El sistema inmunológico adaptativo , también conocido como sistema inmunológico adquirido , es un subsistema del sistema inmunológico que está compuesto por procesos y células sistémicas especializadas que eliminan patógenos o impiden su crecimiento. El sistema inmunológico adquirido es una de las dos principales estrategias de inmunidad que se encuentran en los vertebrados (el otro es el sistema inmunológico innato ).
Al igual que el sistema innato, el sistema inmunológico adaptativo incluye tanto componentes de inmunidad humoral como componentes de inmunidad mediada por células y destruye los patógenos invasores. A diferencia del sistema inmunológico innato , que está preprogramado para reaccionar ante amplias categorías comunes de patógenos, el sistema inmunológico adaptativo es altamente específico para cada patógeno particular que el cuerpo ha encontrado.
La inmunidad adaptativa crea memoria inmunológica después de una respuesta inicial a un patógeno específico y conduce a una respuesta mejorada a futuros encuentros con ese patógeno. Los anticuerpos son una parte fundamental del sistema inmunológico adaptativo. La inmunidad adaptativa puede proporcionar una protección duradera, a veces durante toda la vida de la persona. Por ejemplo, alguien que se recupera del sarampión ahora está protegido contra el sarampión de por vida; en otros casos, no brinda protección de por vida, como ocurre con la varicela . Este proceso de inmunidad adaptativa es la base de la vacunación .
Las células que llevan a cabo la respuesta inmune adaptativa son glóbulos blancos conocidos como linfocitos . Las células B y las células T , dos tipos diferentes de linfocitos, llevan a cabo las principales actividades: respuestas de anticuerpos y respuesta inmune mediada por células. En las respuestas de anticuerpos, las células B se activan para secretar anticuerpos , que son proteínas también conocidas como inmunoglobulinas. Los anticuerpos viajan a través del torrente sanguíneo y se unen al antígeno extraño, lo que hace que se inactive, lo que no permite que el antígeno se una al huésped. [1] Antígenosson sustancias que provocan la respuesta inmune adaptativa. A veces, el sistema adaptativo es incapaz de distinguir las moléculas extrañas dañinas de las inofensivas; los efectos de esto pueden ser fiebre del heno , asma o cualquier otra alergia .
En la inmunidad adaptativa, los receptores específicos de patógenos se "adquieren" durante la vida del organismo (mientras que en la inmunidad innata los receptores específicos de patógenos ya están codificados en el genoma ). Esta respuesta adquirida se llama "adaptativa" porque prepara el sistema inmunológico del cuerpo para desafíos futuros (aunque en realidad también puede ser desadaptativa cuando produce alergias o autoinmunidad ).
El sistema es altamente adaptable debido a dos factores. En primer lugar, la hipermutación somática es un proceso de mutaciones genéticas aleatorias aceleradas en los genes que codifican los anticuerpos, lo que permite la creación de anticuerpos con una nueva especificidad. En segundo lugar, la recombinación V (D) J selecciona aleatoriamente una región variable (V), una diversidad (D) y una región de unión (J) para la recombinación genética y descarta el resto, lo que produce una combinación muy singular de segmentos génicos antígeno-receptor en cada linfocito. Este mecanismo permite que una pequeña cantidad de segmentos genéticos generen una gran cantidad de receptores de antígenos diferentes, que luego se expresan de manera única en cada linfocito individual.. Dado que el reordenamiento genético conduce a un cambio irreversible en el ADN de cada célula, toda la progenie (descendencia) de esa célula hereda genes que codifican la misma especificidad de receptor, incluidas las células B de memoria y las células T de memoria que son las claves para una vida prolongada. inmunidad específica.
Nombrar [ editar ]
El término "adaptativo" fue utilizado por primera vez por Robert Good en referencia a las respuestas de anticuerpos en las ranas como sinónimo de "respuesta inmune adquirida" en 1964. Good reconoció que usó los términos como sinónimos, pero sólo explicó que prefería usar el término "adaptativo". ". Podría haber estado pensando en la entonces no inverosímil teoría de la formación de anticuerpos en la que los anticuerpos eran plásticos y podían adaptarse a la forma molecular de los antígenos, y / o al concepto de "enzimas adaptativas" como lo describe Monod.en bacterias, es decir, enzimas cuya expresión podría ser inducida por sus sustratos. La frase fue utilizada casi exclusivamente por Good y sus estudiantes y algunos otros inmunólogos que trabajaban con organismos marginales hasta la década de 1990, cuando se volvió ampliamente utilizada junto con el término "inmunidad innata", que se convirtió en un tema popular después del descubrimiento del sistema de receptores Toll. en Drosophila , un organismo previamente marginal para el estudio de la inmunología. El término "adaptativo" como se usa en inmunología es problemático ya que las respuestas inmunes adquiridas pueden ser tanto adaptativas como desadaptativas en el sentido fisiológico. De hecho, las respuestas inmunitarias tanto adquiridas como innatas pueden ser tanto adaptativas como desadaptativas en el sentido evolutivo. La mayoría de los libros de texto de hoy, siguiendo el uso temprano de Janeway, use "adaptativo" casi exclusivamente y señalando en glosarios que el término es sinónimo de "adquirido".
El sentido clásico de "inmunidad adquirida" pasó a significar, desde el descubrimiento de Tonegawa , "inmunidad específica de antígeno mediada por reordenamientos de genes somáticos que crean receptores de antígenos que definen clones". En la última década, el término "adaptativo" se ha aplicado cada vez más a otra clase de respuesta inmune no asociada hasta ahora con reordenamientos de genes somáticos. Estos incluyen la expansión del asesino natural.(NK) con especificidad hasta ahora inexplicada para antígenos, expansión de células NK que expresan receptores codificados en la línea germinal y activación de otras células inmunes innatas a un estado activado que confiere una "memoria inmunológica" a corto plazo. En este sentido, la "inmunidad adaptativa" se asemeja más al concepto de "estado activado" o "heterostasis", volviendo así al sentido fisiológico de "adaptación" a los cambios ambientales.
Funciones [ editar ]
La inmunidad adquirida se activa en los vertebrados cuando un patógeno evade el sistema inmunológico innato y (1) genera un nivel umbral de antígeno y (2) genera señales "extrañas" o "peligrosas" que activan las células dendríticas . [2]
Las principales funciones del sistema inmunológico adquirido incluyen:
- Reconocimiento de antígenos específicos "no propios" en presencia de "propios", durante el proceso de presentación de antígenos .
- Generación de respuestas diseñadas para eliminar al máximo patógenos específicos o células infectadas con patógenos.
- Desarrollo de la memoria inmunológica , en la que los patógenos se "recuerdan" a través de las células B de memoria y las células T de memoria .
En los seres humanos, el sistema inmunológico adaptativo tarda entre 4 y 7 días en generar una respuesta significativa. [3]
Linfocitos [ editar ]
Los linfocitos T y B son las células del sistema inmunológico adaptativo. El cuerpo humano tiene alrededor de 2 billones de linfocitos, que son del 20 al 40% de los glóbulos blancos; su masa total es aproximadamente la misma que la del cerebro o el hígado . El torrente sanguíneo periférico contiene solo el 2% de todos los linfocitos circulantes; el otro 98% se mueve dentro de los tejidos y el sistema linfático , que incluye los ganglios linfáticos y el bazo . [1] En los seres humanos, aproximadamente 1 a 2% del conjunto de linfocitos recircula cada hora para aumentar la oportunidad de que las células se encuentren con el patógeno y el antígeno específicos al que reaccionan. [4]
Las células B y las células T se derivan de las mismas células madre hematopoyéticas multipotentes y se ven idénticas entre sí hasta que se activan. Las células B juegan un papel importante en la respuesta inmune humoral , mientras que las células T están íntimamente involucradas en las respuestas inmunes mediadas por células . En todos los vertebrados, excepto Agnatha , las células B y las células T son producidas por células madre en la médula ósea. [5] Los progenitores de células T luego migran desde la médula ósea al timo , donde se desarrollan más.
En un animal adulto, los órganos linfoides periféricos contienen una mezcla de células B y T en al menos tres etapas de diferenciación:
- Células B vírgenes y T vírgenes , que han abandonado la médula ósea o el timo y han entrado en el sistema linfático, pero aún no han encontrado su antígeno correspondiente.
- Células efectoras que han sido activadas por su antígeno correspondiente y que participan activamente en la eliminación de un patógeno.
- Células de memoria, sobrevivientes de infecciones pasadas
Presentación de antígeno [ editar ]
La inmunidad adquirida se basa en la capacidad de las células inmunitarias para distinguir entre las propias células del cuerpo y los invasores no deseados. Las células del huésped expresan antígenos " propios " . Estos antígenos son diferentes de los que se encuentran en la superficie de las bacterias o en la superficie de las células huésped infectadas por virus (antígenos "no propios" o "extraños"). La respuesta inmune adquirida se desencadena al reconocer un antígeno extraño en el contexto celular de una célula dendrítica activada.
Con la excepción de las células no nucleadas (incluidos los eritrocitos ), todas las células son capaces de presentar antígenos a través de la función de moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC). [5] Algunas células están especialmente equipadas para presentar antígenos y cebar células T vírgenes. Las células dendríticas , las células B y los macrófagos están equipados con ligandos "coestimuladores" especiales reconocidos por receptores coestimuladores en las células T, y se denominan células presentadoras de antígenos profesionales (APC).
Los APC profesionales pueden activar varios subgrupos de células T, y cada tipo de célula T está especialmente equipada para hacer frente a cada toxina o patógeno microbiano único. El tipo de célula T activada y el tipo de respuesta generada depende, en parte, del contexto en el que la APC encontró por primera vez el antígeno. [2]
Antígenos exógenos [ editar ]
Las células dendríticas engullen patógenos exógenos , como bacterias, parásitos o toxinas en los tejidos y luego migran, a través de señales quimiotácticas , a los ganglios linfáticos enriquecidos con células T. Durante la migración, las células dendríticas se someten a un proceso de maduración en el que pierden la mayor parte de su capacidad para engullir a otros patógenos y desarrollan la capacidad de comunicarse con las células T. La célula dendrítica utiliza enzimas para cortar el patógeno en trozos más pequeños, llamados antígenos . En el ganglio linfático, la célula dendrítica muestra estos antígenos no propios en su superficie al acoplarlos a un receptor llamado complejo principal de histocompatibilidad o MHC (también conocido en humanos como antígeno leucocitario humano(HLA)). Este complejo MHC-antígeno es reconocido por las células T que pasan a través del ganglio linfático. Los antígenos exógenos generalmente se muestran en las moléculas del MHC de clase II , que activan las células T auxiliares CD4 + . [2]
Antígenos endógenos [ editar ]
Los antígenos endógenos son producidos por bacterias y virus intracelulares que se replican dentro de una célula huésped. La célula huésped utiliza enzimas para digerir proteínas asociadas a virus y muestra estas piezas en su superficie a las células T acoplándolas al MHC. Los antígenos endógenos se muestran típicamente en las moléculas del MHC de clase I y activan las células T citotóxicas CD8 +. Con la excepción de las células no nucleadas (incluidos los eritrocitos ), todas las células huésped expresan el MHC de clase I. [2]
Linfocitos T [ editar ]
Linfocitos T CD8 + y citotoxicidad [ editar ]
Los linfocitos T citotóxicos (también conocidos como TC, linfocitos T asesinos o linfocitos T citotóxicos (CTL)) son un subgrupo de linfocitos T que inducen la muerte de las células infectadas con virus (y otros patógenos) o dañado o disfuncional. [2]
Las células T citotóxicas ingenuas se activan cuando su receptor de células T (TCR) interactúa fuertemente con una molécula de MHC de clase I unida a péptido. Esta afinidad depende del tipo y la orientación del complejo antígeno / MHC, y es lo que mantiene unidos los CTL y la célula infectada. [2] Una vez activado, el CTL se somete a un proceso llamado selección clonal , en el que adquiere funciones y se divide rápidamente para producir un ejército de células efectoras "armadas". Los CTL activados luego viajan por todo el cuerpo en busca de células que porten ese péptido MHC Clase I + único. [ cita requerida ]
Cuando se exponen a estas células somáticas infectadas o disfuncionales , los CTL efectores liberan perforina y granulisina : citotoxinas que forman poros en la membrana plasmática de la célula diana , lo que permite que los iones y el agua fluyan hacia la célula infectada y provoquen su explosión o lisis . CTL libera granzima , una serina proteasa encapsulada en un gránulo que ingresa a las células a través de los poros para inducir la apoptosis.(muerte celular). Para limitar el daño tisular extenso durante una infección, la activación de CTL está estrictamente controlada y, en general, requiere una señal de activación de MHC / antígeno muy fuerte, o señales de activación adicionales proporcionadas por células T "auxiliares" (ver más abajo). [2]
Al resolverse la infección, la mayoría de las células efectoras mueren y los fagocitos las eliminan, pero algunas de estas células permanecen como células de memoria. [5] En un encuentro posterior con el mismo antígeno, estas células de memoria se diferencian rápidamente en células efectoras, acortando drásticamente el tiempo necesario para montar una respuesta eficaz. [ cita requerida ]
Células T auxiliares [ editar ]
Los linfocitos CD4 +, también llamados células T "auxiliares", son mediadores de la respuesta inmune y juegan un papel importante en el establecimiento y maximización de las capacidades de la respuesta inmune adquirida. [2] Estas células no tienen actividad citotóxica ni fagocítica; y no puede matar las células infectadas o eliminar los patógenos, pero, en esencia, "maneja" la respuesta inmune, dirigiendo a otras células para que realicen estas tareas.
Las células T colaboradoras expresan receptores de células T (TCR) que reconocen el antígeno unido a las moléculas del MHC de clase II. La activación de una célula T colaboradora ingenua hace que libere citocinas, lo que influye en la actividad de muchos tipos de células, incluida la APC (célula presentadora de antígeno) que la activó. Las células T colaboradoras requieren un estímulo de activación mucho más suave que las células T citotóxicas. Las células T colaboradoras pueden proporcionar señales adicionales que "ayudan" a activar las células citotóxicas. [5]
Th1 y Th2: respuestas de linfocitos T auxiliares [ editar ]
Clásicamente, una APC profesional puede inducir dos tipos de respuestas de las células auxiliares T CD4 + efectoras , denominadas Th1 y Th2, cada una diseñada para eliminar diferentes tipos de patógenos. Los factores que dictan si una infección desencadena una respuesta de tipo Th1 o Th2 no se comprenden completamente, pero la respuesta generada juega un papel importante en la eliminación de diferentes patógenos. [2]
La respuesta Th1 se caracteriza por la producción de Interferón-gamma , que activa las actividades bactericidas de los macrófagos e induce a las células B a producir anticuerpos opsonizantes (marcado para fagocitosis) y fijadores del complemento, y conduce a una inmunidad mediada por células . [2] En general, las respuestas Th1 son más efectivas contra patógenos intracelulares (virus y bacterias que se encuentran dentro de las células hospedadoras).
La respuesta Th2 se caracteriza por la liberación de interleucina 5 , que induce eosinófilos en la eliminación de parásitos. [7] Th2 también producen interleucina 4 , lo que facilita células B cambio de isotipo . [2] En general, las respuestas Th2 son más efectivas contra bacterias extracelulares , parásitos que incluyen helmintos y toxinas . [2] Al igual que las células T citotóxicas, la mayoría de las células auxiliares CD4 + mueren al resolverse la infección, y algunas quedan como células de memoria CD4 + .
Cada vez más, existe una fuerte evidencia de estudios científicos basados en ratones y humanos de una diversidad más amplia en los subconjuntos de células auxiliares T efectoras CD4 + . [8] [9] Las células T reguladoras (Treg) se han identificado como importantes reguladores negativos de la inmunidad adaptativa, ya que limitan y suprimen el sistema inmunológico para controlar las respuestas inmunitarias aberrantes a los autoantígenos; un mecanismo importante en el control del desarrollo de enfermedades autoinmunes. [5] Las células T auxiliares foliculares (Tfh) son otra población distinta de células T efectoras CD4 + que se desarrollan a partir de células T vírgenes después de la activación del antígeno. Las células Tfh están especializadas en ayudar a la inmunidad humoral de las células Bya que son excepcionalmente capaces de migrar a las células B foliculares en los órganos linfoides secundarios y proporcionarles señales paracrinas positivas para permitir la generación y recuperación de la producción de anticuerpos maduros por afinidad de alta calidad . Al igual que las Treg, las células Tfh también desempeñan un papel en la tolerancia inmunológica, ya que una expansión anormal del número de células Tfh puede conducir a una producción de anticuerpos autorreactivos sin restricciones que causan trastornos autoinmunes sistémicos graves. [10]
La relevancia de las células T auxiliares CD4 + se destaca durante una infección por VIH . El VIH puede subvertir el sistema inmunológico atacando específicamente las células T CD4 + , precisamente las células que podrían impulsar la eliminación del virus, pero también las células que impulsan la inmunidad contra todos los demás patógenos encontrados durante la vida de un organismo. [5]
Células T gamma delta [ editar ]
Los linfocitos T gamma delta (linfocitos T γδ) poseen un receptor de linfocitos T alternativo (TCR) a diferencia de los linfocitos T αβ CD4 + y CD8 + y comparten características de linfocitos T auxiliares, linfocitos T citotóxicos y linfocitos citolíticos naturales. Al igual que otros subconjuntos de células T "no convencionales" que llevan TCR invariantes, como las células T asesinas naturales restringidas por CD1d , las células T γδ exhiben características que las colocan en el límite entre la inmunidad innata y adquirida. Por un lado, las células T γδ pueden considerarse un componente de la inmunidad adaptativa, ya que reorganizan los genes TCR mediante la recombinación V (D) J , que también produce diversidad de unión.y desarrollar un fenotipo de memoria. Sin embargo, por otro lado, los diversos subconjuntos también pueden considerarse parte del sistema inmunológico innato, donde se pueden usar receptores de TCR o NK restringidos como receptor de reconocimiento de patrones . Por ejemplo, de acuerdo con este paradigma, un gran número de células T Vγ9 / Vδ2 responden en horas a moléculas comunes producidas por microbios, y las células T intraepiteliales Vδ1 altamente restringidas responden a células epiteliales estresadas.
Linfocitos B y producción de anticuerpos [ editar ]
Las células B son las principales células implicadas en la creación de anticuerpos que circulan en el plasma sanguíneo y la linfa, lo que se conoce como inmunidad humoral . Los anticuerpos (también conocidos como inmunoglobulina, Ig), son proteínas grandes en forma de Y utilizadas por el sistema inmunológico para identificar y neutralizar objetos extraños. En los mamíferos, hay cinco tipos de anticuerpos: IgA , IgD , IgE , IgG e IgM , que difieren en sus propiedades biológicas; cada uno ha evolucionado para manejar diferentes tipos de antígenos. Tras la activación, las células B producen anticuerpos, cada uno de los cuales reconoce un antígeno único y neutraliza patógenos específicos. [2]
La unión de antígenos y anticuerpos causaría cinco mecanismos protectores diferentes:
- Aglutinación: reduce el número de unidades infecciosas a tratar.
- Activación del complemento: causa inflamación y lisis celular
- Opsonización: el antígeno de recubrimiento con anticuerpo mejora la fagocitosis
- Citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos: los anticuerpos unidos a la célula diana causan destrucción por macrófagos, eosinófilos y células NK
- Neutralización: bloquea la adhesión de bacterias y virus a la mucosa.
Al igual que las células T, las células B expresan un receptor de células B único (BCR), en este caso, una molécula de anticuerpo unida a la membrana. Todo el BCR de cualquier clon de células B reconoce y se une a un solo antígeno en particular. Una diferencia fundamental entre las células B y las células T es cómo cada célula "ve" un antígeno. Las células T reconocen su antígeno afín en una forma procesada, como un péptido en el contexto de una molécula de MHC, [2] mientras que las células B reconocen los antígenos en su forma nativa. [2] Una vez que una célula B encuentra su antígeno análogo (o específico) (y recibe señales adicionales de una célula T colaboradora (predominantemente del tipo Th2)), se diferencia aún más en una célula efectora, conocida como célula plasmática. [2]
Las células plasmáticas son células de vida corta (2 a 3 días) que secretan anticuerpos. Estos anticuerpos se unen a los antígenos, lo que los convierte en objetivos más fáciles para los fagocitos y desencadenan la cascada del complemento . [2] Aproximadamente el 10% de las células plasmáticas sobreviven para convertirse en células B de memoria específicas de antígeno de larga vida . [2] Ya preparadas para producir anticuerpos específicos, se puede solicitar a estas células que respondan rápidamente si el mismo patógeno vuelve a infectar al huésped, mientras que el huésped experimenta pocos síntomas, si es que tiene alguno.
Sistemas alternativos [ editar ]
En vertebrados sin mandíbula [ editar ]
Los vertebrados primitivos sin mandíbula , como la lamprea y el hagfish , tienen un sistema inmunológico adaptativo que muestra 3 linajes celulares diferentes, cada uno de los cuales comparte un origen común con las células B, las células T αβ y las células T γΔ similares a las innatas. [11] [12] En lugar de los anticuerpos clásicos y los receptores de células T , estos animales poseen una gran variedad de moléculas llamadas receptores de linfocitos variables (VLR, por sus siglas en inglés) que, al igual que los receptores de antígenos de los vertebrados con mandíbula, se producen a partir de solo una pequeña cantidad (uno o dos) de genes . Se cree que estas moléculas se unen a antígenos patógenos.de forma similar a los anticuerpos y con el mismo grado de especificidad. [13]
En insectos [ editar ]
Durante mucho tiempo se pensó que los insectos y otros invertebrados poseían solo un sistema inmunológico innato . Sin embargo, en los últimos años se han descubierto en los insectos algunas de las características básicas de la inmunidad adaptativa. Esos rasgos son la memoria inmunológica y la especificidad. Aunque las características distintivas están presentes, los mecanismos son diferentes a los de los vertebrados .
La memoria inmunitaria en los insectos se descubrió mediante el fenómeno del cebado. Cuando los insectos están expuestos a una dosis no letal o bacterias muertas por calor , pueden desarrollar un recuerdo de esa infección que les permite resistir una dosis letal de las mismas bacterias a las que estuvieron expuestos antes. [14] [15] A diferencia de los vertebrados, los insectos no poseen células específicas para la inmunidad adaptativa. En cambio, esos mecanismos están mediados por hemocitos . Los hemocitos funcionan de manera similar a los fagocitos y, después de la preparación, pueden reconocer y engullir al patógeno de manera más eficaz. [16] También se demostró que es posible transferir la memoria a la descendencia. Por ejemplo, en las abejassi la reina está infectada con bacterias, las obreras recién nacidas tienen habilidades mejoradas para luchar contra las mismas bacterias. [17] Otro modelo experimental basado en el escarabajo de la harina roja también mostró una transferencia de memoria cebada específica de patógenos a la descendencia de madres y padres. [18]
La teoría más comúnmente aceptada de la especificidad se basa en el gen Dscam . El gen Dscam , también conocido como molécula adhesiva celular del síndrome de Down, es un gen que contiene 3 dominios variables de Ig . Estos dominios pueden empalmarse alternativamente alcanzando un gran número de variaciones. [19] Se demostró que después de la exposición a diferentes patógenos se producen diferentes formas de empalme de dscam. Después de que los animales con diferentes formas de empalme se exponen al mismo patógeno, solo sobreviven los individuos con la forma de empalme específica para ese patógeno. [19]
Otros mecanismos que apoyan la especificidad de la inmunidad contra insectos es la interferencia de ARN (ARNi). El ARNi es una forma de inmunidad antiviral con alta especificidad. [20] Tiene varias vías diferentes que terminan con el virus incapaz de replicarse. Una de las vías es el ARNip, en el que el ARN bicatenario largo se corta en trozos que sirven como plantillas para el complejo proteico Ago2-RISC que encuentra y degrada el ARN complementario del virus. La vía del miARN en el citoplasma se une al complejo Ago1-RISC y funciona como molde para la degradación del ARN viral. El último es piRNA, donde un pequeño RNA se une a la familia de proteínas Piwi y controla las transposonas y otros elementos móviles. [21] A pesar de la investigación, los mecanismos exactos responsables del cebado inmunológico y la especificidad en los insectos no están bien descritos.
Memoria inmunológica [ editar ]
Cuando las células B y las células T se activan, algunas se convierten en células B de memoria y otras en células T de memoria . A lo largo de la vida de un animal, estas células de memoria forman una base de datos de linfocitos B y T efectivos. Tras la interacción con un antígeno encontrado previamente, se seleccionan y activan las células de memoria apropiadas. De esta manera, la segunda exposición y las posteriores a un antígeno producen una respuesta inmune más fuerte y más rápida. Esto es "adaptativo" en el sentido de que el sistema inmunológico del cuerpo se prepara para desafíos futuros, pero es "desadaptativo", por supuesto, si los receptores son autoinmunes. La memoria inmunológica puede adoptar la forma de memoria pasiva a corto plazo o memoria activa a largo plazo.
Memoria pasiva [ editar ]
La memoria pasiva suele ser de corta duración y dura entre unos días y varios meses. Los bebés recién nacidos no han tenido exposición previa a microbios y son particularmente vulnerables a la infección. La madre proporciona varias capas de protección pasiva. En el útero , la IgG materna se transporta directamente a través de la placenta , de modo que, al nacer, los bebés humanos tienen altos niveles de anticuerpos, con el mismo rango de especificidades antigénicas que su madre. [2] La leche materna contiene anticuerpos (principalmente IgA) que se transfieren al intestino del bebé, protegiéndolo contra las infecciones bacterianas, hasta que el recién nacido pueda sintetizar sus propios anticuerpos. [2]
Esto es inmunidad pasiva porque el feto en realidad no produce células de memoria o anticuerpos: solo los toma prestados. La inmunidad pasiva a corto plazo también se puede transferir artificialmente de un individuo a otro a través de suero rico en anticuerpos .
Memoria activa [ editar ]
En general, la inmunidad activa es a largo plazo y puede adquirirse mediante infección seguida de activación de células B y T, o adquirirse artificialmente mediante vacunas, en un proceso llamado inmunización.
Inmunización [ editar ]
Históricamente, las enfermedades infecciosas han sido la principal causa de muerte en la población humana. Durante el último siglo, se han desarrollado dos factores importantes para combatir su propagación: el saneamiento y la inmunización . [5] La inmunización (comúnmente conocida como vacunación ) es la inducción deliberada de una respuesta inmunitaria y representa la manipulación más eficaz del sistema inmunológico que los científicos han desarrollado. [5] Las inmunizaciones tienen éxito porque utilizan la especificidad natural del sistema inmunológico, así como su inducibilidad.
El principio detrás de la inmunización es introducir un antígeno, derivado de un organismo causante de enfermedad, que estimula al sistema inmunológico a desarrollar inmunidad protectora contra ese organismo, pero que no causa por sí mismo los efectos patógenos de ese organismo. Un antígeno (abreviatura de contra cuerpo gen Erator), se define como cualquier sustancia que se une a un anticuerpo específico y provoca una respuesta inmune adaptativa . [1]
La mayoría de las vacunas virales se basan en virus vivos atenuados , mientras que muchas vacunas bacterianas se basan en componentes acelulares de microorganismos, incluidos componentes de toxinas inofensivas . [1] Muchos antígenos derivados de vacunas acelulares no inducen fuertemente una respuesta adaptativa, y la mayoría de las vacunas bacterianas requieren la adición de adyuvantes que activan las células presentadoras de antígenos del sistema inmunológico innato para mejorar la inmunogenicidad . [5]
Diversidad inmunológica [ editar ]
La mayoría de las moléculas grandes, incluidas prácticamente todas las proteínas y muchos polisacáridos , pueden servir como antígenos. [2] Las partes de un antígeno que interactúan con una molécula de anticuerpo o un receptor de linfocitos se denominan epítopos o determinantes antigénicos. La mayoría de los antígenos contienen una variedad de epítopos y pueden estimular la producción de anticuerpos, respuestas específicas de células T o ambas. [2] Una proporción muy pequeña (menos del 0,01%) del total de linfocitos puede unirse a un antígeno en particular, lo que sugiere que solo unas pocas células responden a cada antígeno. [5]
Para que la respuesta adquirida "recuerde" y elimine una gran cantidad de patógenos, el sistema inmunológico debe poder distinguir entre muchos antígenos diferentes, [1] y los receptores que reconocen los antígenos deben producirse en una gran variedad de configuraciones, en esencia una receptor (al menos) para cada patógeno diferente que pueda encontrarse. Incluso en ausencia de estimulación antigénica, un ser humano puede producir más de 1 billón de moléculas de anticuerpos diferentes. [5] Se necesitarían millones de genes para almacenar la información genética que produce estos receptores, pero el genoma humano completo contiene menos de 25.000 genes . [22]
Una miríada de receptores se produce a través de un proceso conocido como selección clonal . [1] [2] Según la teoría de la selección clonal, al nacer, un animal genera aleatoriamente una gran diversidad de linfocitos (cada uno con un receptor de antígeno único) a partir de información codificada en una pequeña familia de genes. Para generar cada receptor de antígeno único, estos genes se han sometido a un proceso llamado recombinación V (D) J o diversificación combinatoria., en el que un segmento de gen se recombina con otros segmentos de gen para formar un único gen único. Este proceso de ensamblaje genera la enorme diversidad de receptores y anticuerpos, antes de que el cuerpo encuentre antígenos, y permite que el sistema inmunológico responda a una diversidad casi ilimitada de antígenos. [2] A lo largo de la vida de un animal, los linfocitos que pueden reaccionar contra los antígenos que realmente encuentra un animal se seleccionan para actuar, dirigidos contra cualquier cosa que exprese ese antígeno.
Tenga en cuenta que las partes innatas y adquiridas del sistema inmunológico trabajan juntas, no a pesar de las otras. El brazo adquirido, las células B y T no podrían funcionar sin la entrada del sistema innato. Las células T son inútiles sin células presentadoras de antígenos que las activen, y las células B se paralizan sin la ayuda de las células T. Por otro lado, el sistema innato probablemente estaría invadido por patógenos sin la acción especializada de la respuesta inmune adaptativa.
Inmunidad adquirida durante el embarazo [ editar ]
La piedra angular del sistema inmunológico es el reconocimiento de lo "yo" frente a lo "no propio". Por lo tanto, los mecanismos que protegen al feto humano (que se considera "no propio") del ataque del sistema inmunológico, son particularmente interesantes. Aunque no ha surgido una explicación completa para explicar esta misteriosa, y a menudo repetida, falta de rechazo, dos razones clásicas pueden explicar cómo se tolera al feto. La primera es que el feto ocupa una parte del cuerpo protegida por una barrera no inmunológica, el útero , que el sistema inmunológico no patrulla de forma rutinaria. [2] El segundo es que el propio feto puede promover la inmunosupresión local en la madre, quizás mediante un proceso de agotamiento activo de nutrientes. [2]Una explicación más moderna para esta inducción de tolerancia es que las glicoproteínas específicas expresadas en el útero durante el embarazo suprimen la respuesta inmune uterina (ver eu-FEDS ).
Durante el embarazo en los mamíferos vivíparos (todos los mamíferos excepto los monotremas ), los retrovirus endógenos (ERV) se activan y producen en grandes cantidades durante la implantación del embrión. Actualmente se sabe que poseen propiedades inmunosupresoras, lo que sugiere un papel en la protección del embrión del sistema inmunológico de su madre. Además, las proteínas de fusión viral provocan la formación del sincitio placentario [23] para limitar el intercambio de células migratorias entre el embrión en desarrollo y el cuerpo de la madre (algo que un epiteliono puede hacer lo suficiente, ya que ciertas células sanguíneas se especializan para insertarse entre las células epiteliales adyacentes). La acción inmunodepresora fue el comportamiento normal inicial del virus, similar al VIH. Las proteínas de fusión eran una forma de propagar la infección a otras células simplemente fusionándolas con la infectada (el VIH también lo hace). Se cree que los antepasados de los mamíferos vivíparos modernos evolucionaron después de una infección por este virus, lo que permitió al feto sobrevivir al sistema inmunológico de la madre. [24]
El proyecto del genoma humano encontró varios miles de ERV clasificados en 24 familias. [25]
Teoría de la red inmunológica [ editar ]
Un marco teórico que explica el funcionamiento del sistema inmune adquirido lo proporciona la teoría de la red inmune , basada en interacciones entre idiotipos (características moleculares únicas de un clonotipo, es decir, el conjunto único de determinantes antigénicos de la porción variable de un anticuerpo) y 'anti- idiotipos '(receptores de antígenos que reaccionan con el idiotipo como si fuera un antígeno extraño). Esta teoría, que se basa en la hipótesis de selección clonal existente y desde 1974 ha sido desarrollada principalmente por Niels Jerne y Geoffrey W. Hoffmann , se considera relevante para la comprensión de la patogénesis del VIH y la búsqueda de una vacuna contra el VIH..
Estimulación de la inmunidad adaptativa [ editar ]
Uno de los desarrollos más interesantes de la ciencia biomédica durante las últimas décadas ha sido el esclarecimiento de los mecanismos que median la inmunidad innata. Un conjunto de mecanismos inmunitarios innatos es el humoral, como la activación del complemento . Otro conjunto comprende receptores de reconocimiento de patrones, como los receptores de tipo toll , que inducen la producción de interferones y otras citocinas, lo que aumenta la resistencia de las células, como los monocitos, a las infecciones. [26] Las citocinas producidas durante las respuestas inmunitarias innatas se encuentran entre los activadores de las respuestas inmunitarias adaptativas. [26] Los anticuerpos ejercen efectos aditivos o sinérgicos con los mecanismos de inmunidad innata. Grupos de HbS inestables Band-3, una importante proteína integral de glóbulos rojos; [27]los anticuerpos reconocen estos grupos y aceleran su eliminación por las células fagocíticas. Las proteínas agrupadas de la Banda 3 con anticuerpos unidos activan el complemento, y los fragmentos C3 del complemento son opsoninas reconocidas por el receptor del complemento CR1 en las células fagocíticas. [28]
Un estudio de población ha demostrado que el efecto protector del rasgo de células falciformes contra el paludismo por P. falciparum implica el aumento de las respuestas inmunitarias adquiridas e innatas al parásito de la malaria, lo que ilustra la transición esperada de la inmunidad innata a la adquirida. [29]
Las infecciones repetidas de paludismo fortalecen la inmunidad adquirida y amplían sus efectos contra los parásitos que expresan diferentes antígenos de superficie . En la edad escolar, la mayoría de los niños han desarrollado una inmunidad adaptativa eficaz contra la malaria. Estas observaciones plantean interrogantes sobre los mecanismos que favorecen la supervivencia de la mayoría de los niños en África al tiempo que permiten que algunos desarrollen infecciones potencialmente letales.
En la malaria, como en otras infecciones, [26] las respuestas inmunitarias innatas conducen a respuestas inmunitarias adaptativas y las estimulan. El control genético de la inmunidad innata y adquirida es ahora una disciplina grande y floreciente.
Las respuestas inmunitarias humorales y mediadas por células limitan la multiplicación del parásito de la malaria, y muchas citocinas contribuyen a la patogénesis de la malaria, así como a la resolución de las infecciones. [30]
Evolución [ editar ]
El sistema inmunológico adquirido, que se ha estudiado mejor en mamíferos, se originó en los peces con mandíbulas hace aproximadamente 500 millones de años. La mayoría de las moléculas, células, tejidos y mecanismos asociados de este sistema de defensa se encuentran en los peces cartilaginosos . [31] Los receptores de linfocitos , Ig y TCR, se encuentran en todos los vertebrados con mandíbula. La clase de Ig más antigua, la IgM, se une a la membrana y luego se secreta tras la estimulación de las células B cartilaginosas de los peces. Otro isotipo, IgW de tiburón, está relacionado con la IgD de mamíferos. Los TCR, tanto α / β como γ / δ, se encuentran en todos los animales, desde los gnatóstomos hasta los mamíferos. La organización de los segmentos de genes que experimentan un reordenamiento genético.difiere en los peces cartilaginosos, que tienen una forma de racimo en comparación con la forma translocón en los peces óseos a los mamíferos. Como TCR e Ig, el MHC se encuentra solo en vertebrados con mandíbula. Los genes implicados en el procesamiento y presentación de antígenos , así como los genes de clase I y clase II , están estrechamente relacionados con el MHC de casi todas las especies estudiadas.
Las células linfoides se pueden identificar en algunos deuterostomas anteriores a los vertebrados (es decir, erizos de mar). [32] Estos se unen al antígeno con los receptores de reconocimiento de patrones (PRR) del sistema inmunológico innato . En los peces sin mandíbula , dos subconjuntos de linfocitos utilizan receptores de linfocitos variables (VLR) para la unión de antígenos. [33] La diversidad es generada por una reordenación de segmentos de ADN basados en LRR mediada por citosina desaminasa . [34] No hay evidencia de los genes activadores de la recombinación (RAG) que reorganizan los segmentos de genes de Ig y TCR en vertebrados con mandíbulas.
Se cree que la evolución del AIS, basada en moléculas de Ig, TCR y MHC, surgió de dos eventos evolutivos importantes: la transferencia del transposón RAG (posiblemente de origen viral) y dos duplicaciones del genoma completo . [31] Aunque las moléculas del AIS están bien conservadas, también están evolucionando rápidamente. Sin embargo, un enfoque comparativo encuentra que muchas características son bastante uniformes entre los taxones. Todas las características principales del AIS surgieron pronto y rápidamente. Los peces sin mandíbula tienen un AIS diferente que se basa en la reordenación de genes para generar diversos receptores inmunes con una dicotomía funcional que se asemeja a las moléculas de Ig y TCR. [35] El sistema inmunológico innato, que tiene un papel importante en la activación del AIS, es el sistema de defensa más importante de invertebrados y plantas .
Tipos de inmunidad adquirida [ editar ]
La inmunidad se puede adquirir de forma activa o pasiva. La inmunidad se adquiere de forma activa cuando una persona se expone a sustancias extrañas y el sistema inmunológico responde. La inmunidad pasiva es cuando los anticuerpos se transfieren de un huésped a otro. Tanto la inmunidad adquirida de forma activa como la adquirida de forma pasiva se pueden obtener por medios naturales o artificiales.
- Inmunidad activa adquirida naturalmente : cuando una persona está naturalmente expuesta a antígenos, se enferma y luego se recupera.
- Inmunidad pasiva adquirida naturalmente : implica una transferencia natural de anticuerpos de una madre a su bebé. Los anticuerpos atraviesan la placenta de la mujer hasta el feto. Los anticuerpos también se pueden transferir a través de la leche materna con las secreciones de calostro.
- Inmunidad activa adquirida artificialmente : se realiza mediante vacunación (introduciendo antígeno muerto o debilitado en la célula del huésped).
- Inmunidad pasiva adquirida artificialmente : implica la introducción de anticuerpos en el cuerpo humano en lugar de antígenos. Estos anticuerpos provienen de un animal o una persona que ya es inmune a la enfermedad.
| Adquirido naturalmente | Adquirido artificialmente |
|---|---|
| Activo : el antígeno ingresa al cuerpo de forma natural | Activo : los antígenos se introducen en las vacunas. |
| Pasivo : los anticuerpos pasan de la madre al feto a través de la placenta o del lactante a través de la leche materna. | Pasivo : los anticuerpos preformados en el suero inmunitario se introducen mediante inyección. |
Ver también [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la inmunidad adaptativa . |
- Maduración por afinidad
- Exclusión alélica
- Anergia
- Tolerancia inmune
- Inmunosupresión
- Pecado antigénico original
- Hipermutación somática
- Respuesta policlonal
Notas y referencias [ editar ]
- Notas
- Referencias
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