Inmunología y embarazo - Hospital Universitario Virgen de las Nieves
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Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo Servicio de Obstetricia y Ginecología Hospital Universitario Virgen de las Nieves Granada INMUNOLOGÍA Y EMBARAZO. Irene Vico Zúñiga INTRODUCCIÓN La inmunología es uno de los grandes pilares de la fisiología del embarazo, constituyendo la llave a la comprensión de muchos procesos patogénicos. La enorme complejidad de sus mecanismos, a la par que los múltiples puntos que aún hoy son un misterio, explican el respeto y el desconocimiento de los médicos clínicos por esta ciencia. El objetivo que se pretende en esta clase es hacer un repaso somero, y con el deseo implícito de que fuera práctico, de los mecanismos inmunológicos que son la base a muchas de las aplicaciones que sustentan a nuestra especialidad. La dotación genética paterna que lleva un feto le convierte en un semialoinjerto para la madre receptora, es decir: la mitad de su información genética pertenece al padre, y como consecuencia la mitad de sus antígenos deberían ser reconocidos como extraños por el sistema inmune de la madre. Por ello cabría esperar que el huevo fuese rechazado. Así pues, las leyes que rigen el transplante inmunológico se ponen en entredicho ya que, habitualmente, el rechazo no se produce. La placenta de los mamíferos ha estado sujeta a dos presiones opuestas durante la evolución, eliminar los patógenos mientras al mismo tiempo protege al feto del rechazo inmunitario. Little, en 1924, postuló que esto debía tener su causa en que el feto no tenía ninguna característica suficientemente individual como para ser reconocido como extraño por la madre. Billingham y Medawar en 1953 propusieron cuatro razones por las que el feto habitualmente no provoca reacción inmunitaria en la madre: la separación anatómica del feto y la madre, la inmadurez antigénica del feto, considerar el útero como un lugar Dra. Vico / Dr. Salamanca 1 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo privilegiado inmunológicamente y la disminución de la respuesta inmunitaria por el organismo materno. Evidencias experimentales indican que los aloantígenos fetales son reconocidos por el sistema inmune materno, pero este reconocimiento induce tolerancia en los linfocitos T y los linfocitos B específicos maternos. Sin embargo, a pesar de esta tolerancia inmune, también se objetiva que en muchas ocasiones en las que el embarazo fracasa hay detrás un mecanismo inmunológico (se observa que, previamente a los abortos hay importante actividad inflamatoria con activación del complemento e infiltración linfocitaria de los tejidos). Por lo tanto, para que la gestación tenga éxito inmunológicamente hablando necesita la interacción de múltiples factores, como son: hormonas, citocinas y factores supresores de la actividad de los linfocitos T, que actúan fundamentalmente en el ámbito local. Una correcta interacción determinará que la madre desarrolle tolerancia hacia el feto y viceversa. En resumen podemos decir que la inmunología puede asemejarse a una orquesta en la que el adecuado funcionamiento de sus instrumentos supone una consecución satisfactoria del embarazo, mientras que un desajuste en su afinación puede generar patologías como son el aborto de repetición, la Preeclampsia o la amenaza de parto pretérmino. RECUERDO DE INMUNOLOGÍA El sistema inmune se encarga de proteger al organismo frente a microorganismos patógenos o sustancias extrañas. Para ello, reconoce dichas sustancias, se encarga de su procesamiento y de su eliminación. Existen dos tipos de respuesta: la innata y la adquirida. La inmunidad innata o natural, que está prácticamente desarrollada desde el nacimiento, carece de especificidad; es constante en el tiempo porque no tiene memoria y es la primera línea de defensa. En ella se incluye todo tipo de barreras frente a la infección: físicas (epitelios, cilios, arrastre de fluidos, flora bacteriana...), químicas ( secreciones mucosas, variaciones de pH, lactoferrina, Dra. Vico / Dr. Salamanca 2 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo lisozima...), celulares (macrófagos, neutrófilos, células Natural Killer) y mediadores (sistema del complemento, citocinas, reactantes de fase aguda). La inmunidad adquirida se suma a la innata, perfeccionándola. Se basa en los linfocitos, que no están presentes en la inmunidad natural. Necesita una sensibilización previa y produce una respuesta específica variable con el tiempo, y bajo la cooperación indispensable del sistema macrófago-monocítico. Esta respuesta se caracteriza en que se aprende y en caso necesario se reproduce (memoria). Dentro de la inmunidad adquirida hay dos clases de respuestas según el proceso que la origine: La respuesta celular, desencadenada por infección intracelular (ya sean virus, bacterias, hongos y protozoos), células tumorales (productoras de proteínas anómalas), y macrófagos cargados de productos de difícil digestión. La respuesta humoral, que se especializa en la eliminación de antígenos presentes en el suero o en los tejidos y fluidos de nuestro organismo, como las bacterias extracelulares clásicas, las toxinas y los helmintos. Cada respuesta tiene como protagonista a un tipo de células y/o sustancias que analizaremos a continuación: En la respuesta innata toman parte macrófagos, neutrófilos y células Natural Killer. Los macrófagos (MO) reciben también el nombre de histiocitos (en tejidos) o monocitos (en sangre). Se activan por lipopolisacáridos (LPS), el interferón gamma (INFγ) y el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα). Secretan IL-1, IL-6, TNFα, INFα y beta. Se encargan de la presentación de antígenos tras procesarlos y de fagocitar y eliminar los residuos tanto celulares como tisulares. Los neutrófilos sólo se encargan de fagocitar. Las células Natural Killer (NK) son linfocitos granulares grandes, no B no-T, con receptores para lo propio, para la IL-2, IL-12 y el INFα y TNFα. Entre sus funciones se encuentra la inmunidad celular en el compartimiento vascular, la producción de TNFα, la citotoxicidad inespecífica mediada por IL-12 (atacan a Dra. Vico / Dr. Salamanca 3 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo células indiferenciadas que no expresan HLA-I, como ocurre con las células tumorales) y la citotoxicidad específica mediada por IL-2 y por anticuerpos Ig G. En la respuesta adquirida, el papel de los linfocitos es fundamental. Los linfocitos B se producen en el hígado fetal desde la octava semana hasta el quinto mes de vida intrauterina y a partir de este momento es la médula ósea la que se encarga de su elaboración. Se transforman en células plasmáticas al ser activados por un antígeno (HLA independientes), y producen anticuerpos específicos contra ese antígeno. Los linfocitos B activados que no se transforman en células plasmáticas quedan como linfocitos B de memoria, para que en un segundo contacto con ese mismo antígeno la respuesta sea más rápida y más intensa. Los linfocitos T se producen en la médula ósea y maduran en el timo. Responden fundamentalmente a la presentación (HLA dependiente) de antígenos tisulares y de la membrana de las células. Al activarse el linfocito T presenta otras moléculas en su superficie que actúan como coestimuladoras, cuyos ligandos en las células presentadoras de antígeno son las moléculas B7. Si el reconocimiento del antígeno se produce en ausencia de señales coestimuladoras se desencadena un fenómeno de tolerancia inmunológica. Hay dos subtipos de linfocitos, los CD4 hellper-cooperadores y los CD8 o citotóxicos-supresores. El cociente CD4/CD8 es alrededor de 1,5. CD4: Ayudan a Linfocitos B y T CD8, por lo que su acción es indirecta. Los antígenos deben serles presentados unidos a moléculas de HLA-II. Dentro de los CD 4 hay dos subclases: Th1: sintetizan INFγ, inhibe la producción de IL-4 por las Th2, favorecen la respuesta celular, es favorecida por IL-12 segregada por MO, activa a los MO y participa en la hipersensibilidad retardada y en la defensa frente a los patógenos intracelulares. Th2: Producen IL-4, IL-5, IL-6 e IL-10; inhiben la producción de INFγ, sobretodo la IL-4, favorecen la respuesta humoral y participan en reacciones de hipersensibilidad inmediata y en la defensa frente a parásitos. Dra. Vico / Dr. Salamanca 4 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo CD8: Destruyen células que expresan antígenos no propios asociados a HLA-I producidos dentro de la propia célula. En la citotoxicidad participa el FAS-L que ellos expresan y la liberación de sustancias lesivas acumuladas en gránulos: perforina, fragmentinas, nucleolisina. Impiden la acción de los linfocitos T y B, por eso se han llamado supresores. También quedan clones de CD 8 de memoria, pero para ser activados necesitan la cooperación de los CD4. Las sustancias que sintetizan estas células efectoras son las siguientes: Citocinas: son proteínas de bajo peso molecular con acción autocrina y paracrina. Su acción se efectúa a través de la estimulación de receptores específicos para cada tipo de interleuquina. Se caracterizan por cuatro propiedades: pleiotrofismo (diferentes efectos biológicos en diferentes tipos de células), redundancia (diferentes citoquinas tienen el mismo efecto), sinergismo ( la combinación del efecto de dos citoquinas es mayor que la suma de los efectos individuales) y antagonismo (una citoquina inhibe o contrarresta a otra). Hay interleucinas pro-inflamatorias como son la IL-1, IL-6, TNFα, IL-2, IL-12, INFγ, TNFβ, IL-16; anti-inflamatorias como la IL-10, TGFβ, INFα y INFβ. La principal quimiocina es la IL-8. Proteínas del complemento: son sintetizadas por MO y hepatocitos. Actúan como una cascada de 20 proteínas plasmáticas que acaban formando complejos de ataque a la membrana de células extrañas. Hay dos vías por las que puede activarse esta cascada, la vía clásica (inmunocomplejos, lipopolisacáridos bacterianos) y la vía alternativa (microorganismos de forma innata, inmunoglobulinas). El sistema del complemento tiene capacidad de auto amplificación, por lo que existen mecanismos que la regulan, como son el DAF (factor acelerador de la descomposición), el CR1, CR2, CR3, factor I, la properdina, etc. Anticuerpos: Tiene tres funciones principales. La primera, la neutralización de su antígeno para que deje de ser patógeno, la segunda, la opsonización, que consiste en aumentar la afinidad de los antígenos para que otros mecanismos sean los que acaben con ellos, y por último, la activación indirecta del complemento. Son proteínas sintetizadas por las células plasmáticas, Dra. Vico / Dr. Salamanca 5 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo constituyendo el 20 % de las proteínas totales del organismo. Constan de cuatro cadenas, dos ligeras y dos pesadas, idénticas entre sí dos a dos, y unidas por la zona bisagra. Por un extremo se unen al Antígeno (cada Ig tiene dos fragmentos Fab idénticos) y por el otro a células fagocíticas, mastocitos y basófilos (región Fc). Este extremo también tiene la propiedad de activar el complemento. CONSTITUCIÓN DEL TROFOBLASTO. ANATOMÍA DE LA INTERFASE. Etapa prelacunar. A los ocho días de desarrollo el blastocisto ya ha realizado su implantación inicial en el endometrio decidualizado gracias a la temprana diferenciación del trofoblasto, en el quinto día postfecundación. En este momento, el trofoblasto ya se ha diferenciado en dos capas de células: una interna de células mononucleares llamada citotrofoblasto y otra externa, espesa masa citoplasmática multinucleada y en contacto con la decidua, que es el sincitiotrofoblasto primitivo. Etapa lacunar: Gracias a la acción corrosiva y al intento de invadir del sincitiotrofoblasto, en la etapa lacunar se crean en su espesor espacios rodeados de tejido sincitial, llamado columnas sincitiales. En etapas posteriores, el citotrofoblasto subyacente comienza a evaginarse hacia el sincitiotrofoblasto (vellosidad primaria) y posteriormente le sigue el mesodermo extraembrionario, en el que a su vez aparecen islotes vasculares. Es lo que se conoce como vellosidad secundaria. En este momento, la capacidad lítica del sincitiotrofoblasto ha hecho que los vasos sanguíneos maternos se rompan, y las lagunas antes mencionadas estén ahora llenas de sangre materna. Se llama vellosidad terciaria a aquella que está compuesta por sincitiotrofoblasto, citotrofoblasto, mesénquima extraembrionario y auténticos vasos en su eje conectados con la circulación umbílico-alantoidea. Esto ocurre en el día 21 postfecundación. De estas vellosidades terciarias surgen brotes que repiten el mismo proceso hasta aumentar la superficie de intercambio lo suficiente como para nutrir y oxigenar adecuadamente al feto. Algunas de estas vellosidades no se vascularizan y crecen hasta llegar a la cara materna del espacio intervelloso, sirviendo como anclaje a la decidua. Dra. Vico / Dr. Salamanca 6 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo El citotrofoblasto penetra también en el mesénquima subyacente y llega a alcanzar las arterias espirales, que empiezan a mostrar edema endotelial y destrucción de la capa muscular media que es sustituida por material fibrinoide. De este modo, las arterias espirales se convierten en vasos fláccidos que no responden a estímulos vasoactivos y se caracterizan por tener una gran capacitancia. Hasta el cuarto mes, la composición de la vellosidad es inmadura. La membrana vellositaria (sincitio + citotrofoblasto) va adelgazando, hasta casi perderse por completo en citotrofoblasto, y lo mismo ocurre con el mesénquima, de forma que las paredes capilares contactan directamente con el sincitiotrofoblasto, en contacto a su vez con la sangre materna. Por eso la placenta humana recibe el nombre de Hemocorial. CONTACTO MATERNO-FETAL. Existen diversos lugares donde el sistema inmunitario materno puede ponerse en contacto con el feto e iniciar teóricamente el mecanismo de rechazo del aloinjerto. Esta posibilidad se mantiene a lo largo de toda la gestación. El contacto puede producirse: En el lugar donde el blastocisto toma contacto con el endometrio para implantarse, en el espacio intervelloso, bañado por sangre materna y cubierto por el sincitiotrofoblasto de las vellosidades coriales, entre el citotrofoblasto velloso y las células del sistema inmune presentes en la decidua. La decidua se considera el sitio donde con mayor probabilidad tiene lugar el reconocimiento inmune del trofoblasto. Es el lugar con mayor población de células del sistema inmune, con un 40% de linfocitos granulares grandes, un 20% de macrófagos y un 10% de linfocitos T. Como veremos más adelante, estas proporciones varían a lo largo de la gestación. MODULACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE MATERNO-FETAL. Los mecanismos planteados para el no rechazo del aloinjerto que supone el feto para la madre han sido muchos, la mayoría aún sin una explicación clara. Son los siguientes: Dra. Vico / Dr. Salamanca 7 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo Peculiaridades del sistema HLA. Camuflaje de antígenos fetales presentes en el trofoblasto y Bloqueo de la acción lesiva de los anticuerpos anti HLA Actuación de las citoquinas. Ambiente Th2 en la interfase materno-fetal. Expresión de Fas (CD95) y Fas ligando Producción de indolamina 2,3 dioxigenasa (IDO) Disminución de la actividad del complemento Inmunomodulación hormonal Cambios en la celularidad decidual uterina Peculiaridades del sistema HLA. El Complejo Mayor de Histocompatibilidad es un amplio grupo de genes con múltiples loci en el cromosoma 6 que codifica dos clases de proteínas de membrana (I y II) conocidas como Antígenos Leucocitarios Humanos (HLA). Su herencia es codominante, por lo que el gen del padre y de la madre se expresan en el fenotipo del hijo, y se expresan los dos alelos de cada loci. El HLA clase I, se expresa en todas las células nucleadas y en las plaquetas. El HLA clase II (DR, DP y DQ) se expresa en la estirpe monocito-macrófagos, linfocitos B activados, linfocitos T CD4 activados y en el endotelio vascular. Hay seis tipos de HLA I, tres clásicos (A, B y C) polimórficos y por eso prácticamente únicos en cada persona, y tres tipos no clásicos (E, F, G), que no exhibe polimorfismo, de manera que son prácticamente monomórficos y se expresan de modo prácticamente igual en todos los individuos. El INFα, β y γ aumentan la expresividad celular de HLA tipo I. El INFγ aumenta la expresividad del HLAII en células que ya lo tienen (excepto en linfocitos B) y en células que no lo tenían previamente. Hay tumores que provocan la desaparición de HLA-I de la superficie celular y escapan a la vigilancia inmunológica CD8. El mecanismo que utiliza el aloinjerto fetal para no activar el rechazo materno es parecido (Guillard). Dra. Vico / Dr. Salamanca 8 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo El trofoblasto de las vellosidades coriales escapa al reconocimiento por no presentar en su superficie celular HLA de clase I ni II. De este modo, se comporta de forma inerte para el sistema inmunitario materno. El citotrofoblasto (trofoblasto extravelloso) expresa abundantemente un tipo de HLA de clase I no clásico, el HLA-G (Loke), que teóricamente lo haría más vulnerable a la acción de los natural killer. Sin embargo, se ha demostrado que el HLA-G se une a los principales receptores inhibidores de las células NK, el KIR, e inhibe su función citotóxica. Algunos estudios dan más protagonismo a otro tipo de HLA no clásico como es el HLA-C. El estudio de Hiby et al. estudia el HLA-C, más polimórfico que el HLA-G, expresado en el espacio intervelloso y diana específica del KIR y su relación con la Preeclampsia. Según este estudio, la funcionalidad de los NK durante el embarazo depende de la combinación de dos sets de genes polimórficos, el genotipo materno para KIR y los alotipos fetales del HLA-C. Los resultados afirman que la frecuencia de los distintos alelos del HLA-C es semejante en las mujeres sanas y en las que se desarrolla Preeclampsia. Sin embargo, el genotipo AA del KIR es más frecuente en aquellas que desarrollan Preeclampsia, y está a su vez aumentado en la Preeclampsia cuando en el genotipo fetal se demuestra el HLA-C2. Como conclusión, aclaran que el primer defecto en la Preeclampsia es causado por la inhibición excesiva de las células NK uterinas, encabezadas por la pobre invasión trofoblástica de las arterias uterinas. Otros estudios hablan del HLA-E, expresado en el trofoblasto extravelloso, como Kanellopoulos-Langevin et al. y que afirman que inhibe directamente la función de los NK, o incluso dicen que la expresión de HLA-G solamente se produce para modular la expresión de HLA-E (Patel). La mayoría de los trabajos se centran en el HLA-G. Se sabe que es expresado en tejidos periféricos durante infecciones virales y órganos transplantados, donde protege de la respuesta inflamatoria favoreciendo la diferenciación a linfocitos Th2. Durante la gestación es localizado en el citotrofoblasto extravelloso, favorecido por la IL-10, como luego veremos, y que participa en la producción de citoquinas por parte de los macrófagos de la interfase. Entre las funciones del HLA-G se encuentran la regulación de la expresión de otros HLA no clásicos, como el HLA-E, proteger de la histolisis por parte de los Dra. Vico / Dr. Salamanca 9 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo NK, interactuar con los CD8 y mediar el rechazo de transplante en algunos modelos experimentales e, indirectamente, modular el entorno de citoquinas en la interfase materno-fetal y regular el grado de invasión del blastocisto durante la implantación. También se habla del HLA G soluble (Kanellopoulos-Langevin, Patel, Bouteiller, Hackmon). Se le han atribuido funciones inmunosupresoras, modulando la liberación de citoquinas desde las células mononucleares deciduales (Kanai), activar a los CD8 e inhibir la proliferación CD4, y también se le ha implicado en la regulación de la capacidad invasiva del blastocisto, determinando la implantación del huevo. Se ha detectado tanto en suero materno como en liquido amniótico, donde hipotéticamente estaría implicado en la inducción de la tolerancia. Bouteiller et al. lo consideran tan importante en la implantación, que lo proponen como un parámetro a tener en cuenta a la hora de seleccionar los embriones que se seleccionan para técnicas de reproducción. Otros, como Patel, han relacionado los niveles de HLA-G con patología obstétrica. Sostienen que la Preeclampsia y los abortos se relacionan con niveles de HLA-G menores que en gestaciones normales y en embarazo molares, con mayores concentraciones de HLA-G. Camuflaje de antígenos fetales presentes en el trofoblasto y Bloqueo de la acción lesiva De los Anticuerpos anti HLA Algunos autores sugieren el recubrimiento de los antígenos distintos al HLA por diversos mecanismos que les sirven de camuflaje, ocultándolos a la actuación del sistema inmune materno. Se ha sugerido que el recubrimiento con sialomucina, fibrina o la unión con anticuerpos bloqueantes contra antígenos fetales específicos presentes en la superficie pueden ser mecanismos que contribuyan a evitar la respuesta inmune. También se ha sugerido anticuerpos anti-anticuerpos paternos en suero materno, que podrían unirse a antígenos fetales y bloquear su acción lesiva (Lewis). En el curso del embarazo, normalmente de en la segunda mitad, aparecen anticuerpos antiHLA paternos en la circulación sistémica de la madre, siendo Dra. Vico / Dr. Salamanca 10 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo más frecuente en las multíparas (35-60%) que en las primíparas (25%). Las células fetales pueden alcanzar la circulación materna al liberarse globos sincitiales (brotes de vellosidades terciarias) al espacio intervelloso, y de aquí migrar al sistema venoso materno. Sin embargo, su presencia no parece tener consecuencias adversas sobre la placenta o el feto. ¿Por qué?. Se suceden una serie de acontecimientos en la circulación de esas inmunoglobulinas que explican su aparente inocuidad. Solo las Ig G pueden atravesar la placenta, al ser las únicas para las que el sincitiotrofoblasto tiene receptores (Fc-R). El sincitio las incorpora a los tejidos fetales mediante endocitosis, y en la cara fetal de la placenta se libera y se dirige a la circulación fetal. E este nivel, la Ig anti-HLA es frenada por las células del mesénquima de las vellosidades que expresan antígenos de HLA relevantes en su superficie, así los anticuerpos son filtrados antes de alcanzar la circulación fetal. Así también se entiende porque las Ig maternas para las que el mesénquima no tiene antígeno que las neutralice (como los anticuerpos contra patógenos) no son filtradas y pasan a la circulación fetal, proporcionando inmunidad pasiva al feto. Ambiente Th2 en la interfase materno-fetal. citoquinas. Como ya se ha dicho en el recuerdo de inmunología, los linfocitos T hellper (CD4) pueden diferenciarse a dos subtipos de poblaciones con acciones distintas, los Th1 y los Th2 en función del tipo de citocinas más prevalentes en el medio en el que se produce. Si prevalece la IL-12 y el TNF, se favorece la diferenciación a Th1 y si lo que más hay en el entorno es IL-4, la vía favorecida es la Th2. Las células Th1 inducen varias acciones citotóxicas e inflamatorias mediadas por la acción de la IL-2, IL-12, INFγ y TNFα, y son responsables de las reacciones inflamatorias de la inmunidad celular, la hipersensibilidad retardada y la lesión tisular en las enfermedades infecciosas y autoinmunes. Por eso, el descenso de las IL th1 se ha relacionado con la disminución de la sintomatología de la artritis reumatoide o la tiroiditis autoinmune (Lewis). Las células Th2 producen, como ya se ha dicho, IL4, IL5, IL6 e IL10, y se asocia a Dra. Vico / Dr. Salamanca 11 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo una respuesta de tipo humoral, favoreciendo la aparición de anticuerpos. Hay citoquinas que no encajan típicamente ni con la respuesta Th1 ni con la Th2 pero también son importantes en el mantenimiento del embarazo, como son la IL-11 y la IL-18, que están presentes en momentos específicos del embarazo, por lo que sugieren una función reguladora (Lewis). Se ha estudiado que una prevalencia de la respuesta Th1 sobre la Th2 se asocia con tasas mayores de reabsorciones fetales, fallos en la implantación y menor resistencia a la infección y menor producción de INFγ (KanellopoulosKanellopoulos-Langevin). Ha podido demostrarse su acción citotóxica directa sobre el embrión como lesión de células trofoblásticas. Tanto el TNFα como el INFγ provoca la inhibición del crecimiento trofoblástico in vitro. Por ejemplo, la infección por leishmania determina una respuesta inmune fundamentalmente Th1, produciéndose INFγ, IL-2 y TNFα. Se ha comprobado que culmina con aborto, que puede ser evitado en animales de experimentación con la administración de IL-10 durante la gestación. Así mismo, a infección por Gram. negativos, desencadena una respuesta inmunológica típicamente Th1, activa la formación en el trofoblasto de IL-6 y IL-8 y se ha relacionado con mal pronóstico del embarazo y mayor riesgo del parto pretérmino (Hanna). Sin embargo, las citoquinas asociadas a una respuesta Th2, contribuyen a la implantación del embrión, desarrollo de la placenta y supervivencia del feto hasta el término de la gestación (Dealtry). Las distintas citoquinas se producen en distinta cuantía según el momento de la gestación en el que las valoremos, así como sus receptores. Tanto las citoquinas pro como las antinflamatorias son expresadas en sangre periférica materna, incluida la IL-2, IL-4, IL-10 y el INFγ, por lo que no parece que, como se pensaba, el sistema inmune materno esté comprometido durante el embarazo (Hanna). La producción en la interfase maternofetal depende no sólo de los relativamente escasos linfocitos T CD4, sino también de otras células productoras de citocinas existentes tanto en el territorio materno como en el fetal. Así, tanto el trofoblasto y los macrófagos en el trofoblasto velloso como los LGL, las células NK, los macrófagos y las células estromales a nivel de la Dra. Vico / Dr. Salamanca 12 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo decidua contribuyen a mantener este ambiente Th2 que se desarrolla en el transcurso del primer trimestre de la gestación. Hacia final del tercer trimestre, y en relación con el parto, se establece una predominancia de tipo Th1, lo que ha llevado a algunos autores a considerar los fenómenos inmunológicos como elementos implicados en los mecanismos de inicio del parto. Numerosos estudios han tenido como objetivo averiguar el papel de cada citoquina durante el desarrollo embrionario, los cambios que sufren según la edad gestacional o las consecuencias que tiene una alteración artificial en sus niveles para el producto de la concepción: IL-10 Es un potente antinflamatorio de producción local, producida por los linfocitos granulares grandes, por el cito y el sincitiotrofoblasto. En realidad no es una IL típicamente Th1 ni Th2, ya que ambos tipos de linfocitos pueden producirla. Entre sus propiedades se encuentra la regulación a la baja de la producción de citoquinas y quimiotaxis de los linfocitos Th1 y MO, interfiere en la presentación de los antígenos, directa o indirectamente inhibe la respuesta de los CD8 y los NK, actúa como mediador de otros reguladores intrauterinos (la progesterona, catecolaminas y prostaglandinas inducen la producción de IL-10), es inhibidor autocrino de la metaloproteinasa 9 producida en el citotrofoblasto humano, bloquea el parto pretérmino inducido por lipopolisacárido en ratones, modifica la actividad y expresión de PG-deshidrogenasa en cultivo de vellosidades coriales humanas y células del corion y activa la producción de HLA tipo G. En el estudio que realizó Hanna et al. se comprobó que la IL-10 se producía a niveles significativos en el primer y segundo trimestre, pero su producción disminuía a término. Así mismo, la trascripción de ARNm para la IL-10 también disminuía con la edad gestacional, por lo que no se podía achacar la disminución de IL-10 a la senescencia placentaria, y la cantidad de receptores para la IL-10 se mantenía constante a lo largo de la gestación, por lo que la producción de la IL es independiente de la expresión de su receptor. En sangre periférica de mujeres embarazadas, los niveles de IL-10 eran mayores en el primer trimestre, pero luego se iban igualando poco a poco hasta ser prácticamente iguales que en no gestantes al final del embarazo. Tras el parto, Dra. Vico / Dr. Salamanca 13 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo hay una relevación de los niveles del ARNm de IL-10 por un posible feed back negativo tardío. El papel de la IL-10 en el mantenimiento del embarazo y la inmunomodulación se considera uno de los más importantes. IL- 4 Esta citoquina es segregada sin necesidad de ser estimulada por los tejidos amnióticos y deciduales humanos. Es un potente inhibidor de los linfocitos Th1 al inhibir la producción de INFγ y de IL-12 y con ello el feed back positivo que tiene lugar en la respuesta celular (el INFγ activa a los MO, los MO segregan IL-12 y la IL-12 favorece la diferenciación a Th1). Además, estimula la producción de progesterona en el cuerpo lúteo. Sin embargo, solo se ha demostrado una débil expresión en trofoblasto durante el primer trimestre y sus niveles son prácticamente indetectables a término. Los niveles en sangre periférica son equivalentes a los de la mujer no embarazada. En cuanto a su receptor, se ha localizado durante el primer trimestre en el citotrofoblasto y en las vellosidades coriales, sugiriendo su actuación como blanco de la IL-4 producida en la decidua. En la placenta a término sólo hay receptores de IL-4 en las vellosidades. En el sincitiotrofoblasto no existen receptores (Hanna). IL-6 e IL-13 Ambas son citoquinas de la respuesta Th2. El blastocisto, una vez implantado segrega IL-6 para inhibir la respuesta inflamatoria del endometrio y activar la producción de progesterona por parte del cuerpo luteo. La IL-13 solo se expresa durante el embarazo temprano en la placenta, y luego los niveles van disminuyendo con la edad gestacional. INFγ Es una citoquina típica de la respuesta celular, protagonizada por los linfocitos Th1. Se produce solo al final del embarazo, pero a niveles muy bajos. Sus niveles en la embaraza a término son menores que los de la no gestante. TNFα Dra. Vico / Dr. Salamanca 14 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo El factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) se produce por los macrófagos en el inicio de cualquier infección y como respuesta al stress. Durante el embarazo, hay leucocitos productores de TNFα en la placenta. Su efecto es fundamentalmente proinflamatorio. El aumento en los niveles de TNFα en el ambiente fetal, posiblemente a partir de células necróticas placentarias, se ha relacionado con pérdida del embrión (Kanellopoulos-Langevin), hemorragias masivas y necrosis en placentas infectadas por diversos patógenos (Chlamidia, Nisseria, Tricomona) bajo condiciones en las que el daño fetal directo no ha podido comprobarse. Las acciones proinflamatorias del TNFα son fundamentalmente la quimiotaxis de macrófagos, con la subsiguiente lesión tisular y desarrollo de una respuesta Th1. En el endometrio del embarazo temprano también se ha demostrado la expresión de Factor Inhibidor de la Migración de Macrófagos (MIF), que inhibe la histolisis mediada por NK, activa la fagocitosis de los macrófagos y activa la producción de TNFα y IL-1 que también es quimiotáctico, manteniendo la producción de fagocitos activados en el endometrio (Kanellopoulos-Langevin). PROSTAGLANDINA E2 (PGE2) La PGE2 se produce localmente en la decidua y contribuye al mantenimiento de la preponderancia de la respuesta linfocitaria Th2. Actúa a distintos niveles celulares: sobre las células T, dirigiendo su subtipo de producción hacia Th2, amentando la producción de IL-10 por parte de los macrófagos, inhibe la IL-12, induce a un estado de anergia de los linfocitos T que interactúan con las células presentadoras de antígeno, lo que puede ayudar a la falta de rechazo. Expresión de Fas (CD95) y Fas ligando. La apoptosis o muerte celular programada se ha propuesto como mecanismo de defensa del trofoblasto frente al sistema inmune (Lewis). Este mecanismo puede ponerse en marcha por las citoquinas propias de la respuesta Th1, el TNFα o la expresión de Fas ligando en la membrana de ciertas células. Dra. Vico / Dr. Salamanca 15 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo El Fas ligando (Fas-L) es un péptido de membrana que se expresa en el citotrofoblasto, sincitiotrofoblasto y decidua. Cuando los linfocitos expresan Fas, se une al Fas-L de estos tejidos y se pone en marcha la cascada de las caspazas en el linfocito activado, sufriendo la muerte celular y protegiendo de este modo del ataque inmune por las células T. Los linfocitos apoptósicos son rápidamente eliminados por los fagocitos y no inducen inflamación. Kanellopoulos et al. indujo la mutación lpr en ratas, y así bloqueaba el Fas-L. En los resultados analizados se muestra un infiltrado linfocitario extenso y muerte celular en la interfase, dando lugar a camadas menores que en ratas no manipuladas genéticamente. El resultado de la apoptosis de los linfocitos T activados por un antígeno fetal es que se pierden células específicas contra él, induciendo tolerancia. Actualmente se está estudiando la familia de proteínas B7 expresadas en las células presentadoras de antígeno, necesarias para la coestimulación del linfocito. Parece que además tienen la capacidad de facilitar la diferenciación hacia Th2 y pueden inducir apoptosis. Producción de Indolamina 2,3 dioxigenasa La indolamina 2,3 dioxigenasa (IDO) es una enzima que actúa catabolizando triptófano a nivel placentario. Es producida por los macrófagos y el sincitiotrofoblasto tras ser estimulados con factor estimulante de colonias y otros productos de activación. Su inhibidor competitivo es el 1-metil-tryptofano, usado en varios estudios para valorar su papel en el mantenimiento de la gestación. Mellor et al. estudiaron a ratas expuesta ha IDO inhibidor, y comprobaron que rápida y uniformemente la gestación fracasaba en pocos días si el cruce había sido alogénico, pero no si era singénico. La anatomía patológica informó de depósito masivo de complemento (C3) correlativo a la dosis administrada de inhibidor de IDO y necrosis hemorrágica en la interfase materno fetal y en la decidua, hemorragias extensas y un infiltrado inflamatorio mixto. El deposito de C3 tenía lugar a pesar de la expresión correcta de su inhibidor en condiciones normales, el Crry, y en ausencia de anticuerpos. Dra. Vico / Dr. Salamanca 16 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo Hicieron lo mismo con ratas genéticamente modificadas, provocándoles una inmunosupresión (sin linfocitos B ni T) y que además eran tratadas con el inhibidor de IDO. En esta ocasión, no se producía aborto ni en los cruces alogénicos ni en los singénicos. Con esto demostraban que la inflamación era dirigida por el reconocimiento de antígenos fetales por parte de los linfocitos T. Hicieron diversos cruces, y comprobaron que los abortos eran más precoces cuanto más incompatibles alogénicamente eran los progenitores, siempre que sobrepasaran un umbral de incompatibilidad. Se habla entonces de una respuesta inflamatoria mediada por linfocitos T y una activación del complemento anticuerpo-independiente (Mellor, KanelopoulosLangevin). El papel de las células que expresan IDO es suprimir la inmunidad mediada por linfocitos T para no activar el proceso inflamatorio, como la activación del complemento y su depósito en la interfase. Disminución de la actividad del complemento Como ya se ha mencionado anteriormente, el complemento es uno de los principales sistemas efectores de la inmunidad humoral, así como mecanismo importante en la inmunidad innata. Se activa por dos vías, la clásica ( unión de C1 al complejo antígeno – anticuerpo) y la alternativa ( C3b se une directamente a superficies antigénicas). El trofoblasto expresa reguladores del sistema del complemento para que la gestación tenga éxito. Hay tres mecanismos por los que se inhibe la cascada del complemento: - Proteína cofactor de membrana (MCP o CD46): interacciona con C3b y C4b y bloquea la unión de los anticuerpos al complemento - Factor Acelerador del consumo (DAF o CD55): aumenta la velocidad de disociación de convertasas de C3. - Inhibidor del complejo de ataque a membrana (CD59): Bloquea la unión de C9 y así impide la formación del CAM. Se ha comprobado experimentalmente que la supervivencia de fetos de ratas depende de la expresión del factor inhibidor del complemento Crry en la interfase materno-fetal. Si se provoca su fallo genéticamente, fracasan todas Dra. Vico / Dr. Salamanca 17 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo las gestaciones, incluso aquellas singénicas con la madre. El mecanismo efector es el depósito de C3, y se ha sabido al comprobar que en las madres con déficit de C3 no ocurre la pérdida fetal, a pesar de haberle bloqueado la expresión de Crry. Si ocurre, sin embargo, a pesar de eliminar la población de linfocitos B, por lo que se descarta su participación en este proceso. Además, se ha visto que la expresión de Crry necesita para ser efectivo que se acompañe de una producción adecuada de IDO, porque si se administra su inhibidor, el resultado es inflamación local, depósito de complemento y necrosis hemorrágica, con la pérdida fetal subsiguiente (Mellor 2001). Langevin y su equipo manipularon genéticamente el dominio N terminal de la proteína de unión TATA, alterando la expresión de Crry, y como resultado obtuvieron una disfunción placentaria que activaba inflamación, hemorragia y necrosis, de forma que más del 90 % de los fetos morían a mitad de la gestación. Concluyeron que la activación incontrolada del complemento induce el aborto. También se habla de la anexina II. Es una glicoproteína de membrana, secretada por la placenta y que se une a los fosfolípidos de carga negativa. Tiene capacidad de inhibir parcialmente la proliferación de células inmunes, así como para disminuir la síntesis de IgG e IgM por las células B. Inmunomodulación hormonal Aún en ausencia de datos concluyentes, hay que citar el papel de las hormonas en la inmunomodulación durante el embarazo. El estradiol y la progesterona, y algunas proteínas placentarias como la proteína específica del embarazo, SP-1, que estimula la producción de citocinas Th2 por los monocitos, y la PAPPA, que inhibe in vitro la proliferación de las células T y la secreción de IL-2 ayudan a la tolerancia materna al promover la respuesta Th2 sobre la Th1. Se ha descrito el Factor Inhibidor de Leucocitos (LIF) que es sintetizado y secretado por el endometrio materno y células estromales. Su receptor es necesario para la implantación, diferenciación y crecimiento del trofoblasto Dra. Vico / Dr. Salamanca 18 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo (Lewis). Pues bien, entre las sustancias que activan al LIF, se encuentra la progesterona, la IL-4 y la IL-1. El INFγ y la IL-12 lo inhiben. La progesterona es necesaria para el mantenimiento del embarazo, y para eso su producción en el cuerpo lúteo es estimulada por las IL-6 y IL-4. Los linfocitos de las mujeres embarazadas son especialmente sensibles a la progesterona. El embarazo por sí mismo aumenta el número de receptores de progesterona que son expuestos en los linfocitos de sangre periférica, haciéndoles más susceptibles de los mecanismos inhibidores de la progesterona. En su presencia, los linfocitos segregan una proteína que tiene un efecto inhibidor directo del efecto citolítico de los NK. Las concentraciones de progesterona solo son suficientes para inhibir el sistema inmune localmente en el útero y placenta. (Lewis) En el sincitiotrofoblasto la progesterona favorece la producción de citoquinas Th2. Junto con la progesterona, como ya se ha dicho anteriormente, las catecolaminas y las prostaglandinas inducen la producción de IL-10 (Hanna) así como la gonadotrofina coriónica humana. Los estrógenos, sin embargo, hacen que el endometrio produzca interleuquinas quimiotácticas y los macrófagos sean atraídos a la interfase materno-fetal (Özenci). Cambios en la celularidad de la decidua uterina La decidua tiene como función la protección de los tejidos maternos de la invasión trofobástica, la nutrición del embrión, su aislamiento y protección inmunológica del embrión y de la madre. En el día 22-30 postfecundación el 40% de las células deciduales son leucocitos. La mayoría de ellos, el 30%, son linfocitos granulosos grandes, y el 22% son macrófagos (Özenci). Los linfocitos granulosos grandes (LGL) solo se encuentran el útero y se originan en la médula ósea y pertenecen a la línea de las células NK. Son el grupo de linfocitos predominantes, llegando a su máximo al final de la fase secretora, en el momento esperado para la implantación. Esos linfocitos tienen Dra. Vico / Dr. Salamanca 19 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo un fenotipo distintivo, caracterizado por una densidad superficial alta de CD56. La infiltración por LGL aumenta por acción de la progesterona así como por una producción de IL-15 y prolactina por células del estroma (Lewis). Están en íntimo contacto con los aloantígenos fetales en el espacio intervelloso, interviniendo en la modificación de la vasculatura uterina, aunque el mecanismo es aun desconocido y protegiendo de los microorganismos a la interfase materno-fetal gracias a las encimas proteolíticas que posee (porfirinas) y a la secreción de citoquinas inflamatorias. Se ha reconocido su papel protagonista en la implantación del blastocisto (Lewis, Kanellopoulos-Langevin, Özenci). Özenci y su equipo estudiaron los cambios celulares que se producían en la decidua día a día tras la concepción, y observaron que los NK se mantenían en gran número en el primer trimestre de la gestación, pero iban disminuyendo con la edad gestacional a partir del segundo trimestre. Los macrófagos se desarrollaban de forma contraria, aumentando a lo largo de la gestación. Los CD3 sin embargo, desaparecían rápidamente dejando la decidua en manos de la inmunidad innata, y es máximo a la cuarta semana de gestación. Su distribución es predominantemente alrededor de las glándulas formando colonias celulares típicas. También pueden encontrarse cerca del epitelio luminal, especialmente de las arterias espirales. Zhao et al. comprobaron que estos linfocitos T participaban el desarrollo de la tolerancia materna, pues amentaban más en aquellos fetos alogénicos que en los singénicos. Sufrían un incremento marcado durante el principio del embarazo y decrecían progresivamente desde la mitad de la gestación hasta llegar a término con niveles semejantes a los de mujeres no gestantes. La otra población celular predominante en la decidua son los macrófagos. Tienen efecto antinflamatorio, producen IDO y previenen la activación de los linfocitos T (Lewis, Mellor). Son CD14+ y se ven atraídas por los factores de crecimiento segregados por el endometrio bajo la influencia estrogénica. Se distribuyen a lo largo del estroma de la decidua y se observan en grandes cantidades alrededor de la pared vascular. Su número crece con la edad gestacional, a término, representan el 10-15% del total de células deciduales. Dra. Vico / Dr. Salamanca 20 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo INMUNOLOGÍA Y PATOLOGÍA OBSTÉTRICA. Como se ha expuesto, hace falta que todos los mecanismos anteriores actúen de forma sinérgica para que la gestación trascurra con normalidad. El 20-50% de las infertilidades son por malformación uterina, endocrinopatía, síndrome antifosfolípido, anormalidades genéticas de los progenitores e infecciones (Patel). Hay tres patologías que se han relacionado fisiopatológicamente con alguna alteración inmunológica como son los abortos de repetición, la Preeclampsia y la amenaza de parto prematuro. La abortabilidad se considera cuando se producen tres o más pérdidas fetales inexplicadas de fetos de menos de 500 gramos o menos de 20 semanas de gestación. Sobre ello se han formulado diversas teorías: un mayor nivel de soluble Fas en el suero de estas mujeres, que bloquearía el Fas-L de la placenta y anularía la apoptosis de linfocitos T activados contra antígenos fetales; la preponderancia de una respuesta Th1, al determinar mayores niveles en suero materno de INFγ y menores de IL-10, IL-4 y LIF o mutaciones en el HLA-G (Lewis). Experimentalmente se ha conseguido prevenir el aborto en ratas con la administración de ciertas inerleucinas, como el GM-CSF y la IL-3. Otros han especulado con un defecto en la actividad de la IDO (Mellor) en las pérdidas precoces no justificadas por malformación o cromosomopatía, o con la activación incontrolada del complemento (Kanellopoulos-Langevin) En cuanto a la Preeclampsia, ya se ha dicho que se cree que un defecto en la expresión de HLA-G o en la combinación de ciertos fenotipos de HLA-C fetal con KIR fetal, favorecen su desarrollo. En varios estudios se hace mención a la posibilidad de aplicar los conocimientos de inmunología a la práctica, para prevenir por ejemplo las amenazas de parto prematuro, muchas veces desencadenado por una infección subyacente, que activa los mecanismos de inflamación Th1, y con eso se favorece el inicio de los mecanismos del parto. Se ha visto que el HLAG soluble disminuye en edades gestacionales avanzadas en el líquido amniótico (Hackmon), y la hipótesis por comprobar es si realmente tiene esto un papel en el mecanismo de inicio del parto. También se ha visto que Dra. Vico / Dr. Salamanca 21 Clases de Residentes 2007 Inmunología y embarazo conforme la edad gestacional va progresando, la celularidad en la decidua se va acercando a la de la mujer no embarazada, disminuyen los niveles de interleuquinas Th2 y aumentan las de Th1, y se ha experimentado con ratas y se ha visto que se puede frenar la amenaza de parto pretérmino con la administración de IL-10. Toda intervención que pueda disminuir la respuesta inflamatoria durante el embarazo puede contribuir a mejorar el pronóstico del embarazo, disminuir el parto pretérmino y con ello la principal causa de morbi-mortalidad de los neonatos. BIBLIOGRAFÍA. 1.- BOUTEILLER P., Tabiasco J, Parinaud J. Soluble HLA-G and embryo implantation: frequently asked questions. Gynecol Obstet Invest. 2007;64(3):134-7. 2.- DEALTRY G., O’Farrel MK, Fernandez N. The Th2 Cytokine Environment of the Placenta. Int Arch Allergy Immunol. 2000 Oct;123(2):107-19 3.- GUILLARD C, Zidi I, Marcou C, Menier C, Carosella ED, Moreau P. Role of HLA-G innate imunity through direct activation of NK-kappa B in natural killer cells. Mol immunol 2008; 45 (2): 419-427. 4.- HACKMON R, Hallak M, Krup M, Weitzman D, Sheiner E, Kaplan B, Weinstein Y. HLA-G antigen and parturition: maternal serum, fetal serum and amniotic fluid levels during pregnancy. Fetal Diagn Ther. 2004 Sep-Oct;19(5):404-409 5.- HANNA N. 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