ACTUALIZACIÓN Inmunidad innata e inmunidad adaptativa E. Reyes Martín, A. Prieto Martín, D. Díaz Martín y M. Álvarez-Mon Soto Departamento de Medicina. Facultad de Medicina. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares. Madrid. España. Servicio de Enfermedades del Sistema Inmune. Hospital Universitario Príncipe de Asturias. Alcalá de Henares. Madrid. España. Palabras Clave: Resumen - Inmunidad innata Para que los componentes celulares y humorales del sistema inmune inicien una fase efectora es necesario el reconocimiento. El conocimiento de los receptores clonotípicos de los linfocitos T y las células B, TCR y BCR respectivamente, ha ocupado gran parte de los esfuerzos de los investigadores. Sin embargo, en los últimos años se ha prestado especial atención a los componentes celulares y moleculares de reconocimiento del sistema inmune innato, revolucionándose el papel del sistema inmune innato a nivel del reconocimiento y su estrecha relación con el sistema inmune adaptativo. En este trabajo revisamos los diferentes elementos en los que la inflamación se desarrolla: elementos inductores, sensores, mediadores, trasladadores, efectores y reguladores y analizamos estos elementos en diferentes sistemas celulares como los monocitos/macrófagos, células dendríticas, mastocitos, neutrófilos, células T y B, así como elementos moleculares como el complemento. - Inmunidad adaptativa - Sensores - PRR - TLR - CLR - DAMP - PAMP Keywords: Abstract - Innate immunity Innate immunity and adaptive immunity - Adaptive immunity - Sensors - PRR - TLR - CLR - DAMP - PAMP Recognition is required for cell and humoral components of the immune system to initiate an effector phase. Understanding the clonotypic receptors of T lymphocytes and B cells (TCR and BCR, respectively) has occupied much of the efforts of researchers. In recent years, however, special attention has been focused on the cell and molecular components of recognition in the innate immune system, revolutionising the role of the innate immune system at the level of recognition and its close relationship with the adaptive immune system. In this study, we review the various elements in which inflammation develops: inducer, sensory, mediator, translation, effector and regulatory elements. We analyse these elements in various cell systems such as monocytes/ macrophages, dendritic cells, mast cells, neutrophils and T and B cells, as well as molecular elements such as the complement. Introducción Desde un punto de vista clásico y en términos muy generales, el sistema inmune puede ser dividido en dos brazos que son responsables de la eliminación de las sustancias derivadas de los patógenos y sustancias no patógenas. Se trata de la inmunidad inmediata o innata y la inmunidad a largo plazo, antí- geno-específica o inmunidad adaptativa1. La respuesta inmunitaria innata y la adaptativa están estrechamente relacionadas. Actualmente, el concepto se plantea como una visión más fisiológica del reconocimiento, la regulación y su ejecución, considerándose la respuesta del sistema inmunitario-inflamatorio como global y coordinada. Tras la activación de las células del sistema inmune innato se producen y liberan me- 1760 Medicine. 2013;11(28):1760-7 08 ACT 8 (1760-1767).indd 1760 27/02/13 09:58 INMUNIDAD INNATA E INMUNIDAD ADAPTATIVA diadores inflamatorios y se incrementa la expresión de moléculas coestimuladoras y de adhesión que mediarán en la activación del sistema inmune adaptativo1. El funcionamiento del sistema inmune, en su conjunto, resulta en la inflamación, local y/o sistémica, que en última instancia tiene como objetivo restaurar la homeostasis. Existe una estrecha relación entre la inflamación y la homeostasis2. En este trabajo revisamos los diferentes elementos en los que la inflamación se desarrolla: elementos inductores, sensores, mediadores, trasladadores, efectores y reguladores2,3 y analizamos estos elementos en diferentes sistemas celulares (monocitos/macrófagos, células dendríticas, mastocitos, neutrófilos, células T y B) y moleculares (complemento). Inmunidad innata frente a inmunidad adquirida traumatismo o la presencia de material genético de microorganismos (in)2,6. Para que este tipo de respuesta se inicie es necesario el reconocimiento, es decir, este agente inductor debe ser reconocido por sensores. Estos sensores son los denominados genéricamente como PRR o receptores de reconocimiento de patrones7. En el caso de que los PRR reconozcan patrones moleculares asociados a patógenos se les denomina PAMP8. Si lo que reconocen son otras señales de peligro (in - out) entonces se les denomina DAMP o patrones moleculares asociados a daño o peligro6 (fig. 1). Los PRR son expresados en la membrana de numerosos tipos celulares entre los que destacan los macrófagos y las células dendríticas, dos tipos de células presentadoras profesionales de antígeno o APC. Los linfocitos T y células B también expresan este tipo de sensores. Los PRR de membrana y endosomales más importantes son los TLR (receptores tipo toll) y los CLR o receptores lectina tipo c. Además, existen otros PRR de localización intracelular como NOD-like que responden a señales de peligro endógenas y exógenas9 y RIG-like (RLR) que reconocen secuencias de RNA de virus7,10. Los TLR, que se consideran como el principal sistema de alarma del sistema inmune, se localizan en la superficie y en el citoplasma de numerosos tipos celulares del sistema inmune innato (neutrófilos, monocitos/macrófagos, células dendríticas y mastocitos), del sistema inmune adaptativo (células T y B), así como en otros tipo de células dotadas de cierta inmunocompetencia (las células endoteliales, células epiteliales de las mucosas e incluso los queratinocitos)11-13. En la actualidad han sido identificados trece TLR, solo 10 en humanos (TLR1 a TLR13) que tras su activación señalizan al núcleo por vías dependientes o independientes (solo el TLR3 emplea TRIF) del adaptador MyD887,12. El TLR4 puede transducir la señal tanto por la vía dependiente de MyD88 como Las respuestas adaptativas, adquiridas o específicas presentan una serie de características que las diferencian de las respuestas inmunes innatas: 1. Las respuestas adaptativas se desarrollan tras una exposición previa al agente infeccioso. 2. Son antígeno específicas, es decir, diferencian distintos microorganismos y macromoléculas y son ejecutadas por células T y B con receptores antígeno específicos (TCR y BCR respectivamente). 3. Son más lentas que las innatas pues requieren de una expansión clonal de las células antígeno específicas (al menos la primera vez que la respuesta se produce frente a un determinado patógeno). 4. Son respuestas de una gran intensidad defensiva (mayor en las respuestas secundarias que en las primarias) mucho mayor que la de las respuestas innatas. 5. Las respuestas adaptativas son las responsables de la generación de la memoria, esto quiere TLR2/1 TLR2/6 TLR4 TLR5 decir que la capacidad de reconocimiento específico y de respuesta se intensifica y mantiene durante largos periodos de tiempo tras la priNOD1 mera exposición al antígeno4. NOD2 RLRs Reconocimiento en el contexto de la inmunidad innata IL-15 Macrófagos M1 IL-10 Actividad antimicrobicida Antibacteriana Vit D Antivírica IFNs Diferenciación de las DC DC clásicas Diferenciación de las células T TLR3 TLR7 TLR8 TLR9 El sistema inmune innato es la primera línea de defensa que inicia y sirve de puente con el sistema inmune adaptativo5. En el contexto de la respuesta inmune innata, los elementos inductores son principalmente los microorganismos o agentes externos (out) pero debemos considerar también a agentes internos como el daño tisular, el Macrófagos M1 Diferenciación monocitaria DC inflamatorias Th1 IL-12, IL-16 Th17 IL-1β, IL-23 Th2 IL-33 Interacción con células T Activación de las MC Interacción con células B Interacción con DC Interacción con eosinófilos Fig. 1. Receptores-sensores involucrados en el reconocimiento del sistema inmune innato. Los PRR están situados en la membrana celular, en el citoplasma y en orgánulos intracitoplasmáticos para tener la capacidad de reconocer distintos ligandos de los microorganismos (TLR, receptores NOD-like y RLR). El reconocimiento por estos tipos de receptores promueve la diferenciación de los monocitos, células dendríticas y mastocitos, así como la interacción con células del sistema inmune adaptativo. Medicine. 2013;11(28):1760-7 1761 08 ACT 8 (1760-1767).indd 1761 27/02/13 09:58 ENFERMEDADES DEL SISTEMA INMUNE (I) por la vía independiente indistintamente14. Este último TLR residentes y a los mastocitos) y promover la quimioatracción reconoce el lipopolisacárido bacteriano o LPS de las bactey el reclutamiento leucocitario2. Ciertas citoquinas como la IL-12 inducida tras señalización por los PRR pueden polaririas Gram negativas con la ayuda del CD14, la proteína ligazar la respuesta de las células T CD4+ hacía Th1 o Th222. dora de LPS (LBP) y el MD2. Con todos estos TLR, nuesLos metabolitos del ácido araquidónico (prostaglandinas, tras células pueden reconocer componentes de las paredes prostaciclinas, tromnboxanos y leucotrienos) además de inbacterianas (lípidos, carbohidratos y péptidos), ADN vírico, ducir directamente efectos inflamatorios son capaces de poproductos de los parásitos y hongos, matriz intracelular así tenciar el efecto de otros mediadores23. como DNA y RNA endógenos7,11,15. Se ha descrito que los TLR inducen la maduración de las células dendríticas, la producción de citoquinas inflamatorias y por consiguiente El sistema de complemento contribuyen al procesamiento antigénico16,17. Los CLR tienen especificidad por los glicanos (estructuEl sistema de complemento es el más importante sistema de ras de manosa, antígenos de Lewis [X, A, B, Y], GlcNAc, la inmunidad innata, reconoce peligros, discrimina entre lo GalNAc y betaglucanos)16,18. En este gran grupo de sensores encontramos al receptor para la manosa (MR), la langerina, propio y lo no propio y constituye el mejor conocido sistema de DC-SIGN (CD209), dectina-1 y MGL. Mediante estos senreconocimiento no antígeno específico y de eliminación de microorsores, las células son capaces de reconocer virus (HIV, HCV, ganismos patógenos. Esta constituido por más de 30 proteínas SARS, filovirus), bacterias (Helicobacter pylori, Mycobacteria plasmáticas, muchas de ellas proteasas, que son capaces de activar en cascada enzimas proteolíticas2. El funcionamiento tuberculosis, Probiotic lactobacilli y Neisseria meningitidis, y pla16 de este sistema, altamente controlado, supone el reconocitelmintos (Schistoma mansoni) . Este reconocimiento supone la internalización en lisosomas y el procesamiento antigénico miento y la eliminación de microorganismos, el aclaramiento en moléculas de histocompatibilidad de clase II, con lo que de los inmunocomplejos y de las células apoptóticas. Dadas se adquiere la capacidad de activar a linfocitos colaboradores sus diferentes vías de activación, el sistema de complemento CD4+. Completando este escenario, ha sido documentado constituye un nexo entre el sistema inmune innato y el sistetambién que la endocitosis de estos sensores CLR facilita la ma inmune adaptativo. presentación antigénica en clase I a los linfocitos CD8+19. Al igual que en el apartado anterior, el sistema de comEstas propiedades de los CLR modulan a su vez la señalizaplemento es un sistema sensor de peligro exógeno y endóción de los TLR20. Como hemos mencionado, la activación geno. Este sistema se activa por diferentes vías (clásica, de celular mediada por el reconocimiento de patógenos por los las lectinas y alternativa)24 (fig. 2). En cada una de ellas, el sensores TLR y CLR está claramente relacionada con la presentación de antigénica restricta a los linfocitos T16. Superficie de Inmunocomplejos Polisacáridos los patógenos con IgG o IgM, PCR Células apoptóticas Tras el reconocimiento a través fosfatidilserinas MBL y ficolinas de estos sensores, se inicia la fase efectora celular que consiste en la Vía clásica Vía de las lectinas Vía alternativa promoción de la activación de los 17,19,21 y la linfocitos CD4+ y CD8+ C1-INH C4BP MBL, MASP1, C3, Factores B y D C1q, C1r, C1s, Factor I MASP2, C4 y C2 – secreción de mediadores inflamatoC4 y C2 – rios2,22. Estos mediadores son funC4A Ba C3 convertasa damentalmente citoquinas y meta(C4b2a / C3bBb) iC4b – DAF y Factor H C2b bolitos del ácido araquidónico. Las citoquinas constituyen un conjunto C3 C3a C3aR C4c+C4d muy numeroso de mediadores con una gran variedad de actividades. – iC3b C3b Factor I Las citoquinas se caracterizan por C3c+C3dg ser secretadas por muchos tipos ceInflamación lulares diferentes, de forma transiC5 convertasa – C5aR (C4b2a3b / C3bBb3b) toria, actuar a través de receptores, C3g+C3d por mostrar cierto solapamiento en C5aR sus funciones, apareciendo sinerC5 C5a C5L2 gias y antagonismos. Una citoquina C5b Proteína S CD59 puede tener múltiples células diana, siempre y cuando tenga recep– – tor para ella y provocar múltiples C5b6789 Lisis acciones (pleiotropismo). Las citoquinas son capaces de activar a céFig. 2. Esquema representativo de la activación del sistema de complemento. Los mastocitos expresan en sus lulas residentes (fibroblastos, las membranas citoplásmaticas CR3, CR4, C3Ra y C5Ra. células endoteliales, los macrófagos 1762 Medicine. 2013;11(28):1760-7 08 ACT 8 (1760-1767).indd 1762 27/02/13 09:58 INMUNIDAD INNATA E INMUNIDAD ADAPTATIVA elemento desencadenante es diferente, por lo que cubre un amplio espectro de patógenos. La vía clásica se inicia por el reconocimiento por C1q de inmunocomplejos con IgG o IgM, proteína C reactiva o fosfatidilserina. La vía de las lectinas se inicia por la presencia de estructuras polisacarídicas de los microorganismos, células apoptóticas, lectina ligadora de manosa (MBL) y las ficolinas. La vía alternativa se desencadena por la propia superficie de los patógenos. El complemento actúa como un PRR soluble y su excesiva o inapropiada regulación provoca daño tisular y enfermedad2. Las tres vías confluyen en la formación de la C3 convertasa. Brevemente, tras la activación de la vía clásica y la de las lectinas se produce la proteólisis de C4 y C2 en C4b y C2a que formarán la C3 convertasa (C4bC2a). En la vía alternativa sin embargo, la hidrólisis espontánea o inducida de C3 genera trazas de C3b que reaccionará con el factor B y cuya proteólisis será realizada por el factor D dando lugar a C3bBb o la C3 convertasa de la vía alternativa. La C3 convertasa hidroliza C3 y genera dos fragmentos, el C3b y el C3a. El C3b se unirá de forma covalente a las membranas celulares. La fase efectora del complemento supone la formación de la C5 convertasa (C4bC2aC3b en la vía clásica y la vía de las lectinas y C3bBb3b en la vía alternativa) que convierte al C5 en C5b y C5a. El C5b induce el ensamblaje de la maquinaria de ataque C5bC6C7C8 que polimeriza el C9 y desencadenando la lisis celular. Tanto el C3a como el C5a son potentes mediadores que estimularán los procesos inflamatorios. Existen diferentes receptores en la superficie de las células para los componentes del sistema de complemento: CR1 o CD35 Se expresa en los neutrófilos, monocitos/macrófagos, eritrocitos y células B. El CD35 muestra especificidad por C3b, C4b e iC3b (C3b inactivado). Estimula la fagocitosis y el trasporte de los inmunocomplejos por los eritrocitos. CR2 o CD21 Presente en las células B formando parte del complejo BCR como un correceptor. Interacciona con el C3b, con el iC3b y los productos de la degradación del C3b (C3d y C3dg). Esta molécula es empleada por el virus Epstein-Barr para introducirse en la célula B. CR4 o la integrina CD11c/CD18 Presente en los monocitos/macrófagos, neutrófilos y células dendríticas estimula también la fagocitosis. El C3a y el C5a son pequeños fragmentos proteicos denominados también anafilotoxinas. Ambas moléculas actúan a través de receptores TM7 asociados a proteínas G. Los receptores son el C3aR, el C5aR y el C5L2. La distribución de estos receptores es muy amplia encontrándose en numerosos tipos celulares como en células mieloides, células endoteliales, células epiteliales, células del músculo liso y células del parénquima. C5aR está presente en la superficie de las células y C5L2 tiene una localización intracelular. La activación de estos receptores por el C5a está poco entendida y se ha sugerido que el C5aR trasmitiría una señal proinflamatoria, mientras que el segundo receptor para el C5a, el C5L2, funcionaría como un receptor “scavenger”. Desde el punto de vista inflamatorio el C5a es más potente que el C3a. La interacción del C3a con su receptor C3aR causa contracción del músculo liso, incrementa la vasodilatación, y promueve la degranulación de los mastocitos en los que incrementa la activación de los factores de transcripción y su migración. El C5a desempeña otras muchas funciones como la promoción de la fagocitosis y la actividad microbicida en monocitos y neutrófilos, inducción de la expresión de moléculas de membrana como el CD11b en neutrófilos, promoviendo la vasodilatación, incrementando la trombogenicidad mediante la producción y liberación del factor tisular en células endoteliales, en neutrófilos y monocitos y regula la migración de los mastocitos hacia los sitios de infección. Este último aspecto establece una estrecha relación entre la inflamación y la homeostasis2. El sistema de complemento está altamente regulado. Las moléculas que regulan la vía clásica son el C1-INH que actúa a nivel del C1r y C1s, el factor I, una esterasa que inactiva al C4b, el C4BP que es capaz de unirse al C4b y disociándolo de la C3 convertasa, DAF o factor acelerador de la degradación que inhibe la unión del C4b y promueve la disociación de la C3 y C5 convertasas. La vía de las lectinas está regulada por el C1-INH. La vía alternativa está regulada por el DAF, el factor I y el factor H. A su vez, la formación de la maquinaria de ataque C5b6789 puede regularse por la presencia de la proteína S que se une a C5b67 y el CD59 que inhibe la interacción entre C9 y el complejo C5b678. CR3, Mac o CD11b/CD18 Heterogeneidad celular en la población de mastocitos. Papel de las células mastocitoides en la respuesta inmune innata y adaptativa Es un integrina. Las integrinas son proteínas heterodímeras con capacidad de mediar en la adhesión celular. Esta molécula está presente en los monocitos/macrófagos, neutrófilos, NK y células dendríticas. Es capaz de estimular la fagocitosis y promover la adhesión, migración y reconocimiento de una gran variedad de moléculas de diferentes patógenos. Los mastocitos (MC) son conocidos por ser las células efectoras en diferentes procesos de hipersensibilidad, en especial la inmediata. En los últimos 10 años se les ha reconocido un papel relevante tanto en la inmunidad innata como en la adquirida: participan activamente en la inducción de tolerancia, inmunosupresión e interaccionan con los linfocitos T y las células B25,26. Medicine. 2013;11(28):1760-7 1763 08 ACT 8 (1760-1767).indd 1763 27/02/13 09:58 ENFERMEDADES DEL SISTEMA INMUNE (I) TABLA 1 Mediadores implicados en los efectos fisiológicos de los mastocitos Mediadores preformados Aminas biogénicas Proteoglicanos Mediador Efectos fisiológicos Histamina Vasodilatación 5-hidroxitriptamina Regulación de los leucocitos, dolor y vasoconstricción Heparina, heparinsulfato Condroitin sulfato Remodelamiento tisular Triptasa Inflamación, dolor, daño tisular Quimasa Inflamación, dolor, daño tisular MC-CPA/Carboxipeptidasa A Degradación encimática Catepsina B, C, D, E, G, L Eliminación de patógenos, remodelación tisular MCP5/6 Patogénesis del asma y otras enfermedades alérgicas Enzimas lisosomales β-hexosaminidasa, β-glucuronidasa, β-galactosidasa, arilsulfatasa A Remodelación de la matriz extracelular Otros Óxido nitrico sintetasa Producción de óxido nítrico (NO) Endotelina Sepsis Kininas Inflamación, dolor, vasodilatación, efectos antiinflamatorios Derivados de lípidos LTB4, LTC4, PGD2, PAF Infamación, reclutamiento celular, adhesión endotelial, contracción de las células del músculo liso y permeabilidad vascular Citoquinas IL-1α, IL-1β, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL8, IL-9, IL-10, IL-11, IL-12,IL-13, IL-14, IL-15, IL-16, IL-17, IL-18, MIF, TNFα, IFNα Inflamación, proliferación y activación leucocitaria, inmunorregulación Quimioquinas CCL1, CCL2, CCL3, CCL4, CCL5, CCL7, CCL8, CCL11, CCL13, CCL16, CCL17, CCL19, CCL20, CCL22, CXCL1, CXCL2, CXCL3, CXCL4, CXCL5, CXCL8, CXCL10, CX3CL Quimiotaxis de leucocitos Factores de crecimiento TGFβ, SCF, G-CSF, M-CSF, GM-CSF, VEGF, NGFβ, LIF, bFGF Crecimiento de varios tipos celulares Especies microbicidas Péptidos antimicrobicidas, NO, superoxido, ROS Eliminación de patógenos Proteasas Mediadores Neo síntesis TABLA 2 Principales receptores presentes en los mastocitos Receptores de membrana Miembros FceR FcεRI FcgR FcγRIa, FcγRII TLR TLR1, TLR2, TLR3, TLR4, TLR5, TLR6, TLR7, TLR8, TLR9, TLR10 MHC Clase I y Clase II Receptores de complemento CR1, CR2, CR3, CR4, CR5, C3aR, C5aR Receptores para citoquinas CD117, IL-1R, IL-3R, IL-10R, IL-12R,IFNγR, TGFβR Receptores para quimioquinas CCR1, CCR3, CCR4, CCR5, CCR7, CXCR1, CXCR2, CXCR3, CXCR4, CXCR6, CX3CR1 Receptores endógenos Receptores de histamina H1/H2/H3/H4 Otros Endothelin-1, neurotensin, substance P, PGE2, adenosine Moléculas de adhesión ICAM-1, VCAM, VLA4, CD226 (DNAM-1), Siglec8, CD47, CD300a, CD72 Molélulas coestimuladoras Miembros de la familia TNF/TNFR CD40L, OX40L, 4-1BB, GITR, CD153, Fas, TRAIL-R Miembros de la familia B7 CD28, ICOSL, PD-L1, PD-L2 Miembros de la familia TIM TIM1,TIM3 Miembros de la familia Notch Notch1, Notch2 Los mastocitos pueden ser clasificados en MCTC, MCT y MCC en función de su contenido de proteinasas. Los MCTC contienen triptasa, quimasa, carboxipeptidasa y catepsina Glike. Los MTT contienen solamente triptasa27, y los MCC contienen quimasa y carboxipeptidasa. Los tres tipos de MC contienen histamina26 (tabla 1). Su degranulación desde un punto de vista clásico es dependiente del crosslinking de las IgE unidas en su superficie por los receptores FcεRI. Los MC presentes en la piel también expresan receptores FcγRI y FcγRIIa lo que les permite ser activados por la IgG28. Sin embargo, los MC también expresan TLR (tabla 2 y fig. 3). Este último sistema sensor puede ser activado por péptidos endógenos o microorganismos (Staphylococcus aureus) lo que provoca tras su activación, la muerte de la bacteria y la secreción explosiva de C3a y C5a, neuropéptidos, VIP, SCF, TNFα, triptasa, αMSH, IL-10 y TGFβ26 (tabla 2). Actualmente, el papel de los MC no se centra exclusivamente en las respuestas alérgicas, sino que se extiende a las respuestas frente a patógenos, procesos tumorales29, procesos inflamatorios no alérgicos30 o incluso en fenómenos autoinmunes31 (fig. 4). Interacción entre mastocitos y linfocitos T Se ha descrito una estrecha relación entre los mastocitos y las células T25. Los mastocitos expresan en su membrana moléculas presentadoras de antígeno (MHC), coestimuladoras (CD80 y CD86) y de adhesión (CD54, CD49d/CD29, CD11a/CD18 y CD11b/CD18) que les permite migrar y la capacidad de activar y/o estimular a las diferentes subpoblaciones de células T incluidas las Treg26,32. Tras su activación mediante el sistema sensor de los TLR, los mastocitos son capaces de secretar citoquinas entre las que destaca la IL-6 y el TNFα26,33. Es tal su capacidad de producción de TNFα, que son las mayores productoras en la piel sana y en mayor medida, en condiciones patológicas como la psoriasis o la dermatitis atópica, ambas patologías con una gran componente inflamatoria26. Los mastocitos ejercen un efecto activador/coestimulador sobre las células T mediante el receptor de membrana OX40, las moléculas de histocompatibilidad de clase I y de clase II, el TNFα soluble 1764 Medicine. 2013;11(28):1760-7 08 ACT 8 (1760-1767).indd 1764 27/02/13 09:58 INMUNIDAD INNATA E INMUNIDAD ADAPTATIVA LTA Lipopéptidos TLR1 Lipopolisacáridos Peptidoglicanos TLR2 IL-5 TNFα CCL1 TLR4 IL-1β IL-5 TNFα GM-CSF LTB4 LTC4 TLR5 TLR6 IL-1β TNFα dsRNA ssRNA CpG DNA TLR3 TLR7 TLR9 IFNα IFNβ ? IL-1β IFNα TNFα Fig. 3. Ligandos, receptores y principales citoquinas inducidas en los mastocitos. Los mastocitos tienen la capacidad de provocar respuestas alérgicas. Sin embargo, la pléyade de citoquinas que son capaces de secretar las involucra en aspectos diferentes como células inflamatorias y antiinflamatorias. Mastocitos Fenotipo inmunosupresor IL-10, TGFβ, receptor para la Vit D, receptor para histamina Inmunosupresión Inmunotolerancia Interacción con Treg Migración a ganglios linfáticos Cáncer epitelial Fenotipo proinflamatorio Histamina, quimasa, pro IL-1β, pro IL-18, TNFα, IL-4, IL-8, IFNγ Plasticidad ? Reclutamiento celular Interacción con células T, células B y otras APC Migración a ganglios linfáticos Dermatitis atópica psoriasis Fig. 4. Implicaciones patológicas de los mastocitos. Los mastocitos desempeñan un papel relevante tanto en la inmunidad innata como en la adquirida. En esta última faceta participan activamente en la inducción de tolerancia, inmunosupresión e interaccionan con los linfocitos T y las células B. y la IL-626,34. Esta interacción parece esencial en la promoción inflamatoria en los tejidos26,32. Los mastocitos actúan por lo tanto como células presentadoras de antígeno y como tales, mediante las moléculas de adhesión, especialmente el CD54, tienen la capacidad para migrar a los órganos linfoides secundarios donde pueden mediar en el reclutamiento y activación de las células T35,36. Interacción entre mastocitos y células B Las MC además de expresar CD80, CD86 y moléculas de histocompatibilidad de clase I y II que les permitía interactuar con las células T, expresan en su superficie CD40L33. Los MC son capaces de producir IL-4, IL-5 IL-6 e IL-1333. Este conocido contexto está claramente asociado a la coestimulación de las células B, apoyando la idea de la interacción entre estos dos tipos celulares. Una demostración de esta interacción es la capacidad de secretar IgE en presencia de MC y en ausencia de células T37. El cambio de isotipo hacía IgE se consigue en ausencia de interacción entre las moléculas de membranamembrana pero mediada por exosomas33. La interacción entre MC y células B afecta a la activación de estas últimas. Los MC son capaces de inhibir la muerte inducida de las células B e incrementar la capacidad proliferativa de las células B novatas con lo que se promueve su activación33,38. Este efecto se consigue mediante el contacto MC-B, con la interacción del sistema CD40L-CD40 y presencia de IL-6 en el microambiente. En esta situación, las células B adquieren el marcador CD138 característico de las células B plasmáticas secretoras de IgA38. Interacción entre mastocitos y células dendríticas Como se ha visto en otros capítulos, la población de células dendríticas está constituida por un grado considerable de heterogeneidad que complican el entendimiento de las interacciones con los diferentes tipos de mastocitos33. Las moléculas secretadas por los MC pueden afectar a la capacidad de activación y migración de las DC33. La activación de los MC por crosslinking de la IgE, provoca la migración desde los órganos linfoides secundarios de las DC39, su maduración40 y la capacidad de promover la respuesta proliferativa de los linfocitos y la polarización de su respuesta hacía Th1 y Th1741. Las moléculas de membrana implicadas en la interacción entre estos dos tipos celulares son el CD11aCD18/CD5433. Interacción entre mastocitos y eosinófilos La interacción entre estos dos tipos celulares es ampliamente conocida en el marco de la reacción alérgica tras la señalización por la IgE unida al FcεRI. Las MC y los eosinófilos comparten localización en los tejidos e interaccionan en las reacciones alérgicas agudas y crónicas33. Esta interacción ha sido demostrada en otros procesos patológicos de diferentes etiologías a) tumoral como el carcinoma gástrico29, b) inflamatoria como la gastritis crónica30 o c) autoinmune como la enfermedad de Crohn31. Las moléculas de membrana implicadas en la interacción entre estos dos tipos celulares son CD226/CD112, CD48/2B4 y CD11aCD18/CD543. Medicine. 2013;11(28):1760-7 1765 08 ACT 8 (1760-1767).indd 1765 27/02/13 09:58 ENFERMEDADES DEL SISTEMA INMUNE (I) Neutrófilos. Expresión de TLR y funciones Las células más abundantes del sistema inmune en el compartimento de sangre periférica son los neutrófilos (alrededor del 70%) y son producidos por la médula ósea a un ritmo de 108 células/minuto42. En contraste, los neutrófilos tienen una vida media muy corta. Así, los neutrófilos son considerados como las primeras células del sistema inmune innato que llegan a los focos de infección iniciando una respuesta proinflamatoria y antimicrobicida, es decir, constituyen “unidades de rápida intervención”. Estas respuestas se inician mediante el reconocimiento de los patógenos por diferentes sensores entre los que destacan los TLR extracelulares e intracelulares42,43. Los TLR inducen la activación de los neutrófilos La activación de los TLR por PAMP, la presencia de C5a, péptidos bacterianos, virus y hongos regulan la expresión de moléculas de adhesión y quimiorreceptores y promueven el reclutamiento de los neutrófilos hacia los focos infecciosos43. Helicobacter pylori activa TLR2 y TLR4 y el hongo Paracoccidioides brasiliensis up-regula la expresión de TLR2 y disminuye la de TLR4. Este último también es afectado por la presencia de ciertos virus como el RSV pero se sobreexpresa en los neutrófilos que infiltran el pulmón en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)42. Sin embargo, los neutrófilos no responden a ligandos de TLR3 y TLR742. Los neutrófilos se activan también por la presencia de DAMP42. Entre ellos destacan las proteínas de choque térmico o Hsp (en particular Hsp72), componentes de la matriz extracelular como el ácido hialurónico y la heparin sulfato42. Es interesante considerar que DAMP procedentes de la mitocondria o MTD como el DNA mitocondrial son capaces de activar a los TLR9. Esta disfunción mitocondrial está relacionada con los primeros estadios del proceso apoptótico. Su actividad efectora supone la secreción de péptidos con actividad antimicrobiana, citoquinas (IL-6, IL-8, TNFα), quimioquinas y la generación de especies reactivas de oxígeno (ERO o ROS) y especies reactivas de nitrógeno (SRN). Los TLR inducen la supervivencia de los neutrófilos Una excesiva activación de estas células supone una intensidad inflamatoria inadecuada y un daño tisular que puede contribuir al desarrollo de numerosas patologías como la artritis reumatoide, enfermedad inflamatoria intestinal, asma o EPOC43. La muerte celular programada o apoptosis es crucial limitando o finalizando el proceso inflamatorio. Los efectos de los patógenos sobre la supervivencia de los neutrófilos son conocidos. Estudios in vitro sugieren que cambios en el microambiente producen señales que retrasan o aceleran la apoptosis en los neutrófilos43. Los neutrófilos expresan de forma constitutiva proteínas proapoptóticas (Bax, Bid, Bak y Bad) y bajos niveles de proteínas antiapop- tóticas (Bcl-xL, A1 y Mcl-1). Los niveles de estas proteínas están modulados por la presencia de LPS o TNFα43 y los diferentes TLR (TLR8)42. Además, la presencia de citoquinas como el GM-CSF incrementa los niveles de expresión de TLR2 y TLR9 y su posterior activación ha sido implicada en la supervivencia de los neutrófilos43. Receptores de reconocimiento de las células del sistema inmune adquirido Los linfocitos T y las células B expresan en su superficie TLR11-13. Sin embargo, estas células se caracterizan por la presencia de receptores clonotípicos, el TCR y el BCR, que reconocen específicamente antígenos. El TCR es un complejo heterodimérico formado por dos cadenas proteicas transmembrana tipo I que están unidas covalentemente por un puente disulfuro. En el 95 % de los linfocitos estas cadenas se denominan αβ. Existe una población minoritaria en la que las cadenas del TCR se denominan γδ. Estas últimas cadenas están codificadas por otros genes distintos de los utilizados por la mayoría de los linfocitos T. Las dos cadenas del TCR forman el lugar de reconocimiento del antígeno. Este reconocimiento es MHC restricto, es decir, el antígeno debe ser presentado por las moléculas de histocompatibilidad. El heterodímero αβ está asociado al complejo multiproteico denominado CD3 y constituido por las moléculas transmembrana γ, δ, ε y ζ que transducen al interior celular la señal de activación secundaria al reconocimiento antigénico4. El BCR está formado por 4 cadenas, dos de mayor peso molecular, o cadenas pesadas (H), idénticas en cada molécula, y dos ligeras (L), también idénticas entre sí, unidas por puentes disulfuro. La porción aminoterminal de las cadenas L y H es variable, de tal manera que su secuencia de aminoácidos es única en las Ig secretadas por las células derivadas de un único linfocito B y diferente a la de los demás clones de células B del organismo. Cada monómero de Ig tiene por lo tanto dos sitios de unión al Ag o Fab, idénticos, formados cada uno de ellos por una cadena ligera y una pesada, cuya secuencia aminoacídica es única, diferente a la del resto de las Ig. Sin embargo, todas las Ig secretadas por las células de un mismo clon de células B son idénticas en su región variable. El resto de la molécula (Fc) se denomina región constante y es idéntica en todas las Ig de un mismo isotipo4. Conflicto de intereses Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses. Bibliografía • Importante •• Muy importante ✔ Metaanálisis ✔ Artículo de revisión Ensayo clínico controlado ✔ ✔ Guía de práctica clínica Epidemiología ✔ 1. Ciraci C, Janczy JR, Sutterwala FS, Cassel SL. Control of innate and adaptive immunity by the inflammasome. Microbes Infect. 2012;14(14):1263-70. 1766 Medicine. 2013;11(28):1760-7 08 ACT 8 (1760-1767).indd 1766 27/02/13 09:58 INMUNIDAD INNATA E INMUNIDAD ADAPTATIVA 2. 3. ✔ 4. 5. 6. ✔ 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. ✔ 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. ✔ 23. 24. ✔ • Barratt-Due A, Pischke SE, Brekke OL, Thorgersen EB, Nielsen EW, Espevik T, et al. Bride and groom in systemic inflammation The bells ring for complement and Toll in cooperation. Immunobiology. 2012;217(11):1047-56. Medzhitov R. Origin and physiological roles of inflammation. Nature. 2008 24;454(7203):428-35. Barcenilla H, Prieto A, Monserrat J, Díaz D, Reyes E, Álvarez-Mon M. Respuesta inmune específica. Medicine. 2009;28(10):1868-79. Janeway Jr. CA. 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