABREVIATURAS
Ag, antígeno.
APC, célula presentadora de antígenos.
AP1, proteína activadora 1.
CD80-86, molécula coestimuladora en la superficie de las APC, también denominada B7.
CCR, receptor de quimioquinas.
CEACAM, antígeno carcinoembrionario relacionado con las moléculas de adhesión.
CTLA4, molécula inhibidora de la coestimulación, tamcién denominada CD152.
CpG DNA, DNA citosina poliguanina.
DC-SIGN, dendritic cell-speciÀc ICAM grabbing non integrin.
dsRNA, RNA de cadena doble.
GM-CSF, factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos.
GTPasa, guanosina trifosfatasa.
IL, interleuquina.
ILR, receptor de la IL.
IFN, interferón.
IRAK, quinasa asociada al IL1R.
LBD, proteína de unión al LPS.
LPS, lipopolisacárido.
LTA, ácido lipoteicoico.
LRR, repeticiones ricas en leucina.
Mac1, receptor de la superficie celular.
MAPK, proteína quinasa activada por mitógenos.
MCHII, complejo principal de histocompatibilidad II.
MyD88, molécula adaptadora que contiene un dominio TIR.
NFțB, factor nuclear țB, factor de transcripción.
NFAT, factor nuclear de las células T.
NOD, dominio nucleotídico de oligomerización.
PAMP, modelos moleculares asociados a patógenos.
PepG, peptidoglicano.
PGE2, prostaglandina E2.
PKC, proteína quinasa C.
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PTK, proteína tirosina quinasa.
ssRNA, RNA de cadena sencilla.
TCR, receptor de los linfocitos T.
TIR, dominio del TLR homólogo al receptor de la leucina.
TIRAP, dominio TIR que contiene molécula adaptadora.
TLR, receptor tipo Toll.
TNFĮ, factor de necrosis tumoral Į.
TNFR, receptor del factor de necrosis tumoral.
TRAM, molécula adaptadora relacionada con TRIF.
TRIF, proteína adaptadora que contiene el dominio TIR e induce al IRF3.
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CAPÍTULO
3 Regulación
del sistema inmune
INTRODUCCIÓN
La capacidad de un organismo para reconocer sus propios tejidos y distinguirlos de agentes extraños ha representado un gran problema para las
ciencias médicas, hasta que el inmunólogo australiano Frank Macfarlane
Burnet propuso en 1949 una teoría totalmente diferente de distinción inmunológica. Esta teoría proponía que lo que se conoce como “propio” se
define durante la embriogénesis, a través de interacciones muy complejas
entre las células inmunes y el resto de las células del embrión. Durante este
proceso, la materia extraña
que accidentalmente invade
el cuerpo del embrión, puede ser percibida como propia.
Por lo tanto, Burnet argumentó que las bacterias, virus y células genéticamente distintas,
que ingresan en el organismo )UDQN0DF)DUODQH%XUQHW 3HWHU%ULDQ0HGDZDU
durante la vida embrionaria, ²
pueden ser tolerados indefinidamente. Posteriormente, el científico británico Peter Medawar y su
equipo apoyaron este argumento y mediante experimentos de trasplante,
fueron los primeros en demostrar que tejidos extraños diferentes a la córnea,
podían ser tolerados con éxito dentro de un individuo genéticamente diferente. Esta teoría contribuyó a redefinir la inmunología como la ciencia de
reconocimiento entre lo propio y lo extraño y generó un concepto innovador
| 71
Consuelo Boticario Boticario | María Cascales Angosto
que vinculó la ciencia básica con la clínica en el tratamiento de enfermedades
autoinmunes, cáncer, alergias y síndromes de inmunodeficiencia. Estos
descubrimientos supusieron un extraordinario avance en el campo de la
inmunología de tal categoría que condujeron a Burnet y a Medawar a
compartir el premio Nobel en Fisiología y Medicina en 1960.
El mecanismo propuesto por Burnet para este proceso de tolerancia adquirida fue la eliminación clonal selectiva de los linfocitos específicos para
los aloantígenos inoculados durante el desarrollo. Sin embargo, los experimentos realizados que trataban de reconstituir animales tolerantes con poblaciones de nódulos linfáticos normales, fueron mucho menos efectivos,
lo que hizo pensar que el fenómeno de tolerancia observado podría ser más
complicado de lo que en un principio se pensó.
Hoy se sabe que no todos los fenómenos de tolerancia pueden ser explicados por el modelo de eliminación clonal. En el caso de los linfocitos B
autorreactivos, se trata de células que pueden sobrevivir después del proceso de selección negativa. Algunas parecen haber experimentado el fenómeno de re-edición del receptor; otras simplemente no responden muy bien
al desafío antigénico inicial, proceso referido como anergia clonal. Ambos
procesos pueden ocurrir también en el timo.
Después de los avances alcanzados en el conocimiento de los mecanismos de tolerancia inmune, tanto central como periférica, ha surgido,
un mecanismo único de autotolerancia, la generación de linfocitos T reguladores antígeno específicos (Treg). Los primeros experimentos que
vislumbraron la existencia de estas células fueron realizados por Nishizuka y Sakakura en 1969, quienes demostraron que ratones timectomizados de 2 - 3 días de edad, desarrollaban una enfermedad autoinmune
órgano específica, la cual podía prevenirse reintroduciendo linfocitos T
obtenidos de timo o bazo de ratones adultos singénicos. Posteriormente
se caracterizaron estos linfocitos Treg naturales que expresan el factor de
transcripción Fox3p.
72 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Cada microambiente requiere un grupo específico de elementos reguladores responsables del mantenimiento de la homeostasis. Varias poblaciones
de linfocitos Treg contribuyen a mantener este equilibrio y a establecer el
control de la respuesta inmune. Durante la infección por patógenos las células Treg reducen la magnitud de la respuesta efectora, lo cual puede limitar la
respuesta inmune y por tanto, el control de la infección. Sin embargo, estos
linfocitos pueden disminuir el daño tisular que se genera por una respuesta
inmune vigorosa durante los procesos infecciosos. Estas dos características
de los linfocitos Treg son utilizadas por los agentes infecciosos para evadir la
respuesta inmune, manteniéndose ocultos de los elementos efectores de la
misma, creando condiciones de tolerancia que le permitan sobrevivir y replicarse dentro del hospedador por largos períodos de tiempo.
Ciertamente, muchos patógenos han desarrollado mecanismos poderosos para manipular a su conveniencia esta red reguladora en el hospedador,
creando condiciones que aseguren su supervivencia. Hay que destacar la
importancia de la tolerancia inmune como un mecanismo vital para la homeostasis de los tejidos y en especial el papel que juegan los elementos
responsables de la tolerancia, principalmente los linfocitos Treg, en la interacción patógeno-hospedador.
Existen perspectivas en la actualidad que se refieren a las posibilidades
de manipular en el futuro estas subpoblaciones celulares en el control de las
enfermedades infecciosas crónicas como estrategia terapéutica que reestablezca el delicado balance de la respuesta inmune, garantizando la eliminación del agente infeccioso, pero evitando el daño colateral producto de la
activación de los elementos de la respuesta inflamatoria.
TOLERANCIA INMUNE
Una característica fundamental del sistema inmune es la de no reaccionar
frente a los componentes propios del individuo, aún cuando posee la cualidad
de responder frente a cualquier antígeno extraño al mismo. Esta capacidad
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de reconocimiento y aceptación de los componentes propios del organismo
se debe al fenómeno de tolerancia inmune. Gracias a este fenómeno, entre los
receptores específicos de antígeno producidos al azar, se produce una inactivación física o funcional de todos aquellos que reconozcan antígenos propios.
Hoy se entiende por tolerancia inmune la ausencia específica de respuesta del
sistema inmune frente a un antígeno, ya sea propio (autoantígeno) o extraño.
La tolerancia inmune no puede considerarse como un simple fallo de
reconocimiento de un antígeno, es una respuesta activa hacia un particular
epítopo (parte del antígeno a la que se une el anticuerpo, también conocido
como determinante antigénico), tan específica como la respuesta inmune.
Tanto las células T como las B pueden llegar a ser tolerantes, pero es más
importante que sean tolerantes los linfocitos T, porque los B dependen de
la ayuda de los linfocitos T colaboradores para generar anticuerpos hacia la
mayoría de los antígenos.
El funcionamiento normal del sistema inmune requiere un estricto control para conseguir la mayor eficacia en la defensa del organismo frente a
patógenos externos.
Los aspectos sujetos a control que son esenciales en el sistema inmune son:
1. Aceptación de lo propio merced a un fenómeno denominado tolerancia inmune.
2. Control del inicio, intensidad y punto Ànal de la respuesta inmune frente a elementos extraños, y
3. Establecer un sistema de memoria que facilite posteriores respuestas
frente a nuevos estímulos.
La tolerancia inmune se basa en que el sistema inmune tiene que distinguir
entre lo propio y lo extraño y no destruir sus propios componentes, que
han de ser previamente reconocidos como tales en el timo y en la medula
ósea. Cuando la tolerancia por alguna razón falla, aparecen múltiples patologías, las enfermedades autoinmunes.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Conocer las bases moleculares y celulares de la tolerancia inmune no ha
sido tarea fácil y ha costado un gran esfuerzo investigador. Medawar observó
que injertos de piel realizados de un ratón adulto a otro ratón adulto que
expresaba distintos antígenos de histocompatibilidad, eran rechazados. Sin
embargo, esto no ocurría cuando el injerto se realizaba de un ratón adulto a
uno recién nacido. También observó que si repetía el injerto de piel en aquel
ratón recién nacido ya convertido en ratón adulto, éste seguía manteniendo la
propiedad de no rechazarlo. Por el contrario si el trasplante era realizado de
otra cepa de ratones con haplotipos de histocompatibilidad diferentes, se producía el rechazo del injerto. De aquí surge el concepto de tolerancia duradera.
Estos experimentos demuestran que el ratón recién nacido no rechaza
el injerto de un ratón adulto de cepa diferente debido a su estado de inmadurez inmune. Cuando este ratón se hace adulto, mantiene la memoria
de la experiencia anterior y no rechaza un segundo trasplante del mismo
donante. Sin embargo, rechaza un injerto de piel de otro tipo de ratón, lo
que indica que la memoria es específica y demuestra que el ratón adulto
ha desarrollado un estado de tolerancia después del primer contacto con
los antígenos de piel cuando era recién nacido. Por tanto, la capacidad de
aceptación del injerto tiene memoria y es el resultado de un proceso de
aprendizaje frente a componentes específicos, en este caso el sistema de
histocompatibilidad. Mediante estos experimentos Medawar llegó a la conclusión que el fenómeno de aceptación de los injertos de piel se debía a un
fenómeno que él denominó tolerancia inmune.
Este aprendizaje se realiza en el timo y en la actualidad se dispone de un
gran repertorio de conocimientos sobre los mecanismos involucrados y las
consecuencias de sus fallos. Las características sustanciales de la tolerancia
inmune se pueden resumir en cuatro puntos:
1. Es específica frente a cada antígeno.
2. Puede ser inducida en el proceso de maduración de los linfocitos.
3. Puede ser inducida en linfocitos maduros por contacto con antígenos y
4. Es de carácter duradero.
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La tolerancia central se induce en el sitio primario de desarrollo de los
linfocitos: la médula ósea para los linfocitos B y el timo para los linfocitos
T. En general abarca todos aquellos mecanismos a través de los cuales el
reconocimiento de antígenos propios mediado por receptores conduce a
la autotolerancia. Aunque los mecanismos de tolerancia central son muy
eficientes, estos no pueden eliminar a todos los linfocitos autorreactivos, en
parte porque no todos los antígenos propios son expresados en el sitio primario de desarrollo de los linfocitos. Por lo tanto, existen mecanismos de
tolerancia periférica y estos son responsables de inducir tolerancia en aquellos linfocitos que por primera vez se enfrentan a su antígeno propio fuera
del órgano linfoide primario.
Originariamente se pensaba que la tolerancia se producía exclusivamente a nivel de órganos linfoides centrales, por destrucción de los clones autorreactivos en el timo y en la médula ósea (clones T y B respectivamente)
y que por tanto en el adulto no había clones con capacidad autoreactiva,
por lo que en circunstancias normales no había reacción del sistema inmune propio con componentes del mismo individuo, salvo en situaciones
de enfermedades autoinmunes. Sin embargo, hoy se sabe que en el adulto
hay clones con capacidad de reconocer a los componentes propios, lo que
quiere decir, en primer lugar, que en el timo y en la médula ósea no se ha
producido una eliminación completa de todos ellos y en segundo, que en
el adulto, de alguna manera, los clones autorreactivos que persisten tienen
que estar controlados (regulados) a nivel periférico para evitar reacciones
de autodestrucción masiva del organismo donde se asientan.
Es un hecho reconocido que el individuo desarrolla tolerancia frente
a lo propio mediante la inactivación de los clones autorreactivos a nivel
central y para aquellos clones que escapan a ésta inactivación, existen
mecanismos periféricos para el bloqueo de los mismos (Tabla 1). A su vez
se desarrollan mecanismos de tolerancia, tanto para linfocitos T como
para linfocitos B, en el timo y médula ósea, respectivamente y a nivel de
órganos periféricos para ambos.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
CÉLULA
Linfocitos T
FORMA
Central
Periférica
Linfocitos B
Central
Periférica
Células NK
Periférica
MECANISMO
Supresión clonal
Supresión clonal
Anergia linfocitaria
Regulación T reg
Supresión clonal
Supresión clonal
Anergia linfocitaria
Anergia inducida por
receptores inhibidores
Tabla 1. Tipos de tolerancia y mecanismos inductores.
Tolerancia central de linfocitos T. Los linfocitos T, y especialmente los linfocitos Th, son esenciales en la regulación del sistema inmune, debido a
su alta capacidad de producir citoquinas que actúan sobre una gran variabilidad de células, incluidas los linfocitos B. Esto hace que los fenómenos
tolerogénicos sean esencialmente importantes sobre estas células.
Figura 1. Tolerancia central de linfocitos T. Funciones del timo en el proceso de maduración
GHOLQIRFLWRV\GHFyPRORVOLQIRFLWRVPDGXURV&'&'\7UHJDEDQGRQDQHOWLPRPLHQWUDVTXHODPD\RUtDGHOLQIRFLWRVPXHUHQSRUDSRSWRVLVHQHOSURSLRWLPRHOLPLQiQGRVHDVt
ODVSRVLEOHVFpOXODVDXWRUHDFWLYDV3XMRO%RUUHOHWDOFRQPRGLÀFDFLRQHV
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En el timo tienen lugar dos procesos aparentemente contradictorios:
la selección positiva de aquellos linfocitos cuyo receptor es capaz de reconocer las moléculas propias del MHC y la selección negativa que consiste
en la eliminación de las células T autorreactivas. Los timocitos mueren por
apoptosis (Figura 1).
El mecanismo predominante en la adquisición de tolerancia a nivel central es la supresión clonal. Mediante este proceso se eliminan por apoptosis
aquellos linfocitos que potencialmente podrían desarrollar una actividad
autorreactiva frente al individuo. Este proceso se desarrolla mediante selección positiva y después negativa.
Tolerancia periférica. En el timo el proceso de supresión de clones autorreactivos no puede ser exhaustivo ya que se puede reducir dramáticamente el repertorio de linfocitos T disponible para responder a los antígenos
ajenos, por lo que se mantienen en circulación clones capaces de reconocer
antígenos propios de los tejidos “periféricos”. Se ha demostrado, por ejemplo, la existencia en animales normales de clones capaces de reconocer el
colágeno tipo II y la proteína básica de la mielina, así como receptores de
acetil colina y antígenos de los islotes de Langerhans.
Normalmente estos clones autorreactivos no responden a los antígenos
periféricos. Los mecanismos responsables de esta no respuesta especíÀca son
muy variados y entre ellos se incluye el hecho de que ciertos antígenos, por
su ubicación o características, puedan ser ignorados por los linfocitos T, lo
cual no es realmente un estado de tolerancia aunque a veces así se le denomina, o el desarrollo de procesos activos de tolerancia inmune. Los tipos de
tolerancia periférica son: Ignorancia clonal, Deleción clonal (eliminación
de clones autorreactivos), Anergia clonal de linfocitos T y Supresión por
células T reguladoras. (Figura 2).
Se entiende por ignorancia clonal el mecanismo por el cual los linfocitos T
no detectan la presencia de células propias presentadoras de antígeno de manera adecuada. Se incluye como una situación especial, pero que en realidad
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Figura 2. Tipos de tolerancia periférica de los linfocitos T. La tolerancia de los linfocitos T
SXHGHVHULQGXFLGDSRULJQRUDQFLDFORQDOSRUXQHVWtPXORUHSHWLWLYR\JHQHUDFLyQGH)$6
TXHSURGXFHODHOLPLQDFLyQSRUDSRSWRVLVSRULQKLELFLyQDQHUJLDGHELGDDOUHFHSWRU&7/$
RSRUVXSUHVLyQSURGXFLGDSRUODDSDULFLyQGHFpOXODV7UHJXODGRUDV&'3XMRO%RUUHO
HWDOFRQPRGLÀFDFLRQHV
no corresponde con una situación de tolerancia puesto que no ha habido
ningún elemento inductor. Esto es lo que ocurre en caso de la presencia de
barreras anatómicas interpuestas entre las propias células del organismo y
los linfocitos T autorreactivos. El resultado es que los clones autorreactivos
se mantienen indiferentes frente a células periféricas que, si bien contienen
antígenos reconocibles por ellos, se encuentran aislados y por tanto inmunológicamente irreconocibles.
El mecanismo de ignorancia clonal fue puesto de manifiesto cruzando
una línea de ratones transgénicos que expresaban un antígeno vírico en un
tejido periférico (células beta del páncreas), con otra línea que expresaba
el transgén para las cadenas alfa y beta del TCR capaz de reconocer dicho
antígeno vírico presentado por el MHC. A pesar de que se daban todas las
condiciones, en los ratones doblemente transgénicos, para que los linfocitos T reaccionaran con su antígeno periférico, dichos linfocitos no reaccionaron ni mediante el establecimiento de tolerancia, ni mediante una respuesta
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inmune a la expresión en el páncreas de la proteína vírica, de ahí el término
ignorancia. Sólo se detectó una respuesta frente a la proteína vírica de los
islotes, que fueron destruidos en el curso de la respuesta antivírica, cuando
se inoculó el virus a estos ratones.
Un ejemplo de ignorancia clonal se demostró en un ratón transgénico
RIPGP que expresaba la glicoproteína vírica (GP) exclusivamente en las
células beta de los islotes de Langerhans, gracias al uso de un promotor que
sólo se transcribe en dichas células. Otro ratón transgénico TCRGP anti
RIP-GP, tiene linfocitos T que expresan el TCR (cadenas alfa y beta), que
reconoce un péptido de la glicoproteína del virus LCMV. Al cruzar ambas
líneas de ratones transgénicos se favorece el reconocimiento de GP aunque
se exprese sólo en islotes pancreáticos por la alta frecuencia de células T
específicas. Sin embargo y paradójicamente, las células T no se activaron,
no se volvieron anérgicas, ni se modificó su fenotipo (ignorancia clonal).
Con la inoculación del virus vivo, desapareció la ignorancia clonal y se
produjo una respuesta inmune frente a GP y la infiltración de linfocitos en
el páncreas con la consiguiente destrucción de los islotes de Langerhans.
En el caso particular de los animales transgénicos para el TCR (como es el
caso del TCR que reconoce el antígeno GP en el ejemplo anterior), hay que
hacer notar que dado que este transgén codifica para las cadenas ya reordenadas del TCR, aquel reordenamiento que corresponde con el TCR que reconoce a un antígeno determinado, evitará cualquier otro reordenamiento
y por tanto prácticamente todos los linfocitos T reconocerán a ese antígeno.
Anergia de clones de linfocitos T autorreactivos. Se ha demostrado que algunos linfocitos T circulantes autorreactivos no proliferan en respuesta a la
presentación de ciertos autoantígenos. Se ha considerado que dichos linfocitos están en la situación de no respuesta, anergia. Se cree que la inducción
de este estado de anergia se debe a la activación incompleta de los linfocitos
por falta de la segunda señal. Esta segunda señal sólo se produce cuando las
células presentadoras de antígenos entran en contacto con determinadas moléculas presentes en agentes patógenos, de modo que si esto no sucede y están
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
presentando exclusivamente antígenos propios (procedentes por ejemplo
de la fagocitosis de tejidos dañados), no expresarán moléculas coestimuladoras y los linfocitos que reconozcan los péptidos propios en ausencia de
moléculas coestimuladoras no sólo no responderán sino que quedarán en
una situación de anergia ante ulteriores estímulos, que en muchos casos es
fundamental para prevenir la respuesta frente a antígenos propios.
El factor determinante para el desarrollo de anergia parece estar relacionado con la activación del linfocito sin que se produzca una subsiguiente
proliferación al no recibir suficiente coestimulación para producir la IL-2
necesaria. La actividad coestimuladora mejor estudiada es la generada por
la ocupación del receptor CD28 por sus ligandos CD80/CD86, que están
presentes en la membrana de las células presentadoras de antígenos. Otras
moléculas tales como las citoquinas e incluso ciertas moléculas de adhesión
y los correceptores CD4 y CD8, probablemente contribuyan a la segunda
señal que puede variar según el estado de maduración de los linfocitos.
Dado que en la periferia las células parenquimaticas, incluso cuando expresan MHC de clase II, no poseen actividad coestimuladora, al interaccionar
con los linfocitos autorreactivos los volverán anérgicos. Este mecanismo se
ha propuesto en base a experimentos en ratones transgénicos en los que se
expresaba MHC de clase II en células de tejidos periféricos.
Un caso especial de anergia se presenta cuando la inhibición clonal ocurre después del momento en el que la estimulación se pone en marcha, y
una serie de mecanismos reguladores terminan por inhibir la proliferación
del clon correspondiente. Entre estos mecanismos inhibidores el más conocido es aquel en el que interviene la molécula de superficie CTLA-4
(cytotoxic-T-lymphocyte associated protein 4) también denominada CD152. Ello
se debe, como se ha indicado anteriormente, a que desplaza al CD28, por
su mayor afinidad por el CD80. (Figura 2).
Eliminación de clones T autorreactivos (supresión clonal). Se trata de la muerte
de linfocitos mediante apoptosis. Esto ocurre generalmente en dos situaciones: una, debido a estímulos insuficientes de los linfocitos por carencia
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de coestimulos, éstos pueden producir ciertas proteínas que producen la
muerte linfocitaria vía mitocondrial. La otra se debe a una mayor estimulación de los linfocitos, tal como puede ocurrir en las fases finales de la
respuesta inmune frente a un patógeno, lo que hace que los linfocitos adquieren la capacidad de sintetizar FAS, que al unirse al FASL se desencadena un proceso de destrucción de estos linfocitos por apoptosis (Figura 2).
Supresión mediada por células T reguladoras. Gershon en 1974 descubrió
que en el curso de la respuesta inmune se genera actividad supresora, es
decir, unos mediadores capaces de inhibir la reacción inmune en marcha, lo
que le llevó a la especular la existencia de linfocitos T con actividad supresora de la respuesta inmune. En la actualidad, se puede afirmar que efectivamente existen células T reguladoras (Treg) CD25 que poseen receptor
para la IL-2. Son de gran importancia en el curso de la respuesta inmune,
al controlar las respuestas autoinmunes y regular las respuestas a antígenos
foráneos (Figura 2). Se han identificado tres tipos de células T reguladoras:
– Linfocitos T reguladores naturales, se han denominado así por originarse
directamente en el timo y se caracterizan por ser CD4+CD25+ y expresar el gen fox3p. Son específicos para antígenos propios.
– Linfocitos T reguladores inducibles, son también CD4+CD25+ pero se
generan en el sistema inmune periférico a partir de linfocitos T, una
vez que éstos se encuentran con el antígeno y son específicos para
antígenos propios y extraños.
– Linfocitos T reguladores Th17. Éstas células también incluidas en el grupo
de las Th colaboradoras se caracterizan por producir interleuquina 17.
La existencia de este tercer grupo de células T reguladoras se dedujo tras
comprobar que las células T tratadas con péptidos microbianos producían
IL-17, pero que esta citoquina no la elaboran las células T reconocidas como
reguladoras. Esto implicaba la existencia de un nuevo subgrupo de linfocitos
T CD4+ que secretan IL-17 y que intervienen en la regulación de la respuesta
inmune de un modo diferente a como lo hacen las otras células reguladoras.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Los linfocitosT reguladores naturales,que se caracterizan por ser CD4+CD25+
fox3p+, desempeñan un papel central en el desarrollo de la respuesta inmune y en el mantenimiento de la tolerancia a nivel periférico frente a
antígenos propios. En la sangre periférica se encuentran en una proporción
aproximada del 8-10% de los linfocitos T CD4+ y su misión reguladora se
asocia con la presencia de enfermedades de tipo autoinmune. Se generan
en el timo y son específicos para antígenos propios. Son dependientes de la
IL-2, de tal manera que los ratones deficientes en esta citoquina presentan
cantidades muy disminuidas de estas células, tanto en el timo como en el
sistema linfoide periférico. Además, estas células suelen expresar constitutivamente las moléculas CD62L, CD103, CTLA-4 y el receptor CCR4. Su
acción básica, que consiste en inhibir la producción de citoquinas por los
linfocitos Th1, Th2 y CTL, la ejercen mediante la liberación de citoquinas
de tipo supresor como son la IL-10 y el TGF-ȕ e incluso interactuando de
manera directa sobre los mismos linfocitos T o sobre las células dendríticas,
inhibiendo así su activación y proliferación.
Los linfocitos T reguladores de tipo inducible, son células CD4+CD25+ que se
generan en la periferia en presencia de antígenos propios y extraños, de ahí
el nombre de inducibles. Contribuyen de esta manera a regular la respuesta
inmune a nivel periférico y pueden ser de dos tipos: los que producen IL-10 y
los que producen TGB-ȕ. Los productores de IL-10 se caracterizan por generar elevadas cantidades de esta citoquina inmunoinhibidora, probablemente
tras su unión con células dendríticas inmaduras presentes en los ganglios linfáticos, mientras que los productores de TGB-ȕ poseen gran poder de inhibir
la diferenciación de los linfocitos T colaboradores y los T citotóxicos.
Tolerancia de linfocitos B central y periférica. Es en el estado inmaduro cuando las células B ya se encuentran con antígenos propios presentes en la médula ósea. En este estado se induce la tolerancia central frente a antígenos
propios de tal forma que los linfocitos B inmaduros que no reciben señal
alguna a través de su BCR (es decir, que no reconocen antígenos propios),
consiguen culminar el proceso de maduración en el bazo. Por el contrario,
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los linfocitos B inmaduros que reconocen los antígenos propios mueren por
apoptosis. Sin embargo, no todos los antígenos propios del individuo pueden alcanzar la médula ósea e inducir la tolerancia central de los linfocitos
B. Así un grupo importante de linfocitos B que abandona la médula ósea,
expresan receptores con capacidad para reconocer moléculas propias. Hoy
se sabe que estas células son controladas mediante mecanismos de inducción de tolerancia en los tejidos periféricos evitándose así complicaciones,
tales como enfermedades autoinmunes. Entre los linfocitos B circulantes
son muy numerosos los que son capaces de reconocer autoantígenos. Efectivamente estos linfocitos B autorreactivos no se activan por si solos ya que
para la mayor parte de las respuestas, los linfocitos B requieren señales (citoquinas y contacto directo) de las células T cooperadoras, cuyo repertorio
es mucho menos autorreactivo y está mucho más regulado. Esta limitación no
es absoluta y de hecho falla cuando el sistema se enfrenta a un autoantígeno
que contiene determinantes antigénicos B asociados a determinantes T
no propios (el caso de un fármaco unido a una proteína propia). En este
caso la célula B autoreactiva puede recibir ayuda para producir autoanticuerpos de una célula T que reconoce un epítopo ajeno.
La elevada frecuencia de linfocitos B autorreactivos se explica porque
estos linfocitos no sufren un proceso de selección negativa tan riguroso como
el de los linfocitos T en el timo, y se ha postulado que la autorreactividad B,
de baja afinidad, es normal. Además la generación de diversidad de los
receptores Ig de los linfocitos B incluye un mecanismo, la hipermutación
somática, que actúa en el curso de la respuesta inmune y que, expandiendo
de nuevo el repertorio, puede generar autoanticuerpos de alta afinidad.
ESCAPE DE LA TOLERANCIA
A pesar de los múltiples mecanismos, tanto centrales como periféricos,
encargados de inducir y mantener un estado de tolerancia inmunológica,
en muchos casos fallan y se producen enfermedades autoinmunes. Existen
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
diversas circunstancias que explican que se produzca una ruptura de la tolerancia, entre las que destacan:
– El contacto del sistema inmune con autoantígenos que normalmente
no son accesibles, como ocurre en situaciones de daño tisular.
– Activación de linfocitos B anérgicos por linfocitos T autorreactivos.
Las células B, necesitan para su completa activación la ayuda de los linfocitos T, por eso aunque existan más clones autorreactivos de células B,
basta con que no lo sean los clones de linfocitos T que reconocen el mismo
antígeno (aunque distintos epítopos), para que éstas se vuelvan anérgicas.
Sin embargo, en algunos casos se producen mecanismos de escape de la tolerancia. Esto se debe a que las células B autorreactivas pueden reconocer
epítopos de un antígeno que contiene otros epítopos reconocidos por las
células T, con lo que al procesar y presentar esos epítopos a las células T éstas se activan y mandan segundas señales a los linfocitos B, suficientemente
intensas que hacen que salgan de su estado de reposo y pasen a una nueva
situación de autorreactividad (Figura 3).
Figura 3.(VFDSHDODWROHUDQFLDDODXWRDQWtJHQR;GHOLQIRFLWRV%SRUD\XGDGHOLQIRFLWRV7
DXWRUUHDFWLYRVDOHStWRSR7GHODXWRDQWtJHQR;/DFpOXOD%TXHHVWROHUDQWHSRUDQHUJLDDO
DXWRDQWtJHQR;SXHGHH[SRQHUHQHO0+&,,HStWRSRVDORVOLQIRFLWRV7GLVWLQWRVDORVXWLOL]DGRVSRUVX%&5\HQFRQWUDUDVtXQDDFFLyQHVWLPXODQWHSRUSDUWHGHORVOLQIRFLWRV7DXWRUUHDFWLYRVQRWROHUDQWHVDWUDYpVGHVXUHFRQRFLPLHQWRSRUVXV7&53XMRO%RUUHOHWDO
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Son tres los factores responsables de la ruptura de la tolerancia:
1. Activación de gran número de clones mediante superantígenos, en
muchos casos procedentes de componentes bacterianos capaces de
activar a gran número de linfocitos T.
2. Inducción de citoquinas activadoras y moléculas coestimuladoras por
infección interrecurrente.
3. Similitud estructural de antígenos de patógenos y autoantígenos (mimetismo molecular), lo que hace que la respuesta inmune generada
por los patógenos durante una infección ataque posteriormente a
antígenos propios.
Estas tres situaciones se relacionan con el desarrollo de infecciones, que
se han considerado elementos causantes de enfermedades autoinmunes,
como la esclerosis múltiple o la diabetes tipo I.
INDUCCIÓN DE LA TOLERANCIA
En múltiples circunstancias es necesario inducir un estado de tolerancia
como medio terapéutico en individuos adultos para evitar específicamente
la destrucción de ciertos tejidos, en caso de enfermedades autoinmunes o
para evitar el rechazo de órganos trasplantados. Hasta ahora el único tratamiento disponible para estas situaciones era la inmunosupresión, que aunque
mejora el curso de las enfermedades de tipo autoinmune e incluso la supervivencia de órganos trasplantados, al no ser específica y dejar al individuo
en una situación de inmunodeficiencia, es causa de la gran vulnerabilidad
de los pacientes al padecimiento de enfermedades infecciosas.
Aunque la tolerancia se estableció fundamentalmente en el sistema inmune inmaduro del feto o del recién nacido, se ha demostrado que es posible inducir experimentalmente tolerancia en el adulto. Esta posibilidad ha
despertado un gran interés por su aplicación práctica en clínica humana, especialmente en el campo de la reumatología y de los trasplantes de órganos.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Kamradt y Mitchinson en 2001, fueron los primeros en demostrar la
inducción de los linfocitos T en adultos, al observar:
1. Que la previa inyección endovenosa de un antígeno soluble durante
varios días podía inducir, según la dosis administrada, tolerancia a la
posterior inyección del mismo antígeno con adyuvante de Freund.
2. Que la vía de administración endovenosa es muy poco inmunogénica, mientras que la vía subcutánea es muy inmunogénica y más si
se reclutan macrófagos mediante un adyuvante y se les hace expresar moléculas coestimuladoras gracias a la presencia de componentes bacterianos en el adyuvante completo. Estos conocimientos han
permitido, por ejemplo, la inducción de tolerancia al factor VIII en
pacientes hemofílicos que estaban siendo tratados con este factor y
habían desarrollado anticuerpos contra él.
3. Que la cantidad de antígeno influye en la respuesta inmune en el
sentido que dosis muy bajas o muy altas inducen tolerancia, mientras
que existe una dosis media que depende de cada uno de los antígenos
que son capaces de inducir una respuesta inmune óptima. Efectivamente, mientras que la inyección de 10-9g de proteínas inducía tolerancia, la administración de 10-6 a 10-3 g inducía inmunidad y dosis
superiores a 10-2 inducían de nuevo tolerancia.
4. Que las características Àsicoquímicas del antígeno son importantes
siendo los antígenos apolares y solubles los menos inmunogénicos.
También cabe recordar que antígenos de peso molecular inferior a 6
kDa no suelen ser por sí mismos inmunogénicos (es probable que no
atraigan a las APC).
Otra situación de interés práctico es la demostración de tolerancia
frente a órganos transplantados mediante la administración de algunas terapias inmunosupresoras. Existen grandes esperanzas en la actualidad de
que los mecanismos de anergia periférica en el animal adulto puedan conducir al diseño de protocolos de alo y xenotrasplante que no requieran el
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uso prolongado de inmunosupresores. En este sentido hay que considerar
la posibilidad de que:
– el tratamiento con IL-2 pueda originar situaciones de activación incompleta (sin segunda señal) en el tejido trasplantado, generando
anergia hacia sus antígenos de histocompatibilidad.
– el bloqueo de las moléculas coestimuladoras durante la presentación
de los antígenos que se quieren proteger.
Entre estos cabe destacar el cultivo de la médula ósea del donante con
células del receptor, en presencia de CTLA-4 recombinante fusionado a un
dominio de inmunoglobulina (CTLA4-Ig), o el tratamiento con CTLA4Ig junto con anticuerpos que bloquean la interacción de CD40 y CD40L,
necesaria para la coestimulación de las células B. Este bloqueo asociado a
determinadas terapias inmunosupresoras supone una posibilidad de inducir
tolerancia duradera en pacientes trasplantados, lo cual permitirá disminuir,
e incluso interrumpir a medio plazo las terapias inmunosupresoras, evitando los efectos indeseables asociados a las mismas (Figuras 4 y 5).
Figura 4.7HUDSLDFRQ&7/$/DDGPLQLVWUDFLyQGHOFRPSOHMRVROXEOH&7/$,JKDFHTXHHVWH
FRPSOHMRGHVSODFHD&'SRUTXHSUHVHQWDPD\RUDÀQLGDGSRU&'&RPRFRQVHFXHQFLD
DOQRIXQFLRQDUHOFRHVWtPXOR&'&'VHEORTXHDODUHVSXHVWDGHHVWRVOLQIRFLWRVTXHVH
YXHOYHQDQpUJLFRV\QRSURGXFHQODVXÀFLHQWHFDQWLGDGGHOLQIRTXLQDVFLWRTXLQDVSDUDHO
GHVDUUROORGHXQDUHVSXHVWDLQPXQHQRUPDO3XMRO%RUUHOHWDO
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Sin embargo en la mayoría de los ensayos realizados hasta ahora, aunque
la inducción de tolerancia puede prevenir la aparición de enfermedades autoinmunes o el rechazo de injertos, en muy pocos casos existen estrategias
que permitan revertir enfermedades autoinmunes ya establecidas.
A pesar del gran avance en el conocimiento de los procesos moleculares
implicados en el funcionamiento del sistema inmune, hay muchos detalles
que se escapan a la comprensión completa de la regulación de la respuesta
inmune y más aún del funcionamiento global del sistema. Muestra de lo
indicado es la gran cantidad preguntas que quedan por resolver: ¿Por qué
se altera la regulación del sistema inmune? ¿Por qué el sistema inmune se
convierte a veces en el peor enemigo del organismo?
Control de la respuesta inmune. El tipo de respuesta en cada circunstancia es
fundamental para la eficacia inmune, por lo que es de gran importancia la
participación de todos aquellos elementos que puedan intervenir en su regulación. Es pues necesario y esencial que exista un tipo de autorregulación
y control del inicio, intensidad y punto final de la respuesta inmune. Hoy
sabemos que para que esto ocurra el individuo dispone de muchos sistemas
de regulación. Entre los elementos que intervienen en este proceso destacan el papel regulador de sustancias antigénicas y anticuerpos, linfoquinas
y quimioquinas de muy diversos tipos, linfocitos T reguladores, moléculas
activadoras (TCR y otros) e inhibidoras (CTLA-4), influencia del sistema
endocrino e nervioso, etc.
Antígenos y anticuerpos. La formación de anticuerpos frena la respuesta
inmune, probablemente porque bloquea el contacto del antígeno con la
célula B correspondiente, y evita la activación y diferenciación de nuevas
células B. Los complejos antígeno-anticuerpo favorecen la presentación de
antígenos por las APC, ya que estas células tienen receptores Fc y receptores para algunos componentes del sistema del complemento, lo que facilita
la endocitosis de los antígenos. De hecho, se ha observado que existe una
población de células especializadas en captar inmunocomplejos, situada en
el centro de los ganglios linfáticos (células foliculares dendríticas).
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Las linfoquinas, al actuar activando, proliferación o diferenciación de las
células inmunocompetentes, intervienen de manera muy eficiente en todas
las fases de la respuesta inmune, inicio, desarrollo y final, y en la regulación
de la misma. Algunas linfoquinas poseen un efecto inhibidor destacado sobre
la respuesta inmune, como la IL-10 y el TGF-ȕ, otras activan la proliferación,
como la IL-2 y otras actúan selectivamente sobre un determinado tipo celular.
Los dos tipos funcionales principales de células T colaboradoras, Th1 y
Th2 producen un perfil de citoquinas con funciones mutuamente inhibidoras. Las Th1 producen sobre todo IL2 e IFN-Ȗ y favorecen el desarrollo
de una respuesta celular con expansión de las correspondientes células
citotóxicas CD8+ activadoras de macrófagos.
Figura 5.(IHFWRGHO&7/$,]TXLHUGD(QODDFWLYDFLyQQRUPDOFRQLQWHUYHQFLyQGHO&'ORV
OLQIRFLWRV7KVLQWHWL]DQFLWRTXLQDV'HUHFKDWUDVODVtQWHVLVGH&7/$TXHVXHOHRFXUULUHQOD
IDVHGHUHPLVLyQGHODUHVSXHVWDLQPXQH\GHELGRDVXPD\RUDÀQLGDGSRU&'\VXFDSDcidad de señalización negativa, se inhibe la producción de citoquinas por los linfocitos Th,
ORFXDOFRQWULEX\HDOEORTXHRGHODUHVSXHVWDLQPXQH3XMRO%RUUHOHUDOPRGLÀFDGR
Linfocitos T reguladores (Treg). Las células T reguladoras ejercen un importante papel en la inhibición de la respuesta inmune. Esta función se ejerce
a través de los distintos tipos de células T reguladoras y, en casos de una
respuesta inmune concreta frente a antígenos específicos, intervienen las
células T reguladoras de tipo inducible.
Moléculas activadoras e inhibidoras. Una vez visto cómo intervienen los receptores con función activadora de las células inmunocompetetes, tales como
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
TCR, CD28, etc., hay que considerar la existencia de otros receptores con
acción inhibidora, que suelen aparecer una vez que la célula inmunocompetente se activa. Esto es lo que ocurre en linfocitos NK con los receptores
reguladores de tipo inhibidor, los ILT y KIR2DL entre otros y en linfocitos
T con las moléculas CTLA-A y PD-1. En este caso estas moléculas, cuando
aparecen, se unen a las moléculas CD80 de las células presentadoras de
antígeno del mismo modo que el CD28, pero con dos características adicionales: primera, que lo hace con mayor afinidad que el CD28 y segunda,
que transmiten señales de tipo inhibidor.
Al tener el CTLA-4 mucha mayor afinidad por CD80 que el CD28,
compite con éste dejando a la célula sin la segunda señal. Esto unido a la
acción directa del CTLA-4 de inhibir al linfocito, hace que éste entre en
una fase de anergia o no respuesta necesaria en muchos casos, como señal
de terminación del proceso activador de los linfocitos (Figura 5).
La molécula PD-1 actuaría de manera equivalente al CTLA-4. Este es el
fundamento de la utilización en terapias clínicas del “CTLA-4 soluble” para
bloquear al sistema inmune, debido a su acción inhibidora al interaccionar
con el CD80 y con su ligando natural CD28, en situaciones en las que se requiere frenar al sistema inmune, como es el caso de muchas enfermedades
autoinmunes, como la artritis reumatoide (Figura 5).
Supresión celular. A lo largo de una respuesta inmune frente a un determinado antígeno, éste va desapareciendo, lo que priva a las células responsables de las señales coestimuladoras y de las citoquinas necesarias, y conduce
a las células a un proceso de apoptosis, que produce una seria disminución
de las disponibilidades celulares de la respuesta inmune. Así pues, después
de la activación de las células T, comienza su proliferación y diferenciación
(expansión), hasta alcanzar un período máximo que depende del tipo de
antígeno. Esta respuesta está regulada por las células Treg y en las fases finales también por la aparición de anergia y supresión clonal por apoptosis, de
tal manera que quedan sólo las células de memoria.
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CÉLULAS DENDRÍTICAS “TOLEROGÉNICAS”
Durante la activación de los linfocitos T se requiere la combinación de
tres señales, las provenientes del TCR, de las moléculas co-estimuladoras
y las citoquinas del microambiente. La integración de estas señales ocurre
durante la formación de la sinapsis inmune, establecida entre las APC y los
linfocitos T. De este modo, la capacidad para generar una respuesta proinflamatoria o supresora/reguladora depende de diversas características,
inherentes a las células dendríticas, que están demarcadas por su estado de
maduración, y al microambiente donde ocurre esta interacción. Las células
dendríticas son una subpoblación altamente especializada de APC profesionales o convencionales, conocidas como células centinelas del sistema
inmune, encargadas de capturar antígenos patógénicos y células tumorales,
para activar una respuesta efectora. Adicionalmente, estas células juegan
un papel crítico en la vigilancia y mantenimiento de la tolerancia hacia los
antígenos propios.
Las células dendríticas se encuentran en dos estados funcionales, maduras e inmaduras. Las inmaduras se ubican preferentemente en los tejidos
periféricos y poseen capacidad fagocítica. Estas células están especializadas
para capturar antígenos solubles provenientes de los tejidos donde residen y células apoptóticas (especialmente en microambientes con alta remodelación, por ejemplo el útero e intestino), pero son poco eficientes
para procesarlos y presentarlos, lo que probablemente está asociado con
la inducción de anergia y el desarrollo de linfocitos Treg, que favorecen el
mantenimiento de la tolerancia periférica. También se ha observado que
la captura de células apoptóticas por los macrófagos y células dendríticas
induce la producción de TGF-ȕ, y con ello contribuye al desarrollo de linfocitos Treg, que generan la tolerancia periférica. Existe además un estado
intermedio de células dendríticas, las semimaduras, que en condiciones fisiológicas y en ausencia de respuesta inflamatoria, migran desde los tejidos
periféricos hacia los nódulos linfáticos, con la finalidad de mediar la tolerancia hacia los antígenos propios. Estas células dendríticas semimaduras
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
se han descrito además como residentes en los nódulos linfáticos y pueden
capturar antígenos solubles liberados en el conducto linfático y en ausencia
de respuesta inflamatoria median efecto tolerogénico sobre los linfocitos T
CD4+ y CD8+.
Parte de la gran plasticidad de las células dendríticas viene dada por la
existencia de subpoblaciones específicas que se originan a partir de diferentes linajes celulares, y son responsables de activar la tolerancia o la respuesta inflamatoria. Ejemplo de ello es que las células dendríticas de linaje
mieloide inducen una fuerte respuesta proliferativa proinflamatoria de los
linfocitos T, mientras que las células dendríticas de linaje linfoide o plasmacitoides, conducen a una respuesta proliferativa débil, y están implicadas en
la polarización de la respuesta hacia un fenotipo de tipo regulador.
Varias moléculas presentes en las células dendríticas participan en la
inducción de los linfocitos Treg, una de ellas es el ICOSL (inducible T cell
coestimulating ligand), expresado en las plasmacitoides, que promueve la secreción de IL-10 por los linfocitos Treg. Otra molécula es la enzima indolamina 2,3-dioxigenasa (IDO o INDOL1), responsable del catabolismo del
triptófano, aminoácido esencial para la proliferación linfocitaria. La presencia de células dendríticas IDO+ o INDOL1+ promueve la eliminación
del triptófano del microambiente, favoreciendo así que las células efectoras
reclutadas sean eliminadas. Las células IDO+ han sido denominadas células
dendríticas reguladoras, y son capaces de inducir la activación de linfocitos T, en ausencia de proliferación celular. Además de liberar el ligando
CXCR3 y la proteína inducible de IFN-Ȗ (IP-10), favorece el reclutamiento, la inhibición, la parada del ciclo celular, la apoptosis, la disminución de
la expresión de la cadena ȗ del TCR y la eliminación de linfocitos del tipo 1
(Th1). La activación de ambas rutas enzimáticas se asocia además con la
inducción de la expresión de IL-10 y la maduración de los linfocitos Treg
productores de IL-10. La inducción de IDO en las células dendríticas va
unida a la presencia de TNF-ȕ y PGE2 en el microambiente de maduración,
y al acoplamiento entre CD28 (B7) y CTLA-4, para activar su expresión.
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Otros receptores favorecen la expresión de IDO, entre los cuales se destacan los ligandos de TLR9, CD200, etc. Finalmente, se ha detectado un
número importante de estas células IDO+, en nódulos linfáticos próximos
a tumores, lo que atribuye a estas APC un papel regulador.
Otra evidencia que apoya la existencia de células dendríticas reguladoras, es la descripción de poblaciones de células dendríticas con capacidad
de atraer linfocitos Th1 a través de la secreción de CXCR3 y cuyos efectos
inhibidores estarían mediados por la producción de oxido nítrico (NO·),
sin que esto involucre la diferenciación de linfocitos Th en linfocitos Treg.
Una vez generados los linfocitos Treg son ellos los que pueden controlar el
desarrollo de las células dendríticas tolerogénicas. En este proceso uno de
los elementos involucrados es el factor Fox3p, que controla la transcripción
de múltiples genes, dentro de los cuales destaca la neuropilina-1 (Nrp-1),
que se expresa predominantemente en los linfocitos Treg y no en los linfocitos T vírgenes. Al parecer una de sus funciones es prolongar la interacción
entre los Treg y las células dendríticas, lo que produce una elevada sensibilidad a concentraciones limitadas de antígeno, y ofrece mas ventajas a los
linfocitos Treg sobre los T vírgenes.
La dinámica y composición molecular de la sinapsis entre las células dendríticas y los linfocitos Treg no ha sido caracterizada. Sin embargo la expresión
ectópica de Fox3p conduce a cambios marcados en la interacción y comportamiento de los linfocitos T que expresan Nrp-1, y a un incremento del
número de interacciones Treg/células dendríticas durante la formación de
la sinapsis inmune. Los linfocitos Treg expresan constitutivamente CTLA-4,
cuya función durante la interacción con la célula dendrítica es la de promover
la reducción de la expresión de moléculas co-estimuladoras convirtiendo las
células dendríticas maduras en inmaduras. La subpoblación de linfocitos Treg
CD8+ CD28- también actúa sobre las células dendríticas disminuyendo la
expresión de moléculas co-estimuladoras dependientes de NF-țB, tales como
CD40, CD80, CD86 y CD58 e incrementando la expresión de los receptores
inhibidores ILT3 e ILT4 (immunoglobulin like transcript), que promueven que
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
aquellos linfocitos Th CD4+ que interaccionen con estas células dendríticas
se conviertan en células anérgicas. Los ILT3 e ILT4 juegan un papel importante en la maduración de los linfocitos T CD4+ vírgenes hacia linfocitos
Treg. Ambos receptores pueden inducirse, tanto en las células dendríticas
como en las células epiteliales intestinales, en presencia de IL-10 e IFN-Į o
en presencia de IL-10 y Vitamina D3. El ligando de ILT3 aún se desconoce,
pero el de ILT4 se ha demostrado que compite con la molécula CD8 por el
sitio de unión al dominio Į3 del MHC-I de todas las isoformas (Figura 6).
Figura 6.7ROHUL]DFLyQGHOD$3&HVSHFtÀFDGHDQWtJHQR$UULED/DXQLyQGH,/7D0+&
DVRFLDGRFRQHODQWtJHQRWROHURJpQLFR7&5LQGXFHODWROHUL]DFLyQGHOD$3&FpOXODGHQGUtWLFD
$EDMRODXQLyQGH0+&,FRQFLHUWRVDQWtJHQRVLPSLGHVXLQWHUDFFLyQFRQ,/7\QRFDXVDOD
WROHUL]DFLyQGHOD$3&&KXL\/LPRGLÀFDGR
Las células dendríticas que expresan ILT3 tienen una capacidad reducida
para expresar moléculas co-estimuladoras, mientras que las deficientes en
ILT3, muestran hiperfosforilación de p38, MAPK e IțBĮ, elevada capacidad
aloestimuladora y favorecen significativamente el desarrollo de linfocitos T
con fenotipo pro-inflamatorio de tipo Th17 y Th1. Otra molécula que se ha
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estudiado en los últimos años debido a su asociación con el mantenimiento de
la tolerancia periférica es PD-L1, miembro de la familia B7 de las moléculas
co-estimuladoras. PD-L1 se expresa en células hematopoyéticas, tales como
células dendríticas, macrófagos, linfocitos T y B, y también en células del
parénquima, como endotelio vascular, hígado, piel, músculo, ojo, corazón,
páncreas y placenta. Se ha observado que la tolerancia sistémica antígeno
específica, se genera por poblaciones residentes en el bazo, caracterizadas
por expresar además de CD8+, DEC-205+, CD8-DCIR (CD8-dendritic
cell inhibitory receptor-2) y TGF-ȕ. La presencia de PDL-1 es esencial para
la inducción de células Treg específicas frente antígenos periféricos. Existe
otro grupo de APC, denominadas no convencionales de origen diferente
al hematopoyético, ubicadas en diferentes tejidos como el hígado, piel y
nódulos linfáticos, que pueden actuar como APC para antígenos propios
o exógenos, modulando la activación de linfocitos T, jugando un papel importante en la regulación y mantenimiento de la tolerancia y constituyendo
otro elemento de control sobre el desarrollo de fenómenos autoinmunes.
Un grupo de APC no hematopoyéticas involucradas en la inducción de
tolerancia, son las células endoteliales de los sinusoides hepáticos, que pueden presentar de manera cruzada, antígenos propios y extraños procedentes de la dieta, a los linfocitos T CD8+. Los hepatocitos y las células de los
islotes pancreáticos juegan también un papel importante en el mantenimiento de la tolerancia periférica, mediante el contacto con las células T
vírgenes o la co-expresión de moléculas inhibidoras. Los hepatocitos, que
tienen función de APC no-convencionales, participan de manera activa en
la inducción de tolerancia sistémica hacia los antígenos solubles que ingresan por vía porta. Esta tolerancia sistémica se lleva a cabo en acción sinérgica con las células dendríticas y las células de Kupffer residentes en hígado
y median la generación de linfocitos Treg CD8+. Los hepatocitos en condiciones basales expresan MHC-I, CD1, e ICAM-1, pero no las moléculas
co-estimuladoras, MCH-II, CD80/86 y CD40, las cuales se pueden inducir
en condiciones pro-inflamatorias. Se ha descrito que los hepatocitos están
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
involucrados en la eliminación, mediante muerte prematura, de linfocitos
T CD8+ activados, a través de la expresión de PD-L1. Aparentemente, la
presencia de PD-L1 sobre estas APC no convencionales, protege del desarrollo de autoinmunidad en los tejidos periféricos.
Las APC por excelencia son las células dendríticas, las cuales juegan un
papel central en la iniciación de la inmunidad y la tolerancia. Existen diferentes mecanismos por los cuales estas células inducen tolerancia. En uno
de ellos, las células dendríticas inmaduras, que expresan bajos niveles de
MHC II y moléculas coestimuladoras, pueden inducir tolerancia en las células T, mientras las células dendríticas maduras, que expresan altos niveles
MCH II, inducen inmunidad. Las células dendríticas semimaduras, aunque
sean fenotípicamente maduras, tienen capacidad reducida para producir citoquinas proinflamatorias. Se ha observado que el tipo de interacción entre
la célula dendrítica y el linfocito T es muy importante, pues un contacto
estable favorece la activación del linfocito T, mientras que contactos breves
contribuyen a la inducción de la tolerancia.
Cuando los receptores inhibidores ILT-3 e ILT-4, se expresan en las células dendríticas, potencian notablemente la inducción de tolerancia mediante la interacción con linfocitos T supresores y reguladores. La información
acumulada durante los últimos años muestra que este fenómeno es relevante en la inmunología de trasplantes y la biología de las células dendríticas
que participan en la inducción de tolerancia.
La evidencia que demuestra que las células dendríticas contribuyen a la
tolerancia de los linfocitos T procede de estudios de células dendríticas inmaduras, presentes en tejidos periféricos en estados de reposo y que, una
vez aisladas ex vivo y expuestas a antígenos, en ausencia de completa maduración, estimulaban la regulación negativa de la respuesta inmune e inducían la
generación de células T reguladoras (Treg). Más tarde surgió el concepto de
células dendríticas tolerogénicas, basado en que estas células pueden comportarse como reguladores negativos de la inmunidad, pues tienen la capacidad
de inducir y mantener la tolerancia hacia determinados antígenos.
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El conocimiento acumulado sobre algunos aspectos de la biología molecular de las células dendríticas sugiere que, in vivo, las propiedades tolerogénicas se deben a lo siguiente:
– capacidad para adquirir y presentar antígenos a linfocitos T específicos
de antígeno, ya sea por vía directa, indirecta o semidirecta;
– baja expresión constitutiva de moléculas del MHC y baja expresión
de moléculas coestimuladoras, como CD80 y CD86;
– capacidad para generar, seleccionar o expandir linfocitosT reguladores
antígeno-específicos de presentación natural o adaptativa;
– capacidad de promover apoptosis de linfocitos T efectores;
– capacidad para responder a linfocitos Treg, regulando positivamente
la expresión de moléculas inhibidoras, como IL-10 o indolamina 2,3
dioxigenasa (IDO);
– capacidad para migrar a las áreas de linfocitos T en los tejidos linfáticos
secundarios, mediante la expresión de receptores de quimioquinas, y
resistencia a la muerte mediada por células NK o linfocitos T.
Para definir algunas características moleculares más específicas de las
células dendríticas tolerogénicas, se han identificado receptores y moléculas
de superficie que permiten relacionar su expresión con los estados tolerogénicos de estas células.
Los linfocitos T CD8+ supresores inician una cascada celular y convierten en tolerogénica a una célula dendrítica, la cual promueve la anergia en
el linfocito T CD4+, el cual reconoce al MHC II- aloantígeno en sus membranas. A su vez, los linfocitos T anérgicos CD4+CD25+ actúan como linfocitos Treg haciendo tolerogénica a otra célula dendrítica. Finalmente esta
célula dendrítica tolerogénica puede inhibir la alorreaccitividad de otro linfocito Th CD4+, continuando así la cascada supresora. Importante en este
modelo es que la célula dendrítica tolerogénica que posee activada la expresión de los receptores inhibidores ILT3 e ILT4, propaga la no respuesta
a los linfocitos T específicos del antígeno (Figura 7).
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Figura 7.3DSHOGHORVUHFHSWRUHVLQKLELGRUHV,/7H,/7HQODFDVFDGDVXSUHVRUD/RVOLQIRFLWRV7&'VXSUHVRUHVLQGXFHQODH[SUHVLyQGHORVLQKLELGRUHV,/7H,/7HQODVFpOXODV
GHQGUtWLFDVORTXHODVFRQYLHUWHHQFpOXODVGHQGUtWLFDVWROHURJpQLFDVFDSDFHVGHLQGXFLUHQ
ORVOLQIRFLWRV7&'ODGLIHUHQFLDFLyQHQOLQIRFLWRV7&'UHJXODGRUHVDQpUJLFRVORVFXDOHVDVXYH]LQGXFHQODH[SUHVLyQGHORVLQKLELGRUHV,/7H,/7HQODVFpOXODVGHQGUtWLFDV
LQGXFWRUDVGHXQIHQRWLSRVXSUHVRUHQORVOLQIRFLWRV7&'TXHORVFRQYLHUWHHQOLQIRFLWRV
7&'VXSUHVRUHV6XFLX\)RFDPRGLÀFDGR
CÉLULAS DENDRÍTICAS EN LA RESPUESTA A TRASPLANTES
Las células dendríticas son las APC más potentes y de ahí deriva su importancia en el desencadenamiento de la respuesta inmune frente a aloantígenos. También en el mantenimiento de la tolerancia periférica juegan las
células dendríticas, un importante papel. Esta tolerancia se potencia por
la expresión en estas células de los receptores inhibidores ILT3 e ILT4,
los cuales, mediante el reclutamiento de enzimas tirosina fosfatasas en sus
dominios ITIM, inhiben la activación de la APC y conduce a una débil respuesta en el linfocito T. Los ILT3 e ILT4 propician, además, una interacción
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bidireccional con los linfocitos T supresores y reguladores, generando una
cascada inmunorreguladora específica de antígeno, en la cual la célula dendrítica se comporta como una célula tolerogénica
Es necesario analizar el comportamiento de las células dendríticas
tolerogénicas que expresan altos niveles de ILT3 e ILT4, así como algunos
aspectos moleculares y genéticos de estos receptores y su importancia en
la modulación de la respuesta inmune específica de aloantígeno frente a un
trasplante.
El trasplante de órganos y de tejidos es la solución terapéutica
para la mayoría de las enfermedades crónicas terminales y de algunas
neoplasias. Una vez el que órgano ha sido trasplantado, se requiere un
tratamiento inmunosupresor para impedir la activación del sistema inmune
frente al aloinjerto. Estos tratamientos se basan en el uso de fármacos
inmunosupresores que bloquean la activación del sistema inmune y
conducen a múltiples efectos secundarios, como el incremento de la
incidencia y seriedad de infecciones y neoplasias. Para aminorar estos
efectos, la inmunología de trasplantes ha enfocado el estudio de estos
problemas hacia la tolerancia específica de antígeno.
En el contexto del trasplante alogénico, se han identificado dos vías
para el reconocimiento de los aloantígenos, la directa y la indirecta. En la
vía directa, los linfocitos T del paciente receptor, reconocen las moléculas
MHC intactas en las células del donante, usualmente en las APC. Tanto
los linfocitos CD8+ como los CD4+ pueden reconocer directamente
las moléculas MHC I y MHC II, respectivamente. Esta vía parece ser
contradictoria con la visión clásica de autorrestricción de los linfocitos T del
paciente, por las propias moléculas del MHC del donante, puesto que aquí,
el alopéptido reconocido es presentado en una molécula MHC no propia.
La vía indirecta de reconocimiento de los aloantígenos es más representativa
de la forma como el sistema inmune reconoce a un antígeno. Las células
T reconocen los aloantígenos provenientes del donante que han sido
procesados y presentados por las moléculas del MHC de las APC propias.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Ambos tipos de reconocimiento de los aloantígenos pueden darse por el
tráfico de las APC (células dendríticas) a los órganos linfoides del receptor,
donde la interacción de ellas con el linfocito T dicta la respuesta final de
éstas a los aloantígenos específicos. La interacción entre los linfocitos T y las
células dendríticas puede ocasionar una activación adecuada del linfocito T
o una débil respuesta del mismo.
Como se mencionó anteriormente, la falta de moléculas coestimuladoras
produce la activación incompleta del linfocito T o su conversión en
anérgico. Los linfocitos T pueden convertirse en anérgicos si encuentran
ligandos (péptidos) para los cuales tienen baja afinidad. Además, las células
dendríticas pueden inducir la anergia en los linfocitos T secretando las
citoquinas, IL-10 o TGF-ȕ, que regulan negativamente la respuesta inmune.
La anergia puede clasificarse en dos categorías: la anergia clonal y la anergia
in vivo. En la anergia clonal se presenta un bloqueo en la activación celular
y en la anergia in vivo ocurre una inhibición generalizada de las funciones
efectoras y de proliferación. La anergia clonal surge de la activación
incompleta del linfocito T, es decir, una señal fuerte del TCR en ausencia
de coestimulación o por estimulación con un ligando de baja afinidad en
presencia de coestimulación. La anergia clonal se observa principalmente
en linfocitos T previamente activados y generalmente no produce inhibición
de funciones efectoras, sino más bien, una activación celular incompleta y
débil, caracterizada por la alteración del perfil de citoquinas, que evita la
proliferación. La tolerancia adaptativa se inicia a menudo in vivo en linfocitos
T vírgenes por el estímulo en un ambiente deficiente en coestimulación,
caracterizado por una baja producción de IL-2.
Si bien en ambos casos hay bloqueo en la producción de IL-2 y en la
proliferación celular, sólo la tolerancia adaptativa se asocia con la inhibición
de la producción de otras citoquinas (a excepción de IL-10) y parece requerir
la persistencia de antígeno, mientras que en la anergia clonal, la falta de
respuesta persiste durante semanas después de la eliminación del antígeno.
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Por otra parte, la participación del receptor de inhibición CTLA-4 en la
inducción de anergia es compleja.A pesar de que las moléculas coestimuladoras
CD80 y CD86 se expresan en la superficie de la APC y se unen con CD28
en la superficie del linfocito T, se ha demostrado, en ratones deficientes
en CTLA-4 y ratones knockout para CD28, que un segundo receptor para
CTLA-4, presente en las células T activadas sirve como regulador negativo
de la proliferación y activación del linfocito T. Aunque CD28 y CTLA-4 son
reconocidos por las moléculas B7, CTLA-4 tiene mayor afinidad por éstas y
su expresión se presenta tardíamente después de la activación de la célula T.
Actualmente, en modelos de ratón utilizando la proteína de fusión CTLA-4-Ig,
se ha logrado establecer que CTLA-4 funciona mediante el bloqueo de la
vía coestimuladora CD28/B7. Se ha sugerido que hay una diferencia en la
capacidad de unión de cada uno de esos receptores para unirse a dos ligandos
diferentes con afinidades variables, lo que sugiere que CTLA- 4 se une a B7
cuando éste se encuentra en bajos niveles de concentración. Por lo tanto,
CD28 y CTLA-4 son considerados receptores coestimuladores críticos que
determinan el resultado temprano de la estimulación por el TCR.
En la actualidad, uno de los tópicos más interesantes en el estudio de las
células dendríticas es su potencial para inducir tolerancia hacia antígenos
específicos, con el objeto de utilizarlos como tratamiento para el rechazo
de aloinjertos y controlar las alteraciones del rechazo a los trasplantes. El
protagonismo de los receptores inhibidores ILT3 e ILT4 en la actividad inmunoreguladora de la célula dendrítica, se demuestra porque su presencia
potencia notablemente la inducción de una cascada inmunosupresora que
regula respuestas inmunes específicas de antígeno.
Aunque aún queda mucho por resolver acerca de la influencia de estos
receptores en la biología, funcionalidad y efecto de las células dendríticas
tolerogénicas y otras poblaciones celulares, es probable que puedan ser utilizados en investigación como marcadores asociados a respuestas débiles y
estados parciales de tolerancia en pacientes con trasplante, lo que señalaría
una nueva estrategia para identificar aquellos pacientes que han desarrollado
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
estados de tolerancia hacia el aloinjerto, lo que, a su vez, también abriría
una esperanza que permitiría eventualmente, prescindir cada vez más de los
fármacos inmunosupresores
PAPEL INMUNO REGULADOR DE LOS SISTEMAS
ENDOCRINO Y NERVIOSO
Es un hecho conocido hoy, como el sistema endocrino y el sistema nervioso pueden contribuir a la regulación del sistema inmune. La confirmación de este fenómeno se realizó en los años setenta cuando por primera
vez se demostró que los niveles de glucocorticoides se elevaban durante
la respuesta inmune produciendo un efecto supresor sobre la misma. Esta
conexión se ha demostrado en ambas direcciones, de tal manera que, en su
conjunto, se mantiene la homeostasis del organismo de una forma integrada
con participación de los sistemas inmune, endocrino y nervioso. (Figura 8).
Figura 8. Interacción de diferentes sistemas. Los sistemas inmune, endocrino y nervioso
FRQWULEX\HQDOPDQWHQLPLHQWRGHODKRPHRVWDVLVGHXQDPDQHUDLQWHJUDGD3XMRO%RUUHOHWDO
PRGLÀFDGR
Así, el sistema nervioso es receptor de múltiples estímulos, entre los
que destacan los de estrés, y responde a los mismos mediante mediadores
tales como neurotrasmisores y hormonas, que llegan al sistema inmune
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sobre el que pueden actuar. Todo esto puede demostrar algo que se conoce
ya a nivel general y es que el estrés deteriora al sistema inmune probablemente por acción directa de las hormonas adrenalina y cortisol. Además,
muchas de las células de estos tres sistemas, inmune, endocrino y nervioso,
poseen receptores para los mediadores más importantes de cada uno de
ellos, como son las citoquinas, los neurotrasmisores y las hormonas.
Las alteraciones en el cerebro inducidas por el estrés conducen a la activación
de vías de señalización hacia la periferia, como son la vía hipotalámicapituitaria-adrenal y el sistema nervioso simpático. Las hormonas y los
neurotransmisores generados por esta vía se unen a receptores expresados
en las células del sistema inmune (leucocitos) alterando sus funciones. Así los
sistemas nervioso y endocrino regulan el sistema inmune. Se ha demostrado
que las relaciones entre el sistema nervioso central y el sistema inmune son
bidireccionales. Esto es, las células inmunes activadas producen citoquinas
y hormonas que regresan al cerebro e influyen sobre la actividad neural.
A su vez, el cerebro produce sustancias que afectan la función inmune.
Esta comunicación cerebro-sistema inmune tiene mucha relevancia en el
desarrollo del cáncer.
Hipócrates desde los inicios de la historia de la medicina, ya menciona
en sus escritos la influencia del cuerpo sobre la parte anímica, y la del alma
sobre el cuerpo. La psicooncología es una ciencia que aplica la psicología
en el desarrollo del cáncer, que comprende diferentes áreas: prevención,
asistencia y tratamiento. En este sentido, existen estudios que intentan
establecer una conexión entre los aspectos psíquicos del individuo y la
propensión a padecer cáncer, y también las influencias que sobre el cáncer
pudieran tener el estrés, la conducta y la personalidad.
El estrés puede afectar al inicio o al cáncer en curso, al generar cambios
biológicos que pueden predisponer a la enfermedad. Es un hecho reconocido
el efecto supresor del estrés emocional en la función inmune y en la
susceptibilidad a la enfermedad. Un posible papel del sistema inmune
en la defensa contra el cáncer, sería la capacidad de reconocer las células
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
transformadas y eliminarlas antes de que el tumor se desarrolle. La actividad
citotóxica de las NK se manifiesta ante diferentes células tumorales.
Investigaciones realizadas en humanos ofrecen la evidencia de factores
psicosociales y medioambientales, incluidos las experiencias del estrés
agudo y crónico como inductores o asociados con una función inmune
alterada. El estrés modifica la dinámica neuroendocrina y, por tanto, puede
afectar las condiciones y comportamiento inmune del organismo. Se han
analizado los efectos de la relajación en el sistema inmune de pacientes
oncológicos llegándose a la conclusión que un tratamiento continuado con
técnicas de relajación afectó de manera positiva los parámetros inmunes en
un grupo de pacientes con cáncer de ovario tratados con quimioterapia. En
otro grupo de pacientes con cáncer metastático el mismo tratamiento con
técnicas de relajación durante un año, produjo cambios significativos en
varios parámetros de inmunocompetencia.
Algunos investigadores han encontrado relación entre niveles altos de
estrés y menor supervivencia. Sklar y Anisman (1981) en un estudio sobre
estrés y cáncer concluyen: “nuestro punto de vista no es que el estrés sea
la causa del cáncer, sino más bien que el estrés puede influir en el curso
de la enfermedad neoplásica. En efecto, el estrés se traduce en cambios
biológicos compensatorios que impiden hacer frente a las demandas a las
que se ve sometido el organismo. Estos cambios conllevan un agotamiento
potencial que incapacita al organismo para luchar con eficacia con las células
cancerosas. Dada la relación existente entre los sistemas neuroquímico,
hormonal e inmune, una perturbación en cualquiera de estos procesos
podría aumentar ostensiblemente la proliferación de células cancerosas”.
La prevención del cáncer tiene cada día mayor importancia desde el punto
de vista de la Salud Pública y la Promoción de la Salud en nuestra sociedad.
La adopción de estilos de vida saludables puede evitar la aparición de muchas
enfermedades de los países industrializados. Entre los hábitos de conducta
relacionados con el cáncer se encuentran la exposición a carcinógenos, tales
como tabaco, alcohol, ingesta rica en grasas y pobre en fibra, exposición al
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sol, etc. En concreto el tabaco causa el 30% de todos los cánceres, elevándose
al 80% cuando se trata de cáncer de pulmón. Es, por tanto, fundamental
adquirir hábitos de salud que prevengan la aparición del cáncer.
Galeno fue el primer autor que consideró la influencia que podría tener la
personalidad en el cáncer. En su tratado De Tumoribus señaló que las mujeres
melancólicas eran más propensas a un cáncer de mama que las sanguíneas.
El posible vínculo entre personalidad y cáncer ha sido estudiado desde hace
varios años. La personalidad predispuesta al cáncer ha sido etiquetada como
personalidad “tipo C” constituyendo un patrón de conducta contrapuesto
al “tipo A” predispuesto a la enfermedad coronaria y diferente al “tipo B”
o tipo saludable. Los elementos que define al “tipo C” son la inhibición de
la reacciones emocionales negativas, como la agresividad, ansiedad, etc. y
la expresión acentuada de emociones y conductas consideradas positivas
como excesiva tolerancia, extrema paciencia y actitudes de conformismo
en general, en todos los aspectos de la vida. Algunos autores consideran este
tipo de personalidad como el típico de la “buena persona”, persona que está
deseando complacer y buscar la armonía en las relaciones interpersonales, y
se caracteriza por presentar un elevado grado de dependencia conformista.
Estas personas, ante las situaciones estresantes reaccionan con sentimiento
de desesperanza e indefensión y tendencia a reprimir las reacciones
emocionales abiertas. Este tipo de persona suele encontrar dificultad para
expresar las emociones, tiene predisposición a la depresión y al cáncer.
Las líneas de tratamiento a este tipo de personas, se desarrollan
en las áreas de prevención, información al paciente, preparación a la
hospitalización, y al tratamiento de efectos secundarios, relaciones familiares
y adaptación en general. Es ya clásico el estudio de Spiegel (1990), que
demuestra que mujeres con cáncer de mama metastásico que recibieron
tratamiento psicológico tenían menor tasa de mortalidad que otro al que
no se le administraba ese tratamiento. La publicación de este artículo en
Lancet tuvo una repercusión importante en futuras investigaciones sobre el
tema. Greer y Morris (1989), en una investigación de más de 15 años con
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
pacientes de cáncer de mama encuentran que las mujeres que se enfrentaron
abiertamente a su enfermedad consiguieron una tasa de supervivencia
mayor que las que afrontaron la enfermedad con actitudes depresivas o de
aceptación fatalista.
Son abundantes en los últimos años las investigaciones que intentan
demostrar la relación entre el estrés, personalidad, acontecimientos estresantes
y la aparición del cáncer y su evolución. Dentro de la etiología multifactorial
del cáncer, los resultados de estas investigaciones parecen señalar la influencia
de los factores psicológicos en el cáncer. Las intervenciones psicológicas
tienen que usarse, siempre que se consideren oportunas, como tratamiento
complementario y en ningún caso sustitutorio de las intervenciones
biomédicas. El objeto básico de las mismas debe ser siempre la mejora de
la calidad de vida del paciente.
Sin embargo, es necesario continuar las investigaciones y solucionar
problemas metodológicos, pues no se puede llegar al extremo causa-efecto,
que un individuo, por haber estado estresado durante un año tenga necesariamente que padecer cáncer. No es extraño que, en muchas ocasiones,
enfermos de cáncer se sientan culpables, pues asocian que su estilo de vida,
su personalidad o sus respuestas ante situaciones estresantes, han sido las
causas de la enfermedad y ello, a su vez, puede causarles angustia, que
influye negativamente en su adaptación. Es positivo que el enfermo colabore
en todos los sentidos en su recuperación y se sienta implicado en el tratamiento. Hay que permitir al paciente responder con su propia estrategia de
adaptación coherente con su estilo de vida.
Finalmente, hay que aportar grandes dosis de esperanza ante las enfermedades neoplásicas, pues aunque cualquier individuo puede padecerlas,
dado el medio ambiente que nos rodea y los factores oncogénicos a los que
estamos expuestos, la incidencia del cáncer es menor de lo esperado debido
a la teoría de la supervivencia inmune, pues un cáncer sólo se desarrolla
si hay conjunción entre la transformación maligna y un cierto estado de
inmunodeficiencia.
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ABREVIATURAS Y DEFINICIONES
Ag, péptido antigénico (antígeno).
APC, célula presentadora de antígeno.
B7, Molécula coestimuladora en la superficie de la APC, también denominada CD80/86.
CD, cluster designation.
CD, célula dendrítica.
CD8-DCIR, CD dendritic cell inhibitory receptor.
CD28, molécula coestimuladora en el linfocito T.
CD80/86, moléculas coestimuladoras en la superficie de las APC, también denominadas B7.
CCR7, receptores de quimioquinas.
CTLA-4 (cytotoxic-T-lymphocyte associated protein 4) molécula inhibidora de la coestimulación, también denominada CD152.
CTL, linfocito T citotóxico.
CXCR3, receptor de quimioquinas.
FAS, glicoproteína receptor de membrana de la superfamilia de TNFR, que posee un
dominio de muerte intracelular y que trimeriza al unirse a FASL.
FASL, ligando FAS, proteína de membrana tipo II con un dominio rico en prolina y un
dominio común a la familia del TNF. También conocido como CD95L.
Fox3p, factor de transcripción.
GM-CSP, factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos.
HLA, antígeno leucocitario humano.
ICAM, molécula de adhesión intercelular.
ICOSL, (inducible T-cell coestimulatory ligand), molécula coestimuladora tipo B7.
IDO, indolamina 2,3-dioxigenasa, enzima que degrada el triptófano
IL-1R, receptor de la IL-1.
ILT3 e ILT4, receptores inhibidores (immunoglobulin like transcript).
INDOL1, IDO.
IP-10, proteína inducible por el IFNȖ, miembro de la familia B7 de moléculas coestimuladoras
ITIM, (immunoreceptor tyrosine based-inhibitory motiv). Motivo que se encuentra en varios
receptores que modulan las señales de activación de los linfocitos. Funciona reclutando una u otra de las tirosina fosfatasas.
LPS, lipopolisacárido.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
MAPK, proteína quinasa activada por mitógenos.
MCH I y MCH II, complejo principal de histocompatibilidad I y II.
M-CSF, factor estimulador de colonias de macrófagos.
MIP, proteína inflamatoria macrofágica.
NFțB, factor nuclear țB, factor de transcripción.
IFN, interferón.
IțB, inhibidor del NFțB.
IKK, IțB quinasa.
NK, células naturales asesinas.
NOD, nucleótide oligomerization domain.
Nrp-1, neurofilina, glicoproteína transmembrana, receptor activo en neuronas.
IL, interleuquina (citoquina):
PD-L1 (programmed cell death ligand, cluster of differentiation, B7 homolog) proteína transmembrana codificada por el gen CD274, supresora del sistema inmune.
PKC, proteína quinasa C (dependiente de calcio y fosfolípidos).
PMN, neutrófilos polimorfonucleares.
PGE2, prostaglandina E2.
PTK, proteína tirosina quinasa.
TGF, factor transformante del crecimiento.
Th, linfocito T colaborador (CD4).
Tc, linfocito T citotóxico (CD8+).
Treg, linfocito T regulador.
Tsup, linfocito T supresor
TIR, dominio del TLR homólogo al receptor de la IL-1.
TIRAP, dominio TIR que contiene molécula adaptadora.
TLR, receptor tipo Toll.
TNF, factor de necrosis tumoral.
TRAF, factor asociado al receptor del TNF.
VEGF, factor de crecimiento vascular endotelial.
B7 es un tipo de proteína de la membrana periférica que se encuentra en APC activas,
que cuando se une a las proteínas de superficie CD28 o CD152 (CTLA-4) de los
linfocitos T produce una señal coestimuladora para elevar o disminuir la actividad
de la señal MHC-Ag-TCR entre la APC y la célula T. La unión de B7 a CTLA-4
causa inhibición de la actividad de las células T.
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ITIM, (immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif) es una secuencia conservada de
aminoácidos (S/I/V/LxYxxI/V/L), que se encuentra en la cola citoplasmática de
muchos receptores inhibidores del sistema inmune. Después de poseer el motivo
ITIM los receptores inhibidores interaccionan con su ligando. ITIM se fosforila por
quinasas src, lo que les permite reclutar otros enzimas tales como las fosfotirosina
fosfatasas SHP1 y SHP2 o la inositol fosfatasa SHIP. Estas fosfatasas disminuyen la
activación de moléculas implicadas en la señalización celular.
PD-L1, (Programmed cell death 1 ligand 1) también se conoce como CD274 o B7-H1
(B7 homolog 1). Es una proteína transmembrana tipo1de 40 kDa, que en humanos
está codificada por el gen CD274, que juega un papel importante en la supresión
del sistema inmune, en casos de embarazo, trasplante de tejidos, enfermedad
autoinmune y otras enfermedades como la hepatitis.
IDO, indolamina 2,3-dioxigenasa. El triptófano se degrada en hígado mediante la
triptofano 2,3-dioxigenasa o en otros órganos por la indolamina 2,3-dioxigenasa
(IDO), expresada en varios tipos celulares del sistema inmune, como células
dendríticas, macrófagos, monocitos y células T. También se ha observado que la
IDO está sobreexpresada en una alta variedad de tumores humanos y algunos
estudios la correlacionan con la progresión de la enfermedad y una reducción en
la supervivencia. IDO está regulada por varios estímulos inflamatorios, y tiene un
conocido efecto inmunosupresor, induciendo inmunotolerancia, y suprimiendo la
actividad de las células Th1. Su función hasta ahora no es enteramente conocida. Se
sugiere que la IDO tiene capacidad de regular el sistema inmune a través de dos
vías: una, mediante la privación de triptofano, que es esencial para la proliferación
de linfocitos T y la otra por el efecto citotóxico de los metabolitos del triptófano.
IDO cataliza la degradación oxidativa del triptófano al romper la unión del doble
enlace en posición 2,3 en el anillo indólico dando lugar a N-formil-quinurenina,
que es rápidamente metabolizada a quinurenina. En la mayoría de los estudios los
niveles de quinurenina en plasma se cuantifican mediante la técnica de HPLC-UV,
y son indicadores de la actividad IDO.
CXCR3, Chemokine receptor es un receptor acoplado a una proteína GĮi en la familia de
receptores de quimioquinas CXC. Se puede unir a CLT4A
Fox3p, )orkhead box protein P (Fox3p) es un probable factor de transcripción que
juega un papel en el control de la respuesta inmune. Ratones deficientes en FOX3P
(Scurfy mice) exhiben excesiva proliferación de linfocitos, infiltración multi-órganos
y numerosas citoquinas.
110 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
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CAPÍTULO
Sistema inmune
y cáncer
INTRODUCCIÓN
El microambiente tumoral juega un papel importante en la biología del
tumor contribuyendo a la iniciación, promoción, progresión tumoral y a la
respuesta a la terapia. Las células y moléculas del sistema inmune son un
componente fundamental del microambiente tumoral. Es importante que
las estrategias terapéuticas puedan dirigir las respuestas del sistema inmune
de manera específica hacia las células tumorales con el objeto de inducir
una memoria específica inmunológica que cause una regresión tumoral a
largo plazo y evite la recaída en los pacientes con cáncer.
La composición y características del microambiente tumoral experimenta amplias variaciones y es grande su influencia en la determinación de
la respuesta antitumoral. Por ejemplo, ciertas células del sistema inmune,
las células NK, las CD y las células T efectoras son capaces de desencadenar respuestas antitumorales potentes. Sin embargo, las células tumorales
muchas veces inducen un microambiente supresor que favorece el desarrollo de poblaciones de células inmunes inmunosupresoras, tales como
las células supresoras mieloides y las células T reguladoras. El comprender
la complejidad de este proceso de inmunomodulación por los tumores es
importante cuando se intenta desarrollar estrategias de inmunoterapia.
Diversas estrategias se están desarrollando en la actualidad para intensificar
las respuestas inmunes antitumorales. Entre éstas hay que destacar las vacunas basadas en células dendríticas y los antagonistas de las vías señalizadoras
inhibidoras de los puntos de control del sistema inmune.
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En la actualidad existen terapias que son investigadas por su capacidad
de inducir una respuesta inmune antitumoral, las cuales pueden conducir
a la administración de combinación de inmunoterapias que proporcionan
respuestas eficaces y duraderas. Sin embargo, son muchas las cuestiones
que tienen que ser resueltas. En particular, está claro que existe una variabilidad en la capacidad de un tumor para inducir una respuesta inmune y esto
promueve un debate acerca de los determinantes de la inmunogenicidad de
un tumor. Es necesario resolver estas cuestiones para predecir o modular
las respuestas a la inmunoterapia.
El sistema inmune se caracteriza por su notable especificidad, potencia y
memoria, prueba de ello es la capacidad que tiene un solo tratamiento con
una vacuna de proporcionar protección durante toda la vida. Ningún tratamiento farmacológico conocido posee un nivel tan elevado de seguridad,
eficacia y efecto a largo plazo, que una vacuna. Por estas razones los expertos
en investigación y clínica siguen tratando de aplicar estas características al
tratamiento del cáncer. En los últimos 125 años, este campo de investigación
ha fracasado en la realización de su potencial. Aquí vamos a revisar alguno de
los procedimientos que se encuentran en desarrollo y pueden ser prometedores en la inmunoterapia del cáncer, teniendo en cuenta los éxitos clínicos
recientes que señalan el comienzo de la transición de la inmunoterapia del
cáncer desde la experimentación hasta la terapia establecida.
La mortalidad producida por el cáncer se asocia con la metástasis. Por
ejemplo, en el caso del cáncer colorrectal, en etapas iniciales es tratable con
éxito por medio de cirugía que elimina el tumor primario, pero el cáncer
colorrectal con metástasis en hígado, pulmón y cerebro es casi siempre letal.
Por tanto, la terapia convencional del cáncer implica la eliminación por cirugía del tumor primario, seguido de una terapia adyuvante para tratar la
posible metástasis. La metástasis puede ser detectada al principio por histopatología, como micrometástasis en nódulos linfáticos y el tratamiento posterior es para prevenir que se disemine a órganos distantes y crezca en masas
grandes y letales. El diagnóstico y pronóstico del cáncer es de tres tipos:
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
local (muy tratable), local con micrometástasis (marginalmente tratable), y
local con metástasis distantes (en su mayor parte intratable). El tratamiento
con nuevas terapias ha de ser personalizado al diagnóstico y pronóstico del
paciente, un concepto que cada vez se va teniendo más en cuenta.
INMUNOTERAPIA
La inmunoterapia del cáncer es el uso del sistema inmune para rechazar
el cáncer, estimulando el sistema inmune del paciente para atacar las células
del tumor maligno que son responsables de la enfermedad. Esto puede realizarse por inmunización del paciente, mediante la administración de una
vacuna, en tal caso el propio sistema inmune del paciente se entrena para
reconocer las células tumorales como objetivo a ser destruido, o mediante
la administración de anticuerpos terapéuticos como fármacos, de tal manera que el sistema inmune del paciente se activa para destruir las células
tumorales por los anticuerpos terapéuticos.
La inmunoterapia basada en las células es otra entidad importante de
inmunoterapia del cáncer. Esto implica a un grupo de células inmunes tales como las células naturales asesinas (NK), las células asesinas activadas
por linfoquinas (LAK), linfocitos T citotóxicos (CTL), células dendríticas
(CD), etc., las cuales pueden ser activadas in vivo por administración de
ciertas citoquinas (interleuquinas), o bien aisladas y enriquecidas ex vivo y
transfundidas al paciente para que luchen contra el cáncer.
El sistema inmune que responde a los factores ambientales se encuentra
que tiene que discriminar entre lo propio y lo extraño, y muchas clases de
células tumorales, que surgen como resultado de la aparición de un tumor,
son más o menos toleradas por el sistema inmune del propio paciente, ya
que las células tumorales son esencialmente células propias que crecen y se
dividen sin un control regulador. Muchas clases de células tumorales muestran antígenos inapropiados para el tipo celular o su ambiente, o están solo
presentes durante el desarrollo del organismo (antígenos fetales).
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Otras células tumorales muestran receptores de superficie, raros o ausentes en células sanas, que son responsables de activar vías de transducción de
señales que causan el crecimiento y división incontrolada de la célula tumoral.
La inmunoterapia incluye técnicas que potencian la respuesta inmune
natural frente a tumores, por medio de vacunas o modificadores de la respuesta biológica, fundamentalmente citoquinas inmunomoduladoras. Las
observaciones ocasionales de una rápida desaparición de metástasis diseminadas, bien de forma espontánea, o más frecuentemente tras un tratamiento paliativo, se han atribuido a una respuesta inmunológica intensa.
También se interpretan como una prueba de la eficacia de la respuesta inmune de pacientes ocasionales que sobreviven más de una década sufriendo
enfermedad diseminada. Estos ejemplos ilustran la capacidad del sistema
inmune para detener o incluso curar aquellos casos que parecen incurables.
INMUNIDAD FRENTE A TUMORES
En términos generales pueden definirse dos grandes mecanismos de inmunidad frente a tumores: el humoral y el celular. Un aspecto importante de ambos es la capacidad de las células presentadoras de antígeno para
procesar y presentar los péptidos tumorales que constituyen la base del reconocimiento inmunológico de las células tumorales. Los antígenos tumorales son fagocitados y digeridos parcialmente por las células presentadoras
de antígenos y se presentan como péptidos unidos a receptores MHC tipo
II en la superficie de la célula presentadora de antígeno.
Los linfocitos T son los efectores de un tipo de inmunidad adquirida denominada inmunidad celular o inmunidad mediada por células. Los linfocitos T
poseen en sus membranas un receptor, el TCR (receptor de células T). Una
parte de este receptor es siempre igual (región constante), mientras que
otra parte del receptor es la región variable. La región variable presenta
una enorme diversidad en distintas poblaciones de linfocitos T. Esta región
es la encargada de reconocer al antígeno.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Los linfocitos B son los efectores de la inmunidad humoral. Los linfocitos B,
de manera homóloga a los linfocitos T, presentan receptores específicos para
la detección de antígenos. Los receptores de los linfocitos B son proteínas denominadas anticuerpos (Ac) o inmunoglobulinas (Ig). Las inmunoglobulinas
tienen una región constante (C) y una región variable (V). Diferencias en la
región constante determinan la existencia de 5 familias de Ig: IgA, IgD, IgG,
IgE e IgM. La región variable exhibe una enorme diversidad, que permite el
reconocimiento específico de millones de antígenos diferentes.
Es un hecho reconocido que cuando células normales se convierten en cancerosas, los antígenos en su superficie cambian y pueden desprenderse hacia el
torrente circulatorio. Estos antígenos tumorales son fagocitados por macrófagos o células dendríticas y presentados a los linfocitos T, los cuales promueven
la respuesta inmune y destruyen a la célula tumoral (Figura 1). El tumor se
desarrolla cuando la supervivencia inmune se rompe o está sobrepasada.
Anticuerpo
Ag
APC
Célula
cancerosa
NK
Th
APC
citoquinas
Tc
Figura 1.8QDQWtJHQRSUHVHQWHHQODVXSHUÀFLHGHXQDFpOXODFDQFHURVDHVIDJRFLWDGRSRU
XQDFpOXODSUHVHQWDGRUDGHDQWtJHQRPDFUyIDJRRFpOXODGHQGUtWLFDTXHORVSUHVHQWDDORV
OLQIRFLWRV7\GHVHQFDGHQDODUHVSXHVWDLQPXQH$JDQWtJHQR$3&FpOXODSUHVHQWDGRUDGH
$J1.FpOXODQDWXUDODVHVLQD7KOLQIRFLWR7FRODERUDGRU7FOLQIRFLWR7FLWRWy[LFR-HDQQH
.HOO\,QVWLWXWH1DFLRQDORI&DQFHU
Otro procedimiento es el que utiliza anticuerpos (inmunidad humoral)
que reconocen los antígenos de la célula tumoral (Figura 2). Estos anticuerpos
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pueden acoplarse con fármacos, toxinas naturales o sustancias radioactivas
para destruir con mayor eficacia la célula tumoral. Sustancias como la Herceptina tienen la capacidad de bloquear los receptores del factor de crecimiento impidiendo que la célula tumoral prolifere (Figura 2)
A
Radioisótopo
Anticuerpo
B
Herceptina
Herceptina
Factor de bloquea el
crecimiento receptor
Antígeno
Célula
de cáncer
de mama
Célula de
linfoma
Célula de
linfoma
destruida
Crecimiento lento
Figura 2.$XQDQWLFXHUSRXQLGRDXQUDGLRLVyWRSRUHFRQRFHDXQDQWtJHQRHQODVXSHUÀFLH
GHXQDFpOXODGHOLQIRPD\ODGHVWUX\H%(ODQWLFXHUSRPRQRFORQDO+HUFHSWLQDEORTXHDHO
UHFHSWRUGHXQIDFWRUGHFUHFLPLHQWRORFXDOLPSLGHTXHODFpOXODWXPRUDOGHFiQFHUGHPDPD
SUROLIHUH$JDQWtJHQR5UHFHSWRU)&IDFWRUGHFUHFLPLHQWR-HDQQH.HOO\1,&
También las células dendríticas (CD) juegan un papel importante en la
inmunoterapia por su propiedad como educadoras inmunes. Las células
dendríticas procesan los antígenos de virus, bacterias u otros organismos y los
presentan a las células T para iniciar la respuesta inmune. Esto funciona bien
con los agentes extraños que invaden el organismo, pero las células cancerosas
a menudo evaden el sistema de detección propio/extraño. Se ha conseguido
modificar las CD para desencadenar una clase especial de respuesta inmune
que incluye un ataque de los linfocitos T a las células cancerosas. Como un
antígeno de una célula cancerosa no es suficiente para poner en marcha la
respuesta inmune, se ha utilizado una citoquina para fusionarla con el antígeno
tumoral con la esperanza que esta fusión promueva una fuerte señal antigénica.
Posteriormente se obtienen células dendríticas del paciente y se incuban para
que incorporen el complejo citoquina/antígeno tumoral. Esto promueve
la maduración de las células dendríticas. Cuando estas células dendríticas
maduras, que llevan el antígeno tumoral, se inyectan al paciente, presentan los
118 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
antígenos tumorales al sistema inmune del paciente y aquellas células T que
responden, atacan y destruyen a las células tumorales del paciente (Figura 3).
citoquina/
Ag tumoral
citoquina/
Ag tumoral/
CD inmadura
CD madura se
inyecta
al paciente
Ag tumoral
citoquinas
CD presenta el
Ag tumoral y
activa las células T
célula cancerosa
T y NK atacan a las
células cancerosas
Figura 3. /DV FpOXODV GHQGUtWLFDV DWDFDQ DO WXPRU (O DQWtJHQR WXPRUDO $J VH XQH D XQD
FLWRTXLQD$JFLWRTXLQDTXHVHLQVHUWDHQXQUHFHSWRUGHXQDFpOXODGHQGUtWLFDLQPDGXUD\
posteriormente se incorpora en dicha CD. La CD ya madura, que posee el Ag tumoral, se
administra al paciente. La CD presenta el Ag tumoral y activa las células T, las cuales atacan
DODVFpOXODVFDQFHURVDV-HDQQH.HOO\1DWLRQDO&DQFHU,QVWLWXWH
VACUNAS
La idea de emplear el sistema inmune para tratar el cáncer fue introducida
por Wiliam Coley in 1893. Aunque en aquellos tiempos se desconocían los
mecanismos moleculares y celulares implicados en el proceso, Coley descubrió
por casualidad en un paciente con sarcoma, una remisión espontánea después
de ser infectado con Streptococcus pyogenes. El paciente había recurrido a la
cirugía muchas veces hasta que en una de ellas las heridas se infectaron con
el S. pyogenes. Después de un período de varios meses el tumor del paciente
retrocedió hasta desaparecer y se consideró curado. Este paciente permaneció
libre de cáncer varios años, lo que hizo sospechar a Coley que la infección
fue la responsable de la recuperación tan espectacular del paciente y llevó a
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Consuelo Boticario Boticario | María Cascales Angosto
cabo una serie de experimentos empleando deliberadas infecciones con el
S. pyogenes, a los pacientes con cáncer, lo cual dio como resultado unas veces
una fracasada infección, otras la muerte y otras la regresión del cáncer. Coley
entonces desarrolló una versión de este tratamiento que contenía una mezcla
de S pyogenes y Serratia marcescens, denominada toxinas de Coley que produjeron
diversas recuperaciones en pacientes con enfermedad avanzada.
Un estudio retrospectivo ha tratado de comparar la supervivencia de los
pacientes tratados con las toxinas de Coley, con la de los pacientes tratados
con la terapia convencional moderna. Aunque existen limitaciones que
reflejan la disparidad de los 100 años de diferencia en la recolección de
datos, los resultados sugieren que las toxinas de Coley eran comparables
en eficacia con los tratamientos modernos. Considerando el conocimiento
moderno de la inmunología los actuales inmunólogos del cáncer han
desarrollado una serie de terapias inmunes para el cáncer que fueron
imposibles en los tiempos de Coley. Alguna de las terapias más prominentes
ha sido el uso de las vacunas contra el cáncer.
VACUNAS NO ESPECÍFICAS DE ANTÍGENO
Como las vacunas convencionales para las enfermedades microbianas,
el objetivo de las vacunas del cáncer es producir una respuesta inmune que
elimine las células cancerosas y produzca una inmunidad a largo plazo. Las
vacunas tradicionales para enfermedades infecciosas contienen una forma
inactiva (no infecciosa) del patógeno, la cual puede estimular una respuesta
inmune, pero no el riesgo de desarrollar la enfermedad producida por el
patógeno. Los inmunólogos han tratado de hacer algo similar empleando
vacunas con células tumorales inactivas, en forma de lisados tumorales,
células tumorales irradiadas, etc. Estos procedimientos podían ser
ventajosos porque no requerían conocimientos de los componentes
inmunogénicos del tumor, pues la vacuna podía, teóricamente, contener
todos los posibles inmunógenos de la célula cancerosa y promover todas
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
las respuestas necesarias. Sin embargo, estos métodos han resultado no
efectivos cuando se han realizado pruebas clínicas. Como resultado de
muchos fracasos clínicos, las vacunas basadas en células tumorales no son en
el momento presente una terapia de interés para la mayoría de los cánceres.
VACUNAS ESPECÍFICAS DE ANTÍGENO
En la actualidad la mayoría de las vacunas del cáncer utilizan un antígeno
diana específico que se expresa en el cáncer. En las vacunas específicas de
antígenos, el antígeno se envía por medio de vectores (virales, DNA, o células) y adyuvantes, que activan el sistema inmune para iniciar una repuesta
inmune adaptativa. Ejemplos de dos tipos de vacunas específicas de antígenos pueden reflejar su eficacia relativa.
Como el sistema inmune surge para la lucha contra los agentes patógenos que ocasionan las enfermedades infecciosas, hay que considerar que
para conseguir una vacuna anticáncer eficiente se necesitaría camuflar el
antígeno tumoral como un patógeno infeccioso que posea el mayor potencial para inducir la respuesta inmune. Además, el sistema inmune ha
desarrollado diferentes mecanismos efectores en su lucha frente a diferentes clases de patógenos (bacterias, virus, hongos, parásitos, etc,). Tales mecanismos efectores son completamente diferentes unos de otros. En este
contexto, los efectores antitumorales ideales son los linfocitos T citotóxicos
CD8+ (CTL), que son los que más eficientemente se activan por los virus.
Dada la relativa facilidad para producir vectores virales recombinantes, que
no se replican, y su propensión a producir CTL, los vectores virales son los
que más se utilizan en las vacunas del cáncer.
Otras vacunas se basan en las células dendríticas (CD), células críticas del sistema inmune innato, que adquieren y presentan antígenos a las
células T y son vitales para el desencadenamiento de potentes respuestas
inmunes. Además, los antígenos transportados por un vector viral son adquiridos por las CD las cuales presentan los antígenos cancerosos y se inicia
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Consuelo Boticario Boticario | María Cascales Angosto
la respuesta. Una vacuna CD evita el envío con vector y la CD adquiere los
antígenos cancerosos directamente ex vivo. Posteriormente las CD cargadas
con el antígeno se administran al paciente.
Ambos tipos de vacunas, las del vector viral y las basadas en CD, han sido
empleadas con éxito en cáncer de próstata.
Entre los antígenos expresados por el cáncer de próstata, existen dos
proteínas bien conocidas que inicialmente sirven como biomarcadores,
el antígeno específico de la próstata (PSA) y la ácido prostático fosfatasa.
Ambos han sido utilizados en vacunas del cáncer de próstata. PROSTVAC
es una vacuna basada en virus que contiene una triada moléculas coestimuladoras [B7-1, ICAM-1, y LFA-3 (TRICOM)] dentro del vector viral para
incrementar la respuesta inmune específica de antígeno y la respuesta clínica.
En una fase reciente de pruebas clínicas en fase II en pacientes con cáncer de
próstata avanzado, el promedio de supervivencia después de la vacunación se
comparó entre 82 pacientes que recibieron PROSTVAC frente a un control
de pacientes que recibieron una vacuna control. El promedio de supervivencia fue significativamente mayor en el grupo PROSTVAC (30%) que en
los controles (17%), y la media de supervivencia incrementó en 8,5 meses.
Además, una fase I en curso, que estudia pacientes con cáncer de próstata
en estados iniciales, ha mostrado resultados prometedores. En 21 pacientes con cáncer de próstata local recurrente, después de la primera terapia
de radiación recibieron la vacuna PROSTVAC. EL 80% de los pacientes
mostró niveles séricos de PSA estables o mejorados, lo que sugiere que las
respuestas inmunes inducidas por PROSTVAC previnieron la progresión
de la enfermedad en pacientes en estados tempranos del cáncer.
Hasta la fecha la única vacuna aprobada es sipuleucel-T (Provenge®)
manufacturaada por Dendreos para el tratamiento de cáncer de próstata
avanzado. Sipuleucel-T consiste en monocitos (incluyendo células dendríticas), obtenidos de pacientes con cáncer de próstata expuestos ex vivo a una
proteína de fusión PAP y GM-CSF. GM-CSF es una citoquina que ayuda a la
incorporación de PAP por las CD e induce su maduración para incrementar
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
la activación de los linfocitos T. Los monocitos, después del tratamiento
ex vivo, vuelven a ser administrados al paciente donde activan los linfocitos T CD8+ específicos de PAP. En la fase III de IMPACT (Immunotherapy
Prostate AdenoCarcinoma Treatment) con 512 pacientes con cáncer de prostata metastático resistente a la castración, la administración de sipuleucel-T
mejoró el promedio de supervivencia en 4,1 meses y redujo el riesgo de
muerte en un 22% frente al placebo. A pesar que estos resultados son
modestos comparados con el PROSTVAC, sipuleucel-T ha superado la
barrera previamente insuperable de la seguridad, eficacia y la aprobación
por el FDA, para establecer un modelo de vacunas anticáncer a pacientes
con cáncer de próstata.
TERAPIA PASIVA
Las vacunas del cáncer actúan sobre el sistema inmune del paciente
para generar respuestas inmunes antitumorales efectivas; sin embargo, este
tratamiento no siempre es realmente efectivo. Terapias previas, incluyendo
la quimioterapia u otros procesos en curso para combatir esta enfermedad,
afectan de manera adversa al sistema inmune del paciente haciendo que las
respuestas inmunes inducidas por las vacunas sean subóptimas o imposibles.
Esto ha hecho que se utilicen procedimientos de inmunoterapia pasiva,
mediante la administración de efectores inmunológicos a los pacientes, en
lugar de activar el sistema inmune del paciente para producir efectores
inmunes. Estos tratamientos incluyen el uso de anticuerpos o efectores de
las células inmunes como inmunoterapia pasiva.
Anticuerpos monoclonales
Los investigadores Cesar Milstein, George Köhlr y Niels K Jerne describieron en 1975 la técnica que permitía el cultivo de hibridomas o células
híbridas de linfocitos B con células plasmáticas tumorales de mieloma
múltiple. Con esta fusión de dos células, una programada para producir
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un anticuerpo específico, pero que no se multiplica indefinidamente (linfocito B) y otra inmortal con gran capacidad de crecimiento, pero que no
produce inmunoglobulina (célula de mieloma), se combina la información
genética necesaria para la síntesis del anticuerpo deseado y una capacidad
de síntesis proteica, permitiendo su multiplicación indefinida tanto in vitro
como in vivo. Por esta aportación a la ciencia Jerne, Kölher y Milstein recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1984. Posteriormente el británico
Gregory Winter y el estadounidense Richard Lerner consiguieron humanizar los anticuerpos monoclonales eliminando las reacciones que muchos de
ellos causaban en muchos pacientes.
&HVDU0LOVWHLQ
*HRUJH-).RKOHU
1LHOV.-HUQH
En el año 2010, los anticuerpos monoclonales han cumplido 35 años
desde su descubrimiento dejando de ser una curiosidad biológica para ser
una forma de tratamiento y diagnóstico muy importante en diversas enfermedades. Existen más de 17 anticuerpos monoclonales aprobados, pero el
número de anticuerpos monoclonales en fase de ensayo clínico es elevado.
Son muy importantes para tratamientos de distintas enfermedades como
artritis reumatoide, distintos cánceres, enfermedad de Crohn, etc.
La importancia de la producción de anticuerpos monoclonales no se evidenció hasta 1987 cuando estos anticuerpos se produjeron en forma regular
en ratones y fueron utilizados en el diagnóstico, ya que son anticuerpos de
pureza excepcional capaces de reconocer y unirse a un antígeno específico.
Obtención de anticuerpos monoclonales. Si una sustancia extraña (antígeno) se
inyecta en el cuerpo de un ratón o de un humano, alguno de los linfocitos B
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
de su sistema inmune se transformarán en células plasmáticas y empezarán a
producir anticuerpos que se unirán a ese antígeno. Cada célula B produce un
solo tipo de anticuerpo, pero diferentes linfocitos B producirán anticuerpos
estructuralmente diferentes que se unen a distintas partes del antígeno. Esta
mezcla fisiológica natural de anticuerpos es conocida como antisuero policlonal.
antígeno
células de mieloma
células del bazo
Fusión
Hibridomas
cultivo en medio HAT
selección de células positivas
anticuerpos
monoclonales
Figura 4.0pWRGRXWLOL]DGRSDUDREWHQHUDQWLFXHUSRVPRQRFORQDOHV8QGHWHUPLQDGRDQWtJHno para el que se quiere obtener anticuerpos, se inyecta a un ratón. Las células B del bazo,
que tienen la capacidad de formar anticuerpos se fusionan con células de mieloma, que
WLHQHQODFDSDFLGDGGHSUROLIHUDU\VHRULJLQDQKLEULGRPDVFRQFDSDFLGDGGHIRUPDUDQWLFXHUSRV\SUROLIHUDUTXHVHFXOWLYDQHQPHGLR+$7KLSR[DQWLQDDPLQRSWHULQD\WLPLGLQD
ZLNLSHGLDRUJZLNLPRQRFORQDODQWLERGLHV
Para producir anticuerpos monoclonales, se extraen las células B del bazo de
un animal que ha sido expuesto al antígeno. Estas células B se fusionan en
presencia de polietilenglicol con células tumorales de mieloma múltiple, que
pueden crecer indefinidamente en cultivo. Estas células fusionadas híbridas,
llamadas hibridomas pueden multiplicarse rápida e indefinidamente, puesto
que son células tumorales y pueden producir gran cantidad de anticuerpos.
Los hibridomas se cultivan para obtener un número diferente de determinadas colonias, las cuales producen sólo un tipo de anticuerpo (Figura 4). Los
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anticuerpos de diferentes colonias son analizados para conocer su capacidad
de unirse a un antígeno determinado, por ejemplo con un tipo de test llamado ELISA, y para seleccionarse y aislarse de la manera más efectiva.
El proceso de producción de anticuerpos monoclonales es complejo.
Primero se disgrega el bazo del ratón inmunizado, donde se acumulan los
linfocitos B que tienen una escasa viabilidad en cultivo, y se fusionan con
células de mieloma deficientes en enzimas implicados en la síntesis del nuevo DNA como la timidina quinasa (TK) o la hipoxatina guanina fosforibosil
transferasa (HGPRT). Los productos de la fusión celular (hibridomas) son
cultivados en medio HAT (hipoxantina, aminopterina y timidina) donde las
células del mieloma no fusionadas se eliminan. Solamente pueden crecer
en el medio de cultivo HAT las células que son producto de la fusión entre
un linfocito B y una célula de mieloma. Las células híbridas obtenidas tras
el proceso de fusión contienen un número elevado de cromosomas (72 del
mieloma y 40 del linfocito B) que en las sucesivas divisiones celulares se
irán perdiendo hasta oscilar entre los 70 y los 80 cromosomas. Como consecuencia de dicho proceso, algunas células pierden la capacidad de secreción de anticuerpos o bien funciones básicas para la viabilidad celular. Por
ello tan pronto como se identifica como positivo un pocillo se somete a un
proceso de clonación para evitar el crecimiento de células no productoras,
que al ser metabólicamente más eficientes acabarían por dominar el cultivo.
Se conoce la tecnología necesaria para la producción de anticuerpos en
ausencia de inmunización del animal. Es la denominada tecnología de los
anticuerpos recombinantes. Los avances en la tecnología génica han facilitado en gran medida la manipulación genética, producción, identificación y
conjugación de fragmentos de anticuerpos recombinantes, obteniéndose
nuevos anticuerpos multivalentes y multiespecíficos.
Estas tecnologías han permitido desarrollar estrategias de screening de anticuerpos monoclonales fuera del cuerpo humano. Para ello es necesario disponer,
en primer lugar de enormes librerías de genes de anticuerpos, habitualmente
mediante amplificación por PCR del cDNA de linfocitos, o, alternativamente,
126 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
mediante síntesis in vitro de genes usando cebadores randomizados (randomized wobble). El método de screening de estas librerías debe tener una eficiencia
comparable a la del sistema inmune, lo que se puede conseguir exponiendo en
la superficie de microorganismos los anticuerpos producidos.
El anticuerpo monoclonal, por tanto, es un anticuerpo homogéneo producido por un clon de células. Este clon está derivado de una célula híbrida,
creada a partir de la fusión de una sola célula madre del sistema inmune y
una célula plasmática tumoral. Los anticuerpos monoclonales son anticuerpos idénticos generados por muchos clones de un único linfocito B. Debido
a su especificidad única por diferentes antígenos, los anticuerpos monoclonales suponen una fuente de tratamientos prometedores para una amplia variedad de enfermedades. Los anticuerpos de ratón son extraños para
humanos y pueden desencadenar una respuesta inmune cuando se inyectan
a un humano. Se han desarrollado anticuerpos monoclonales humanizados
tomando la porción de unión al antígeno de un anticuerpo de ratón e insertarlo en el andamiaje de un anticuerpo humano, reduciendo una gran parte
de la región extraña de la molécula.
Los anticuerpos monoclonales se utilizan en pruebas de diagnóstico para
identificar patógenos invasores o cambios en las proteínas del organismo.
En medicina los anticuerpos monoclonales pueden insertarse en las células
cancerosas y bloquear las señales de crecimiento que causan que las células
se dividan fuera de control. En otros casos, los anticuerpos monoclonales
pueden llevar toxinas potentes a ciertas células, destruyendo las células
peligrosas y dejando intactas las células vecinas no peligrosas.
Utilización de anticuerpos monoclonales como terapia dirigida. Los anticuerpos monoclonales son un tipo relativamente nuevo de terapia “dirigida”
para el cáncer. Los anticuerpos son parte del sistema inmunitario. Normalmente, el cuerpo crea anticuerpos en respuesta a un antígeno, como
por ejemplo, una proteína en un microbio, que ingresa en el cuerpo. Los
anticuerpos se unen al antígeno para marcarlo con el fin de que el sistema inmunitario del cuerpo lo destruya. En el laboratorio, los científicos
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Consuelo Boticario Boticario | María Cascales Angosto
analizan antígenos específicos de la superficie de células cancerosas (diana)
para determinar una proteína que corresponda al antígeno. Luego, utilizando proteínas de animales y humanos, los científicos trabajan para crear
un anticuerpo especial que se adhiera al antígeno diana. Un anticuerpo se
adherirá al antígeno que le corresponda de la misma manera que una llave
encaja en su cerradura. Esta tecnología permite dirigir el tratamiento hacia
células específicas, causando una menor toxicidad para las células sanas. La
terapia con anticuerpos monoclonales puede usarse sólo en tipos de cáncer cuyos antígenos y sus respectivos anticuerpos, hayan sido identificados.
Los siguientes son anticuerpos monoclonales: Alemtuzumab, Gemtuzumab
ozogamicina, Rituximab, Trastuzumab, Ibritumomab, Tiuxetan, etc.
El desarrollo de la tecnología de anticuerpos monoclonales ha supuesto
una notable herramienta a investigadores y clínicos al proporcionar la capacidad de producir elevadas cantidades de un anticuerpo específico para
cualquier antígeno de interés. En la terapia del cáncer, los anticuerpos monoclonales se emplean en la actualidad como moléculas bloqueadoras de
ligandos o como agentes inmunomoduladores en el tratamiento del cáncer.
El receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) se sobreexpresa
frecuentemente en diversas modalidades de cáncer, a los que proporciona
señales para la proliferación, supervivencia, migración, adhesión, e invasión
a través de la vía de señalización MAPK/RAS. Los anticuerpos monoclonales
cetuximab (Erbitux®) y panitubumab (VectibixTM) bloquean la interacción
del EGFR con su ligando el EGF, lo que previene la activación del EGFR y
la señalización de las vías MAPK/KRAS. De igual manera, el receptor del
factor de crecimiento epidérmico 2 humano (HER2) se sobreexpresa en el
25% de los cánceres mamarios (tumores Her2+) y es tenido como diana por
el anticuerpo monoclonal Trastuzumab (Herceptin®). Ambos anticuerpos
monoclonales dirigidos a EGFR- y Her2- están aprobados por la FDA y
ofrecen beneficio sustancial a los pacientes, aunque puede desarrollarse
resistencia mediante la acumulación de mutaciones en las vías señalizadoras
que hacen que la unión al receptor sea innecesaria.
128 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Una estrategia alternativa que limita el crecimiento del tumor se ha
enfocado en el bloqueo de receptores inhibidores en las células inmunes para
permitir la generación/expansión de respuestas endógenas antitumorales.
Los linfocitosT CD8+ son los principales efectores inmunes en la inmunidad
antitumoral, pero están estrechamente regulados por la expresión de
diversos receptores estimuladores e inhibidores. Los receptores inhibidores
juegan un papel vital en prevenir la autoinmunidad y la lesión tisular asociada
con infecciones inflamatorias crónicas.
Los anticuerpos monoclonales pueden ser utilizados para bloquear la unión
de estos receptores inhibidores, incluyendo el CTLA4 (cytotoxic T-lymphocyte
antigen 4) y la PD-1 (programmed cell death protein-1), lo que resulta en la activación de las células T efectoras que permanecen durmientes durante el crecimiento del tumor. El Ipilimumab (YervoyTM) solo o en combinación con una
vacuna peptídica gp100, causó un incremento de la supervivencia en pacientes
con melanomas en la etapa final, de unos 3,5 meses comparado con pacientes
que recibieron la vacuna sola, lo que ha conducido que el FDA apruebe recientemente el Ipilimumab para el tratamiento de melanoma en etapas finales. Los
anticuerpos dirigidos a la vía inhibidora PD-1 no han sido aprobados todavía,
pero han producido respuestas objetivas en pacientes con cáncer de células no
pequeñas de pulmón y carcinoma renal. Otros agentes inmunomoduladores
dirigidos hacia las células T reguladoras (Tregs), células supresoras derivadas
de mieloide, TGF-ȕ y otras, están siendo investigados y ofrecen ser prometedores en el futuro, en combinación con diversos agentes terapéuticos.
Terapia celular adoptiva (ATC)
La terapia celular adoptiva (ATC) o inmunoterapia celular adoptiva es
el tratamiento que se usa para ayudar al sistema inmune a combatir enfermedades tales como el cáncer e infecciones por ciertos virus. Se toman
muestras de las células T de un paciente y se cultivan en el laboratorio. Este
procedimiento aumenta el número de células T capaces de destruir células
cancerosas o combatir infecciones. Las células T así tratadas se devuelven al
paciente para ayudar al sistema inmune a combatir la enfermedad.
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Consuelo Boticario Boticario | María Cascales Angosto
Más allá de los anticuerpos, es también posible transferir las células efectoras como agentes inmunoterapéuticos, aunque la adquisición, manufactura y
readministración de estas terapias son significantemente más difíciles que las
de los anticuerpos monoclonales. Inicialmente, la terapia de células adoptivas
se desarrolló para utilizar los linfocitos que infiltran el tumor (TIL), a partir
de los tumores reseccionados quirúrgicamente, en pacientes con melanoma
metastático. Las células T específicas del melanoma dentro de la preparación
con TIL, pueden ser expandidas ex vivo vía cocultivo con tumores en presencia
de interleuquina 2. La readministración de estos productos de las células T a
los pacientes donantes dio como resultado notables respuestas: el 72% de los
pacientes experimentó respuestas objetivas y el 40% de los pacientes presentó una completa regresión. Sin embargo, el proceso de colectar y expandir
los TIL es factible solo en melanoma, posiblemente debido a la menor inmunogenicidad de otros cánceres. Una solución al problema de la recolección de
TIL es recolectar células T vírgenes de la sangre periférica y manipularlas para
expresar receptores de antígenos específicos del cáncer, un medio que podría
ser aplicable a todas las formas de cáncer. Además, las células T manipuladas para expresar TCR específicos de los antígenos del melanoma MART-1
y gp100, produjeron respuestas objetivas en el 30% y 19% de los pacientes
respectivamente. Una evolución de este método emplea receptores de antígenos quiméricos (CAR), compuestos de un fragmento variable de unión al
antígeno de anticuerpos monoclonales fusionados a dominios señalizadores
intracelulares de las células T, CD3ȗ, CD28, 4-1BB, y otras moléculas señalizadoras. Los CAR son ventajosos porque se dirigen a los antígenos nativos de
la superficie celular de una manera independiente de MCH, lo que permite
la generación de un producto universal para todos los pacientes, mientras que
los métodos con TCR son específicos de un paciente o un grupo de pacientes. Hasta la fecha, en las leucemias de células B que expresan el antígeno de
diferenciación CD19, los CAR ACT han sido los más ampliamente dirigidos.
En una reciente prueba, seis de ocho pacientes con varias formas de leucemia
tratada con CAR específico de CD19, experimentaron respuestas objetivas,
una de las cuales fue una respuesta completa. En un estudio separado, tres
130 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
pacientes con leucemia crónica linfocítica (CLL), tratados con CAR específicos de CD19, experimentaron una reducción en la masa tumoral de casi
un Kg, y dos de estos pacientes experimentaron respuesta completa. Estos
estudios demuestran la notable actividad de la ACT para eliminar tumores
masivos, produciendo respuestas objetivas e incluso remisiones completas.
Figura 5. Tratamiento inmunoterapéutico de pacientes en las diferentes etapas de la enfermedad. A: /DV YDFXQDV \ OD WHUDSLD FHOXODU DGRSWLYD $&7 VH DVRFLDQ FRQ YHQWDMDV \
desventajas. B: /RV SDFLHQWHV VRQ GLDJQRVWLFDGRV FRQ FiQFHU HQ XQD GH ODV HWDSDV R
HVWDGLRVD(OJUDGRGHPHWiVWDVLVVHHOHYDVHJ~QODHWDSDGHODHQIHUPHGDGGHVGH
micrometástasis no detectable en los estados iniciales hasta amplias y distantes metástaVLVHQODV~OWLPDVHWDSDV(OJUDGRGHPHWiVWDVLVUHÁHMDODGLVPLQXFLyQGHODVXSHUYLYHQFLD
/DVYDFXQDVSRUVXEDMDWR[LFLGDG\SRFDHÀFDFLDWLHQHQODPD\RUXWLOLGDGHQSDFLHQWHVHQ
las etapas iniciales de la enfermedad, mientras que ACT está más bien recomendado para
pacientes en los estados más graves debido a su capacidad para eliminar tumores con
metástasis de mayor grado. Para el óptimo tratamiento de los pacientes habrá que idenWLÀFDUODFRPELQDFLyQDSURSLDGDGHODLQPXQRWHUDSLDGLVSRQLEOH\ODTXLPLRUDGLRWHUDSLD
FRQYHQFLRQDO6QRRN\:DGOPDQPRGLÀFDGR
CÉLULAS DENDRÍTICAS Y CÁNCER
Muchos estudios han demostrado que el defecto de las células dendríticas,
es uno de los factores importantes que conducen al escape inmune del crecimiento del tumor. Los estudios preliminares que infiltraban células dendríticas en el tumor, han mostrado resultados variables respecto al pronóstico.
La infiltración de células dendríticas en carcinoma esofágico y carcinoma
hepático se ha asociado con buen pronóstico, no así en carcinoma renal,
| 131
Consuelo Boticario Boticario | María Cascales Angosto
donde no ha producido regresión tumoral ante las células dendríticas. Estos
resultados hacen pensar que la infiltración de células dendríticas puede promover la supervivencia o muerte de las células T dependiendo del estado de
maduración y función de dichas células dendríticas. Se ha descrito también
que algunas subpoblaciones de células dendríticas, fueron capaces de destruir células tumorales por interacción directa y secreción de IFN. Sin embargo, los análisis cuantitativos de las células dendríticas, no son suficientes
para explicar el papel exacto de estas células en la regresión tumoral. Las
interpretaciones más completas y valiosas se basan en los estudios a nivel
funcional, local y sistémico.
La causa principal del defecto de las células dendríticas sobre el tumor,
puede atribuirse a la producción de factores derivados del tumor que afectan a los procesos de maduración y diferenciación de estas células. Muchas
citoquinas y factores derivados del tumor, que poseen actividad inmunosupresora, tales como: VEGF (factor de crecimiento vascular endotelial),
GM-CSF, M-CSF, IL-6, IL-10, gangliosidos y TGF-ȕ, pueden impedir el
desarrollo de células dendríticas totalmente maduras. El VEGF ejerce un
papel en la progresión tumoral al promover la formación de nuevos vasos
sanguíneos y al inhibir la maduración de las células dendríticas. Se ha observado que la IL-6 y el M-CSF secretados por las células tumorales, inhiben
la diferenciación de las células progenitoras CD34+ en células dendríticas
maduras y de esta manera se altera la función presentadora de antígenos.
También se ha observado que la IL-10 bloquea la activación de las moléculas coestimuladoras y la producción de IL-12, de forma que la inmunidad
Th1 se bloquea y se induce la tolerancia específica de antígeno.
La maduración de las células dendríticas es uno de los puntos de control
en la iniciación de la respuesta inmune. Las células dendríticas inmaduras
juegan un papel significativo en la tolerancia inmune al inducir la respuesta de los linfocitos Th2. Como consecuencia de la maduración de células
dendríticas defectuosas, se producirá un descenso de las células dendríticas
maduras y funcionalmente competentes y un incremento de las inmaduras.
132 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
El menor número de las células maduras y competentes no será capaz de
iniciar la respuesta inmune frente a las células del tumor, mientras que el
mayor número de células inmaduras incompetentes funcionalmente, inducirá la tolerancia de los linfocitos T. El resultado es que el tumor escapa a la
vigilancia de las células dendríticas.
Sin embargo, se ha observado que las deficiencias en las células dendríticas, comentadas anteriormente, están confinadas a las células dendríticas
mieloides y no a las plasmacitoides o linfoides. Análisis funcionales sobre
carcinoma renal y cáncer de próstata, han mostrado que las células dendríticas infiltradas tienen poca actividad aloestimuladora, lo que se asocia con
la ausencia o niveles bajos de las moléculas coestimuladoras CD80 y CD86.
También se ha observado que las células dendríticas de la sangre periférica
de pacientes con cáncer de mama, expresaron bajos niveles de MHC II y
moléculas coestimuladoras. La expresión alterada de moléculas MHC II y
coestimuladoras, indica una alteración en la activación de los linfocitos T
y por consiguiente una alteración en la respuesta inmune. En los nódulos
linfáticos y en la sangre periférica se eleva la población de células dendríticas inmaduras, mientras disminuye la capacidad de inducir la proliferación
antígeno-específica de los linfocitos T autólogos.
El conocimiento de la ontogenia de las vías de desarrollo de las células dendríticas así como la estandarización en la definición de los distintos
subgrupos de éstas, ha de tener un valor terapéutico significativo y ser muy
útil en los estudios clínicos. Profundizar en los papeles funcionales de estas
células sobre los diversos tipos de cáncer y los mecanismos que poseen las
células cancerosas para escapar de la respuesta inmune mediada por las células dendríticas, puede conducir a un mejor entendimiento de la respuesta
defensiva del sistema inmune frente a tipos diferentes de tumor, como también al diseño de estrategias terapéuticas más eficaces.
A pesar de todo los anteriormente dicho, los avances conseguidos en
los últimos años en el conocimiento del ciclo vital de las células dendríticas
han hecho que sea posible modificar la respuesta inmune casi a voluntad
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en animales de experimentación, activándola o inactivándola (generando
tolerancia). Estos datos han promovido su aplicación clínica, para generar
vacunas e inmunoterapias efectivas, lo que explica los numerosos ensayos
clínicos actualmente en marcha para desarrollar protocolos de vacunación
para el tratamiento de enfermedades como el SIDA y el cáncer. Los resultados de laboratorio indican que las células dendríticas pueden emplearse
para promover respuestas contra patógenos, e incluso, frente a células tumorales (Figura 6). Sin embargo, en el caso del cáncer, los resultados clínicos obtenidos hasta la fecha no han sido tan positivos como anticipaban los
resultados de laboratorio. La escasa eficacia de las vacunas anti-tumorales
basadas en células dendríticas no pone en entredicho su papel crítico, sino
que realza aún más su función, porque las teorías actuales plantean que son
las células tumorales las que, en último término, alteran el correcto funcionamiento de las células dendríticas, impidiendo que puedan llevar a cabo su
función de manera beneficiosa para el organismo. Los tumores tienen multitud de antígenos potenciales que pueden ser presentados por las células
dendríticas para desencadenar una respuesta inmune específica. Las células
dendríticas pueden activar y potenciar respuestas mediadas por células NK
y CTL que reconocen alteraciones en las células tumorales.
En la figura 6 se observa como un macrófago ataca y engloba a una célula
tumoral. El macrófago con la ayuda de moléculas líticas (NO2-, O2.–, H2O2,
TNF-Į), la colaboración de células naturales asesinas (NK) y linfocitos T citotóxicos, consigue producir la muerte por apoptosis de la célula tumoral.
De esta manera, los antígenos de la célula tumoral pueden ser obtenidos y
presentados a los linfocitos T en el complejo principal de histocompatibilidad MHC II de la célula dendrítica. Este complejo que acarrea el antígeno
tumoral interacciona con el receptor de los linfocitos T (TCR). Los linfocitos así activados, responden secretando citoquinas, IL-2, TNFĮ, NO2 y
agentes químicos citotóxicos, que activan a otras células inmunes como las
NK y las CTL.
134 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Figura 6.5HVSXHVWDIDJRFtWLFDDFpOXODVWXPRUDOHV/DVFpOXODVSUHVHQWDGRUDVGHDQWtJHQRPDFUyIDJRV\FpOXODVGHQGUtWLFDVHQJOREDQODVFpOXODVWXPRUDOHV\VXVSURGXFWRV/RVDQWtJHQRV
WXPRUDOHVVRQSURFHVDGRV\SUHVHQWDGRVDORVOLQIRFLWRV7&'HQHOFRPSOHMRHO0+&,,
DQWtJHQRTXHLQWHUDFFLRQDFRQHO7&5/RVOLQIRFLWRV7UHVSRQGHQVHFUHWDQGRFLWRTXLQDVTXH
DFWLYDQRWUDVFpOXODVLQPXQHV1.\&7//RVPDFUyIDJRVVHFUHWDQWDPELpQPROpFXODVOtWLFDV
TNFĮ, NO2-, O2.-, H2O2/DVFpOXODVGHQGUtWLFDVVHFUHWDQ,/71)Į y NO21.FpOXODVQDWXUDOHVDVHVLQDV&7/OLQIRFLWRV7FLWRWy[LFRV0LWUDHWDOFRQPRGLÀFDFLRQHV
INMUNOTERAPIA VÍA CÉLULAS DENDRÍTICAS
El sistema inmune tiene el potencial de eliminar las células neoplásicas. Quizás la evidencia más convincente de vigilancia inmune de los tumores en humanos la proporcionan las enfermedades paraneoplásicas, que
son alteraciones neurológicas como consecuencia de una respuesta inmune antitumoral. Los antígenos onconeurales, expresados normalmente en
neuronas, pueden también ser expresados en células de tumor mamario.
Algunos pacientes con enfermedad paraneoplásica desarrollan una fuerte
respuesta antígeno-específica mediada por linfocitos T CD8+, que controla
la expansión tumoral, pero que a la vez desarrolla una degeneración cerebelar autoinmune, que es causa de enfermedad neurológica severa. Como
las células tumorales son muy pobres como APC, surge la pregunta ¿cómo
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puede ser generada una inmunidad tan potente?. Modelos experimentales
en ratón han demostrado que la generación de la inmunidad anti-tumoral
depende la de presentación de antígenos tumorales por la célula dendrítica,
tal como se muestra en la figura 6.
Estrategias de vacunación en las que se encuentran implicadas las células dendríticas se han desarrollado en base a las propiedades especiales
de estas células en la coordinación de las respuestas innata y adaptativa.
El objetivo de la vacunación con células dendríticas es inducir linfocitos
T efectores específicos del tumor que puedan reducir la masa tumoral de
manera específica y que puedan inducir la memoria inmunológica para
controlar la recidiva del tumor. En este proceso, el primer paso es proporcionar células dendríticas con antígenos específicos del tumor. Esto
puede lograrse bien cultivando células dendríticas ex vivo que han sido
obtenidas de un paciente, con un adyuvante, que induce la maduración
de las células dendríticas, y el antígeno específico del tumor, e inyectando
estas células al propio paciente, o induciendo a las células dendríticas a
incorporar el antígeno in vivo.
Con estos principios, en la actualidad se están desarrollando tratamientos
que utilizan células dendríticas frente a las células tumorales. El proceso es
el siguiente: se obtienen, por un lado, las células dendríticas del paciente y
se desarrollan in vitro, y por otro lado, células tumorales del mismo paciente
que a su vez, se procesan de modo que se consiga un lisado del tumor en el
que se encuentran moléculas de RNA, cDNA y péptidos tumorales. Este
lisado que posee antígenos tumorales del mismo paciente, se pone en contacto
con las células dendríticas, lo que permite que las células dendríticas
incorporen el antígeno tumoral. Estas células así cargadas con el antígeno
tumoral se inyectan en el torrente sanguíneo del paciente, y las células
dendríticas migran desde el lugar de la inyección a los órganos linfoides
donde desencadenan una potente reacción inmunológica que permite que
las célulasT convenientemente activadas actúen selectivamente destruyendo
las células del tumor (Figura 7).
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Figura 7. (VTXHPD JHQHUDO GH OD YDFXQDFLyQ DQWLWXPRUDO EDVDGD HQ FpOXODV GHQGUtWLFDV
&RUE\/ySH]FRQPRGLÀFDFLRQHV
Otra posibilidad de tratamiento es movilizar las células dendríticas y las
del tumor hacia los ganglios linfáticos. Algunos ensayos en ratón utilizan
células tumorales irradiadas que se inyectan para que las células dendríticas
capten los antígenos tumorales y estimulen la proliferación clonal de linfocitos frente a tales antígenos
INMUNOTERAPIA TUMORAL DIRIGIDA POR PD-1
El tratamiento del cáncer utilizando los mecanismos implicados en la
respuesta inmune ha sido un tema considerado por los inmunólogos desde
hace tiempo. Los numerosos esfuerzos encaminados a activar el sistema
inmune frente a diferentes tipos de cáncer, con vacunas antitumorales o
inyecciones con productos bacterianos, con el objeto de inducir la inflamación local y reclutar así una respuesta inmune antitumoral, solo ha conducido a éxitos anecdóticos. Los avances en el conocimiento de los mecanismos
de activación del sistema inmune, unidos a los avances en la tecnología del
DNA recombinante, han permitido el análisis clínico de citoquinas inmunoestimuladoras tales como interferones e interleuquinas. Estos análisis
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han conducido a respuestas tumorales duraderas de baja frecuencia en determinados cánceres tales como melanomas y carcinoma renal, a expensas
de efectos tóxicos serios.
El descubrimiento de que las células dendríticas juegan un papel central
en la activación y respuesta de los linfocitos T hacia el cáncer, ha promovido
una gran cantidad de experimentos clínicos de vacunas basadas en células
dendríticas. Estos estudios han proporcionado otra vez, evidencia de respuestas ocasionales al tumor en una minoría de pacientes.
La limitación principal de estos variados procedimientos encaminados
a desencadenar una respuesta inmune frente al cáncer, es que el sistema
inmune ejerce un esfuerzo importante para evitar la sobreactivación inmune, la cual podría lesionar los tejidos sanos. Las células cancerosas se
aprovechan de esta capacidad para esconderse del sistema inmune, desarrollando una serie de mecanismos de escape, que se activan para evitar la
autoinmunidad. Entre estos mecanismos están el secuestro de los puntos de
control intrínsecos de las células inmunes que se inducen en la activación
de los linfocitos T.
El bloqueo de uno de estos puntos de control, por el antígeno 4 citotóxico asociado al linfocito T (CTLA-4), proporciona la primera evidencia de la mejoría en la supervivencia total en el caso de tratamiento de
pacientes con melanoma metastático. El receptor coinhibidor del CTLA4 regula predominantemente a los linfocitos T en el estado de activación
inicial al competir con el receptor coestimulador el CD28+ por unión a
CD80 (B71) y CD86 (B/72) expresados por las células presentadoras de
antígeno, tales como las células dendríticas (Figura 8). El CTLA-4 se expresa unas 48 horas después de la activación de los linfocitos T y proporciona una dominante señalización negativa. La inhibición de CTLA-4 por
bloqueo de los anticuerpos, Ipilimumab o Tremelimubab origina respuestas objetivas del 10 al 15% en pacientes con melanoma metastático, una
respuesta que se asocia con efectos tóxicos inflamatorios o autoinmunes
en el 20 -30% de pacientes.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Figura 8.%ORTXHRGHODVHxDOL]DFLyQ3'R&7/$HQODLQPXQRWHUDSLDWXPRUDO/RVOLQIRFLWRV7UHFRQRFHQORVDQWtJHQRVSUHVHQWDGRVSRUHO0+&HQODVXSHUÀFLHGHODVFpOXODVFDQFHURVDVPHGLDQWHVX7&5(VWDSULPHUDVHxDOQRHVVXÀFLHQWHSDUDFRQVHJXLUXQDUHVSXHVWDGH
ODVFpOXODV7\VHUHTXLHUHXQDVHJXQGDVHxDOHQYLDGDSRUODPROpFXODFRHVWLPXODGRUD%R
&'\%R&'&7/$VHLQGXFHHQVHJXLGDGHVSXpVGHODDFWLYDFLyQGHODVFpOXODV7H
inicia una regulación negativa en las células T durante la unión con las moléculas coestimuODGRUDV%H[SUHVDGDVSRUODVFpOXODVSUHVHQWDGRUDVGHDQWtJHQR&XDQGRHVWDVPROpFXODV
VHXQHQDO&'SURSRUFLRQDQVHxDOHVGHDFWLYDFLyQFXDQGRVHXQHQD&7/$SURSRUFLRQDQ
VHxDOHVLQKLELGRUDV/DLQWHUDFFLyQHQWUH&7/$\ODVPROpFXODVFRHVWLPXODGRUDVRFXUUHHQOD
fase de preparación de una respuesta T en el interior de los nódulos linfáticos El receptor inKLELGRU3'VHH[SUHVDHQODVFpOXODV7GXUDQWHODH[SRVLFLyQDODQWtJHQR\RFDVLRQDODUHJXODFLyQQHJDWLYDGHORVOLQIRFLWRV7GXUDQWHODXQLyQFRQ3'/\3'/ORVFXDOHVVHH[SUHVDQ
GHQWURGHORVWHMLGRVLQÁDPDGRV\HQPLFURDPELHQWHGHOWXPRU/DLQWHUDFFLyQ3'RFXUUH
en la fase efectora de una respuesta T en los tejidos periféricos. El bloqueo con anticuerpos
GH3'R3'/RFDVLRQDODDFWLYDFLyQSUHIHUHQWHGHODVFpOXODV7FRQHVSHFLÀFLGDGSDUDHO
FiQFHU5LEDVPRGLÀFDGR
El receptor de muerte programada 1 (PD1) es otro inhibidor del receptor de las células T, que se une por sus dos ligandos, PDL1 (B7-H1 o CD274)
y PDL2 (BFDC o CD273) dentro del microambiente tumoral. La mayor selectividad de las señales supresoras inmunes que son enviadas directamente
por el cáncer, junto con el papel de PD1 regulador de la fase efectora de la
respuesta de las células T, predice que la inhibición ejercerá menores efectos
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colaterales y mayor actividad antitumoral que la inhibición con CTLA4. PD1
fue descubierto por el grupo de Honjo en 1992 cuando estudiaba los mecanismos de la muerte celular de las células T. Desde entonces se ha demostrado
que este receptor regulador inmune tiene un papel crítico en la autoinmunidad, en la inmunidad infecciosa, en la inmunidad del trasplante y en la alergia,
además de su bloqueo en la inmunoterapia tumoral. Las actividades de PD1
incluyen la inhibición de las células T durante la exposición al antígeno como
sucede en las infecciones crónicas víricas y en el cáncer.
Observaciones iniciales sugieren que los anticuerpos que bloquean PD1
o PDL1 son probablemente una nueva referencia para la actividad antitumoral en inmunoterapia. Un hallazgo interesante es que los pacientes con
cáncer de colon y cáncer pancreático no presentan respuestas tumorales
después de recibir anticuerpos anti PD1 y anti-PDL1. Esto es probablemente debido a que la activación inmune antitumoral inducida por estos
anticuerpos no es un suceso al azar, sino que está guiado por mecanismos
moleculares relacionados con características histológicas o vías señalizadoras oncogénicas del tumor o factores inducidos dentro del microambiente
tumoral. Conocer la selectividad tumoral de anticuerpos antagonistas de
PD1 o PDL1 ha de proporcionar una gran oportunidad para la selección de
pacientes en base a marcadores tumorales. La clave de este conocimiento
es el estudio de la expresión de los ligandos de PD1, PDL1 y PDL2 en el
microambiente tumoral. La expresión de PDL1 puede seleccionar los pacientes con una mejor respuesta a los inhibidores PD1.
La frontera siguiente en el tratamiento del cáncer requiere encontrar
la forma de inducir una alta frecuencia de respuesta tumoral duradera, en
base a marcadores seleccionables para personalizar terapias. La inhibición
de PD1 puede conseguir estas expectativas en cánceres seleccionados. El
sistema inmune tiene memoria, así que una vez que el sistema se activa
convenientemente puede mediar una respuesta tumoral duradera, como se
ha demostrado en procesos clínicos con elevadas dosis de anticuerpos IL-2
y CTLA4. La duración de la respuesta tumoral a antígenos anti PD1 y anti
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
PDL1 en una gran mayoría de pacientes que tenían regresiones tumorales,
predice que estos anticuerpos desencadenan una memoria de respuesta inmune al cáncer. El bloqueo de PD1, con una reducción de sus efectos tóxicos y la capacidad potencial de seleccionar pacientes que tienen un elevada
probabilidad de respuesta tumoral, puede conseguir mejores efectos en el
tratamiento del cáncer.
ANTICUERPOS MONOCLONALES CD40 AGONISTAS
Los recientes éxitos en la inmunoterapia del cáncer han reforzado la hipótesis de que el sistema inmune puede controlar muchos casos produciendo
respuestas duraderas de una manera no detectada con otros fármacos. Los
anticuerpos monoclonales agonistas CD40 (mAB) ofrecen una nueva opción
terapéutica que tiene el potencial de generar inmunidad frente al cáncer por
varios mecanismos. CD40 es un miembro de la superfamilia TNF de receptores, que se expresa ampliamente en células presentadoras de antígeno, tales
como las células dendríticas, células B y monocitos, como también en muchas
células no inmunes y en una variedad de tumores. El CD40 mAB agonista se
ha demostrado que activa las APC, promueve la respuesta antitumoral de las
células T y proporciona que las células mieloides citotóxicas tengan el potencial de controlar el cáncer en ausencia de la inmunidad de las células T. Así, el
CD40 mAB agonista es fundamentalmente diferente del mAB que bloquea
el punto de control inmune negativo, tal como anti CTLA4 o anti PD1. Las
pruebas clínicas iniciales del CD40 mAB agonista han mostrado resultados
muy prometedores en ausencia de toxicidad en estudios con el agente solo o
en combinación con quimioterapia. Sin embargo, numerosas cuestiones necesitan respuesta acerca de la dosis, ruta de administración y formulación.
Los recientes resultados obtenidos acerca del papel que juega el isotipo IgG
y el receptor Fc gamma (FcȖR) en el entrecruzamiento del mAB, junto con
los de los mecanismos de acción, particularmente con referencia al papel de
las células mieloides, son una prueba que puede ayudar a diseñar la próxima
generación de reactivos CD40 agonistas con mayor eficacia.
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CONCLUSIONES
La inmunoterapia del cáncer intenta aprovechar el poder y especificidad
del sistema inmune para tratar los tumores. La identificación de antígenos
específicos del cáncer humano ha permitido el desarrollo de la inmunoterapia antígeno-específica. En un caso, células T específicas de antígenos
autólogos se expanden ex vivo y después se re-inyectan en pacientes. Otro
caso es a través de la vacunación, que es, la provisión de un antígeno junto a
un adyuvante para generar células T terapéuticas in vivo. Debido a sus propiedades, las células dendríticas se denominan a menudo adyuvantes “naturales” y así han llegado a ser los agentes naturales para el envío de antígenos.
Después de cuatro décadas de investigación está ahora más claro que las
células dendríticas son el centro del sistema inmune debido a su capacidad
para controlar la tolerancia inmune y la inmunidad. Así, las células dendríticas son un objetivo esencial en los esfuerzos para generar la terapéutica
inmune contra el cáncer.
El concepto de vigilancia inmune propone que el clon de células transformadas sea reconocido y destruido por el sistema inmune, antes de que
dichas células formen el tumor. Sin embargo, se ha observado que el sistema inmune no reacciona ante muchos tipos de tumor. La mayoría de los
antígenos tumorales son débilmente inmunogénicos y las funciones inmunes, tales como la respuesta de las células T específica del antígeno, iniciada
por las APC profesionales y la regulación inmune mediada por las células T
reguladoras, no funcionan adecuadamente, y esto conduce al crecimiento
del tumor.
No hay nada mejor que un éxito clínico para abrir una nueva área de
investigación. El que la FDA haya aprobado la terapia anti-CTLA4, ha conducido a un rápida movilización de los expertos en inmunología que emiten
numerosos informes sobre los datos clínicos preliminares para la terapia
anti-PD1, sobre la potencial actividad antitumoral del sistema inmune de
un paciente, una vez que los frenos han sido liberados.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
El campo de la inmunoterapia del cáncer ha tenido muchos altos y bajos
desde las toxinas del Coley y las miriadas de procedimientos en desarrollo
en la actualidad. La inmunoterapia del cáncer se encuentra en un momento
definitivo transitorio desde lo experimental al tratamiento clínico. Sin embargo, críticas en esta transición es la necesidad de conocer cómo utilizar
las herramientas terapéuticas disponibles para tratar de manera óptima los
pacientes. Por ejemplo, se ha comprobado que la terapia con vacunas puede
prolongar la supervivencia en algunos pacientes con enfermedad avanzada,
aunque la mayoría de datos sugieren que las vacunas son más efectivas en
pacientes es etapas tempranas de la enfermedad con baja carga tumoral.
Por el contrario, la ACT ha producido espectaculares respuestas en pacientes con cargas tumorales masivas, pero la ACT es muy costosa en economía
y tiempo y requiere unos regímenes que ponen al paciente en riesgo de
infecciones oportunistas. Por tanto, no hay una inmunnoterapia universal
apropiada para todos los pacientes. Se necesita determinar la combinación
correcta de vacunas, inmunomodulación con ACT y terapias convencionales para cada paciente. Entretanto, la tarea es importante, y se espera que
en un futuro cercano, el uso de la inmunoterapia sea el tratamiento de éxito
del cáncer.
ABREVIATURAS
APC, célula presentadora de antígenos (antigen presnting cells).
ATC, terapia celular adoptiva.
B71, molécula coestimuladora (CD80).
B72, molécula coestimuladora (CD86).
CD80/86, molécula coestimuladora.
cDNA, DNA complementario.
CAR, receptores de antígenos quiméricos.
CLL, leucemia crónica linfocitaria.
CTL, célula T citolítica o Tc.
CTLA-4, antígeno 4 citotóxico asociado al linfocito T.
DNA, ácido desoxirribonucleico.
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EGF, factor de crecimiento eidérmico.
EGFR, receptor del factor de crecimiento epidérmico.
ELISA, ensayo por inmunoabsorción acoplado a enzimas.
FDA, Food and drug administration.
GM-CSF, factor de crecimiento de colonias granulocitos y macrófagos.
H2O2, peróxido de hidrógeno.
HAT (medio), hipoxantina, aminopterina y timidina.
HER2, receptor del factor de crecimiento epidérmico 2 humano.
HGPRT, hipoxatina guanina fosforibosil transferasa.
ICAM, molécula de adhesión endotelial.
IFN, interferón.
Ig, inmunoglobulina.
IL, interleuquina.
IMPACT, tratamiento inmunoterapéutico del adenocarcinoma de próstata.
LFA-3, molécula coestimuladora.
MAPK, proteína quinasa activada por mitógenos.
M-CSF, factor de crecimiento de colonias de monocitos.
MDSC, células supresoras derivadas de mieloide.
MHC, complejo principal de histocompatibilidad.
NK, naturales asesinas, (células).
NO2, óxido nítroso.
O2.-, radical superóxido.
PAP, proteína de fusión.
PD-1, receptor de muerte programada-1.
PD-1L, ligando de PD-1.
PROSTVAC, vacuna del cáncer de próstata.
PSA, antígeno específico de la próstata.
RNA, ácido ribonucleico.
TCR, receptor de los linfocitos T.
TIL, tumor inÀltrating lymphocytes.
TK, timidina, quinasa.
TNF, factor de necrosis tumoral.
TRICIM, triada de moléculas coestimuladoras.
VEGF, factor de crecimiento vascular epitelial.
144 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
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CAPÍTULO
5 Estallido respiratorio de
los fagocitos
INTRODUCCIÓN
La respuesta inmune innata representa una estrategia defensiva del organismo utilizada para hacer frente a una gran variedad de microorganismos
patógenos (bacterias, virus, hongos y parásitos). La activación del sistema
inmune innato da lugar a una respuesta inflamatoria esencial para el control
rápido de las infecciones. Los leucocitos fagocíticos, componentes esenciales del sistema inmune innato, que han surgido para responder rápidamente
a la presencia de agentes invasores, son críticos en estos procesos por su
capacidad de atrapar y destruir los microorganismos. Entre estos leucocitos se incluyen los siguientes: neutrófilos (polimorfonucleares, PMN),
monocitos, macrófagos y células dendríticas, aunque la vía fagocítica de
estas células muestra notables diferencias comparada con las de macrófagos
y neutrófilos. La actividad de la NADPH-oxidasa fagocítica constituye un
mecanismo muy conservado a través de las especies, que genera especies
reactivas de oxígeno. Este sistema, responsable del denominado estallido respiratorio (respiratory burst) de los fagocitos, es una fuente endógena
importante de radical superóxido y está constituido por varias proteínas
distribuidas entre el citoplasma y la membrana plasmática. Durante la activación leucocitaria los componentes ubicados en el citosol, tienen que
emigrar a la membrana plasmática, que es donde se verifica el ensamblaje
del complejo funcional que conforma el sistema enzimático activo.
Los leucocitos polimorfonucleares (PMN) o neutrófilos (Figuras 1 y 2)
se encuentran normalmente en la sangre (vida media 7 h), migran hacia
los tejidos y dedican su corta vida a la supervivencia. Sin embargo, en caso
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de infección, el periodo vital de estas células se incrementa y grandes cantidades de ellas son reclutadas rápidamente y dirigidas hacia el lugar de la
infección, donde actúan atrapando y destruyendo los patógenos invasores,
mediante la activación de la NADPH oxidasa y la consiguiente generación
de radical superóxido, especies reactivas del oxígeno derivadas y enzimas proteolíticas. La importancia fisiopatológica de la NADPH fagocítica
está demostrada porque su carencia o alteración conduce a la enfermedad
granulomatosa crónica (CGD), caracterizada por defectos genéticos en los
componentes esenciales de este sistema, que constituyen una amenaza para
la vida. Los pacientes con CGD padecen frecuentes infecciones severas y
recurrentes y sus tejidos se infiltran de granulomas, estructuras formadas
por la inclusión de neutrófilos, monocitos y macrófagos, que han fagocitado bacterias que son incapaces de destruir.
La NADPH-oxidasa fagocítica es un complejo enzimático asociado a
membrana, que cuando se activa, cataliza la transferencia de electrones desde el NADPH intracelular hacia el O2, situado en el espacio fagolisosómico,
con la formación de radical superóxido. El radical superóxido se convierte
rápidamente en peróxido de hidrógeno, radical hidroxilo y ácido hipocloroso. Estos, junto a los derivados reactivos del nitrógeno y a los enzimas
proteolíticos de los gránulos, constituyen el mecanismo fundamental de
respuesta del sistema inmune innato, para la destrucción de los agentes
patógenos. Otras células no fagocíticas, como los linfocitos B, expresan
también este sistema enzimático y generan radical superóxido.
FAGOCITOS Y FAGOCITOSIS
Los fagocitos son aquellos leucocitos que protegen el organismo al fagocitar partículas extrañas de patógenos, tales como micoorganismos y también
productos de la muerte de las propias células. El nombre fagocito procede del
griego (fago, devorar y cito, célula). Son esenciales para la lucha contra las
infecciones y forman parte de la inmunidad innata. Existen en todo el reino
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
animal y están altamente desarrollados en los vertebrados. Un litro de sangre
humana contiene unos seis mil millones de fagocitos. Fueron descubiertos en
1882 por Ilia Mechnikoff, científico ukranino que obtuvo el Premio Nobel en
1908 por este descubrimiento. Los fagocitos están ampliamente distribuidos
en la naturaleza, de tal manera que algunas amebas, células primitivas en la
evolución de la vida, se comportan como macrófagos.
Los fagocitos considerados “profesionales” por su efectividad en la fagocitosis son los neutrófilos (polimorfonucleares), monocitos, macrófagos y
células dendríticas. Los fagocitos profesionales poseen receptores en su superficie que detectan los patógenos foráneos que en condiciones normales
no se encuentran en el organismo. La actividad fagocítica de estas células
es crucial para la lucha contra las infecciones y mantener los tejidos sanos.
Las células dendríticas muestran actividad fagocítica en estados inmaduros.
La fagocitosis es un mecanismo básico de defensa presente en la mayoría
de las especies. En los mamíferos está a cargo de las células especializadas
antes citadas. Entre ellas los neutrófilos polimorfonucleares son los más
activos en su capacidad fagocítica y destructora de los patógenos. Son células sanguíneas circulantes que se ponen en contacto con el material a
fagocitar a través de la respuesta inflamatoria. Los macrófagos provienen
de monocitos circulantes o bien están distribuidos estratégicamente en los
tejidos. Ambos presentan diferencias en su poder fagocítico. Los polimorfonucleares neutrófilos son especialmente efectivos durante el inicio de infecciones por bacterias extracelulares gram positivas y gram negativas. Los
macrófagos participan en etapas más tardías de la inflamación fagocitando
bacterias y restos celulares. Son importantes en la defensa ante bacterias
intracelulares y generalmente actúan en concomitancia con respuestas inmunes adaptativas.
La fagocitosis por neutrófilos polimorfonucleares (PMN) se inicia a raíz
del contacto de esta célula con factores quimiotácticos endógenos o elaborados por los microorganismos. Esta unión permite la migración direccional
del fagocito hacia el agente injuriante y activa el metabolismo oxidativo
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celular. El reconocimiento y contacto con material a ser fagocitado está
mediado por opsoninas que pueden ser anticuerpos o el fragmento C3b del
complemento. La unión de la opsonina con la membrana celular desencadena la formación de vacuolas fagocíticas y activa la enzima NADPH oxidasa, la cual comienza a generar radicales libres de oxígeno, tales como anión
superóxido, ion hidroxilo y peróxido de hidrógeno. Esto sucede cuando se
ha formado el fagosoma. Posteriormente, se produce la fusión del fagosoma con lisosomas celulares constituyéndose el fagolisosoma. Los lisosomas
vierten su contenido en el fagosoma, y aportan mieloperoxidasa que genera
hipoclorito a partir del peróxido de hidrógeno. El anión superóxido, el
ion hidroxilo, el peróxido de hidrógeno y el hipoclorito son parte de los
mecanismos bactericidas oxígeno-dependientes. Actúan sobre la membrana bacteriana produciendo peroxidación de lípidos, rotura de proteínas de
membrana y de uniones disulfuro entre ellas y formación de uniones cruzadas entre lípidos. Los gránulos específicos de los polimorfonucleares aportan también diversas proteínas con capacidad bacteriostática y bactericida.
Entre las primeras se encuentran la lisozima que ataca la mureína de la pared
bacteriana y la lactoferrina que priva a las bacterias de un elemento esencial
para su vida cual es el hierro. Los gránulos aportan proteínas catiónicas microbicidas, que rompen la membrana externa de bacterias gram-negativas.
Además, vierten al fagosoma las enzimas proteolíticas catepsina G y elastasa
así como la lisozima. Este grupo de elementos microbicidas conforman los
mecanismos bactericidas oxígeno-independientes. Finalmente, las enzimas
hidrolíticas de los lisosomas digieren a los microrganismos muertos. Durante la fagocitosis se produce frecuentemente liberación de enzimas lisosómicas tales como las proteasas neutras que contribuyen a la fluidificación
de la matriz extracelular. Asimismo aporta mediadores químicos de la inflamación tales como las proteínas catiónicas. Estos mediadores aumentan
la permeabilidad vascular en forma directa o induciendo la liberación de
histamina en la célula cebada. También tienen actividad quimiotáctica para
los monocitos e inhiben el movimiento de otros neutrófilos y eosinófilos.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
La fagocitosis por macrófagos es similar a la descrita para neutrófilos
polimorfonucleares difiriendo de esta en que carecen de mieloperoxidasa.
A diferencia de los polimorfonucleares, los macrófagos cumplen una labor
fundamental en la respuesta inmune adaptativa al ser células presentadoras
de antígeno.
Durante una infección, la señalización con citoquinas y quimioquinas es
un mecanismo que avisa y atrae a los fagocitos al lugar donde los patógenos han invadido el organismo. La generación de estos agentes químicos se
desencadena a partir de las propias células o a partir de otros fagocitos ya
presentes. Los fagocitos acuden a esta llamada por medio de la quimiotaxis,
y entran en contacto con los patógenos mediante receptores existentes en
la superficie celular. A continuación el patógeno es fagocitado e incluido en
una vacuola fagocítica que se une a un lisosoma dando lugar a un fagolisosoma donde se destruye al patógeno mediante la acción lítica de oxidantes
producidos por la NADPH oxidasa y proteasas procedentes de los gránulos
existentes en el citoplasma del fagocito (Figura 3). Los macrófagos y células
dendríticas pueden posteriormente participar en la presentación de los antígenos, péptidos producto de la degradación de los patógenos, un proceso
en el cual el fagocito mueve parte del material ingerido y lo devuelve a la
superficie, unido al complejo principal de histocompatibilidad (MHC). El
complejo MHC/péptido antigénico se pone en contacto con otras células
del sistema inmune. Algunos fagocitos viajan a los nódulos linfáticos y es allí
donde transfieren el material producto del patógeno, a los linfocitos.
SISTEMA NADPH OXIDASA FAGOCÍTICO
La presencia de oxígeno es un requisito vital para que los fagocitos puedan destruir y digerir los agentes patógenos, pero no es necesaria para la
fagocitosis misma. Desde hace casi cincuenta años, el estallido respiratorio
catalizado por la NADPH oxidasa, proceso en el que se consumen cantidades considerables de oxígeno, ha fascinado a muchos investigadores.
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Fue en 1959 cuando Sbarra y Karnosky, que se encontraban investigando
la fagocitosis del bacilo de la tuberculosis por neutrófilos, encontraron un
súbito incremento en el consumo de oxígeno por estas células, el cual era
resistente a inhibidores específicos de la cadena mitocondrial, tales como
la azida sódica y el cianuro. También observaron que este consumo de oxígeno no coincidía con la respiración mitocondrial, por lo que supusieron
que este fenómeno debería encontrarse involucrado en algún otro proceso
diferente al de la producción de energía. Posteriormente se aclaró que su
misión era destruir microorganismos mediante la oxidación de un sustrato
suministrado por la glucolisis. El sustrato natural de esta oxidasa fue un
tema de considerable especulación y por fin se llegó a descubrir que se trataba del equivalente reductor NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido
fosfato), producto de la oxidación de la glucosa por el ciclo de los fosfatos
de pentosa. Estos autores denominaron a este sistema “NADPH oxidasa”.
Los PMN o neutrófilos adquieren la capacidad de producir especies activas de oxígeno cuando experimentan la activación por una serie de estímulos proinflamatorios. Este proceso se caracteriza por un aumento súbito
del consumo de oxígeno no asociado al transporte electrónico mitocondrial, catalizado por el sistema NADPH-oxidasa y denominado “estallido
respiratorio”. La producción “explosiva” de radical superóxido en respuesta a estímulos externos es una propiedad característica de estos fagocitos
profesionales, que es utilizada por las células para destruir bacterias y se
encuentra implicada en la respuesta inflamatoria.
Por tanto, los neutrófilos juegan un papel esencial en la defensa innata del
organismo frente a agentes patógenos, actuando como mediadores primarios
de la respuesta inflamatoria. Para defender al organismo, estas células utilizan
una amplia variedad de productos microbicidas, tales como oxidantes, péptidos, enzimas líticos, etc. La generación de agentes oxidantes por el complejo
multiproteico NADPH oxidasa, antes mencionado, cataliza la transferencia
de electrones desde el NADPH al O2, con la simultánea producción de radical superóxido (O2.-). Durante la activación de la oxidasa, diversas proteínas
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
citosólicas se traslocan a la membrana plasmática que rodea al fagolisosoma,
donde se asocian a otro complejo unido a membrana el flavocitocromo b558.
Este proceso se encuentra estrictamente regulado e implica fosforilaciones,
traslocación y múltiples cambios conformacionales.
Figura 1.0XHVWUDGHVDQJUHGRQGHDSDUHFHXQQHXWUyÀORSROLPRUIRQXFOHDU301URGHDGR
de eritrocitos.
Figura 2.)RWRJUDItDGHXQQHXWUyÀORIDJRFLWDQGREDFLORVGHODQWUD[QDUDQMDREWHQLGDSRU
PLFURVFRStDHOHFWUyQLFDGHEDUULGRZLNLSHGLDRUJZLNLSKDJRF\WHV
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El producto de la reacción enzimática catalizada por la NADPH oxidasa,
se identificó al principio como peróxido de hidrógeno (H2O2) por su capacidad para oxidar el formato. Posteriormente Babior, Kipnes y Curnutte
en 1973, demostraron que el H2O2 procedía de la dismutación del radical
superóxido. Cuando los neutrófilos fagocitan partículas, el anión superóxido
se produce en aquella región de la membrana plasmática en contacto directo con la partícula. Después ha de transcurrir un período (fase “lag”), que
proporciona al fagocito el tiempo requerido para la formación y cierre de la
vacuola que impide la salida al exterior de las especies de oxígeno formadas.
Al descubrirse que las especies reactivas de oxígeno (ROS) se producían en
grandes cantidades en la vacuola fagocítica (Figura 3), se responsabilizó a
estos radicales de la destrucción del microorganismo. Sin embargo, tanto el
radical superóxido como el peróxido de hidrógeno son relativamente poco
reactivos, de manera que hubo que buscar otras explicaciones y profundizar en estas reacciones. Así, se llegó a la conclusión que el contenido de los
gránulos citoplasmáticos, presentes en los fagocitos, debían jugar también
un papel importante. Se observó que los citoplastos, cuerpos enucleados sin
gránulos, fagocitaban las bacterias y producían un estallido respiratorio normal, pero destruían las bacterias con muy poca eficiencia. Esto indicaba que
los componentes de los gránulos, aunque eran requeridos en este proceso, su
actividad no era lo que se esperaba. Posteriormente se detectó que uno de los
principales constituyentes de los gránulos era la mieloperoxidasa, enzima que
utiliza el H2O2 para oxidar los haluros y convertirlos en compuestos reactivos
tóxicos, como el OHCl y las cloraminas. Sin embargo, se observó que en
casos de deficiencia en mieloperoxidasa, la destrucción de los patógenos microbianos no resultaba abiertamente defectuosa, por tanto, tenían que estar
necesariamente implicados otros factores en el estallido respiratorio y en la
destrucción de las proteínas de los agentes patógenos. La explicación apareció por fin y resultó ser notablemente simple: el bombeo hacia el interior de
la vacuola de concentraciones milimolares de electrones, no acompañada de
protones, originaba el consumo de iones de hidrógeno en el lumen de dicha
vacuola, con la consiguiente elevación del pH. Se observó también que el
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
contenido de los gránulos se mantenía en estado inactivo a pH 5.0, pero se
activaba cuando se exponía al medio relativamente alcalino de la vacuola.
Figura 3. Esquema que muestra un fagocito atrapando un microorganismo en la vacuola faJRFtWLFD/D1$'3+R[LGDVDVHDFWLYDVHOHFWLYDPHQWHHQODPHPEUDQDGHODYDFXROD\JHQHUD
O2.- y H2O2 en el lúmen de la vacuola. Otros enzimas se liberan en la vacuola por desgranulación de los gránulos citoplasmático.
Está claro que los fagocitos circulantes y los macrófagos residentes en los
tejidos, son capaces de generar cantidades sustanciales de radical superóxido,
pero en este aspecto los neutrófilos, son los más activos puesto que llegan a
producir hasta 100 nmoles de radical superóxido por millón de células, cuando se estimulan con 10 ng del éster de forbol 12 miristato 13 acetato (PMA).
En fagocitos quiescentes, la NADPH oxidasa no es activa, pero adquiere actividad catalítica cuando las células se estimulan con agentes apropiados. El
estímulo fisiológico de la NADPH oxidasa en fagocitos incluye la fagocitosis
de bacterias u otras partículas opsonizadas, complejos inmunes, citoquinas
tales como el factor de necrosis tumoral (TNF), la linfotoxina, el interferón Ȗ,
péptidos quimiotácticos como el producto C5a de la rotura del complemento
y los péptidos N-formilados derivados de bacterias. Estímulos no fisiológicos
muy potentes son el éster de forbol (PMA) activador de la proteína quinasa C
y el agente activador de las proteínas G (AIF3).
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La NADPH oxidasa, responsable del estallido respiratorio de los fagocitos,
genera el radical superóxido como producto primario, el cual en sí mismo es
un oxidante débil. Sin embargo, en una serie de reacciones posteriores, este
radical es el origen de oxidantes más potentes, tales como: peróxido de hidrógeno (H2O2), vía dismutación espontánea o catalizada enzimáticamente por
las superóxido dismutasas; radical hidroxilo (·OH) por reacción del O2.- con
el H2O2, en presencia de hierro bivalente (reacción de Fenton), e; hipohaluros,
como el ácido hipocloroso (OHCl), generado al reaccionar el anión Cl- con el
H2O2, mediante la acción catalítica de la mieloperoxidasa. Estos hipohaluros
al reaccionar con el H2O2, generan oxígeno singlete (1O2), una forma excitada del oxígeno molecular que presenta gran reactividad.
De esta manera la NADPH oxidasa fagocítica juega un papel crítico en
la producción de un grupo complejo de especies reactivas de oxígeno, que
van a jugar un papel directo o indirecto en la destrucción de microbios,
particularmente frente a las bacterias y hongos catalasa positivos. Los fagocitos cuentan también con otros recursos, como el óxido nítrico (NO·) y
otros no oxidativos, como proteasas y péptidos bactericidas procedentes de
los gránulos. Por último, la interacción del NO· con el O2.- origina peroxinitrito (ONOO·), agente que se descompone en radical nitroso y radical
hidroxilo (·OH), siendo este último mucho más potente que los anteriores.
COMPONENTES DEL SISTEMA NADPH OXIDASA
La mayor parte del conocimiento actual de la NADPH oxidasa se ha conseguido estudiando los diferentes subgrupos de pacientes con enfermedad
granulomatosa crónica, donde este complejo enzimático es genéticamente
defectuoso. Analizando los fagocitos de tales pacientes, se han descubierto los componentes clásicos de este sistema. Estos son: la glicoproteína
gp91phox y los polipéptidos p22phox, p67phox, p47phox y p40phox. El flavocitocromo b558 forma el complejo asociado a membrana, que está formado por
una molécula de gp91phox y otra de p22phox. Estas proteínas phox (phagocyte
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
oxidase), están muy conservadas a través de las especies, lo que confirma su
requerimiento en la defensa. Los polipéptidos p67phox, p47phox y p40phox se
encuentran en el citoplasma. Otros dos componentes, relacionados estructuralmente con el producto del encogen ras, Ras2 y Rap1A, se encuentran
también en el citoplasma y participan en la activación de este sistema.
Flavocitocromo b558
Es el componente redox de la NADPH oxidasa, sistema de transferencia
electrónica que genera el radical superóxido. Es un heterodímero Į, -ȕ, tipo
ȕ o un hetero-oligómero Į, -ȕ, tipo ȕ, que se localiza en la membrana de los
gránulos específicos (90 %) y en la membrana plasmática (10 %), cuando el
PMN está en reposo. Después de la activación, el flavocitocromo b558 emigra
desde la membrana de los gránulos específicos hacia la membrana plasmática
o la de los fagolisomas. Está compuesto por 2 subunidades diferentes: una
glicoproteína de 91 kDa (gp91phox) y otra proteína no glicosilada de 22 kDa
(p22phox). La subunidad mayor se sintetiza originalmente como una proteína de 65 kDa, pero la N-glicosilación en los residuos de tres aminoácidos
131, 148 y 239, la hace mostrarse como una banda difusa de 91 kDa en
geles SDS. Contiene una región de homología con la región de unión al
NADPH de varias flavoenzimas, incluyendo la citocromo P-450 reductasa
y la ferredoxina-NADP+ reductasa, y también muestra homología con el
sitio de unión al FAD de varias deshidrogenasas flavoproteicas. El complejo
flavocitocromo b558 es, por tanto, una flavoproteína que contiene 2 grupos
hemo por cada FAD, siendo la subunidad gp91phox la que posee los sitios de
unión para el FAD y el NADPH. De acuerdo con este modelo, el terminalN muy hidrofóbico de gp91phox atraviesa la membrana plasmática al menos
cinco veces. Esta región es la que contiene los dos grupos hemo, que parecen
descansar en una disposición transmembrana. La localización exacta de los
grupos hemo asociados al flavocitocromo b558 ha sido difícil de determinar y
hoy en día aún se discute. La Figura 4 muestra dos modelos propuestos. El
modelo de hemo compartido, en el que uno de estos grupos está coordinado
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en gp91phox y el otro está coordinado y compartido entre gp91phox y el residuo histidina de p22phox. El modelo alternativo en el que los dos grupos hemo
se encuentran entre los dominios transmembrana III y V de gp91phox y
coordinados por los residuos de histidina 101, 115, 209 y 222.
La subunidad pequeña, p22phox,
del flavocitocromo b558, contiene
dos secuencias ricas en prolina
en la región C-terminal, una de
las cuales es similar a la secuencia consenso para la unión de las
regiones SH3. Este dominio se
une a un dominio SH3 de p47phox.
En el modelo estructural, la secuencia contiene también un terminal-N hidrofóbico que cruza la
membrana. Esta subunidad posee
una sola histidina, conservada
durante la evolución, que coopera con la subunidad gp91phox Figura 4. Modelos propuestos que muestran
para formar uno de los sitios de OD HVWUXFWXUD GHO ÁDYRFLWRFURPR E , con
sus dominios transmembrana y la ubicación
unión a los grupos hemo. Esta GHORVJUXSRVKHPR$0RGHORGHJUXSRV
compartidos en el que uno de ellos se
disposición coloca al C-terminal hemo
encuentra ubicado entre los dominios transrico en prolina, en el lado cito- PHPEUDQD,,,\9GHJS [URPEROLVR\
sólico de la membrana donde yHORWURFRPSDUWLGRSRUGRPLQLRVGHJS
p22 % 0RGHOR GH JUXSRV KHPR QR
puede interaccionar con p47phox. compartidos en el que ambos grupos hemos
ubican entre los dominios transmembrana
El flavocitocromo b558 se consi- se
,,, \ 9 GH JS < VLWLRV GH JOLFRVLODFLyQ
dera el componente central de 4XLQQ\*DXVVPRGLÀFDGR
la NADPH-oxidasa, pues contiene todos los elementos que le permiten
transportar los electrones desde el NADPH hasta el O2 (Figura 4).
p47 phox: Segal y Abo observaron que los neutrófilos de pacientes con CGD
autosómica recesiva, eran incapaces de fosforilar una proteína de 44 kDa
pho
SKR[
SKR[
SKR[
158 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
relacionada con la oxidasa. Así se identificó la proteína p47phox que se denominó factor citosólico neutrofílico (NCF1). Esta proteína, se localiza en el
citosol en forma libre o formando un complejo de 240 kDa con los otros 2
componentes citosólicos, p67phox y p40phox, y es la responsable del transporte
del complejo a la membrana durante la activación. La proteína 47phox es el
primer componente citosólico que interacciona con el flavocitocromo b558
durante el ensamblaje. Es una proteína con un fuerte componente básico,
poseedora de una región catiónica con múltiples sitios de fosforilación (residuos 314-347). Esta proteína contiene dos dominios SH3 (homología Src,
en aa 163-211 y 227-281), una región C-terminal rica en prolina (aa 360371) y una homología N-terminal phox (PX) (aa 4-125). Esta última juega
un papel importante en la unión a fosfoinositoles (Figura 5).
En respuesta a la estimulación celular, la proteína p47phox se fosforila in
vivo en múltiples residuos serina situados en la región C-terminal. La fosforilación es la señal de activación de la oxidasa, aunque puede estar implicada también la fosforilación de los otros dos componentes (p67phox y
p40phox). La desfosforilación inactiva al complejo. La fosforilación de p47phox
produce un cambio conformacional en la proteína, que neutraliza el dominio catiónico autoinhibidor y deja al descubierto los dominios SH3 y PX,
necesarios para facilitar la unión con los otros componentes del complejo
(Figura 5). La fosforilación está catalizada por quinasas. Se han propuesto
un número de quinasas que participan en la fosforilación de p47phox: PKC,
p38, MAPK, ERK, Atk, etc.
Los dominios SH3 se unen a la secuencia rica en prolina situada en el
C-terminal de p22phox. El segundo SH3 se une a una región rica en prolina,
cerca del centro de la molécula de p67phox. Las interacciones SH3 con las
regiones ricas en prolina son importantes, pero no son el único determinante de las interacciones proteína-proteína entre los componentes de la
NADPH oxidasa. Se ha observado que la activación de la NADPH fagocítica requiere la interacción del dominio SH3 de p47phox con la subunidad
pequeña del heterodímero catalítico el flavocitocromo b558. El tandem SH3
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se une a una corta región rica en prolina de p22phox (aa 151-160). También
se ha observado que una región C-terminal de p22phox (aa 161-164) adopta
una configuración helicoidal Į que participa en la actividad fortaleciendo la
asociación de los dominios SH3 de p47 phox.
Por tanto, la proteína p47phox es una proteína adaptadora-reguladora que
proporciona una plataforma para el ensamblaje del sistema enzimático funcional en la cara citoplasmática del flavocitocromo b558. Actúa a modo de
interruptor que desencadena la fosforilación de la proteína, lo cual va a originar un cambio conformacional, que expone los motivos escondidos SH3,
la región rica en prolina y el dominio PX, y media las interacciones con el
flavocitocromo b558 y la p67phox.
A pesar de todas estas misiones de la proteína p47phox aún se discute su
papel esencial para la función de la NADPH oxidasa. Funcionalmente, el
efecto de p47phox es el de incrementar 100 veces la unión con p67phox y 50
veces la unión con Rac, sin participar directamente en la actividad de la
NADPH oxidasa. Por tanto, el efecto regulador directo de esta actividad
oxidasa tiene que estar en Rac o en p67phox.
NH2
PX
3
SH3
Fosforilación
Dominios
descubiertos
SH3
+
++
3
SH
SH
P
P
P
+++
Dominio rico
en prolina
NH2
PX
Figura 5. &DPELR FRQIRUPDFLRQDO HQ OD SSKR[ inducido por fosforilación, que pone al
descubierto dominios de enlace. La fosforilación ayuda a neutralizar las cargas catiónicas
HQHOGRPLQLRDXWRLQKLELGRU__/DH[SRVLFLyQGHORVGRPLQLRV6+KRPRORJtD6UF\3;
KRPRORJtD17HUPLQDOSKR[SHUPLWHODLQWHUDFFLyQFRQRWUDVSURWHtQDV/DUHJLyQULFDHQ
SUROLQDHQODUHJLyQ&WHUPLQDOVHXQHDSSKR[4XLQQ\*DXVVPRGLÀFDGR
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
p67phox: De la misma manera que p47phox, la proteíns p67phox se identificó como factor citosólico 2 (NCF2) en neutrófilos de pacientes con CGD
autosómica recesiva. Esta proteína se encuentra en el citosol formando
parte del complejo de 240 kDa cuando el leucocito está en reposo. Comparte la unión al NADPH con gp91phox. La proteína p67phox contiene una
región central rica en prolina (aa 219-231), seguida de un dominio SH3
(aa 245-295), con un segundo SH3 en la región C-terminal (aa 458-517)
y 4 motivos TPR en la región N-terminal (aa 6-154). p67phox se une a
p47phox vía una interacción cola-cola, utilizando el dominio SH3 cercano
al C-terminal, que se une a la secuencia rica en prolina en el C-terminal
de p47phox (Figura 6). Además, el segundo dominio SH3 de p47phox se une
a la región rica en prolina de p67phox. La mitad N-terminal de p67phox contiene una región de enlace para Rac, ya que la porción p67phox (aa 1-198)
se une a Rac con la misma afinidad que lo hiciera la p67phox completa. La
localización exacta del sitio de unión de Rac se desconoce y la secuencia
en esta región no corresponde a otros sitios de unión a Rac conocidos de
otras proteínas. No se conoce otra función para p67phox que la de unirse a
p47phox y a Rac. En ausencia de p47phox, p67phox no puede ensamblarse con
la NADPH oxidasa, lo que demuestra que p47phox ejerce la función adaptadora, antes citada, para la unión de p67phox. Se ha observado que existe
una correspondencia de efectos entre p67phox y p47phox, lo que indica la
existencia de mutuas facilidades para la unión de estos dos componentes
citosólicos. p67phox es el factor limitante citosólico, ya que se encuentra
en proporción dos o tres veces menor que p47phox, demostrando con ello
que la mayor parte de p67phox se encuentra formando complejo.
También se ha mencionado que p67phox participa en la unión al NADPH.
La NADPH oxidasa contiene dos sitios de unión al NADPH, uno de baja
afinidad en la gp91phox y otro de elevada afinidad en p67phox. Se ha demostrado que p67phox se une al NADPH vía los dominios TPR y puede catalizar la
deshidrogenación de los nucleótidos de piridina. La interacción de p67phox y
Rac parece estar mediada por unión de Rac al N-terminal de p67phox (1-200).
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Cuatro motivos en serie de TPR son los que median la unión de Rac a p67phox.
La fosforilación de p67phox se verifica por vías dependientes e independientes
de la PKC en la Treo 233.
A
SH3
PB
TPR
PC
p40phox
PX
SH3
SH3
SH3
p67phox
SH3
p47phox
PX
p40phox
PX
TPR
p67phox
SH
3
SH
3
B
3
SH
P
P
P
++
+
SH3
C PB
PX
p47phox
P
SH3
Figura 6.&DPELRFRQIRUPDFLRQDO$D%HQHOFRPSOHMRFLWRVyOLFRSSKR[SSKR[\SSKR[,
inducido por fosforilación, donde quedan al descubierto dominios de enlace que permiten
ODLQWHUDFFLyQFRQODVSURWHtQDVGHOFLWRFURPRE6+KRPRORJtDVUFFRQFDSDFLGDGSDUD
XQLUVH D UHJLRQHV ULFDV HQ SUROLQD 3; KRPRORJtD 1WHUPLQDO SKR[ LPSOLFDGD HQ OD XQLyQ
FRQOtSLGRVGHPHPEUDQD3%PRWLYRPRGXODU&WHUPLQDOFDSD]GHXQLUVHDSURWHtQDVTXH
FRQWHQJDQPRWLYRV3&3&GRPLQLR&WHUPLQDOLPSOLFDGDHQODXQLyQHQWUHSSKR[\SSKR[·
4XLQQ\*DXVVPRGLÀFDGR
40phox: Es el tercer componente del complejo citosólico. Se ha descrito
de forma reiterada que puede regular negativamente la actividad del complejo y se ha demostrado que en la activación sufre fosforilación que pudiera
explicar dicha acción. La proteína p40phox se caracterizó como componente
del complejo con p67phox y p47phox en el citosol de neutrofilos no activos.
Puede interaccionar con el dominio rico en prolina de la región C-terminal
de p47phox. Este componente emigra a la membrana celular después de la
activación, unida a p47phox y p67phox. En un sistema libre de células p40phox
162 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
no es esencial para la actividad oxidasa y se ha descrito que inhibe dicha
actividad. Puede ser que juegue un papel regulador o que ayude a mantener
los factores citosólicos en un estado inactivo.
Rac2: Es una proteína de unión al GTP que se encuentra en el citosol durante el reposo, unida a un factor de intercambio de nucleótidos de
guanina (Rho-GDI). Con la activación intercambia GDP por GTP, se disocia del factor Rho-GDI y se trasloca a la membrana plasmática de manera
simultánea e independiente del complejo de 240 kDa. Es esencial para la
activación del sistema y se cree que está conectada a las vías de señalización
tempranas. Desempeña además un importante papel en la quimiotaxis.
Rap1A: Es una proteína de la superfamilia Ras de proteínas de unión al
GTP. Se asocia estrechamente con el flavocitocromo b558 en la activación.
Puede activar la proteína quinasa C y participar así en la regulación del
complejo.
Rho-GDI: de la subfamilia Rho a la que pertenece Ras, está implicada
en le regulación de una gran cantidad de procesos celulares importantes.
La capacidad de Rac para estimular la producción de radical superóxido, se
basa en su conversión desde la forma inactiva, unida al GDP, a la forma activa, unida al GTP. La traslocación a la membrana requiere un intercambio
entre nucleótidos de guanina, por una proteína asociada a membrana, la
GEF (guanin nucleotide exchange factor), acompañado por su liberación desde
un complejo citosólico con la GDI (GDP dissociation inhibitor). Una propiedad común de todos los miembros de la subfamilia Rho, es su interacción
con el regulador negativo, la proteína GDI. El papel de Rho-GDI es mantener Rho/Rac en el citosol, distante de sus objetivos en la membrana,
enmascarando el grupo geranilo-geranilo y también en un estado inactivo
formando complejo con GDP. La asociación de Rac con GDI puede también inhibir la GAP (GTPase activating protein), que estimula la hidrólisis del
GTP por Ras. Mediadores lipídicos como los fosfoinositoles regulan la actina del citoesqueleto y conducen a la formación de un complejo Rho/RhoGDI en una conformación parcialmente abierta y ya preactivada.
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ENSAMBLAJE DEL SISTEMA NADPH-OXIDASA
El complejo multiproteico activo NADPH oxidasa necesita el ensambaje
de sus componentes esenciales. Muchos factores regulan este ensamblaje y
la actividad del complejo, para mantener el sistema altamente reactivo bajo
control espacial y temporal, en eventos antimicrobianos y proinflamatorios.
Tanto en el reposo como durante el ensamblaje se establecen interacciones
entre los diferentes componentes del sistema NADPH oxidasa (Figura 7). En
esto desempeñan un importante papel los dominios SH3, regiones homólogas a las regiones no catalíticas de la familia Src de tirosina quinasas, que tienen afinidad por los residuos de prolina. Existen tantos dominios SH3 como
regiones ricas en prolina, que facilitan las interacciones entre las proteínas del
complejo citosólico en el reposo y entre éstas y el flavocitocromo b558 en la
activación. En estado quiescente la proteína p47phox puede establecer este tipo
de interacciones de forma intracatenaria, lo que provoca el secuestro de la región catiónica de la molécula. Durante la activación esta interacción se rompe
y permite su unión a las regiones ricas en prolina de p22phox en la membrana.
Como las interacciones SH3 son poco específicas, se cree que su función es
la de alinear a las proteínas para el establecimiento de otras interacciones
(no SH3), de mayor especificidad. Estas últimas han sido identificadas, tanto
entre los componentes citosólicos, como entre éstos y el flavocitocromo b558.
Entre ellas se destacan 3 posibles interacciones entre gp91phox y p47phox. Se
supone que uno de estos sitios en gp91phox interactúa con la región catiónica
de p47phox cuando ésta se encuentra fosforilada.
En base a las diferentes interacciones identificadas entre los componentes
del sistema multienzimático, DeLeo y Quinn, han elaborado un modelo que
explica la forma y la secuencia en que se produce el ensamblaje. Este modelo
se plantea de la siguiente manera: durante el reposo, el complejo citosólico se
mantiene estabilizado a través de diferentes interacciones incluidas las SH3.
La región catiónica de p47phox está secuestrada, lo que impide su interacción
con p22phox en la membrana. En la activación, p47phox se fosforila y pierde la
unión intracatenaria por dominio SH3. Esto expone los dominios SH3 y la
164 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
región catiónica, lo que facilita su interacción, inicialmente con p67phox. Después el complejo se trasloca a la membrana y se alinea a través de la interacción entre los SH3 de p47phox y las regiones ricas en prolina de p22phox [9]. En
este momento la región catiónica de p47phox se libera de su unión a p67phox y
establece un enlace de alta afinidad con el flavocitocromo b558, lo que puede
deberse a una mayor fosforilación de p47phox o a la acción de Rac (Figura 8).
Figura 7.
Interacción de las
proteínas citosólicas
p40phox, p47phox y
p67phox entre ellas y
con p22phox y Rac. Se
muestran los domiQLRVSULQFLSDOHV3;
dominio N-terminal
GHKRPRORJtDSKR[
implicado en la
XQLyQ FRQ OtSLGRV
de membrana; SH3,
dominios de hoPRORJtD65&735
dominios de repeticiones de tetrapéptidos; PC, dominio C terminal implicado en la unión
HQWUHSSKR[\SSKR[\3%PRWLYRPRGXODU&WHUPLQDOFDSD]GHXQLUVHDSURWHtQDVTXH
contengan motivos PC.
Figura 8.
Esquema que muestra la
NADPH oxidasa activa,
después del ensamblaje de las proteínas del
complejo citosólico y la
proteína Rac. La fosfoULODFLyQDFWLYDFLyQ HQ
SSKR[, induce cambios
conformacionales que
eliminan interacciones
autoinhibidoras y ponen
al descubierto dominios
esenciales de unión y
H[SRVLFLyQ GH GRPLQLRV
3;\6+TXHIDFLOLWDQHOWUDVODGRDODPHPEUDQD\XQLRQHVPHGLDGDVRQRPHGLDGDVSRUORV
GRPLQLRV6+/DLQWHUDFFLyQÀQDOGHSSKR[\5DFFRQHOÁDYRFLWRFURPRE, induce el cambio
FRQIRUPDFLRPDOTXHFRQOOHYDHOÁXMRHOHFWUyQLFR4XLQQ\*DXVVFRQPRGLÀFDFLRQHV
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ACTIVIDAD Y MECANISMO DE ACCIÓN
La NADPH-oxidasa cataliza la siguiente reacción:
2O2 + NADPH ĺ 2O2.- + NADP+ + H+
Durante la transferencia de electrones, estos pasan desde el NADPH
hacia el FAD, de éste a los grupos hemo y de éstos al O2. La liberación de
protones H+ en el compartimento citosólico produce una rápida despolarización de la membrana y una acidificación del medio intracelular. Estos
cambios son compensados por la existencia de un canal de protones en la
propia estructura del sistema enzimático que permite el escape de estos hacia el espacio extracelular fagolisosómico. La proteína que funciona como
canal es gp91phox. Se sugiere que el mecanismo de flujo de protones a través
de gp91phox puede involucrar un ciclo de protonación/desprotonación de la
His-115 en la medida en que ésta se expone alternativamente hacia el lado
interior y exterior de la membrana.
Cuando las células se rompen (por sonicación) y se separan por ultracentifugación las fracciones citosólica y membranal, la NADPH oxidasa
puede ser reconstituída in vitro, mezclando ambas fracciones y adicionando
una sustancia anfifílica, como el dodecil sulfato sódico o el ácido araquidónico. Este tipo de activación de la NADPH oxidasa, en un medio libre de
células, ha sido importante para profundizar en los mecanismos bioquímicos de este complejo y de su mecanismo de activación.
La NADPH oxidasa cuando se activa, transfiere electrones desde el NADPH
intracelular al oxígeno en el espacio extracelular intrafagosómico, formando
el radical superóxido O2.-. Este sistema enzimático lleva a cabo una función
electrogénica, ya que en cada vuelta elimina una carga negativa del interior
de la célula. Este movimiento de cargas se refleja en la despolarización de la
membrana plasmática que acompaña a la formación del O2.-. De hecho una
generación intensa de O2.- es capaz de revertir la polaridad de la membrana
plasmática. La disminución o cambio del potencial de la membrana plasmática
altera la fuerza conductora de todas las partículas cargadas, favoreciendo
166 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
el movimiento de salida de los cationes y el movimiento de entrada de los
aniones. En vista de todos estos movimientos iónicos iniciados por la separación de cargas vía NADPH oxidasa, se ha propuesto que la alteración de la
composición iónica del espacio fagolisómico puede contribuir a la alteración
de la destrucción bacteriana. Reeves et al, han cuestionado los efectos tóxicos
de las ROS en las condiciones del fagosoma sugiriendo un papel específico
para los iones K+ enriquecidos en el espacio intrafagosómico, en la activación
de los enzimas de los gránulos al ser liberados de su soporte polianiónico. De
hecho, esta hipótesis reduce el papel del radical superóxido a proporcionar
la fuerza conductora para el movimiento de K+ en los fagosomas. Rada et al.,
han intentado profundizar en esta hipótesis estudiando la importancia relativa del radical superóxido en la destrucción de las bacterias, primero como
molécula reactiva y después los cambios en el potencial de membrana iniciados por la transferencia electrónica vía el sistema oxidasa generador de radical
superóxido. Disminuyendo paulatinamente el ritmo de producción de radical
superóxido por la NADPH oxidasa y aplicando concentraciones crecientes del
inhibidor difenilen iodonio (DPI), estos autores han tratado de establecer relaciones entre la concentración de radical superóxido, cambios en el potencial
de membrana, liberación de K+ y destrucción bacteriana. Estos análisis han
mostrado que tanto el radical superóxido como el movimiento iónico contribuyen a la destrucción de algunos microorganismos como el Staphylococcus
aureus, mientras que en otros casos, como en el Escherichia coli no.
ABREVIATURAS
DPI, difenil iodonio.
FAD, flavina adenina dinucleótido
GAP, proteína activadora de la GTPasa (GTPase activating protein).
G-CSF, factor de crecimiento de granulocitos
GDI; GDP dissociation inhibitor
GDP; guanosina difosfato.
GEF, inhibidor de la disociación del guanosina nucleótido (guanosin nucleotide dissociation inhibitor)
| 167
Consuelo Boticario Boticario | María Cascales Angosto
GTP; guanosina trifosfato.
H2O2, peróxido de hidrógen.
kDa, kilodalton.
MAPK, proteína quinasa activada por mitógenos.
MHC; complejo principal de histocompatibilidad.
NFC2, factor citosólico en neutrófilos.
NADP+, nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidado.
NADPH, nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido.
O2.-, radical superóxido.
1
O2, oxígeno singlete.
·OH, radical hidroxilo.
OHCl, ácido hipocloroso.
NO·, óxido nítrico
ONOO-, peroxinitrito.
PC, dominio C terminal implicado en la unión entre p40 phox y p 67phox.
PCR, reacción en cadena de la polimerasa.
phox, (phagocyte oxidase).
PKC, proteína quinasa C.
PMA, éster de forbol miristato acetato.
PMN, polimorfonucleares (neutrófilos).
PPARȖ (peroxisome proliferator-activated receptor gamma).
ROS, especies reactivas de oxígeno.
SH3, homología src.
TPR, dominio de repeticiones de tetrapéptidos.
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170 |
CAPÍTULO
Enfermedad
granulomatosa crónica
&*'HKLSHULQÁDPDFLyQ
INTRODUCCIÓN
El ejemplo que pone de manifiesto la importancia fisiopatológica de la
NADPH oxidasa fagocítica es la enfermedad granulomatosa crónica (CGD,
chronic granulomatous disease), caracterizada por la ausencia o deficiencia de
este complejo sistema enzimático, y por tanto del estallido respiratorio de los
fagocitos. Esta enfermedad se manifiesta en la infancia por una predisposición,
severa y prolongada, a frecuentes infecciones crónicas y recurrentes con
desenlace, a veces fatal. Los organismos responsables incluyen una variedad
de bacterias y hongos, entre los cuales algunos, como la Serratia marsescens,
no es patógeno en individuos normales. Como esta enfermedad es rara, las
células de estos enfermos han supuesto un valioso sistema donde estudiar las
propiedades de la NADPH oxidasa. En la actualidad se utilizan ratones knockout
deficientes en los genes phox. Desde la primera descripción de la CGD en
1957, como síndrome de infecciones recurrentes, hipergammaglobulinemia,
hepatoesplenomegalia y linfoadenopatia en niños que invariablemente morían
en la primera década de sus vidas, se han realizado avances significativos en el
conocimiento de las deficiencias moleculares.
La CGD es una inmunodeficiencia primaria rara, determinada genéticamente donde el 2/3 de los casos muestra un perfil de herencia recesiva ligado
al cromosoma X (XL-CGD) y los casos restantes son autosómicos recesivos (AR). La CGD se refiere a un grupo heterogéneo de enfermedades de
carácter hereditario cuya etiología cursa con alteraciones del mecanismo de
destrucción de los microorganismos, debido a que las células fagocíticas son
deficientes en NADPH oxidasa e incapaces de generar radical superóxido y
| 171
Consuelo Boticario Boticario | María Cascales Angosto
otras especies reactivas de oxígeno en los espacios fagolisosómicos, propiciando la formación de granulomas. Los órganos afectados con más frecuencia
son los ganglios linfáticos, piel, pulmones, hígado y aparato digestivo. Las
lesiones pueden ser grandes y numerosas y causar efecto de masa, obstrucción y disfunción.
La importancia crítica de la NADPH oxidasa se manifiesta en esta
enfermedad como una rara patología del sistema inmune innato, cuya
incidencia oscila entre 1/200.000 y 1/250.000 con aparición en la infancia
y afectando sobre todo al sexo masculino. Los síntomas suelen manifestarse
alrededor del primer o segundo año de la vida, aunque en casos más leves
pueden retrasarse a la adolescencia e incluso mostrarse en la etapa adulta. Los
pacientes que sufren esta enfermedad viven amenazados durante toda su vida
por infecciones recurrentes, debido a su incapacidad para destruir bacterias y
hongos catalasa positivos. A pesar del tratamiento con antibióticos, la mayoría
de ellos muere de infecciones antes de alcanzar los 40 años. El tratamiento
con interferón recombinante está dando buenos resultados para prolongar la
vida a estos pacientes. Sin embargo, la mayor esperanza para ellos se cifra en
restaurarles la actividad NADPH oxidasa por terapia génica somática.
En los enfermos CGG las vacuolas fagocíticas son anormalmente pequeñas
y los tejidos están infiltrados de granulomas (granulomata), estructuras
formadas por macrófagos y linfocitos, que dan nombre a la enfermedad, y
son consecuencia de la digestión defectuosa de microorganismos endocitados
y residuos.
CLASIFICACIÓN DE LA CGD
La CGD se clasifica según el modo de herencia en: herencia recesiva
ligada al cromosoma X (XL) y herencia autosómica recesiva (AR).
El patrón de herencia ligada al sexo XL-CGD) es el tipo más frecuente y
se encuentra aproximadamente en el 60 % de los casos. Este tipo de herencia
afecta más a los hombres que a las mujeres, ya que el cromosoma X porta
172 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
el gen defectuoso. Dado que la mujer posee 2 cromosomas X, si uno
de ellos tiene el gen defectuoso, el segundo cromosoma compensará la
presencia del gen afectado, y no padecerá la enfermedad, convirtiéndola
en portadora. Pero si una mujer hereda el gen defectuoso de ambos
progenitores, padecerá la enfermedad. En el 40 % de los pacientes
restantes la enfermedad se hereda de forma autosómica recesiva (AR).
Actualmente esta patología se clasifica también de acuerdo con la
subunidad del complejo NADPH-oxidasa afectada. En la forma XLCGD, el defecto consiste en la ausencia o disminución de la subunidad
gp91phox codificada en el brazo corto del cromosoma X. En la forma AR,
el defecto observado en el 30 % de los enfermos se localiza en p47phox
y las alteraciones en las subunidades p67phox, o p22phox se presentan
en el 5 % de los pacientes, respectivamente, codificándose cada uno
de ellos en diferentes genes. Esta es una de las causas que justifican la
heterogeneidad de la enfermedad.
BASES MOLECULARES DE LA CGD
La CGD presenta una gran heterogeneidad genética y se han identificado diferentes mutaciones responsables de la enfermedad.
CGD ligada al cromosoma X (XL-CGD)
La XL-CGD es la variante más frecuente de la enfermedad y se debe
a mutaciones en el gen CYBB que codifica para subunidad ȕ del citocromo b558, la glicoproteína gp91phox. Este gen se localiza en el locus p21 del
cromosoma X (Xp21-1), el cual puede estar ausente, truncado o mutado,
de tal forma que el DNA no se transcribe o el RNA es inestable. Esta deficiencia aparece en el 60 - 70% de los casos y hasta la fecha casi todos los
casos se han mostrado en familias individuales. Mutaciones de novo solo
se muestran en un 10% de los casos analizados. La mutación en este gen,
origina la inactivación total del estallido respiratorio. La proteína gp91phox
| 173
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posee los lugares de reconocimiento al FAD y al NADPH, por lo que
estando alterada esta subunidad, no se produce radical superóxido en
absoluto. Por análisis de citometría de flujo, utilizando la dihidrorrodamina 123, se ha detectado una nueva forma autosómica de la XL-CGD,
donde la mutación espontánea en la subunidad gp91phox coincide con la
inactivación de un extremo. Se ha detectado una mutación de esta variante de la enfermedad en la cual el citocromo b558 se encuentra en un
nivel normal, pero no es funcional. La mutación consiste en 2 sustituciones provocadas por una doble mutación de sentido erróneo ubicada
en la región C-terminal de la subunidad gp91phox. Esta mutación eliminó
el sitio de unión de las subunidades p47phox y p67phox al citocromo b558,
y por lo tanto, impidió el ensamblaje estable de la NADPH oxidasa y su
actividad microbicida.
En 1998 se describió una mutación que consiste en una simple sustitución
de pares de bases que lleva a un cambio en la posición 338 de His a Tir en
la subunidad gp91phox, lo cual provoca la pérdida del dominio de unión de
FAD, que impide así la incorporación de éste dentro del sistema NADPH
oxidasa, y como consecuencia, la activación de la enzima. En ese mismo
año se describió un caso atípico de esta variante, en el cual los neutrófilos
mostraron ausencia completa de actividad de la NADPH oxidasa. Mediante
la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y de análisis
secuenciales, se reveló una transición que provocó el reemplazo de His
en la posición amino acídica 101 por Tir, constituyendo la His 101 uno
de los ligandos de unión al hemo del citocromo b558, el cual es esencial
para la activación de esta enzima, y por lo tanto, para la eliminación de
microorganismos infecciosos.
La enfermedad de herencia materna XL-CGD, afecta principalmente a
hombres y es recesiva. Las mujeres heterocigotas portadoras de mutaciones
gp91phox no tienen riesgo de padecer esta enfermedad, aunque presentan
mayor riesgo a padecer lupus discoide o sistémico y afecciones de la cavidad
oral tales como estomatitis aftosa y queilitis granulomatosa.
174 |
Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Existen pacientes con una forma variante de XL-CGD que presenta manifestaciones clínicas más benignas. La mayoría de ellos muestran concentraciones bajas pero detectables de gp91phox y sus fagocitos son capaces de
generar cantidades suficientes de radical superóxido. Los pacientes con estas
mutaciones que resultan con actividad residual phox, como también aquellos
con mutaciones en p47phox, no suelen ser diagnosticados hasta llegar a adultos.
CGD deÀciente en p47-phox
El siguiente defecto genético más común que conduce al 30% de los
casos de CGD, es una forma autosómica recesiva (AR) que aparece en
el gen que codifica para la proteína p47phox (1CF1). Este gen se localiza
en el brazo largo del cromosoma 7 (7q11.23) y su defecto se asocia a
alteraciones clínicas menos profundas. Está constituido por 15.236 pares
de bases, incluye 11 exones y posee el 98,6 % de homología en su secuencia
caracterizada por elementos repetitivos. La mayoría de los pacientes que
padecen de esta deficiencia, presentan una supresión del dinucleótido GT
(Delta GT) en la porción inicial del exón 2. El 97 % de los pacientes
afectados por este tipo de enfermedad contienen esta mutación. El gen
1CF-1 tiene 2 pseudogenes casi idénticos, muy homólogos (posi NCF-I),
en la proximidad del locus 7q11.23 cromosómico. La supresión del
dinucleótido en el comienzo del exón 2, que conduce a un cambio y a la
formación de un codon de parada prematuro, se considera la secuencia
característica de los pseudogenes. Esta es la mutación prevalente en
la CGD deficiente en p47phox como resultado de la inserción de un
fragmento del pseudogen que contiene el dinucleótido Delta GT dentro
del gen. Aunque la detección de la secuencia GT se considera por encima
del 85 % en los pacientes afectados, la base de la enfermedad se debe
principalmente a eventos parciales de cruzamiento entre el gen silvestre
del gen funcional y sus pseudogenes en diversos sitios de recombinación.
Estos datos indican que la supresión del gen que codifica a la subunidad
p47phox (1CF-1) ocurre raramente.
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Las mutaciones autosómicas recesivas de la CGD causadas por mutaciones
en los genes que codifican las proteínas citoplasmáticas p47phox y p67phox,
ocasionan defectos en la traslocación de estos dos componentes a la membrana.
CGD deÀciente en p22-phox
Una forma rara recesiva autosómica de CGD se debe a defectos en el gen
que codifica la subunidad pequeña, p22phox (CYBA) del flavocitocromo b558.
Este gen se localiza en el brazo largo del cromosoma 16 (16q24). Cualquier
defecto en esta proteína influye en la formación del flavocitocromo b558. La
formación del heterodímero gp91phox-p22phox, parece que es esencial para la
estabilidad intracelular de cada subunidad, ya que la deficiencia de una se
asocia con la reducción marcada de la concentración de la otra. Se ha descrito
la existencia de 10 alelos mutantes que caracterizan a esta variante y se han
comunicado 7 polimorfismos en el gen CYBA. Las principales mutaciones
que caracterizan a este grupo son: inserciones de pares de bases, supresiones,
mutacións de codon sin sentido y mutaciones en sentido erróneo.
El 5 % de los pacientes puede presentar una de estas formas raras de la
enfermedad. Por la técnica de PCR se ha detectado una mutación a nivel del
RNAm que consiste en una inserción asociada con una supresión en el inicio del exón 5, en la posición 315 del codon de traducción del DNAc de la
subunidad p22phox. A nivel del DNA genómico, el defecto molecular radica en
supresiones homocigóticas en la secuencia de unión localizada entre el intrón
4 y el exón 5. Todas estas mutaciones producen la pérdida de la subunidad
p22phox, y por lo tanto, la inactivación de la enzima NADPH oxidasa.
CGD deÀciente en p7phox
La CGD autosómica recesiva causada por pérdida de la subunidad p67phox
es la forma más rara de esta enfermedad y se presenta aproximadamente
en el 5 % de los pacientes. Esta subunidad está compuesta por 526
aminoácidos y está codificada por el gen 1CF-2 localizado en el brazo
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
largo del cromosoma 1 (1q25). Se han detectado 7 alelos mutantes que
conducen a este trastorno y existe una heterogeneidad entre las mutaciones
que caracterizan a esta deficiencia. Este grupo heterogéneo de mutaciones
provoca una marcada inestabilidad del RNAm, de la proteína, o de ambos,
que provoca la pérdida de la actividad de la NADPH oxidasa.
La estabilidad de la subunidad p67phox es muy sensible a supresiones y
mutaciones de sentido erróneo, que causan sustituciones de aminoácidos
dentro del dominio N-terminal de la proteína. Sin embargo, las mutaciones
que predicen simples cambios de aminoácidos en otros sitios de la proteína,
representan generalmente polimorfismos benignos.
Dentro de las mutaciones que caracterizan a esta variante de CGD, se
encuentra la mutación que involucra a los exones 9 y 10 como resultado
de la duplicación de aproximadamente 1,1 kb. Algunos resultados sugieren
que esta mutación surgió como un evento recombinante ilegítimo.
Se ha descrito una supresión que elimina la interacción de la proteína
p67phox con Rac 1, la cual afecta la translocación de la misma al flavocitocromo b558, y por lo tanto, la actividad de la enzima. Los pacientes que padecen esta variante de CGD, no solo muestran deficiencia en la subunidad
p67phox de la enzima, sino también en la subunidad p40phox.
Las mutaciones en los genes que codifican para p22phox (CYBA) y p67phox
(1CF2) son raras, y no exceden el 10% de los casos.
La forma autosómica recesiva (AR), debida a mutaciones de genes autosómicos recesivos afecta a mujeres y hombres por igual. Estos casos se deben a mutaciones de los genes que codifican las subunidades p47phox, p67phox
y p22phox, localizadas en cromosomas somáticos, que se heredan con un patrón de herencia autosómico recesivo. Los genes que afectan a las proteínas
p47phox, p22phox y p67phox, se encuentran en un 33 %, 5% y 5% de los casos,
respectivamente. Las mutaciones de estas proteínas suelen implicar una
deficiencia en el estallido respiratorio. Los síntomas suelen aparecer durante
la primera infancia, pero a veces no se manifiestan hasta la adolescencia.
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Las infecciones crónicas se detectan en piel, pulmones, nódulos linfáticos,
boca, nariz e intestinos. Pueden aparecer accesos de pus en diferentes
partes del cuerpo. Los nódulos linfáticos tienden a llenarse de bacterias
y se agrandan. El hígado y el bazo se hipertrofian. Los niños presentan
crecimiento retardado.
Los niños con CGD son aparentemente sanos al nacer. Sin embargo, en
los primeros meses o años, comienzan a padecer infecciones recurrentes
difíciles de tratar, o infecciones causadas por micoorganismos que no son
generalmente patógenos, tales como hongos. Las infecciones pueden aparecer en cualquier órgano o tejido del organismo, piel, pulmones, nódulos
linfáticos, hígado o huesos. La neumonía es un problema común y recurrente en pacientes con CGD.
DEFICIENCIA DE PROTEASAS
La generación de los oxidantes del estallido respiratorio es esencial
para la normal destrucción bacteriana en el fagosoma, actuando concertadamente con proteasas, defensinas y otros compuestos liberados en el
fagosoma por fusión de diferentes poblaciones de gránulos. La activación
de la NADPH oxidasa también origina cambios en el pH intrafagolisosómico. La importancia de los gránulos para la inmunidad innata está
demostrada por un defecto raro en la función de los neutrófilos, la deficiencia específica de gránulos. En esta enfermedad, debida en algunos
casos a mutaciones en el factor de transcripción mieloide C/EBPİ, los
pacientes carecen de defensinas, gelatinasa y otras proteínas de los gránulos y sufren de una serie de infecciones bacterianas. Ratones knockout
con neutrófilos deficientes en elastasa mostraron una mayor susceptibilidad a microorganismos gram negativos tales como Klebsiella y Escherichia
coli, y los deficientes en catepsina y/o elastasa fueron más susceptibles al
Aspergillus. La liberación optima de proteínas asociadas a la matriz de los
gránulos y otras proteínas en el lumen del fagolisosoma, puede depender
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
de los flujos iónicos puestos en movimiento por cambios en el potencial
de la membrana como resultado del transporte electrónico a través de la
membrana mediado por la NADPH oxidasa.
Recientemente se ha descubierto que los neutrófilos pueden generar
complejos extracelulares formados por las proteínas liberadas de los gránulos y la cromatina de los propios neutrófilos dando lugar a unas trampas
extracelulares (NET, neutrophil extracellular traps), que impiden la diseminación bacteriana y aseguran que las sustancias microbicidas producidas por
los neutrófilos se mantengan en la vecindad de los patógenos microbianos
para lograr su destrucción óptima con un daño colateral mínimo en los
tejidos del hospedador.
Las NET son barreras físicas que facilitan la muerte de los patógenos promoviendo una elevada concentración local de moléculas antimicrobianas. La
formación de NET depende de las ROS generadas por la NADPH fagocítica,
por tanto en pacientes con CGD se encuentra notablemente disminuida.
DIAGNÓSTICO Y MANIFESTACIONES CLÍNICAS
En la mayoría de los enfermos CHD el diagnóstico puede establecerse
antes de los 2 años de edad. Los síntomas clínicos más frecuentes son linfoadenopatía, hepatoesplenomegalia y al menos un episodio de neumonía,
además de otras manifestaciones tales como rinitis, conjuntivitis, dermatitis, estomatitis ulcerativas, diarrea crónica y obstrucción intestinal. Los síntomas suelen aparecer en la niñez temprana, pero a veces, no surgen hasta
la adolescencia. Las infecciones crónicas se detectan en la piel, pulmón,
nódulos linfáticos, boca, mucosa nasal e intestinos. Se suelen desarrollar
abscesos de pus alrededor del esfínter anal, pulmones, huesos e hígado.
Los nódulos linfáticos tienden a llenarse de bacterias y se agrandan. La piel
sobre los nódulos linfáticos puede romperse a modo de drenaje, causando
heridas de difícil curación. El hígado y el bazo se hinchan y en general el
paciente niño experimenta un retraso en el crecimiento.
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Esta enfermedad se caracteriza por infecciones recurrentes causadas
por gérmenes piógenos catalasa positivas, poco patógenos o de baja
virulencia. Entre los más frecuentes se encuentran Staphylococcus aureus,
Escherichia coli, Pseudomona aeruginosa, Salmonella, 1otocordia, Serratia, etc.
y hongos, dentro de los cuales es el Aspergillus el mayor responsable de
la mortalidad. El primer hallazgo clínico suele estar constituido por una
adenitis supurativa crónica en las regiones laterocervicales, que pueden
extenderse por todo el organismo. Generalmente las infecciones no se
controlan por la invasión neutrofílica y pueden dar lugar a la formación
de granulomas compuestos por macrófagos activados que producen
obstrucciones a nivel uretral, pilórico, esofágico, etc. Los enfermos
con CGD no sufren infecciones con bacterias catalasa negativas, debido
a que estos organismos liberan suficiente peróxido de hidrógeno en las
vacuolas fagocíticas para posibilitar la destrucción de los microorganismos
infecciosos. Dentro de las infecciones cutáneas, el impétigo, los forúnculos
cutáneos y los abscesos perianales y rectales son muy comunes. La
neumonía recurrente es un problema significativo que puede ser causado
por bacterias que no suelen encontrarse en la mayoría de las neumonías.
Es común la presencia de inflamación crónica de los ganglios linfáticos
cervicales que aparecen con frecuencia y que persisten en los pacientes.
Las anormalidades en el tracto urinario son relativamente frecuentes.
Las manifestaciones genitourinarias constituyen causas significativas de
morbilidad en pacientes con CGD. El desarrollo de osteomielitis multifocal
es una de las primeras manifestaciones de esta enfermedad.
En pacientes que padecen la CGD, suelen presentarse complicaciones
inflamatorias no infecciosas que sugieren que la deficiencia de NADPH
oxidasa conduce a esta respuesta en ausencia de infecciones microbianas
persistentes. Se ha demostrado in vitro que los neutrófilos de pacientes
con CGD son más resistentes a la apoptosis espontánea y muestran una
disminución significativa de la producción del mediador antiinflamatorio
prostaglandina ciclopentenona D 2 (PGD2).También se ha observado que
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
los macrófagos, durante el proceso de fagocitosis de partículas apoptóticas opsonizadas y no opsonizadas, estaban severamente comprometidos
en su habilidad para producir PGD2 y factor de crecimiento transformante beta (TGFȕ). Esto sugirió que la apoptosis retardada de las células
inflamatorias, y la producción deficiente de mediadores antiinflamatorios, PGD2 y TGFȕ, durante la eliminación de desechos apoptóticos y de
patógenos fagocitados por los macrófagos, contribuyen a la persistencia
de la inflamación en la CGD.
El análisis más fácilmente disponible para el diagnóstico de esta enfermedad es la prueba del nitroazul de tetrazolio (NBT). Los enfermos con
CGD no reducen el NBT, mientras que los portadores si. Con esta técnica
se puede confirmar la enfermedad y detectar el estado portador de la madre. Los pacientes que padecen esta deficiencia son incapaces de destruir
ciertas bacterias a una velocidad normal. Las curvas de destrucción de los
microorganismos a los cuales estos individuos son susceptibles indican,
por lo general, poca o escasa destrucción en un período de 2 horas. Otros
análisis que pueden realizarse para detectar la enfermedad incluyen la disminución de la captación del oxígeno durante la fagocitosis y la yodación
anormal de las bacterias, así como la prueba de velocidad de sedimentación
globular. Mediante el hemograma con diferencial se observa que el número
de leucocitos está habitualmente elevado, incluso si el enfermo no posee
una infección activa. En estos pacientes se observa una hipergammaglobulinemia y la función de los anticuerpos es normal. Se observa además que los
factores del complemento pueden estar elevados.
En la CGD se detectó una disminución del número de linfocitos T en
pacientes mayores de 3 años de edad, y al realizarse una comparación con
individuos sanos, se observó que esta diferencia aumenta a medida que
transcurre la edad. El menor número de linfocitos T ha de influir en la
susceptibilidad de estos pacientes a padecer infecciones recurrentes, pero
los efectos de esta disminución puede representar un cofactor significativo
para las infecciones detectadas en dichos pacientes.
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También se ha descubierto que los enfermos CGD presentan una gran
disminución en los linfocitos B que expresan el marcador de memoria
CD27, mientras que existe una expansión de las células B que expresan
CD5. Ambos fenómenos son independientes de la edad, genotipo y estado
clínico del paciente y no va acompañada por expresión alterada de CD5 y
D27 en las células T.
Durante los episodios de neumonía, las radiografías de tórax con frecuencia no son normales. La función pulmonar está alterada y, por lo general, no regresan a la normalidad durante varios meses. La función hepática
puede reflejar alteraciones funcionales como resultado de la infección crónica. La gammagrafía ósea y hepática revelan trastornos y mediante biopsias
se pueden mostrar los granulomas presentes en ambos tejidos. La prueba
de quimioluminiscencia cuantitativa es el mejor método para detectar la
condición de portador, aunque se ha informado del diagnóstico uterino
mediante el uso de sangre fetal. En la literatura se han descrito varios enfermos que presentan un grupo Kell sanguíneo raro que se le denomina fenotipo McLeod.
Para distinguir individuos con CGD deficientes en p47phox se utiliza un
método de análisis basado en los cambios genéticos de esta variante de la
inmunodeficiencia, el cual es altamente reproducible y sensible. Se puede
realizar el diagnóstico prenatal en pacientes que han perdido la expresión
de la proteína p47phox debido a la detección de un punto de mutación en
el gen 1CF-1. La primera descripción de este diagnóstico se realizó en el
2002. En el 2003, se introdujo un método de diagnóstico molecular prenatal para detectar la XL-CGD, a través de un sistema de cromatografía
líquida de alta resolución. Este método se utiliza para diagnosticar la enfermedad durante el segundo trimestre en madres embarazadas por segunda
vez, cuyo primer hijo padeciera de esta variante de la enfermedad.
El ensayo de dihidrorrodamina 123 (DHR) es una prueba efectiva para
evaluar la CGD en pacientes masculinos y en muchos de ellos permite diferenciar entre la forma común XL-CGD y el defecto autosómico recesivo.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Lo más destacable, tanto que le da nombre a la enfermedad, es la presencia de numerosos granulomas en todas las partes del cuerpo. Los granulomas son aglomeraciones celulares con muchos fagocitos, especialmente
neutrófilos, junto al de los microbios causantes de esa infección en particular (Figura 1). Estos granulomas pueden tener zonas necróticas.
¿Por qué se producen los granulomas?
Los granulomas se forman como un mecanismo que impide la expansión y distribución de la infección, que no se ha podido controlar. Se han
emitido las siguientes hipótesis:
1. Los microorganismos catalasa positivos no son destruidos en su totalidad debido a que su catalasa destruye el poco peróxido de hidrógeno que logran producir los fagocitos, por lo tanto se mantienen vivos
dentro éstos, pudiendo incluso reproducirse.
2. Los microorganismos catalasa negativos son controlados fácilmente
por el sistema inmune, debido a que usan el propio peroxido de hidrógeno y lo hacen actuar junto a la mieloperoxidasa de los fagocitos, controlando la infección.
3. Estudios histopatológicos en los granulomas han observado la presencia de células epiteliodes, multinucleadas gigantes, linfocitos T
CD4+ y CD8+ en los granulomas, además de los microorganismos
causantes de la infección y fibroblastos.
Argumentos que apoyan las hipótesis anteriores:
Los fagocitos se activan por acción de las citoquinas IL-2, MIP-1, IL-8,
TNFĮ e IFNȖ para producir el estallido respiratorio.
Al no producirse el estallido respiratorio, no existe ningún control que
avise que no se genera, lo que provoca un mayor estimulo de los fagocitos,
que da lugar a la transformación de estas células en células epiteloides y
multinucleares gigantes.
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Los fagocitos a su vez, secretan IL-8, avisando a los polimorfonucleares
y otros mastocitos para que acudan al lugar de la infección, y es aquí cuando
se comienza a producir un conglomerado celular.
Además, los macrófagos
secretan IL-12 que induce
a la formación de linfocitos Th1. La IL-5 a su vez,
aumenta la proliferación de
las T y con ello de MCP-1
y MIP-1 que provocan quimiotaxis y adherencia, reclamando más células en una
zona específica.
Con toda esta secreción
crónica de citoquinas, se estimulan otros tipos celulares
no inmunes, como las células del endotelio, que ayudan
al paso de células hacia el
granuloma y los fibroblastos, que comienzan a producir colágeno, en respuesta
a factores de crecimiento y
diferenciación fibroblásticos
y endoteliovasculares, para
reparar la matriz dañada en
Figura 1. Esquema de la formación de un granuloma.
la inmunidad natural.
La secreción de colágeno impide la migración e invasión de otras zonas
por la infección y provoca necrosis central, que se produce por lisis trófica de
neutrófilos, macrófagos y microbios. Esto, como último paso, ayuda también
a controlar la infección, aunque sea a costa de las propias células del individuo.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
TRATAMIENTO
Es necesario el tratamiento intenso de las infecciones con antibióticos de
amplio espectro para prolongar la supervivencia global de los enfermos. Los
abscesos deben ser drenados rápidamente. Se usa el IFNȖ en la XL-CGD, para
el tratamiento de las infecciones severas, ya que estimula la producción de
superóxido. La profilaxis con intraconazol parece ser un tratamiento efectivo
y bien tolerado que reduce la frecuencia de aparición de infecciones fúngicas,
pero no debe ser suministrado durante largos períodos de tiempo
El trasplante alogénico de médula ósea puede ser la cura para la CGD,
pero el grado de toxicidad relacionado con el trasplante y la limitada disponibilidad de donantes compatibles han restringido la aplicación de esta
técnica. Debido a que se conocen los defectos genéticos responsables de
la CGD y que dicha enfermedad es una alteración de células madre, que
puede ser tratada mediante el trasplante de médula, hoy se considera que
la CGD es una enfermedad con grandes expectativas para la terapia génica
somática en el sistema hematopoyético. Se ha demostrado la reconstitución
de la actividad de la NADPH oxidasa por la transferencia génica a la médula
de pacientes con CGD y en cultivos de líneas celulares in vitro.
Se han desarrollado modelos en ratones CGD mediante la reparación de
genes. Los estudios preclínicos en estos animales, usando vectores retrovirales recombinantes, han demostrado la reconstrucción de la funcionalidad
normal de los neutrófilos y una mayor resistencia a patógenos tales como
Aspergillus fumigatus, Staphylococcus aureus y Burkholderia cepacia. La transfusión de granulocitos se ha considerado una modalidad terapéutica para
las infecciones bacterianas y micóticas recurrentes en pacientes con una
neutropenia prolongada y con alteraciones funcionales en los neutrófilos.
Evidencias experimentales han demostrado la eficacia de la transfusión de
granulocitos en la prevención y tratamiento de infecciones severas. Sin embargo, las evidencias clínicas han sido más difíciles de interpretar, pero se
ha observado eficacia cuando se consigue la dosis correcta de granulocitos
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por peso del paciente. No obstante, son necesarios experimentos clínicos
bien diseñados para establecer las transfusiones granulocíticas, como una
modalidad terapéutica disponible para el tratamiento de infecciones bacterianas y micóticas recurrentes en pacientes con alteraciones funcionales en
los neutrófilos o con neutropenia.
En el año 2003 se realizó con éxito el primer caso de trasplante con células madre obtenidas de sangre de cordón umbilical, en un paciente cuya
enfermedad fue confirmada a los 2 años de edad. La sangre de cordón umbilical fue donada por su hermana gemela no afectada por la enfermedad.
Después de un año de trasplante desaparecieron las manifestaciones clínicas
y se normalizó la función de los neutrófilos con una integración completa
de los linfocitos donados.
En resumen:
– Tratamiento inminente continuado o intermitente con antibióticos
– Los corticosteroides alivian los granulomas.
– Transplante de médula ósea: transferencia de granulocitos.
– Terapia con INFȖ: estimula la producción de superóxido en fagocitos
normales y con CGD autosómica en un 10 %. Inyectado 3 veces por
semana, puede reducir el número y severidad de la infección.
– Trasplante de células madre, positivo en algunos pacientes, pero no
en otros.
HIPERINFLAMACIÓN
Como se ha comentado con anterioridad la CGD es la enfermedad
hereditaria más común de los fagocitos, causada por alteraciones genéticas
en la NADPH oxidasa fagocítica, lo que hace que estas células no tengan
la capacidad de destruir los microorganismos fagocitados. Así, los pacientes
afectados por esta enfermedad son susceptibles a padecer infecciones con
bacterias y hongos. Además de esta inmunodeficiencia, estos pacientes sufren
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
diversos síntomas autoinflamatorios, tales como formación de granulomas en la piel o en el tracto urinario y colitis tipo Crohn. Aunque los
mecanismos moleculares de las deficiencias genéticas de la CGD han sido
estudiados, en profundidad, no ocurre lo mismo con la fisiopatología de
la enfermedad y los mecanismos que conducen a las reacciones hiperinflamatorias en pacientes CGD. Sin embargo hoy se sabe que son varios
los procesos que se encuentran implicados Entre éstos cabe destacar, la
inducción de la enzima indolamina-2,3-dioxigenasa (IDO), la reducida
apoptosis/eferocitosis de los neutrófilos, alteraciones en los receptores
del sistema inmune innato, alteraciones en los niveles redox en la superficie de los linfocitos T, inducción de los linfocitos Th17, alteración en la
actividad Nrf2 y activación del inflamosoma.
Catabolismo del triptófano, vía IDO, inducido por interferón (IF1-Ȗ)
La estructura del granuloma implica a varios tipos de células, los cuales
son diferentes según el tejido y la enfermedad. La expresión de la actividad
indolamina 2,3-dioxigenasa (IDO) en el borde del granuloma es una característica común. IDO, a expensas del radical superóxido, degrada el triptófano a quinurenina, que se cataboliza a través de la vía de la quinurenina en
otros metabolitos (Figura 2)
El triptófano es un aminoácido esencial para la mayoría de patógenos
microbianos, por tanto su carencia interrumpe su crecimiento y la replicación vírica. Bajas concentraciones de triptófano y elevadas de quinurenina
y sus metabolitos, frenan la progresión del ciclo celular y promueven la
apoptosis de los linfocitos T, con lo que disminuye la iniciación de la respuesta inmune. Por tanto, la expresión de IDO en los granulomas evita el
crecimiento y aminora las respuestas de los linfocitos T hacia el patógeno
invasor. El IFN-Ȗ es el inductor primario de la expresión de IDO. La liberación de TNF-Į en respuesta a la infección por las células dendríticas y
macrófagos, es capaz de promover la síntesis del IFN-Ȗ que, a su vez, puede
inducir la actividad IDO en los granulomas.
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L-triptófano
IDO
L-quinurenina
IFN-Ȗ
(IFNĮ/ȕ
KMO
3-hidroxiquinurenina
quinureninasa
Ácido 3-hidroxiantranílico
3-hidroxiantranilato
3,4-dioxigenasa
Ácido quinolínico
Figura 2. El IFN-ȖHVHOLQGXFWRUSULQFLSDOGHODH[SUHVLyQGH,'2\SRVLEOHPHQWHGHRWURV
HQ]LPDV LPSOLFDGRV HQ HO FDWDEROLVPR GHO WULSWyIDQR YtD TXLQXUHQLQD ,'2 HV HO HQ]LPD
OLPLWDQWHSRUWDQWRODUHJXODFLyQGHODVUHVSXHVWDVKRPHRVWiWLFDVIUHQWHDODLQÁDPDFLyQ
GHSHQGLHQWHVGH,'2UHTXLHUHHOUDGLFDOVXSHUy[LGRSDUDVXDFWLYLGDG(OFDWDEROLVPRGHO
triptófano conduce a una carencia de triptófano y a la producción de metabolitos inmunoreguladores derivados de la quinurenina, cuyos efectos combinados resultan en la parada
de la proliferación de los linfocitos, inducción de la apoptosis y alteración reversible de la
actividad de los linfocitos T, como también la inducción de varios mediadores tales como,
,/,/\,/.XLMSHUV\/XWWHUPRGLÀFDGR
La infección con Aspergillus en un modelo de ratón CGD, ha demostrado
que la actividad de la IDO era crucial para la supervivencia del Aspergillus.
IDO convierte el triptófano en quinurenina, pero requiere el radical superóxido como cofactor para su actividad. La quinurenina actúa como agente
antiinflamatorio, por mecanismos no completamente aclarados, pero que inducen la muerte celular en subgrupos de linfocitos pro-inflamatorios Ȗį T,
que producen IL-17. Se ha observado que la hiperinflamación produce un resultado letal en ratones CGD infectados con Aspergillus, y no una eliminación
defectuosa, como se propuso con anterioridad para los pacientes con grave
aspergilosis pulmonar. Se ha demostrado que ratones CGD, que mueren por
Aspergillus sobreviven a esta infección cuando se tratan con quinurenina en
combinación con el IFN-Ȗ. También se ha observado que el radical superóxido producido por la NADPH oxidasa no es el cofactor esencial para la actividad de IDO, por lo que se sugiere que IDO puede adquirir sus equivalentes
oxidativos de los grupos prostéticos del hemo y la flavina.
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Otro aspecto importante es que la quinurenina no se acumula en ratones CGD y que el suplemento de quinurenina restaura la regulación defectuosa de los linfocitos Ȗį T reguladores. IDO es el enzima limitante de la
cascada de la quinurenina, lo que significa que la quinurenina generada en
la reacción IDO se cataboliza rápidamente.
Apoptosis/eferocitosis de los neutróÀlos
La apoptosis de las células inflamatorias representa un mecanismo
fisiológico para prevenir la necrosis secundaria incontrolada que produce
daño tisular e hiperinflamación. Las células apoptóticas externalizan
fosfatidilserina (PS), que es reconocida por los receptores PSR en la
superficie de los macrófagos. La interacción PS/PSR facilita que los
macrófagos incorporen a las células apoptóticas, proceso denominado
eferocitosis (del latín efferre, enterrar), mediante el cual se eliminan las
células apoptóticas (neutrófilos). Esta eliminación controlada de las células
apoptóticas es de gran relevancia para las células inflamatorias de vida
corta, principalmente los neutrófilos. Durante la eferocitosis, las células
fagocíticas devoran la célula apoptótica formando una vesícula grande llena
de fluido que contiene la célula muerta. La vesícula se denomina eferosona
(en analogía con el fagosoma). Este proceso es similar a la macropinocitosis,
o fagocitosis de vesículas grandes rodeadas de membrana.
La misión de la eferocitosis es la de eliminar las células muertas antes de
que se pierda la integridad de sus membranas y el contenido intracelular
invada el tejido circundante. Esto evita la exposición del tejido a oxidantes
y otros componentes como enzimas degradativos, proteasas y caspasas. La
eferocitosis puede realizarse, no solo por fagocitos profesionales, macrófagos y células dendríticas, sino también por muchos tipos celulares que
incluyen las células epiteliales y los fibroblastos.
La eferocitosis conduce a la secreción de la citoquina anti-inflamatoria
TGF-ȕ por los macrófagos para facilitar la resolución de la inflamación aguda.
Tanto la apoptosis de los neutrófilos como la eferocitosis por parte de los
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macrófagos, están alteradas en pacientes con GDG y en ratones CGD
(Figura 3). La apoptosis constitutiva se ha demostrado que está retrasada
en humanos que padecen la CGD, debido a alteraciones en la exposición de
PS. Esto conduce a una necrosis secundaria de los neutrófilos con liberación
al medio de proteasas y oxidantes y mayor riesgo de desarrollar lupus en
pacientes CGD.
A
TGF-ȕ
PMN
M
PSR
PS
Ra
PP$RȖ
Eferocitosis
Resolución de
la inÀamación
/N
OS
iN
ĺ
IL-4/IL-4R
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7N
+
Fagocitosis
B
+
IL-4
IFN-Ȗ
Proteasas
oxidantes
PSR
M
?
PS
PMN
Persistencia de
la inÀamación
Figura 3.$OWHUDFLyQGHDSRSWRVLVHIHURFLWRVLVFDXVDQWHVGHODKLSHULQÁDPDFLyQHQ&*'$
/DVFpOXODVDSRSWyWLFDV301H[WHUQDOL]DQIRVIDWLGLOVHULQD36TXHHVUHFRQRFLGDSRUORV
UHFHSWRUHV 36 365 HQ ORV PDFUyIDJRV (VWD LQWHUDFFLyQ FDSDFLWD OD LQFRUSRUDFLyQ GH ORV
PMN apoptóticos por los macrófagos, en un proceso denominado eferocitosis, que conduce
DODVHFUHFLyQGHODFLWRTXLQDDQWLLQÁDPDWRULD7*)ȕSRUORVPDFUyIDJRVIDFLOLWDQGRDVtOD
UHVROXFLyQGHODLQÁDPDFLyQDJXGD%$QWHXQDDOWHUDGDH[WHUQDOL]DFLyQGHOD36SRUORV
301 GH SDFLHQWHV FRQ &*' VH SUHVHQWD XQD GLVIXQFLyQ HQ HO PHFDQLVPR GH DSRSWRVLV
eferocitosis. Esto conduce a la necrosis secundaria de los PMN con liberación de proteasas
\R[LGDQWHVLQWUDFHOXODUHV\ODSHUVLVWHQFLDGHODLQÁDPDFLyQ/DVLQWHUDFFLRQHV36365GHVHQFDGHQDQYtDVTXHFRPSUHQGHQ,/\33$5Ȗ, que están implicadas en la regulación de la
eferocitosis. Además, la defectuosa fagocitosis de las células apoptóticas por los macrófagos CGD puede ser revertida por tratamiento con IFN-Ȗ, efecto mediado por la producción
de NO· y de TNF-Į\DFWLYDFLyQGH5DF5LHEHUet al.PRGLÀFDGR
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
Tanto la apoptosis como la eferocitosis de los neutrófilos apoptóticos
están alteradas en macrófagos de murinos CGD y esa alteración contribuye
a la hiperinflamación. Se ha demostrado que estas alteraciones pueden ser
revertidas por tratamiento con IFN-Ȗ. El efecto del IFN-Ȗ está mediado
por la producción de NO·, de TNF-Į endógeno y activación de Rac. Como
consecuencia de la deficiente exposición de PS por los neutrófilos CGD, se
ha observado que la menor producción de IL-4 dependiente de PS/PSR,
da lugar a una menor generación de la 12/15-lipoxigenasa y a una reducida
activación del factor de transcripción PPARȖ (peroxisome proliferator-activated
receptor gamma). Esto conlleva a una programación alterada en los macrófagos (fenotipo macrófago M2) y menor eferocitosis en macrófagos CGD.
Receptores del sistema inmune
La funcionalidad efectora de los neutrófilos está dirigida por receptores
del tipo Toll (TLR) y receptores de complemento. Los neutrófilos de pacientes CGD muestran menor expresión de TLR5, TLR9, CD11b, CD18,
CD35, y CXCR1, mientras que en pacientes con neumonía bacteriana, que
no padecen CGD, se encuentran expresiones similares o superiores. La inhibición in vitro de la NADPH oxidasa en neutrófilos normales disminuye
la expresión de los receptores TLR5 y TLR9 y altera su función. La expresión del TLR5 se relaciona con la frecuencia de linfoadenitis en pacientes
CGD. Esto indica que los neutrófilos CGD no están restringidos solo en
términos de la destrucción oxidativa intracelular mediada por la NADPH
oxidasa, sino que muestran distintas anormalidades funcionales y fenotípicas. En particular, los receptores TLR5 y TLR9 están alterados en CGD por
un mecanismo acoplado a la deficiente producción de ROS. Es necesario
investigar de qué manera contribuye la alteración en los receptores de la
inmunidad innata en los neutrófilos a las manifestaciones inflamatorias.
Los animales de laboratorio con menor capacidad de producir ROS,
debido a polimorfismos o mutaciones en el gen que codifica para la proteína
p47phox, son más susceptibles de desarrollar artritis. Esta menor capacidad
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de generar ROS se asocia con un aumento del número de grupos tiol (-SH)
en las membranas de los linfocitos T, lo cual influye en la activación y
proliferación de linfocitos T y en la susceptibilidad a la artritis.
Linfocitos Th17
Los linfocitos efectores Th17 y Ȗį T, se encuentran implicados en procesos crónicos inflamatorios y en diversas enfermedades autoinmunes: esclerosis múltiple y artritis reumatoide. Estas células altamente inflamatorias, son
esenciales para la defensa contra patógenos y se encuentran en equilibrio con
los linfocitos T reguladores (Treg). Una actividad estrictamente regulada de
estos subgrupos de células es importante para el control de las infecciones, inflamación, autoinmunidad, y enfermedades malignas. Existen evidencias que
apoyan la contribución de la IL-17 en la hiperinflamación CGD, derivada de
modelos animales deficientes en NADPH oxidasa, que al ser tratados con zimosan intratraqueal o LPS, desarrollaron una exagerada y progresiva inflamación, un aumento en la activación del NF-țB, y una elevada producción de las
citoquinas proinflamatorias,TNF-Į, IL-17 y G-CSF. El reemplazo de NADPH
oxidasa funcional en células derivadas de la médula ósea, restaura la respuesta
inflamatoria normal de pulmón. Estudios in vivo y en macrófagos aislados han
demostrado que en ausencia de NADPH oxidasa funcional, el zimosan no
fue capaz de activar al factor Nrf2, un regulador clave redox-sensible antiinflamatorio. De acuerdo con estos hallazgos se ha observado que células mononucleares de sangre periférica de pacientes XL-CGD tratadas con zimosan
(ȕ-glucano, componente de la pared de hongos y levaduras, potente estimulador de la NADPH oxidasa fagocítica), mostraron alteraciones en la actividad
Nrf2 e incrementos en la activación del factor de transcripción NF-țB.
Activación del inÁamasoma
El inflamasoma es un complejo multiproteico que consiste en caspasa 1,
PYCARD y NALP y a veces caspasa 5. Se expresa en células mieloides y
es un componente del sistema inmune innato. Se considera que las ROS
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
son cruciales para la secreción de IL-1ȕ vía activación del inflamasoma,
y que los pacientes CGD y ratones defectivos de ROS tienen un fenotipo
proinflamatorio. Se ha evaluado la activación de la secreción de IL-1ȕ
por el inflamasoma en células de pacientes con CGD y en contraste con
previos estudios utilizando el difenil iodonio (DPI), un inhibidor de las
ROS, no se encontró inhibición de la caspasa 1 ni secreción de IL-1ȕ
e IL-18 en monocitos CGD. Además, la activación de los monocitos
CGD por cristales de ácido úrico, produjo un aumento de cuatro veces
la secreción de IL-1ȕ. Este incremento no fue debido a la mayor síntesis
del precursor de la IL-1ȕ. El análisis Western blot de células CGD, reveló
que la activación de la caspasa 1 no disminuía sino todo lo contrario. La
activación de la caspasa 1 fue muy fuerte en pacientes CGD en condiciones
inflamatorias no infecciosas. El tratamiento con un antagonista del
receptor de la IL-1 redujo la producción de esta citoquina en monocitos ex
vivo y durante la terapia medica. Estas observaciones apoyan el concepto
de que las ROS probablemente rebajan la activación del inflamasoma e
identifican a los monocitos defectivos en NADPH oxidasa, como una
fuente elevada de IL-1. Esto proporciona nuevas opciones terapéuticas
para la hiperinflamación asociada a la CGD.
EXPECTATIVAS Y CONCLUSIONES
El estudio del sistema NADPH oxidasa de las células fagocíticas durante
los últimos años se ha diversificado con los avances de las técnicas inmunológicas y moleculares, lo cual ha permitido conocer diferentes proteínas
homólogas del sistema en otros tejidos y otros seres vivos, la forma en
que interactúan los componentes y los procesos involucrados en la preactivación y activación del sistema. Además, cada vez se le atribuyen más
funciones a este sistema que van desde la generación de trampas extracelulares de los neutrófilos (NET), hasta la regulación de la expresión génica
y la activación de algunas vías de apoptosis. Este conocimiento amplio del
sistema NADPH oxidasa ha permitido entender mejor la patogénesis de la
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CGD. Asimismo, la comprensión de las vías moleculares y los mecanismos
de acción del IFNȖ genera un panorama alentador en el desarrollo de terapias
más seguras, eficaces y específicas de cada alteración.
Hasta la fecha, la abundante cantidad de resultados en modelos experimentales de CGD en ratón, como también en humanos que padecen la
CGD, indican que el complejo NADPH oxidasa es capaz de restringir la inflamación al modular las vías del sistema inmune innato sensibles al estado
redox. Cuando modelos de CGD deficientes en p47phox y gp91phox se tratan
con zimosan intratraqueal o LPS, la deficiencia en NADPH oxidasa da lugar
a una exagerada y progresiva inflamación pulmonar, paralela a mayor actividad del NF-țB y de las citoquinas pro-inflamatorias TNF-Į, IL-17,y G-CSF.
El reemplazo de la NADPH oxidasa funcional en células derivadas de la
médula ósea, produce una restauración de la respuesta normal inflamatoria
pulmonar. Esto demuestra que en ausencia de un sistema NADPH oxidasa
funcional, las partículas de zimosan encapsuladas en levadura son incapaces
de activar el Nrf2, un regulador redox-sensitivo anti-inflamatorio. La activación del Nrf2 independiente de la NADPH oxidasa por el triterpenoide
CDDO-Im, reduce la inflamación pulmonar inducida por el zimosan en
ratones CGD. Así células mononucleares de sangre periférica de pacientes
con XL- CGD tratadas con zimosan también mostraron alteraciones en
la actividad Nrf2 y mayor activación en NF-țB. Las vías señalizadoras antioxidantes/antiinflamatorias mediadas por Nrf2 son una de las primeras
líneas de defensa que inducen la apoptosis, una vez que las células han sido
lesionadas. Aunque los mecanismos potenciales del diálogo potencial entre
las vías Nrf2 y NF-țB no están aún claros, la vía señalizadora anti-oxidante
activada por el Nrf2 puede ser una estrategia ideal para tratar enfermedades originadas por estrés oxidativo. Es necesario estudiar con más detalle si
estas observaciones en macrófagos de ratón y humanos están directamente
conectadas, para conseguir comprender hasta qué grado se puede relacionar la regulación mediada por los linfocitos T con la reactividad hiperinflamatoria en pacientes con CGD. Dejando a un lado la IL-17, el papel de la
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Sistema inmune: su importancia en el desarrollo y terapia del cáncer
inducción, activación y regulación del TGF-ȕ, puede ser relevante para la
resolución de la inflamación y el subsiguiente riesgo de fibrosis tisular, que
se observa en enfermedad crónica en pacientes CGD. Este modelo muestra
que la señalización mediada por el estado redox dependiente de la NADPH
es crítico para la resolución de la inflamación pulmonar y sugiere nuevos
objetivos terapéuticos potenciales para la CGD.
La calidad de vida de muchos pacientes que sufren la CGD ha mejorado
notablemente desde que se conocen los mecanismos moleculares afectados
por esta enfermedad y la apreciación de la necesidad de una temprana
terapia agresiva con antibióticos cuando se manifiestan las infecciones.
Son necesarias frecuentes hospitalizaciones, ya que se requieren pruebas
múltiples para localizar el lugar exacto y la causa de las infecciones y a
menudo puede ser necesaria la aplicación intravenosa de antibióticos en
casos de infección severa. Los intervalos libres de enfermedad se elevan
por acción profiláctica de los antibióticos y tratamiento con IFN-Ȗ.
Las infecciones severas tienden a ser menos frecuentes a partir de la
adolescencia. De hecho muchos pacientes con CDG pueden llevar una vida
relativamente normal.
ABREVIATURAS
Akt, serina, treonina quinasa.
AIF3, activador de las proteínas.
CDDO-Im, 2-ciano-3,12 dioxoolean-1,9 dien-28-imidazol, triterpenoide sintético.
C/EBPİ, factor de transcripción mieloide.
CGD, enfermedad granulomatosa crónica (chronic granulomatous disease).
DHR, dihidrorodamina 123.
DNAc, DNA complementario.
DPI, difenil iodonio.
ERK, quinasa regulada a nivel extracelular.
FAD, flavina adenina dinucleótido.
IDO, indolamina 2,3 dioxigenasa.
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INF, interferón.
KMO, quinurenina 3-monooxigenasa.
LPS, lipopolisacárido.
NADPH, nicotinamida adenina dinucleótido fosfato.
NCFI, factor citosólico neutrofílico.
NET, trampas extracelulares de los neutrófilos (neutrophil extracellular traps).
NFțB, factor nuclear kappa B, factor de transcripción.
Nrf2, factor nuclear eritroide 2, factor de transcripción redox-sensible con estructura
cremallera de leucina básica.
NO·, óxido nítrico.
NTB, nitroazul de tetrazolio.
PGD2, protaglandina ciclopentanona D2, mediador antiinflamatorio.
RNAm, RNA mensajero.
ROS, especies reactivas de oxígeno.
TGF, factor transformante del crecimiento.
TNF, factor de necrosis tumoral.
Treg, linfocitos T reguladores.
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