Autoinmunidad by Marié Bracho

Inmunopatología

En este apartado abordaremos los temas que en conjunto configuran la Inmunopatología. En su conjunto son enfermedades que aparecen como consecuencia de alteraciones del sistema inmune, bien por defecto en algunos casos o por exceso en otros.

•

Inmunodeficiencias tanto primarias como secundarias.

•

Inmunopatología de las enfermedades autoinmunes.

• Hipersensibilidad y alergias. •

Inmunología de los trasplantes.

•

Inmunología de las infecciones.

•

Inmunología de los tumores.

•

Inmunomediadores de la inflamación.

•

Principales inmunofármacos.

Estos procesos se tratarán por expertos en cada una de las materias de manera concisa y sobre todo analizando las bases moleculares y celulares en las que se basan las alteraciones que subyacen como causas de dichos procesos. J.L. Rodríguez

Autoinmunidad La

Autoinmunidad

patológica

viene

definida

por

reacciones

base

inmunológica,

habitualmente persistentes y de larga duración, en las que intervienen antígenos propios (autoantígenos). Su expresión clínica es la consecuencia de la alteración orgánica o funcional de las células u órgano donde reside el antígeno que interviene en la reacción (enfermedades autoinmunes órgano-específicas). Cuando complejos de autoantígeno-autoanticuerpos circulan por la sangre y se depositan en diversos lugares del organismo, dan lugar a patología a nivel de diversos órganos, y constituyen la base de las denominadas enfermedades autoinmunes sistémicas o no órgano especificas. La idea de Autoinmunidad patológica lleva implícita la de autoinmunidad fisiológica o natural. En efecto todos los individuos tenemos linfocitos T y linfocitos B con potencialidad autoreactiva. Sin embargo como ha quedado dicho en el capitulo anterior, existen una serie de mecanismos que permiten que aquellos linfocitos autorreactivos potencialmente peligrosos sean eliminados física o funcionalmente.

Criterios que definen las enfermedades autoinmunes No existen unos criterios definidos y aceptados internacionalmente que permitan incluir como autoinmune una determinada enfermedad. Sin embargo muchas de las que actualmente se aceptan como autoinmunes lo son por combinar algunos o todos de los criterios que apuntamos a continuación:

•

Presencia en el suero del enfermo de autoanticuerpos reactivos con autoantígenos, presentes específicamente en el órgano o en algunas células del órgano diana de la enfermedad; o autoanticuerpos contra autoantígenos distribuidos de forma más general en el organismo.

• Presencia de autoanticuerpos fijados en las células o estructuras que sufren el proceso patológico.

•

Demostración de que dichos autoanticuerpos juegan un papel patogénico en la enfermedad correspondiente.

• Presencia de infiltrados linfocitarios de forma crónica en los tejidos afectados. • Demostración de que los linfocitos T aislados del órgano que sufre el proceso autoinmune, pueden ser activados in vitro por el autoantígeno putativo presentado adecuadamente. • Existencia de modelos experimentales espontáneos o inducidos que remedien la enfermedad correspondiente en el hombre, y en los que se demuestre que el sistema inmunológico juega el papel fundamental en su instauración. •

Asociación en un mismo paciente de alguna otra enfermedad considerada de base autoinmune.

•

Mejoría del cuadro clínico con tratamientos inmunosupresores.

•

La observación de que un órgano o tejido trasplantado de un individuo idéntico, es rechazado de forma acelerada por el receptor, confirma el origen autoinmune del proceso que llevó a la necesidad de dicho trasplante. (Este hecho se ha visto en pacientes diabéticos trasplantados con páncreas de gemelos idénticos). Factores genéticos y enfermedades autoinmunes

Hoy sabemos que existen factores genéticos que imprimen susceptibilidad para el desarrollo de enfermedades autoinmunes y en muchos casos el genotipo del complejo principal de histocompatibilidad influye en la susceptibilidad a desarrollar determinadas enfermedades autoinmunes como se trata en el capitulo HLA y enfermedad. Sin embargo, el mecanismo que

relaciona

asociación

determinados

alelos

del

complejo

principal

histocompatibilidad con susceptibilidad a enfermedades autoinmunes no está aclarado y hay que dejar constancia del carácter incompleto de dichas asociaciones. Solamente una pequeña fracción de los individuos que presentan un determinado alelo HLA desarrollará la enfermedad con que dicho alelo se asocia.

Factores ambientales y enfermedades autoinmunes La concordancia de gemelos monocigotos para una enfermedad autoinmune no supera en ningún caso el 60%. En consecuencia debe haber factores no controlados genéticamente que intervienen en la expresión de las enfermedades autoinmunes. A dichos factores en general les denominamos factores ambientales. Entre ellos destacan: Agentes infecciosos Es frecuente que una enfermedad autoinmune venga precedida de forma más o menos próxima de una enfermedad infecciosa. Los agentes infecciosos pueden poner en marcha una enfermedad autoinmune actuando de diversas maneras, por ejemplo:

•

Actuando como superantígenos, pueden mediar la activación policlonal de linfocitos T y/o B y macrófagos y liberar gran cantidad de citocinas que rescatarían células anergizadas autorreactivas.

•

Pueden causar la modificación de un autoantígeno, creándose un neoantígeno capaz de desencadenar una respuesta que actuaría sobre el autoantígeno.

•

Virus infectando las propias células linfocitarias podrían destruir o alterar la función de determinadas poblaciones con capacidad reguladora de la respuesta.

• Los anticuerpos y/o linfocitos T generados en una respuesta inmune contra componentes de un agente infeccioso, pueden reaccionar en forma cruzada con ciertos componentes del propio huésped, al presentar estos últimos ciertos epítopos compartidos con el componente microbiano. Este fenómeno de reactividad cruzada entre componentes de un huésped y componentes de un agente infeccioso suele designarse como mimetismo molecular. El mimetismo molecular como mecanismo de enfermedad autoinmune, fue descrito por primera vez, al demostrarse que pacientes con fiebre reumática presentaban anticuerpos que reaccionaban con antígenos del estreptococo y con el tejido cardiaco. El mecanismo de mimetismo molecular es uno de los que en la actualidad tiene más predicamento para explicar la iniciación del fenómeno autoinmune. En esta dirección se han buscado moléculas en agentes infecciosos con epítopos reconocidos por linfocitos B y que se encuentren también en moléculas propias, y aun más importante moléculas conteniendo secuencias con los motivos requeridos para poder ser presentados por determinados alelos de antígenos de histocompatibilidad y que mimeticen péptidos propios. Epítopos con estas características se han encontrado en moléculas altamente conservadas en la filogenia, de todas ellas las más analizadas han sido las proteínas de estrés o de choque térmico (HSP heat shock proteins). Las proteínas de estrés, son producidas por todas las células procariotas y eucariotas. Existen varias familias de estas proteínas cuya producción se incrementa rápidamente, en situaciones de estrés o estímulos adversos para la célula (incremento de la temperatura, desecación, falta de glucosa en el medio, falta de otros nutrientes, irradiación ultravioleta,

radiaciones ionizantes, estímulos inductores de apoptosis en general). Entre las proteínas de estrés equivalentes de distintos orígenes existe una alta similitud. La denominada HSP 70 de la E. coli y del hombre tienen un 50% de homologías. Por otra parte dichas proteínas juegan un papel fundamental en el correcto plegamiento de determinadas proteínas a las que a veces acompañan temporalmente para translocarlas de un compartimento de la célula a otro. En cualquier caso, una respuesta inmunológica montada en principio contra epítopos o péptidos de la proteína de estrés del microorganismo, podría reaccionar cruzadamente con proteínas de estrés propias y colaborar a que se establezca por un mecanismo de spreading (diseminación) una respuesta contra antígenos propios, preferentemente contra las proteínas que acompañadas por las proteínas de estrés forman con ellas complejos moleculares. Anticuerpos contra varias proteínas de estrés se encuentran en diversas enfermedades autoinmunes como diabetes tipo I, enfermedad de Crohn, artritis reumatoide, lupus eritematoso. Intervienen en el desarrollo de enfermedades autoinmunes experimentales, como en la artritis por adyuvante, y posiblemente en aquellas que se consiguen por la inmunización de animales con extractos proteicos emulsionados con adyuvante completo. Sustancias químicas Ciertas drogas, como hidralazina y procainamida, pueden inducir la aparición de LES y de determinados anticuerpos antinucleares. Otras como la alfa metil dopa pueden inducir anemia hemolítica por anticuerpos de la clase IgG. El halotane y ácido tienílico inducen la producción de anticuerpos contra el citocromo P450 y hepatopatía. Por otra parte la administración de cloruro de mercurio a animales de experimentación les induce un cuadro de LES con neuropatía y anticuerpos antinucleares. En este momento no se conoce con certeza el mecanismo de actuación de dichas sustancias en el desarrollo del fenómeno, pero una posibilidad es que modifiquen determinadas proteínas creando neoantígenos y que estos intervengan en la rotura de la tolerancia para los antígenos propios. Factores hormonales Las hormonas sexuales femeninas intervienen de forma aun no aclarada en favorecer la aparición de enfermedades autoinmunes. De hecho las enfermedades autoinmunes son en general mucho más frecuentes en mujeres que en varones. La relación mujer/varón va desde 4:1 para la diabetes tipo I y para la artritis reumatoide, hasta 50:1 para la tiroiditis de Hashimoto, cirrosis biliar primaria y hepatitis autoinmune clásica. Tipos de enfermedades autoinmunes Las enfermedades autoinmunes se clasifican clásicamente en: sistémicas o no específicas de órgano y específicas de órgano. Entre las primeras se incluyen las que afectan a gran número de órganos y se asocian a menudo a hiperactividad de linfocitos B y a un número

amplio y variado de autoanticuerpos. En este grupo destacan: Lupus eritematoso sistémico, Artritis reumatoide, Esclerodermia, Dermatomiositis y Polimiositis. De todas ellas la verdaderamente sistémica y que sin duda presenta más alteraciones inmunológicas es el LES. Además la existencia de diversas cepas de ratones (NZBxNZW, MRL lpr/lpr ó n/n, BXSB, SWRxSJL), que de forma espontánea presentan un cuadro clínico y hallazgos inmunológicos muy similares a los del lupus del hombre, ha permitido conocer más a fondo diversos aspectos inmunológicos y genéticos de dicha enfermedad. (Tabla 1) En las enfermedades autoinmunes específicas de órgano, como la miastenia gravis, el pénfigo o la tiroiditis de Hashimoto, los autoanticuerpos se dirigen específicamente contra un órgano o un tipo celular concreto de un órgano determinado. Existe un grupo de enfermedades autoinmunes difícilmente incluibles

las

dos

clasificaciones, por compartir características de ambos grupos, esto es, afectar

órgano sólo o preferentemente, pero tener autoanticuerpos

contra

estructuras

antigénicas diversas sobre todo nucleares. Entre

ellas

primaria,

destacan: hepatitis

cirrosis

autoinmune,

biliar y

síndrome de Sjógren.

Autoanticuerpos y enfermedades autoinmunes sistémicas Una característica de las enfermedades autoinmunes sistémicas es la presencia de autoanticuerpos frente a antígenos de localización intracelular y no órgano ni especie específicos. En general suelen denominarse anticuerpos antinucleares. El nucleoplasma, la matriz nuclear y el nucleolo, son los compartimentos en que dichos antígenos suelen estar localizados, aunque con la misma denominación de antinucleares se definen con frecuencia a algunos que reconocen antígenos de localización citoplásmica. Los antígenos diana suelen ser moléculas muy conservadas a lo largo de la evolución, como el DNA, las histonas y ciertas enzimas intranucleares. Algunos de los anticuerpos antinucleares (ANA), se han asociado específicamente a una determinada enfermedad, (e incluso a la prevalencia de determinados signos o síntomas), y se utilizan como marcadores para su diagnóstico. Esto ocurre con los anticuerpos anti DNA nativo y anti Sm en el LES, los anti Scl-70 en la esclerodermia difusa, el anticentrómero en el síndrome de CREST (calcinosis, Raynaud, dismotilidad

esofágica,

esclerodactilia

telangiectasias),

antisintetasas

RNA

transferencia en la dermatomiositis-polimiositis. Otros autoanticuerpos se encuentran en diversas entidades como los antihistonas en el LES y en el lupus inducido por drogas, el anti

U1 RNP en el lupus eritematoso sistémico, enfermedad mixta del tejido conjuntivo, y algunos casos de esclerodermia, anti La y anti Ro en LES y en el síndrome de Sjögren y otros muchos de menor significación. Enfermedades autoinmunes específicas de órgano Aunque

algunos

autores

como

McDevitt,

preconizan

que

todas

las

enfermedades

autoinmunes son específicas de órgano y que la única diferencia con las enfermedades autoinmunes sistémicas (como el LES), radicaría en que en estas últimas el órgano diana de la autoinmunidad es el núcleo de las células, lo cierto es que existen claras diferencias entre ambos tipos de enfermedades. En primer lugar la diversidad de autoanticuerpos que se encuentra en el suero de los pacientes con enfermedades autoinmunes sistémicas es mucho más amplia y variada que en las enfermedades de órgano, en las cuales los autoanticuerpos, y en conjunto la célula diana de la enfermedad, se limitan con frecuencia a un solo órgano, e incluso a antígenos concretos de algún tipo celular de dicho órgano. Por otra parte en las enfermedades específicas de órgano, los autoanticuerpos o son especie específicos o reaccionan con más alta afinidad con antígenos de la propia especie. Además, en las enfermedades autoinmunes específicas de órgano sólo se afecta el órgano diana, mientras que en las sistémicas, la repercusión del fenómeno autoinmune, alcanza diversas estructuras del organismo. Desde el punto de vista de la instauración de la respuesta autoinmune (y sin descartar alteraciones de la regulación inmunológica comunes a ambos tipos de enfermedades autoinmunes), todo hace pensar que en las enfermedades específicas de órgano existirían alteraciones cuantitativas o cualitativas relacionadas con alguno o algunos antígenos del órgano diana, mientras que en las sistémicas el factor más importante sería el fracaso de la regulación inmunológica con una hiperactivación policlonal aunque restringida de linfocitos B. El número de enfermedades a las que se adjudica un mecanismo autoinmune específico de órgano, se ha incrementado con el tiempo, lo que se debe por una parte, al desarrollo de técnicas más sensibles para la detección de autoanticuerpos y, por otra al empleo de técnicas de estudio funcional, que permiten demostrar el efecto que producen dichos anticuerpos. Mecanismos patogénicos en las enfermedades autoinmunes Los mecanismos inmunológicos de daño tisular en las enfermedades autoinmunes son de los mismos tipos que los que operan en las reacciones inmunológicas denominadas de hipersensibilidad. En algunos casos el resultado final es la consecuencia de la reacción secuencial o simultanea de varias de ellas (ver Hipersensibilidad). Cuando la respuesta autoinmune va dirigida contra antígenos presentes en las membranas basales, como en el caso del síndrome de Goodpasture, la activación del complemento in situ conduce a la liberación de mediadores que concentran granulocitos en la zona, los cuales liberan localmente enzimas lisosomales que conducen al daño de la membrana.

En algunos casos los autoanticuerpos van dirigidos contra receptores hormonales, y pueden actuar como activadores como en el hipertiroidismo de Grave (Figura 1). En otros los autoanticuerpos no activan sino que bloquean los receptores y conducen a una situación de hipofunción sin destruir tejidos, esta es la situación en un tipo de diabetes denominada insulino resistente, en la que anticuerpos contra el receptor de la insulina, interfieren con la acción de dicha hormona. En la miastenia gravis, los autoanticuerpos contra el receptor de acetil colina, no sólo bloquean los receptores de acetilcolina en la placa neuromuscular sino que facilitan la internalización y degradación de dichos receptores. En todos los casos descritos y por los mecanismos

expuestos,

los

autoanticuerpos

son

patogénicos.

adjudicación

responsabilidad patogénica en los casos de enfermedades autoinmunes no órgano específicas es más incierta. En el lupus eritematoso sistémico, los anticuerpos anti DNAds (de doble hebra) o nativo, mediante

formación

complejos

DNA-anti

DNA

circulantes,

depositan

preferentemente en riñones y piel en donde activan complemento. Los productos liberados durante la activación del complemento atraen y activan células fagocíticas a la zona. Dichas células, vertiendo localmente sus enzimas lisosomales (determinadas quimiocinas), son las verdaderas efectoras del daño local. Para otros muchos autoanticuerpos muy frecuentes y variados en el lupus eritematoso sistémico no se ha podido demostrar un papel claro en la patogenia. Solamente los anticuerpos anti Ro y anti La en los casos de lupus neonatal, se han demostrado patogénicos, produciendo en algunos casos bloqueo aurículo ventricular y lesiones dermatológicas denominadas eritema anular. El mecanismo de acción no queda claro, pero su patogenicidad si, ya que las lesiones guardan correlación con la presencia de tales autoanticuerpos en la madre, que los transfiere al hijo a través de la placenta. Las lesiones del niño remiten cuando el catabolismo de la IgG (y por tanto los autoanticuerpos transferidos de la madre) lleva a su desaparición. Mientras que la patogenicidad de los autoanticuerpos es en general fácilmente demostrable, la de los linfocitos T no lo es. La complejidad del sistema que reconoce el linfocito T (péptidos en el contexto de antígenos de histocompatibilidad), constituye un sistema mucho más complejo que el de antígenos y anticuerpos, para analizar in vitro. Por otra parte el análisis in vivo por transferencia pasiva sólo es posible en modelos animales, de modo que es a través de dichos modelos por lo que conocemos algunos datos a este respecto. En este sentido se ha podido demostrar que linfocitos T obtenidos de animales con enfermedades autoinmunes, bien desarrollada de una forma espontanea, como en el caso de la Diabetes tipo I en los ratones NOD, o bien inducida mediante la administración de antígenos o péptidos de dichos antígenos, como en la encefalomielitis autoinmune experimental, son capaces

transferir

pasivamente

animales

misma

cepa

enfermedad

correspondiente. Los linfocitos T pueden producir lesiones por dos mecanismos fundamentalmente. Uno es dependiente de linfocitos T citotóxicos, que están mediados por poroperforinas, granzimas y

apoptosis, y el otro por linfocitos T colaboradores mediante la liberación de citocinas inflamatorias. En este último caso, es difícil entender como un mecanismo de este tipo podría actuar con tal finura como para destruir unas células y respetar otras íntimamente relacionadas en el espacio (como ocurre por ejemplo con las células beta de los islotes pancreáticos en la diabetes tipo I). No obstante en modelos de transferencia pasiva en ratones se ha podido demostrar que células CD4+ con especificidad para antígenos presentes en células beta de los islotes, pueden mediar la destrucción de dichas células. Recientemente se ha puesto en evidencia un nuevo mecanismo en la producción de lesiones tisulares en varias enfermedades autoinmunes: tiroiditis de Hashimoto, diabetes de ratones NOD, y síndrome de Sjögren. En estas entidades la concomitante expresión de Fas y Fas-L, en los tirocitos, células beta de los islotes pancreáticos y epitelio de las glándulas salivares, correspondientes a los órganos diana de las enfermedades antes enunciadas, lleva a la denominada muerte fratricida por mecanismo de apoptosis (la destrucción se produce entre las propias células al interaccionar el Fas-L de unas con el Fas de las otras). Este mecanismo no requeriría en principio una respuesta autoinmune. Desde esta perspectiva las reacciones autoinmunes formarían parte de una fenomenología más amplia que conduciría a la destrucción de las células o tejidos involucrados.

P. García Peñarrubia

Alergias La palabra alergia proviene de un término griego que significa reactividad alterada. Un individuo es atópico, y por lo tanto propenso a padecer enfermedades alérgicas, cuando presenta una predisposición genética a desarrollar respuestas de hipersensibilidad frente a alérgenos que son inocuos para individuos que carecen de esa predisposición genética. El mecanismo central de las reacciones alérgicas consiste en la producción amplificada de IgE específica y no específica del alérgeno (1000 a 10000 veces superior a los niveles de IgE en personas normales), y la degranulación de los basófilos y mastocitos a través de receptores de membrana para dicha IgE. Cada vez es mayor la evidencia sobre la participación de varios tipos celulares (basófilos, eosinófilos, linfocitos T, células endoteliales, plaquetas y neutrófilos) en el proceso inflamatorio que da lugar a la producción de IgE y por lo tanto a la reacción de tipo alérgico. Las reacciones de tipo I corresponden a las clásicas reacciones de hipersensibilidad inmediata que se producen dentro del periodo de 15 minutos desde la interacción de un antígeno a anticuerpos IgE preformados y unidos en la superficie del mastocito o basófilo. La sintomatología se debe a la liberación de mediadores de dichas células, entre los que destaca la histamina y leucotrienos. Ejemplos de enfermedades tipo I son: shock anafiláctico, rinitis alérgica y asma alérgica.

Alérgenos

Podemos definir un alérgeno como aquella sustancia capaz de provocar reacciones de hipersensibilidad por medio de la inducción y unión a anticuerpos de clase IgE. La respuesta del linfocito T a un alérgeno es similar a la respuesta frente a un antígeno convencional, es decir, el linfocito T reconoce un péptido del alérgeno procesado y presentado por una célula presentadora de antígeno en la molécula de MHC de clase II.

Muchos alérgenos (Tabla 1) han sido clonados y secuenciados, e incluso se han identificado muchos péptidos inmunodominantes que se presentan en moléculas de clase II del tipo DR y DP. La magnitud de la respuesta a un alérgeno viene determinada por varios factores entre los que destacan: la vía de exposición, la dosis, el componente genético por parte del huésped y la propia antigenicidad del alérgeno que depende, entre otros, de su tamaño, configuración espacial y sus grupos químicos (Figura 1). En la (Figura 2) se observa un ácaro que participa induciendo muchos de los fenómenos alérgicos observados. En la (Figura 3) se observa un esquema de la aparición de ciertos pólenes en el sur de España. Biología de la atopía El desarrollo de una reacción alérgica tiene lugar en varias etapas similares a las de una reacción inmune normal. En primer lugar se produce la entrada del alérgeno, generalmente a través de las mucosas, y formación de IgE frente al mismo y después el alérgeno reacciona con IgE unida a mastocitos y se produce la degranulación de éstos (Figura 4). En la primera etapa se produce la sensibilización modo

análogo

alérgeno, a

cualquier

antígeno extraño el alérgeno se internaliza,

procesa

péptidos y se presenta en MHC de clase

presentadora

por de

una

célula

antígeno

linfocitos T del tipo TH2 capaces de reconocer de modo específico el

complejo

formado

por

péptido y la molécula de MHC II (Figura 5). A continuación se produce la activación de linfocitos B reactivos al alérgeno, mediante el proceso de cooperación T-B en el que participan de modo directo pares de moléculas de membrana como MHC II-CD4, CD40-CD40L y las interleucinas IL-4 e IL-13 con sus receptores. Como resultado de esas interacciones moleculares se pone en marcha la transcripción de los genes de las inmunoglobulinas, la diferenciación del linfocito B y el cambio de clase para la síntesis de IgE, lo que da lugar a células plasmáticas secretoras de IgE. Una vez sensibilizado, el linfocito B produce IgE que se fija en la superficie de células cebadas y basófilos a través del receptor de alta afinidad, FceRI. La exposición posterior al alérgeno produce la unión

del

mismo

IgE

específica soluble o fijada en la membrana

células

que

expresan FceRI, lo que da lugar al

entrecruzamiento

estos

receptores y por lo tanto a la transducción de señales intracelulares que conducen a la degranulación de basófilos y células cebadas, así como a la síntesis de diversas citocinas y mediadores de reacciones inflamatorias, que son las responsables de la sintomatología de las reacciones alérgicas (Tabla 2). Síntesis de IgE Los niveles de IgE circulantes en sangre son inferiores a 100 ng/ml incluso en individuos atópicos. No obstante, estos últimos poseen niveles de IgE circulantes significativamente superiores a los de individuos no atópicos. Esto sugiere que la síntesis de IgE está sometida a un proceso de regulación muy estricto. En ratones este proceso está regulado genéticamente, ya que existen cepas de animales muy productoras de IgE y cepas no productoras. La producción de IgE es un proceso dependiente de linfocitos T del tipo TH2 a través de la acción estimuladora de la IL-4, IL-13 y en menor escala de la IL-5 e IL-6; mientras que está regulada negativamente por la acción del IFNg, TGFb, IL-8 e IL-12. Receptores de IgE Se han descrito dos tipos de receptores celulares de IgE, el de alta afinidad para IgE monómera (FceRI) que se encuentra preferentemente en células cebadas y basófilos, aunque recientemente se ha descrito que también lo expresan las células de Langerhans, monocitos de personas atópicas y eosinófilos en enfermedades parasitarias; y el de baja afinidad (FceII o CD23) que se encuentra en la mayoría de células hematopoyéticas e incluso en algunas células epiteliales.

Mediadores de células cebadas y basófilos Los gránulos de células cebadas y basófilos contienen una serie de sustancias mediadoras que son liberadas al espacio extracelular cuando la célula es estimulada (Figura 1). Estímulos que provocan la secreción de mediadores de células cebadas y basófilos El estímulo fisiológico que induce la degranulación de células cebadas y basófilos está mediado por la unión del complejo antígeno-IgE al receptor FceRI. Ello produce agregación del receptor, que transduce una señal de activación intracelular. La IgE unida al FcgRI también puede ser ligada por anticuerpos anti-IgE, o por mitógenos, como ConA, a través de glicoproteínas que poseen grupos manosa o glucosa en el dominio a terminal. Los basófilos y células cebadas también poseen receptor para IgG, aunque es de menor importancia y afinidad que el de IgE. Así, en roedores se ha descrito la liberación de histamina tras la estimulación a través de este receptor. La unión de C3a y C5a a sus receptores que se encuentran en la superficie de estas células también da lugar a la liberación de histamina, mientras que el C4a, que posee menos potencia anafiláctica, parece unirse al receptor de C3a. También actúan como inductores de secreción de histamina algunos factores producidos por linfocitos y macrófagos. Así el interferón aumenta la liberación de histamina mediada por IgE. Mecanismo bioquímico de la liberación de mediadores de células cebadas y basófilos Las células cebadas y basófilos liberan mediadores bioquímicos cuando se estimulan por unión de complejos antígeno-IgE al FceRI. La cinética de esta liberación es rápida, de modo que al cabo de 30 minutos la liberación es total. El proceso de secreción depende de las concentraciones y afinidades del antígeno y de IgE en la superficie de la célula. La agregación de receptores puede inducir una actividad intrínseca como la formación de canales de iones, la activación de enzimas o la activación de otros procesos bioquímicos celulares por interacción con componentes citoplásmicos. La interacción de IgE con antígenos multivalentes produce a su vez la interacción del receptor con el citoesqueleto, la agregación de receptores y finalmente la concentración de estos en un polo de la célula. Parece probable que los microtúbulos y microfilamentos participen en el proceso secretorio. Después de la agregación de receptores tienen lugar cambios morfológicos de la célula. Las microvellosidades se transforman en plegamientos, la célula se hace adherente, los gránulos se hinchan y su matriz cristalina se vuelve amorfa, muchos se conectan entre sí y se abren al exterior en un punto de la membrana. La secreción granular es un proceso que requiere energía, y se acompaña de cambios del potencial de membrana. El aumento del Ca2+ intracelular parece jugar un papel importante en el proceso de secreción de células cebadas y basófilos. Inmediatamente después de la estimulación del receptor con IgE se produce un aumento del Ca2+ intracelular debido a la liberación de los

depósitos intracelulares de Ca2+ por la acción del inositol trifosfato, y por otro lado, a un aumento del flujo de entrada de Ca2+ extracelular. El resultado final de la activación de las células cebadas y los basófilos es la exocitosis del contenido granular. Por otra parte, la estimulación de células cebadas y basófilos da lugar a la liberación de productos del metabolismo del ácido araquidónico que se genera a partir de fosfolípidos de membrana por la estimulación de la fosfolipasa C y fosfolipasa A 2. Si estos productos se generan por la vía de la lipooxigenasa se producen leucotrienos como: LTC4, LTD4, LTE4 y LTB4, mientras que si se generan por la vía de la ciclooxigenasa se producen prostaglandinas del tipo: PGD2, tromboxano A2 y prostaciclina. Enfermedades atópicas El hecho de que una persona desarrolle alérgica personas

una

enfermedad

mientras no

que

otras

hacen

viene

determinado al menos por dos tipos

factores:

ambientales. atópicas

Las

más

genéticos

enfermedades frecuentes

nuestro medio, se recogen en la (Tabla 3). La identificación precisa de genes asociados a la atopia tendrá consecuencias prácticas importantes. Permitirá la detección precoz “de niños de riesgo” así como la instauración de medidas preventivas, concretas. Por otra parte, el conocimiento de los mecanismos que regulan la expresión de los genes asociados a la atopia permitirá el descubrimiento de agentes terapéuticos específicos que prevengan la expresión de las diferentes citocinas. R. Solana y J. Peña

Hipersensibilidad Los procesos inmunitarios son utilizados por el organismo para defenderse de las agresiones por agentes infecciosos. No obstante, en ciertos casos, el organismo reacciona de una forma inapropiada o excesiva de manera que se pueden ocasionar diversos tipos de daño tisular. Estas situaciones, que conocemos como hipersensibilidad, pueden tener aspectos positivos o negativos al poder causar ellos mismos la enfermedad. La respuesta del organismo para producir una reacción de hipersensibilidad depende del agente patógeno y del terreno genético del hospedador que responderá de una u otra forma al agente causal. Según la clasificación de Coombs y Gell de 1963, existen cuatro tipos de reacciones de hipersensibilidad: Tipos I-IV (Tabla 1). La hipersensibilidad tipo I se tratará en el próximo capítulo. También ha sido definido un Tipo V denominado hipersensibilidad estimuladora, mediada por anticuerpos antirreceptor, que en lugar de destruir la célula produce su estimulación. En cada uno de los tipos de hipersensibilidad participan de forma secuencial diferentes tipos de

células y mediadores solubles. Las características más relevantes de cada tipo de hipersensibilidad se resumen a continuación y se esquematizan en la (Tabla 1).

Hipersensibilidad tipo II Las reacciones de hipersensibilidad de tipo II son mediadas por anticuerpos tipo

IgG o IgM.

Estos anticuerpos pueden haberse producido como consecuencia de una respuesta inmunitaria normal y reconocer elementos no propios (como en el caso de

inmunización

reiterada con antígenos extraños o en enfermedades infecciosas agudas o crónicas), o por el contrario pueden ser autoanticuerpos que reconozcan componentes propios del organismo. Las reacciones de tipo II son reacciones mediadas por la interacción de antígenos presentes en la superficie de diferentes células con anticuerpos de tipo IgG e IgM preformados y que reconocen el tejido en cuestión. El daño celular resulta de la posterior activación de la cascada del sistema

complemento o su interacción con células efectoras a través de su

fracción Fc. Los receptores para la fracción Fc de la IgG se encuentran presentes en células fagocíticas (neutrófilos, macrófagos), células NK y plaquetas. La activación de estos receptores causa la liberación de proteasas y radicales libres de las

citotoxicidad dependiente de anticuerpo (ADCC) mediado por los linfocitos NK y la liberación de histamina y sustancias vasoactivas por las plaquetas. células fagocíticas, el proceso de

Además la activación del sistema del complemento origina el depósito de las fracciones C3b y C3bi en la membrana celular. Tanto las células fagocíticas como las NK poseen receptores para estos fragmentos (CR1 y CR3), lo que favorecerá su unión a la célula diana y su subsecuente destrucción. Los ejemplos más claros de hipersensibilidad de tipo II lo constituyen las reacciones hemolíticas. En determinadas circunstancias existen anticuerpos preformados que pueden reaccionar con antígenos de membrana del eritrocito y ocasionar su destrucción. Tal es el caso de las reacciones contra antígenos de grupos sanguíneos y que pueden dar lugar a dos cuadros clínicos de gran importancia: las reacciones postransfusionales y la eritroblastosis fetal. Entre los diferentes sistemas de grupos sanguíneos existentes, los sistemas AB0 y Rh son los más importantes. Casi todos los individuos poseen anticuerpos tipo IgM contra los antígenos del sistema de grupos sanguíneos AB0 que ese individuo no posee. En el caso de la eritroblastosis fetal son los anticuerpos contra determinantes del sistema Rh los responsables del daño ocasionado. Estos anticuerpos anti-Rh (D) no existen de forma espontánea en los individuos Rh (-), pero se sintetizan en los casos en los que haya habido un contacto previo (Figura 1).

En el momento del parto suelen pasar glóbulos rojos portadores de antígenos Rh (+) del feto a la madre. Como consecuencia, en ésta se puede producir una

sensibilización de sus

linfocitos que, en un contacto subsiguiente, sintetizarán anticuerpos tipo IgG. En un embarazo posterior, al permanecer las células sensibilizadas en la madre, se están produciendo anticuerpos anti Rh D (+) que pasan de la madre al feto y reaccionan frente a los glóbulos rojos de éste, llegando a la destrucción de los mismos. Esto produce una bilirrubinemia muy intensa que si no es tratada pronto, puede costar la vida al feto. Para prevenir este fenómeno, actualmente existe un tratamiento específico que consiste en inyectar a la madre, después del parto, inmunoglobulinas IgG anti Rh D (+) que reaccionan con los determinantes Rh D (+) de los glóbulos rojos fetales que han pasado a la circulación materna, con lo cual se evita la inmunización de la madre por algún mecanismo no muy bien conocido todavía, pero en el cual podría intervenir la acción supresora específica de la IgG inyectada.

Hipersensibilidad tipo III Las

reacciones

hipersensibilidad

tipo

III

producen

por

existencia

inmunocomplejos circulantes que al depositarse en los tejidos causan la activación de los fagocitos y el subsecuente daño tisular. Los inmunocomplejos formados por la unión del anticuerpo y el antígeno pueden ser patógenos según sus características físico-químicas (Figura 2). Así dependiendo de su tamaño serán eliminados por la orina si son de pequeño tamaño o captados por los fagocitos si son de gran tamaño. Por el contrario los de tamaño intermedio pueden depositarse en los tejidos y causar lesiones. Otros factores como la carga también son determinantes para su efecto patológico. Los inmunocomplejos circularán por la sangre y se podrán localizar en diferentes tejidos del organismo, como articulaciones, vasos sanguíneos, riñón, etc. En la mayoría de los casos, los inmunocomplejos se forman como consecuencia de:

• Post-estreptocócica, o persistentes como la hepatitis vírica tipo B o C. • Exposición e inhalación persistente de agentes ambientales como hongos (pulmón del granjero) o proteínas animales (enfermedad del cuidador de aves). • O bien como consecuencia de la presencia mantenida de altos niveles de autoanticuerpos en algunas enfermedades autoinmunes como lupus eritematoso sistémico o artritis reumatoide. La unión de los anticuerpos tipo IgG a los enfermedades infecciosas agudas como la glomerulonefritis antígenos solubles en el organismo causa el daño tisular por diferentes mecanismos. En primer lugar pueden inducir la activación de la cascada del complemento y la producción de C3a y C5a que atrae PMN al sitio inflamatorio lo que ocasiona un rico infiltrado de neutrófilos. La activación de estos y la liberación de enzimas lisosomales causa daño tisular. Asimismo son atraídos al foco inflamatorio mastocitos y células cebadas que liberan histamina incrementando la permeabilidad vascular.

Hipersensibilidad tipo IV La reacción de hipersensibilidad retardada juega un papel importante contra agentes patógenos intracelulares (por ejemplo, Mycobacterium tuberculosis, Listeria monocytogenes, Brucella mellitensis, Candida albicans, Pneumocytis carinii). Sin embargo, también tiene aspectos nocivos y a veces las lesiones tisulares causadas por la hipersensibilidad retardada son tan extensas que comprometen gravemente al organismo. La reacción de hipersensibilidad tipo IV se caracteriza por la llegada al foco inflamatorio de un gran número de células no específicas de antígeno con predominio de los fagocitos mononucleares. El desarrollo de una reacción de hipersensibilidad retardada requiere un período de sensibilización de 1 a 2 semanas tras el primer contacto con el antígeno. Durante este período, los linfocitos Th1 son activados por el antígeno presentado junto con las moléculas de clase II del

MHC en una célula presentadora de antígeno y se expanden

clonalmente. Tras un segundo contacto con el antígeno, se inicia la fase efectora de la respuesta. En general requiere unas 24 horas para que la reacción sea evidente y el máximo se produce entre 48 y 72 horas. Al cabo de unas horas de la inyección del antígeno, alrededor de las venas post-capilares se acumulan los neutrófilos. Al cabo de 12 horas, el lugar de inyección del antígeno aparece infiltrado por linfocitos T y monocitos con una distribución perivascular. Las células endoteliales se hinchan y dejan pasar macromoléculas del plasma. El fibrinógeno presente en el espacio intersticial se deposita en forma de fibrina y junto con los monocitos y linfocitos T extravasados causan la hinchazón y endurecimiento del tejido (granuloma). Las células que actúan como presentadoras de antígeno son

células de Langerhans,

macrófagos y células endoteliales. En la hipersensibilidad retardada, al contrario de lo que sucede en la hipersensibilidad inmediata, intervienen las

citocinas segregadas por los

linfocitos Th1 (Figura 3). La IL-2, actuando de forma autocrina, aumenta la población de células Th1. Además, se produce IFN-g que actúa sobre los fagocitos mononucleares activándolos y atrayéndolos al lugar de la inflamación. La IL-3 y el GM-CSF pueden inducir a nivel local una proliferación de los macrófagos. Además, los macrófagos activados producen a su vez M-CSF, GM-CSF y TGF-b que estimulan de forma autocrina su propia proliferación. Sobre las células endoteliales vasculares actúan el IFN-g y la linfotoxina, así como el

TNF-a y la IL-1, ambas

producidas por macrófagos, induciendo una serie de modificaciones que facilitan la salida del lecho vascular de los neutrófilos y monocitos.

Infección Una amplia variedad de agentes infecciosos (virus, bacterias, protozoos, hongos y helmintos) son capaces de infectar a los seres humanos. En muchos casos, el agente infeccioso puede colonizar un tejido u órgano y mantener su número sin causar daño (colonización). La enfermedad infecciosa ocurre cuando ocasiona signos y síntomas de inflamación o de perturbación funcional de los órganos dando lugar a un problema clínico y no es una consecuencia inevitablemente asociada a infección.

La patogenicidad es un término relativo, que resulta del balance entre virulencia, o poder patogénico intrínseco, y los recursos defensivos utilizados por el hospedador para neutralizar la amenaza infecciosa. Los factores de virulencia son los componentes del microorganismo que le permiten colonizar, proliferar, invadir y destruir los tejidos del hospedador y determinan su capacidad de causar enfermedad. Existen

dos

tipos

principales:

Factores

que

estimulan

crecimiento

los

microorganismos y favorecen la colonización e invasión tisular, como moléculas de superficie (adhesinas), enzimas digestivas segregadas por el microorganismo invasor, etc. 2) Las toxinas bacterianas, que pueden ser secretadas (exotoxinas), o lipopolisacáridos estructurales muy heterogéneos que forman parte de la pared de las bacterias Gramnegativas (endotoxinas). Las exotoxinas son proteínas que pueden originar una enfermedad sin infección previa. Existen una gran variedad de mecanismos mecánicos, químicos, celulares e inmunológicos que se han desarrollado a lo largo de la evolución de la especie humana para prevenir la invasión de los microorganismos. Entre estos últimos el más importante es el sistema inmune. Una ligera perturbación en uno de estos mecanismos puede dar lugar a una infección

por

microorganismos

poco

virulentos

una

alteración

mayor,

incluso

microorganismos avirulentos. Muchos microorganismos cuya patogenicidad habitual es baja, pueden dar lugar a una enfermedad grave en hospedadores con

inmunidad deprimida y se

les llama microorganismos oportunistas. Mecanismos de defensa del hospedador Las reacciones de defensa pueden producirse de forma específica o inespecífica. Las respuestas inespecíficas,

aunque

indiscriminadas

específicas de Ag, tienen la ventaja de intervenir rápidamente durante una infección aguda y pueden permitir la supervivencia del hospedador hasta que las respuestas específicas congreguen nuevas defensas. Las respuestas inespecíficas, la mayoría de las cuales se producen minutos u horas después de la infección, componen lo que se denomina respuesta o inmunidad natural o innata

cuyo

nivel

incrementa

por

inmunización repetida. En contraposición, la inmunidad adaptativa o Ag específica, se incrementa por inmunización repetida del Ag que la induce, tarda en aparecer días o semanas tras la exposición primaria, pero con frecuencia es indispensable para una completa resolución de la enfermedad (Figura 1). Aunque la mayor parte de los mecanismos de defensa se describen por separado son sistemas íntimamente relacionados que rara vez actúan independientemente.

Inmunidad natural La inmunidad natural implica los mecanismos inespecíficos, mecánicos, químicos, celulares y algunos de los inmunológicos, que previenen la colonización o infección de individuos sanos por los microorganismos del entorno (ver capítulo 1). Una de las más importantes defensas contra

infección

constituyen

los

fagocitos

profesionales

del

hospedador,

polimorfonucleares (PMN) y los monocitos/macrófagos. Cuando se produce una infección, los PMN son las células que primero acuden al sitio de la misma. Los PMN, guiados por sustancias quimiotácticas difundidas desde la región infectada, alteran sus mecanismos de adhesión, adhiriéndose y atravesando el endotelio. Posteriormente, estos mismos factores provocan una migración dirigida de los PMN hacia el lugar de la inflamación e infección. Estos factores quimiotácticos son sustancias liberadas por el hospedador en respuesta a la infección y productos microbianos, entre los que se encuentran los formil péptidos producidos por las bacterias que son reconocidos por los fagocitos. Varios microorganismos activan la vía alternativa del C, generando C5a. Además, los fagocitos secretan leucotrieno LTB4. Tanto C5a como LTB4 son quimiotácticos. Los fagocitos son capaces de internar por

endocitosis y destruir toda una serie de

microorganismos, aunque estas funciones se ven potenciadas por componentes de la respuesta inmune específica entre los que se encuentran:

• Citocinas, secretadas principalmente por linfocitos después del reconocimiento del Ag, necesarias para su activación. • Acs, secretados por linfocitos B, que les dotan de propiedades opsónicas y efectoras aumentando el reconocimiento y unión de los microorganismos. Los fagocitos producen una serie de moléculas que median su acción antiinfecciosa que se han dividido clásicamente en dependientes o independientes del metabolismo de oxígeno. Entre estas últimas se incluyen una serie de compuestos microbicidas extremadamente básicos como lisozima, lactoferrina, catepsina, elastasa y las recientemente descritas defensinas (un conjunto de péptidos homólogos que dañan una gran variedad de microorganismos procarióticos y eucarióticos). También producen C que sirve para eliminar determinadas bacterias, bien promoviendo la opsonización en presencia de Ac, bien directamente, o incrementando la permeabilidad celular asociada con las respuestas inflamatorias. Los eosinófilos contienen una serie de proteínas tóxicas que destruyen helmintos. En los mecanismos dependientes de oxígeno se incluyen una serie de compuestos derivados del consumo de O2, como O2-, H2O2, y radical hidroxilo, muy reactivos y que son muy importantes en la destrucción de patógenos intracelulares. Recientemente, se ha descrito un nuevo mecanismo que implica la síntesis de intermediarios reactivos de óxidos de nitrógeno, como el NO, a partir de L-arginina, por una enzima denominada NO sintetasa. Esta enzima es inducible en macrófagos por citocinas como TNF e IFN-g o por endotoxinas bacterianas como LPS y parece ser el mecanismo más importante en la destrucción de patógenos intracelulares. Las células NK son un grupo de linfocitos granulares que destruyen

algunas células infectadas por virus y parásitos intracelulares mediante citotoxicidad directa no restringida por el MHC o por mecanismos de citotoxicidad celular dependiente de Ac (ADCC). Los productos de los microorganismos también estimulan directamente la síntesis de citocinas por macrófagos y células NK, por lo que algunas citocinas pueden ser consideradas como parte de la inmunidad natural. Sin embargo, su cantidad aumenta después de una respuesta inmune específica debido a su síntesis directa o a su control por parte de los linfocitos T Ag-específicos. Las endotoxinas bacterianas estimulan directamente la síntesis de IL-1 y TNF por macrófagos aumentando la adhesión de fagocitos y linfocitos al endotelio. El TNF juega un papel central en la respuesta antiinfecciosa por sus propiedades inflamatorias, activando a los macrófagos y PMNs, además de tener un importante papel como inductor de necrosis e inducir fiebre. Esta citocina también induce la producción de prostaglandinas, activa las propiedades antitrombocíticas, la síntesis de factor activador de plaquetas (PAF) y la expresión de moléculas de adhesión en células endoteliales y la proliferación de fibroblastos. Además, TNF estimula la citotoxicidad de otras células efectoras inmunes, como son los eosinófilos, células NK y linfocitos T. Los virus inducen la síntesis de varios IFNs que juegan un papel muy importante en la resistencia a ciertas infecciones virales. Los IFNs son capaces de ejercer la acción antiviral de varias maneras sinérgicas: bloqueo de la replicación viral, aumento en la expresión de MHC, activación de las células NK y de los macrófagos.

Inmunidad adquirida La respuesta inmune específica normalmente es lenta y no muy efectiva cuando se enfrenta a un microorganismo por primera vez. Sin embargo, cuando se induce memoria inmunológica, la segunda vez es mucho más rápida y efectiva. Esta respuesta, que se caracteriza por poseer especificidad y memoria, está mediada tanto por linfocitos T como B que poseen receptores específicos de Ag en su membrana, capaces de reconocer variados determinantes antigénicos. Las respuestas inmunes adaptativas pueden ser de tres tipos considerando los principales mecanismos efectores (ver capítulo 8). Los monocitos son incapaces de destruir ciertos patógenos, pero su capacidad de destrucción aumenta considerablemente si son activados por citocinas secretadas por células Th1. Esta activación es mediada por IFN-g, aunque otras linfocinas, especialmente TNF juegan un papel coestimulador de la actividad de IFN. La activación de macrófagos implica un mayor aumento de todos los mecanismos de destrucción de los mismos especialmente de aquellos dependientes de oxígeno y de NO. Los linfocitos B segregan Acs específicos con la cooperación de los linfocitos Th2 y en menor medida por los Th1. Estos Acs son capaces de erradicar ciertas infecciones por varios mecanismos:

• Previenen la microorganismos a tisulares y celulares.

unión de los sus receptores

• Neutralizan o inactivan directamente al microorganismo; ocurre cuando los Acs se unen a un Ag que posee una función vital para el parásito, como pueden ser las toxinas.

• Activan la fijación y el sistema del C promoviendo la lisis de los microorganismos. •

Favorecen la fagocitosis de los monocitos, macrófagos y PMNs a través de la unión a los FcR (opsonización).

• Promueven las reacciones de citotoxicidad celular dependiente de Ac (ADCC) de las células citotóxicas y eosinófilos (Figura 2).

Las células T CD8+ citotóxicas destruyen células infectadas con microorganismos intracelulares a través del reconocimiento del Ag asociado al MHC. Su activación requiere la cooperación de las citocinas producidas por las células Th1, IL-2 y en menor medida IFN-g. Median preferentemente la actividad antiviral, aunque también son efectivas contra algún protozoo intracelular. Su acción puede ser directamente citotóxica o debida a la secreción de linfocinas como IFN-g. La inducción de una u otra subpoblación de linfocitos T (Th1 o Th2), que implica la síntesis concomitante de las respectivas linfocinas, es clave para inducir una respuesta inmune protectiva en la mayoría de las infecciones por microorganismos. Evasión de la respuesta inmune Desgraciadamente, los agentes infecciosos se han adaptado de la manera más conveniente para su propia supervivencia, desarrollando sofisticados sistemas de evasión de las respuestas protectivas del hospedador. Así, ciertos parásitos intracelulares facultativos, especialmente protozoos y bacterias, están protegidos de gran parte de los sistemas efectores inmunes, debido a su localización intracelular y aunque la célula hospedadora puede expresar Ags del parásito en su membrana, éstos, de hecho, no suelen desencadenar una respuesta inmune protectiva frente a las células infectadas, a diferencia de lo que ocurre con infecciones virales. Otros muchos parásitos han desarrollado diversas estrategias para evitar el reconocimiento antigénico del cual dependen todos los mecanismos inmunológicos: mimetismo, debido a la absorción de proteínas del hospedador o por imitación de las proteínas de superficie del hospedador; liberación de Ags al medio bloqueando la interacción de los Acs con el microorganismo; cambio de Ags durante las diferentes fases del desarrollo. Otros mecanismos para dicha evasión son:

• Variación antigénica. Conocida especialmente bien en algunos tripanosomas africanos, bacterias y virus. Ésta puede ser por mutación, cambio de genes o por recombinación génica. En teoría el cambio antigénico puede estar relacionado con la respuesta a los

mecanismos inmunes efectores, pero en la práctica, ningún parásito que utilice la variación antigénica lo hace, posiblemente porque así evita que se produzca su eliminación por una respuesta inmune efectiva.

•

Evitando la lisis mediada por C. Muchos microorganismos evitan la lisis mediada por C, bien por inhibición de la activación de la cascada del C o de la acción del C. La inhibición de la activación se puede conseguir por la síntesis o adquisición de moléculas reguladoras, el bloqueo de la activación del C o la formación de un complejo del complemento C5b-9 no lítico.

• Evasión de los sistemas microbicidas. Ciertos microorganismos intracelulares facultativos son capaces de evadir los sistemas microbicidas de los fagocitos. Existen básicamente 3 tipos de evasión: a) Inhibición de la fusión entre el fagosoma y el lisosoma, b) Escape de la vacuola fagocítica al citoplasma, c) Resistencia a los sistemas de degradación de los lisosomas. • Inducción de supresión de la respuesta inmune Para evitar ser eliminados por el sistema inmune los parásitos inducen generalmente una supresión de la respuesta inmune. Los mecanismos son muy variados e incluyen la inducción de células supresoras, la alteración de las funciones de las citocinas o la inducción preferencial de la subpoblación Th no protectiva. A veces la inmunosupresión causada por una infección conduce a estados de inmunosupresión severa. Este es el caso de la infección por HIV-1 que como es sabido conduce a una inmunosupresión, de ahí su denominación de SIDA (síndrome de inmunodeficiencia adquirida) que se alcanza cuando avanza la infección. Otros casos de deficiencias inmunológicas como consecuencia de una infección viral aparecen en el sarampión, hepatitis A, B y C, influenza y rubeola. Tras infecciones bacterianas también se han observado defectos inmunológicos. Inmunopatología Existen multitud de factores que determinan por qué ciertas complicaciones patológicas están asociadas a unas infecciones y no a otras. La patología puede ser mediada por el parásito o por la propia respuesta del hospedador. En algunos microorganismos el daño tisular se produce como consecuencia de la propia replicación, para permitir la colonización, para evadir la respuesta inmune o debido a las toxinas. En muchos otros casos es la propia respuesta inmune frente al microorganismo la causante de una Inmunopatología. Las respuestas inmunes pueden ser potencialmente peligrosas debido principalmente a reacciones autoinmunes o de hipersensibilidad. La autoinmunidad, suele ser una consecuencia del mimetismo antigénico utilizado como mecanismo de evasión de la respuesta inmune realizado por varios microorganismos. Cada día toma más fuerza la creencia de que ciertas enfermedades autoinmunes tienen una etiología infecciosa debido a la similitud antigénica entre microorganismos y el hospedador. Cuando las reacciones inflamatorias son de intensidad leve o moderada constituyen un mecanismo importante de defensa, favoreciendo la llegada de células inmunes a los lugares de la infección. Sin embargo, un exceso de respuesta inmune, hipersensibilidad, puede ser perjudicial para el hospedador destruyendo tejidos normales. La producción excesiva de ciertas citocinas, puede provocar también patología.

El ejemplo más dramático lo constituye el papel de TNF en el shock séptico asociado a múltiples infecciones bacterianas y en malaria cerebral. El predominio, en la respuesta inmune frente a un agente infeccioso, de una u otra subpoblación de linfocitos T (Th1 o Th2), y de las respectivas linfocinas que ellos producen da lugar bien a resistencia o a Inmunopatología en muchas infecciones. La inhibición de un tipo de Th, con la consiguiente estimulación del otro, está asociada a la patología de muchas enfermedades entre ellas el SIDA. En resumen, una mejor comprensión de todos los fenómenos implicados en las relaciones hospedador-agente infeccioso es fundamental para conseguir vencer a las infecciones mediante una estimulación correcta de la respuesta inmune permitiendo:

• Corregir los factores que predisponen a la infección. • Una quimioprofilaxis y sobre todo una mejor inmunoprofilaxis pasiva que incluya además de Igs, citocinas, etc.

• Mejorar enormemente los procesos de inmunización activa (estabilidad, ruta de administración, etc.) para conseguir aumentar la eficacia de las nuevas vacunas.

A. Celada

Inflamación Cuando se produce una rotura de la piel o de las mucosas, los microorganismos pueden pasar del medio externo al interno. Como consecuencia de esto, y en un intento de neutralizar al agente invasor, se produce una reacción en el tejido conectivo vascularizado que se denomina inflamación. Este complejo proceso produce el acúmulo de fluidos y leucocitos en el espacio extravascular. La inflamación puede ser originada por factores endógenos (necrosis tisular o rotura ósea) o factores exógenos como lesiones por agentes mecánicos (corte, etc), físicos (quemaduras),

químicos

(corrosivos),

biológicos

(microorganismos)

inmunológicos

(reacciones de hipersensibilidad). Aunque en algunos casos, como la hipersensibilidad, la inflamación puede tener consecuencias nocivas, por lo general es una respuesta protectora que trata de restaurar los tejidos lesionados. Tras un proceso inflamatorio puede ocurrir lo siguiente:

• Resolución con retorno a una estructura y función normales. • Supuración con formación de abceso. • Hinchazón con regeneración de tejido especializado o fibroso formando una cicatriz. • Persistencia del agente causante, haciéndose el proceso crónico (Figura 1).

La respuesta inflamatoria está formada por plasma, células circulantes, vasos sanguíneos y constituyentes celulares y extracelulares del tejido conectivo. Entre las células circulantes se incluyen los neutrófilos, monocitos, eosinófilos, linfocitos, basófilos y plaquetas. Las células del tejido conectivo son los mastocitos, que rodean los vasos sanguíneos y los fibroblastos. La matriz extracelular está constituida por proteínas fibrosas estructurales (colágeno, elastina), glicoproteínas adherentes (fibronectina, laminina, entactina, tenascina y otras) y proteoglicanos. La membrana basal es un componente especializado de la matriz extracelular formada por glicoproteínas adhesivas y proteoglicanos. Los cuatro signos cardinales de la inflamación fueron descritos por Paracelso, (30 AC al 38 DC) y son:

•

Rubor (coloración roja).

•

Tumor (hinchazón).

•

Calor.

•

Dolor.

Posteriormente, Galeno (130-200), añadió un quinto signo: pérdida de función. La coloración y el calor se deben a un aumento del flujo sanguíneo en el área traumática y a la constricción de las vénulas. Los cambios de la microcirculación son inducidos por mediadores químicos. Estos mediadores, además, aumentan la permeabilidad capilar con lo que los líquidos y las células sanguíneas pasan al espacio extravascular provocando la hinchazón y un aumento de la presión local que es el que origina el dolor. Tipos de inflamación La inflamación según su duración se divide en aguda y crónica. La aguda es de duración relativamente corta (minutos, horas o unos pocos días), se inicia muy rápidamente y se caracteriza

por

exudado

fluidos

plasmáticos

migración

leucocitos

predominantemente neutrófilos. La inflamación crónica dura semanas, meses o incluso años

y se caracteriza histológicamente por el infiltrado de linfocitos y macrófagos con la proliferación de vasos sanguíneos y tejido conectivo. Inflamación aguda Los cambios que se producen tras la lesión tisular se deben a tres procesos:

• Cambios en el flujo y calibre vascular, que hacen que aumente el flujo sanguíneo. •

Cambios estructurales en los vasos sanguíneos que aumentan la permeabilidad vascular e inducen la formación de exudado inflamatorio.

• Paso de los leucocitos del espacio vascular al extravascular alcanzando así el foco de las lesiones. El resultado de todo ello es el acúmulo de un fluido rico en proteínas, fibrina y leucocitos. En los primeros 10-15 minutos se produce una hiperhemia por dilatación de arteriolas y vénulas y apertura de los vasos de pequeño calibre. Tras esta fase aumenta la viscosidad de la sangre, lo que reduce la velocidad del flujo sanguíneo. Al disminuir la presión hidrostática en los capilares, la presión osmótica del plasma aumenta, y en consecuencia un líquido rico en proteínas sale de los vasos sanguíneos originando el exudado inflamatorio.

Inflamación crónica Si la inflamación dura semanas o meses se considera crónica, y tiene dos características importantes:

• El infiltrado celular está compuesto sobre todo por macrófagos, linfocitos y células plasmáticas.

•

La reacción inflamatoria es más productiva que exudativa, es decir, que la formación de tejido fibroso prevalece sobre el exudado de líquidos.

La inflamación crónica puede producirse por diversas causas:

• Progresión de una inflamación aguda. • Episodios recurrentes de inflamación aguda. • Inflamación crónica desde el comienzo asociada frecuentemente a infecciones intracelulares (tuberculosis, lepra, etc). Microscópicamente la inflamación crónica se caracteriza por la presencia de macrófagos y sus derivados (células epitelioides y gigantes), linfocitos, células plasmáticas, neutrófilos, eosinófilos y fibroblastos.

Inflamación crónica granulomatosa Algunas formas de inflamación crónica tienen una histología peculiar que consiste en el acúmulo de macrófagos modificados llamados epitelioides formando unos agregados nodulares llamados granulomas. Las células epitelioides reciben ese nombre porque se asemejan a células epiteliales. Tienen un núcleo vesicular y abundante citoplasma eosinófilo y segregan el enzima convertidor de angiotensina (Kininasa II), la fosfatasa ácida y

mucopolisacáridos. Además, los macrófagos pueden fusionarse por efecto del IFN-gamma y formar células gigantes que contienen hasta 100 núcleos. Mecanismos que intervienen en la inflamación Migración leucocitaria Inicialmente, en la inflamación aguda se acumulan predominantemente los leucocitos neutrófilos polimorfonucleares y en las fases tardías, los monocitos y macrófagos. Hay tres fases para el reclutamiento de las células en la región dañada, es decir, la extravasación o salida de las células desde la luz del vaso al espacio intersticial. En el capítulo dedicado al estudio de las moléculas de adhesión se analiza la función de las mismas en los procesos de migración leucocitaria. Normalmente

las

células

ocupan la parte central del torrente sanguíneo teniendo muy poco contacto con el endotelio.

aumentar

permeabilidad

vascular,

flujo sanguíneo se enlentece, lo

que

leucocitos

permite

los

acercarse

endotelio

vascular.

proceso

Este

denomina

marginación y se debe a los cambios

hemodinámicos

producidos en la inflamación (Figura 2). Los leucocitos escapan del torrente circulatorio mediante un movimiento ameboide activo. Cuando los leucocitos entran en contacto con la célula endotelial, proyectan pseudópodos y migran por la superficie hasta que detectan una unión celular interendotelial. Durante su paso desde la luz vascular al tejido extravascular, el leucocito rompe las uniones interendoteliales y la membrana basal probablemente a través de la secreción de colagenasa. El tipo de leucocito que migra depende mucho del tiempo que dura la inflamación y del tipo de estimulo. En la mayoría de los casos, en la inflamación aguda los neutrófilos son las células predominantes durante las primeras 24 horas. Estas células empiezan a acumularse en los primeros minutos tras la lesión, mientras que los monocitos y macrófagos se acumulan más tarde, tras 24 horas. Después de la extravasación, los leucocitos migran en los tejidos a los lugares donde se ha producido la lesión mediante el proceso de quimiotaxis.

Células

que

intervienen

inflamación En la inflamación intervienen multitud de células

pero

entre

ellas

destacan

los

granulocitos neutrófilos y los fagocitos mononucleares. La vida de los neutrófilos es muy corta, sólo de 3 a 4 días. Algunos de los productos de los gránulos son bactericidas,

mientras

que

otros

son

capaces de degradar la matriz proteica extracelular (Tabla 1). Muchos de los neutrófilos mueren en los lugares de inflamación liberando los enzimas que pueden dañar las células o las proteínas de la matriz extracelular. Los fagocitos mononucleares se diferencian en prácticamente todos los tejidos del organismo de distinta manera, según el tejido que ocupan, dando lugar a macrófagos. Los macrófagos tienen una producción autocrina de

factores de crecimiento tales como el GM-CSF o el M-CSF que hacen

que proliferen localmente en los tejidos. Para llevar a cabo sus funciones, los macrófagos necesitan ser activados por el IFN-gama.

Moléculas que intervienen en la inflamación Además de las células directamente implicadas en la inflamación, como son los neutrófilos, macrófagos y linfocitos, los basófilos, mastocitos, plaquetas y células endoteliales también producen mediadores químicos (Tabla 2). Hay dos tipos, los mediadores tisulares y los mediadores

plasmáticos

inflamación.

Mediadores tisulares de la inflamación La activación de los mastocitos, basófilos y plaquetas estimula el metabolismo del ácido araquidónico con la consiguiente síntesis de prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos (Figura 3). La histamina y la serotonina, segregadas por mastocitos, basófilos y plaquetas, producen vasodilatación y aumentan la permeabilidad vascular. El PAF es un complejo lisofosfolípido-acetilado que induce la agregación plaquetaria y la degranulación. Además, aumenta la permeabilidad vascular, induce la adhesión leucocitaria y estimula la síntesis de derivados del ácido araquidónico. Estos derivados incluyen las prostaglandinas y los leucotrienos. El ácido araquidónico es un ácido graso derivado del ácido linoleico que se encuentra en la membrana celular y bajo

estimulación puede ser liberado al exterior de la célula por una fosfolipasa (Figura 5). El óxido nítrico se produce por las células endoteliales, macrófagos y neuronas del cerebro.

Mediadores

plasmáticos

inflamación El factor XII de la coagulación (Factor Hageman)

activa

por

superficies

extrañas cargadas negativamente, tales como

membrana

basal,

enzimas

proteolíticos o lipopolisacáridos. Una vez activado, el factor XII puede activar el sistema

coagulación,

fibrinolisis y el de las kininas-kalicreína.

Manifestaciones sistémicas de la inflamación Las manifestaciones sistémicas se conocen de forma colectiva como respuesta de la fase aguda (acute phase response). Al llegar un agente que produzca una lesión hay un ajuste rápido en la composición de las proteínas plasmáticas y la concentración de algunas aumenta, mientras que la de otras disminuye. Una de las que aumenta es la proteína C reactiva, que funciona como opsonina de bacterias, la alfa-2-macroglobulina y otras antiproteinasas, el fibrinógeno del sistema de la coagulación y el amiloide sérico A, cuya función se desconoce. La albúmina y la transferrina disminuyen. La mayoría de estos cambios se producen por alteraciones en la síntesis de estas proteínas por los hepatocitos. La inflamación produce fiebre a través de pirógenos externos (endotoxina generalmente) que estimulan la producción de pirógenos endógenos como la IL-1 o el TNF.

Estas citocinas actúan sobre el hipotálamo anterior, donde se encuentra el termostato central del organismo e inducen la producción de PGE2 que hace aumentar la temperatura corporal. Además, en la sangre periférica se puede observar una leucocitosis, es decir, un aumento del número de leucocitos (dos o tres veces). Este aumento se debe sobre todo a los neutrófilos, entre los que aparecen algunas formas inmaduras (cayados). Reparación de la inflamación En la inflamación se produce una destrucción de las células del parénquima y de las del estroma. El tejido lesionado se repara mediante tejido conectivo que va a producir la fibrosis y la escarificación. En este proceso intervienen los componentes siguientes:

• Formación de nuevos vasos sanguíneos (angiogénesis). • Migración y proliferación de fibroblastos. • Depósito de matriz extracelular. • Maduración y organización del tejido fibroso (remodelación). El proceso de reparación empieza a las 24 horas tras la lesión. Los fibroblastos y las células del endotelio vascular comienzan a proliferar formando el tejido de granulación en el cual se forman nuevos vasos (angiogénesis). E. Gómez de la Concha

Inmunodeficiencias En ocasiones, por fortuna poco frecuentes, existe una deficiencia de alguno de los componentes

del

sistema

inmune,

apareciendo

las

enfermedades

que

llamamos

inmunodeficiencias primarias. En ellas, el defecto se circunscribe en general a un sólo aspecto de la respuesta, por lo que se pueden catalogar en inmunodeficiencias específicas (si se afecta la parte específica de la respuesta inmunitaria, es decir, los linfocitos B o T) o inespecíficas, si afectan a la porción inespecífica de la respuesta (células fagocíticas y complemento). Con mayor frecuencia, la respuesta inmunitaria se afecta secundariamente a la aparición de otra patología (cáncer, enfermedades metabólicas, malnutrición etc.) o a la administración de

drogas

(drogas

inmunosupresoras),

hablamos

entonces

inmunodeficiencias

secundarias. Tanto las inmunodeficiencias primarias como las secundarias se manifiestan clínicamente por la aparición de infecciones crónicas, persistentes o recurrentes. Es la consecuencia lógica de un trastorno del sistema encargado de defendernos frente a microorganismos. También numerosas infecciones provocan secundariamente una inmunodeficiencia, siendo la más antiguamente conocida el sarampión, y la más grave e importante en la actualidad la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (HIV), que produce el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA). En enfermos con inmunodeficiencia también aumenta el riesgo de padecer tumores y enfermedades autoinmunes, todo ello como consecuencia de un mal funcionamiento y una mala regulación del sistema inmunitario.

Debido al rápido progreso en los últimos años de la genética y la biología molecular, cada día se conocen mejor las causas de las inmunodeficiencias primarias, siendo más precisos y efectivos su diagnóstico y su tratamiento.

Inmunodeficiencias primarias Son

enfermedades

general

poco

frecuentes, que en su mayoría aparecen en la infancia y tienen un componente genético importante, habiéndose definido en muchas de ellas el modo de herencia y la

localización

cromosómica

alteración (Tabla 1). Específicas En ellas se afecta la parte específica de la respuesta inmunitaria (aquella capaz de reconocer al antígeno): los linfocitos T o B, o los anticuerpos. Inmunodeficiencias predominantemente de anticuerpos Si se afecta sólo la producción de anticuerpos hablamos de una inmunodeficiencia humoral, que puede afectar únicamente a la producción de anticuerpos de la clase IgA), a la producción de IgA e

IgA (déficit selectivo de

IgG (Síndrome de Hiper IgM) o a todas las clases de

inmunoglobulinas (agammaglobulinemia ligada al sexo e inmunodeficiencia variable común). Son las más frecuentes dentro de las inmunodeficiencias específicas (especialmente el déficit aislado de IgA), y también las menos graves y las que mejor responden al tratamiento. Inmunodeficiencias combinadas En ellas se afectan los linfocitos B y T. Se presentan prácticamente desde el nacimiento con infecciones graves que ponen en peligro la vida, falta de desarrollo, linfopenia e hipogammaglobulinemia. Pueden confundirse con el SIDA trasmitido por la madre, debiéndose investigar por PCR la presencia de genoma viral. Las más frecuentes son las diversas formas de inmunodeficiencias combinadas severas (SCID). Entre ellas cabe mencionar:

• SCID ligada al cromosoma X: debida a una mutación en la cadena gamma del receptor de la IL-2. Casi siempre se presenta con cifras normales de linfocitos B circulantes.

• Déficit de adenosina deaminasa (ADA): debida a mutaciones o delecciones en el gen que codifica para este enzima.

• Déficit de purina-nucleosido fosforilasa (PNP). También debida a defectos en el gen que codifica para el enzima PNP. En ambos defectos enzimáticos la acumulación de metabolitos tóxicos afecta a los linfocitos impidiendo su proliferación; pero mientras que en el defecto de ADA se afectan tanto los linfocitos T como B, en el defecto de PNP se afectan preferentemente los linfocitos T.

• Déficit de HLA clase II: Al faltar estas moléculas el reconocimiento del antígeno por los linfocitos T CD4+ no se puede realizar. El número total de linfocitos es

normal pero las células T CD4+ están disminuidas, así como la producción de anticuerpos y las inmunoglobulinas del suero.

• Disgenesia reticular: Producida por la falta de diferenciación de las células progenitoras de la médula ósea hacia células linfoides y mieloides, por lo que además de linfopenia se observa neutropenia y trombocitopenia. La muerte suele ocurrir en este caso pocos días después del nacimiento. Inmunodeficiencias asociadas a otros defectos En algunas enfermedades la inmunodeficiencia no es más que uno de los componentes del proceso:

•

Síndrome

Wiskott-Aldrich:

Caracterizado

clínicamente

por

inmunodeficiencia, eczema y trombocitopenia. Aparecen alteraciones en el citoesqueleto de los linfocitos T y de las plaquetas. Se conoce el gen defectuoso presente en el brazo corto del cromosoma X, que ha sido clonado y codifica para una proteína de 501 aminoácidos (WASP), pero la función de esta proteína aún se desconoce.

• Ataxia-telangiectasia: Es un trastorno autosómico recesivo caracterizado por ataxia cerebelosa progresiva, dilataciones vasculares (telangiectasias) y una extrema sensibilidad a las radiaciones ionizantes que junto con una incidencia muy elevada de cáncer parecen depender de un defecto en los mecanismos de reparación del DNA.

• Anomalía de Di George: Caracterizado por la aparición de múltiples anomalías en el desarrollo de la tercera y cuarta bolsa faríngea (aplasia del timo y las paratiroides y anomalías cardiovasculares severas). Inespecíficas Estas pueden ser por defecto del sistema del complemento o de células fagocíticas principalmente: Deficiencias del sistema del complemento Se han descrito defectos en prácticamente todos los componentes del sistema del complemento, aunque son poco frecuentes. Todos tienen una herencia autosómica recesiva, y los heterocigotos pueden ser reconocidos por tener la mitad de los niveles normales del componente afectado. Tanto en el caso de los defectos de los primeros componentes de la vía clásica (C1q, C1r, C4 y C2), como en los defectos de los últimos (C5, C6, C7, C8 y C9) no se observa un aumento en el número de infecciones o el incremento es escaso, lo que indica que la vía clásica no es indispensable, y que la parte terminal de la cascada tampoco es esencial, existiendo una protección aceptable con la activación del C3 por cualquiera de las dos vías. Defectos de las células fagocíticas Además de las neutropenias, que pueden tener diversas causas, existen diversos defectos de las células fagocíticas (en general muy poco frecuentes) que pueden afectar a los fagocitos

polimorfonucleares o mononucleares. En la enfermedad granulomatosa crónica existe un defecto de la capacidad para producir la muerte intracelular de los microorganismos fagocitados al no producirse intermediarios reactivos del oxigeno. En la enfermedad de Chediak-Higashi los lisosomas son deficientes en elastasa y catepsina G. Más frecuentes son los defectos de moléculas de adhesión de los leucocitos. Son debidos a la biosíntesis anormal de la cadena ß (CD18) común para el receptor del iC3b, el receptor del C3dg denominado p150/95 y la molécula de adhesión de los fagocitos y de los linfocitos T, LFA-1. Se hereda de forma autosómica recesiva y su expresión fenotípica es variable, pudiendo expresar desde el 1% de las moléculas de adhesión normales (casos severos) hasta el 10% (fenotipo moderado). Estos enfermos tienen con frecuencia infecciones en la piel, periodontitis y fístulas perianales o intestinales. La deficiencia de mieloperoxidasa, que es uno de los enzimas más abundantes en los leucocitos polimorfonucleares, tampoco es demasiado rara, pero cursa en general sin sintomatología. Diagnóstico de las inmunodeficiencias primarias La historia familiar y la aparición de infecciones recurrentes son, en la mayoría de los casos, los datos iniciales que apuntan hacia un diagnóstico de inmunodeficiencia. El tipo de infecciones orienta hacía el tipo de inmunodeficiencia. Así los déficits puramente de anticuerpos tienen infecciones por bacterias piógenas, mientras que en las deficiencias que afectan también a los linfocitos T predominan las infecciones por hongos, virus y bacterias intracelulares.

Inmunodeficiencias secundarias La respuesta inmunitaria puede afectarse secundariamente por numerosos factores. La afectación es en general difusa, aunque suele predominar el defecto de la respuesta celular, y de intensidad muy variable dependiendo del proceso primario. En el tercer mundo la malnutrición es la causa más frecuente de inmunodeficiencia. En países desarrollados lo son las enfermedades metabólicas, los tumores, las enfermedades infecciosas y diversos tratamientos (drogas citotóxicas y corticosteroides fundamentalmente). Entre los tumores, aunque en todos los casos de cáncer se acaba produciendo una inmunodeficiencia secundaria, aquellos que afectan a las células del propio sistema inmunitario (leucemias y linfomas) son los que ocasionan un trastorno más grave de la respuesta. Numerosas infecciones, desde la lepra lepromatosa al paludismo producen un trastorno de la respuesta inmunitaria, pero son sin duda las infecciones por virus las que lo afectan más frecuentemente y con mayor intensidad. Aunque el prototipo ha sido siempre el sarampión, en la actualidad la infección por el HIV es la que supone un riesgo más importante, dada su frecuencia y su capacidad para producir una inmunodeficiencia (SIDA) que acaba con la vida del enfermo. Síndrome de la inmunodeficiencia adquirida Es una inmunodeficiencia secundaria a la infección por el virus HIV. La infección se trasmite a través de la sangre o el semen habiendo resultado especialmente afectados los hemofílicos que han recibido factor VIII derivado de concentrados de plasma, los drogadictos por vía intravenosa, los homosexuales del sexo masculino y los hijos de madres infectadas. Sin embargo, en la actualidad y en las zonas donde la infección está más extendida, especialmente en África y ya también en los países desarrollados, el contacto heterosexual

se está constituyendo como un modo de transmisión cada vez más frecuente. Después de años de padecer una infección asintomática por el HIV, se presenta súbitamente una inmunodeficiencia predominantemente celular asociada a infecciones por microorganismos que en condiciones normales no son patógenos (los llamados "oportunistas"). Esto es consecuencia de la destrucción progresiva de la población de linfocitos T CD4+. La glicoproteína gp120 de la corteza del virus se fija con avidez a las moléculas CD4 facilitando la entrada del virus en estas células. Los macrófagos, las células dendríticas y la microglía también presentan en su membrana bajas densidades de moléculas CD4, por lo que también resultan infectados. Otras moléculas, tales como ciertos receptores de citocinas, actúan también como correceptores para la entrada del virus a las células. Además de la desaparición progresiva de las células T CD4+, estos enfermos presentan una hipergammaglobulinemia, que sugiere una estimulación policlonal, y una desaparición de capacidad de respuesta celular que se refleja en las pruebas in vitro y en la negativización de las pruebas cutáneas de hipersensibilidad retardada.

El diagnóstico de la infección puede hacerse en épocas tempranas por la aparición de anticuerpos contra el virus. Estos anticuerpos generalmente no son capaces de impedir la unión de la gp 120 al CD4. La iniciación de los tratamientos con retrovirales ha representado un importante paso en el tratamiento de esta inmunodeficiencia pero no se termina de conseguir una vacuna, ni preventiva ni curativa, eficaz. En la fase de inmunodeficiencia el enfermo presenta infecciones de todo tipo, pero fundamentalmente pulmonares y con frecuencia complicaciones que afectan al sistema nervioso central.

P. Jiménez y A. Cabello

Inmunofarmacología El sistema inmune puede ser manipulado desde el exterior por una serie de agentes farmacológicos que

inciden

directamente

sobre

las

células

inmunitarias produciendo diferentes efectos, que van desde las interferencias en las rutas de activación o diferenciación celular a la muerte celular. Con excepción de la terapéutica mediada por péptidos o anticuerpos antiidiotipo, en general, las drogas no tienen una acción clono específica, es decir,

aquella

responsables

dirigida de

contra

las

determinado

células proceso

inmunopatológico. Esta inespecificidad trae como consecuencia que se vean también suprimidas respuestas

beneficiosas

contra

los

agentes

infecciosos. En los siguientes apartados serán considerados diversos aspectos relacionados con el mecanismo de acción, farmacología y citotoxicidad de los fármacos con capacidad para modular la respuesta inmunológica.

Agentes inmunosupresores Estos agentes tienen la propiedad de inducir una inmunosupresión del sistema inmune (Figura 1). Aunque la inespecificidad de los fármacos inmunosupresores supone un gran inconveniente, no es menos cierto que actualmente son imprescindibles para el control de las enfermedades autoinmunes y evitar el rechazo de los órganos trasplantados. Entre estos destacan: Fármacos que interfieren en la transmisión de señales: Dentro de este grupo se incluyen una serie de fármacos con diferente mecanismo de acción. Así tenemos la ciclosporina y tacrolimus que inhiben la producción de IL2. La ciclosporina es ampliamente utilizada además de en el trasplante de órganos, en el tratamiento del psoriasis, síndrome de Behcet, artritis reumatoide y la enfermedad inflamatoria intestinal. El

tacrolimus,

FK506,

previamente

tiene

fundamentalmente

denominado

una restringida

aplicación en

trasplante y un menor índice terapéutico. En ambos casos se trata de fármacos que inhiben la trasmisión de señales de la célula T que son dependientes a su vez de un aumento

Ca++

intracelular

activación de la proteín cinasa C, PKC. La ciclosporina A y el tacrolimus impiden la activación linfocitaria por inhibición de la calcineurina (Figura 2) que desempeña un importante papel en la regulación de la trascripción de diferentes genes, entre ellos el de la IL-2. Para que estos dos fármacos sean efectivos se requiere su interacción con unas proteínas intracitoplasmáticas denominadas inmunofilinas: el tacrolimus se une a la proteína FKBP-12 y la ciclosporina a la ciclofilina (CyP). Es por tanto el complejo droga-inmunofilina quien inhibe la actividad de la calcineurina impidiendo que esta defosforile la subunidad citoplasmática del factor trascripcional NF-AT que de esta manera no se transloca al núcleo. NF-AT interacciona con una región dentro del promotor de IL2. Por tanto, si se impide la acción de la calcineurina se inhibe en gran medida la síntesis de IL-2. La ciclosporina además de inhibir a la IL2, también disminuye otras citocinas importantes en la respuesta inmune como la IL3, factor de crecimiento de células B, IFN-g, etc. El tacrolimus además es capaz de inhibir el TGFb que es una citocina implicada en la fibrogénesis, lo que explicaría la capacidad de tacrolimus de revertir rechazos refractarios a CsA y el rescate de algunos rechazos crónicos en sus estadios iniciales. Otros fármacos impiden mejor que la IL-2 desarrolle su acción, siendo el más utilizado la rapamicina, mientras que con leflunomida se tiene bastante menos experiencia. La rapamicina o sirolimus es otro agente inmunosupresor muy potente, que presenta homología estructural

con el tacrolimus y que se une al mismo tipo de receptores intracelulares aunque su mecanismo de acción es diferente (Figura 2). La proteína de unión intracelular también es la inmunofilina FKBP12 y el complejo FKBP12sirolimus inhibe una vía de señalización independiente de calcio a través de su unión directa y de la inhibición de dos enzimas dianas específicas: TOR1 y TOR2 (targets of rapamycin) impidiendo la activación del complejo ciclina/cdk que es necesario para la transición de la fase G1 a la fase S. Por otra parte inhibe la fosforilación de las cinasas p70 y p34 inducida por la IL2, quinasas que son cruciales para la regulación de la progresión del ciclo celular. Además bloquea la activación celular vía CD28/CTLA4 que también es independiente de calcio. El resultado es que inhibe la respuesta a la IL2, así como a la IL4 y a la IL6. En clínica se han demostrado excelentes resultados en el trasplante de órganos y como profilaxis de enfermedades autoinmunes como la diabetes. Fármacos con función inductora de la citotóxidad: Dentro de este grupo incluimos antagonistas de la purina como azatioprina, derivados del ácido micofenólico y mizoribina, antagonistas de la pirimidina como brequinar sódico, agentes alquilantes como la ciclofosfamida y por último antifolatos. La azatioprina es un análogo de la purina y su efecto final es la inhibición de la síntesis de DNA y RNA, afectando fundamentalmente a la fase S del ciclo celular. Fue usada ampliamente en trasplantes formando parte de la triple terapia. Hoy en día se usa muy poco en enfermos trasplantados, más bien es empleado en el tratamiento de la artritis reumatoide refractaria a los tratamientos clásicos. El derivado del ácido micofenólico (MPA), micofenolato mofetil (MMF) o RS61443 evita la proliferación al ser antagonista de las purinas como la azatioprina concretamente inhibe la síntesis del nucleótido guanosina, no incorporándose por tanto dicho nucleótido al DNA. También se ha podido comprobar que bloquea la glicosilación de las moléculas de adhesión implicadas en la interacción con los endotelios vasculares impidiendo así el reclutamiento de los linfocitos y macrófagos hacia los sitios de inflamación. Es un agente inmunosupresor muy eficaz en el trasplante y se usa con corticoides asociado a ciclosporina y FK 506. También se está empleando en artritis reumatoide y psoriasis. En la actualidad la experiencia clínica con mizoribina y brequinar sódico es escasa por lo que no serán tratados más extensamente. La ciclofosfamida es un agente alquilante citotóxico que fue introducido como agente anticanceroso y posteriormente en procesos tales como el lupus eritematoso, la artritis reumatoide, la granulomatosis de Wegener y las vasculitis. Ejercen su mecanismo de acción por el establecimiento de enlaces covalentes con las macromoléculas: proteínas, RNA y DNA provocando la muerte celular Los antifolatos fueron introducidos también en la terapia del cáncer, particularmente para inducir remisiones en la leucemia linfoblástica. En la actualidad se emplean también en el tratamiento de la psoriasis y la artritis reumatoide. El exponente más importante de estos fármacos es el metotrexato que es un

análogo estructural del ácido fólico interfiriendo con su metabolismo. El resultado final también es la inhibición de la síntesis de DNA y de RNA lo cual bloquea numerosas funciones biológicas. Corticoides: Los glucocorticoides (GC) son hormonas que regulan diversos procesos fisiológicos en las células nucleadas, interviniendo también en la diferenciación de órganos y tejidos.

Debido

sus

efectos

antiinflamatorios

inmunosupresores, están siendo ampliamente utilizados como agentes terapéuticos en trasplante de órganos y enfermedades autoinmunes e inflamatorias. El GC se une primero en el citoplasma a su receptor específico que posee diferentes dominios funcionales y posteriormente

complejo

GC/receptor

une

secuencias específicas de DNA (glucocorticoid responsive elements o GRE) en el núcleo actuando como un factor transcripcional

que

puede

activar

inhibir

determinados genes (Figura 3). La mayoría de los efectos antiinflamatorios e inmunosupresores son debidos a la regulación negativa de diferentes genes. En concreto la interacción entre el GC, su receptor y GRE antagoniza diferentes factores de transcripción necesarios para la expresión óptima de citocinas y la activación de linfocitos T, incluyendo los complejos transcripcionales AP-1 (activating protein-1), NF-kB y NF-AT. Nuevos fármacos:

Actualmente están en fase de estudio fármacos como la Desoxipergualina (DSG) que tiene poco en común con otras drogas inmunosupresoras. A nivel molecular puede ser un inhibidor del factor de trascripción NF-kB. Su acción dependería del bloqueo en la producción de anticuerpos, del procesamiento antigénico y de la supresión de la expresión de los receptores para la IL2. También se están conociendo los efectos inmunosupresores de otros fármacos en principio utilizados para otras patologías sin relación con el sistema inmune, como por ejemplo las estatinas, conocidas en el tratamiento contra la hipercolesterolemia. Una de estas estatinas, la lovastatina, inhibe por un mecanismo indirecto la interacción de LFA-1 con ICAM1, demostrándose su unión a un nuevo lugar descubierto en LFA-1, denominado sitio de lovastatina (LFA-1 L-site). Se tienen fundadas esperanzas de su utilidad en psoriasis, artritis reumatoide y trasplante. También podríamos incluir el calcitriol, ésteres del ácido fumárico etc. También está en fase de estudio la administración exógena de algunos factores solubles presentes en el organismo, sobre todo citocinas con un importante efecto antiinflamatorio como la IL-4, IL-

10 y IL-11, observándose importantes efectos terapéuticos con escasos efectos secundarios. Parece que puede suponer un importante avance el uso de moléculas recombinantes como CTLA4Ig que está siendo probada inicialmente en los trasplantados y enfermedades autoinmunes por su efecto inductor de tolerancia Inmunoestimulantes Algunos de estos agentes han mostrado resultados prometedores en determinadas situaciones clínicas, pero en general la información disponible es escasa y es necesario realizar más estudios clínicos controlados, con metodología adecuada, que permitan valorar definitivamente su utilidad clínica. En España hay comercializados cinco principios activos considerados “estimulantes inmunitarios inespecíficos”: timoestimulina, glicofosfopeptical, inosina pranobex, palmidrol y procodazol; relacionados con ellos están el extracto de Polypodium leucotomos y la lisozima. Inmunoglobulinas como agentes terapéuticos Los anticuerpos, ya sean policlonales o de tipo monoclonal, se suelen utilizar bien como agentes inmunosupresores o bien como elementos de reposición en inmunodeficiencias cuando el individuo carece de todos o algunos de los isotipos. Anticuerpos que producen inmunosupresión Clásicamente se han venido usando anticuerpos como GAL, GAT y OKT3 para inducir una inmunosupresión en pacientes trasplantados. La globulina antilinfocitaria (GAL)

antitimocitaria

(GAT)

son

obtenidas

tras

inyectar en animales linfoblastos para producir GAL y timocitos para producir GAT. Un problema de estos anticuerpos es el diferente grado de inmunosupresión de cada preparado debido a la mezcla polimorfa de anticuerpos que poseen y que se acaban formando anticuerpos contra las globulinas administradas. El efecto inmunosupresor se puede conseguir por varias vías

disminuyendo

linfocitos

drásticamente

así: lisis

celulomediada

número

través

del

receptos Fc, por complemento, aclaración por el SRE, y enmascaramiento de los antígenos de membrana. OKT3 fue el primer anticuerpo monoclonal aceptado por la Food and Drug Administration (FDA) para uso terapéutico en humanos. Es un anticuerpo murino de tipo IgG2a dirigido contra la cadena e del complejo CD3 uniéndose por tanto a todos los linfocitos T maduros (Figura 4). Inhibe la actividad de los linfocitos efectores, provocando también la internalización en el propio linfocito T del antígeno de superficie CD3. Los principales problemas que ocasiona son los efectos colaterales (fiebre, escalofríos, etc) y la formación de anticuerpos contra él por parte del receptor, lo que puede provocar problemas en el tratamiento.

Para evitar los problemas que presentan los anticuerpos citados anteriormente, y que han sido clásicamente muy empleados en la práctica clínica, se está tratando de utilizar anticuerpos quiméricos, humanizados y anticuerpos monoclonales humanos obtenidos por tecnología de ADN recombinante y que presentan mejor tolerabilidad, con un mecanismo de acción más específico y que evitan la formación de anticuerpos neutralizantes presentando menos efectos secundarios. Anticuerpos en el tratamiento de inmunodeficiencias Los anticuerpos también tienen utilidad en el tratamiento de las inmunodeficiencias. El contenido de estas gammaglobulinas terapéuticas, es fundamentalmente IgG, siendo mínimas las cantidades de IgA e IgM. Las gammaglobulinas terapéuticas se obtienen actualmente de mezclas de plasmas de 3.000 a 10.000 donantes y proporcionan al receptor una inmunidad pasiva dependiente del repertorio de anticuerpos de los donantes. Su indicación en inmunodeficiencias son todos aquellos defectos graves de la producción de IgG o de anticuerpos mediados por este isotipo. Se usa casi exclusivamente la Ig por vía intravenosa (IGIV) ante la posibilidad de una mejor dosificación, así como de administrar cantidades tan elevadas como sea necesario, la menor cantidad de reacciones adversas y los mejores resultados terapéuticos. En general las dosis se repiten cada 3 ó 4 semanas que es la vida media de estas Igs. Las reacciones adversas más frecuentes consisten en fiebre, escalofríos, cefaleas, sudoración, dolores lumbares. Muchas de estas reacciones están causadas por una velocidad de infusión excesiva. La aparición de anticuerpos anti IgG, mediados por IgE pueden provocar reacciones anafilácticas muy graves. Anticuerpos en otros tratamientos Por último también se están empleando anticuerpos en el tratamiento de patología inflamatoria y autoinmune. Así puede ser usada en la púrpura trombopénica inmune y en la trombopenia asociada a la infección por el VIH. Se considera el tratamiento de elección en el síndrome de Kawasaki siempre que la administración de la IGIV se realice antes de los 10 días de su comienzo. También se han publicado ensayos clínicos controlados que demuestran su eficacia en el síndrome de Guillain-Barre, en la dermatomiositis/ polimiositis, en la prevención de las complicaciones de la infección por citomegalovirus en pacientes de riesgo y en la enfermedad injerto contra huésped, aunque no existe un consenso unánime sobre su superioridad sobre otras actuaciones terapéuticas. El mecanismo de acción de IGIV, en estas patologías no está claro, es probable que actúen mediante mecanismos diferentes así entre las propiedades inmunorregulatorias con posible efecto sobre estas enfermedades se cuentan: inhibición del daño mediado por complemento, ya que la IgG es capaz de unir productos derivados de su activación, bloqueo del receptor Fc de IgG del sistema mononuclear fagocítico y su modulación, alteración de la función de las células NK, neutralización de superantígenos, interacción con autoanticuerpos y receptores de las células B y T por los anticuerpos antiidiotípicos que contiene la IGIV, disminución y solubilización de complejos inmunes, modulación de la producción de citocinas y de sus

antagonistas, disminución de la activación endotelial y de la expresión de moléculas de adhesión, disminución de la capacidad proliferativa de los linfocitos, aumento del catabolismo de la IgG, inducción de anticuerpos antiidiotípicos contra autoanticuerpos, selección del repertorio de las células T, etc. M.F. González y A. Núñez

Trasplantes Un

trasplante

injerto

transferencia de células vivas, órganos o tejidos de una parte del organismo a otra o de un individuo a otro. Según la relación

existente

entre

donante

receptor, existen diferentes tipos de trasplante.

Así,

denomina

autotrasplante aquel injerto en el que donante

receptor

son

mismo

individuo, como ocurre, por ejemplo, en transplantes

piel;

trasplante

singénico es aquel que se realiza entre dos individuos que son genéticamente idénticos

(gemelos

animales

univitelinos

experimentación

seleccionados); alotrasplante es el que se

realiza

entre

dos

individuos

diferentes

pertenecientes

misma

especie

xenotrasplante, el efectuado entre dos individuos de especies distintas (Figura 1). La práctica de los trasplantes en clínica humana se ha extendido considerablemente en los últimos años al llegar a convertirse en el tratamiento de elección en el fracaso renal, hepático o cardiaco. Igualmente, el trasplante de médula ósea representa, hoy en día, la terapia más adecuada para determinadas inmunodeficiencias y síndromes linfoproliferativos, especialmente leucemias. En ambas situaciones se trata de alotrasplantes en los que donante y receptor son en la mayoría de los casos individuos genéticamente distintos. Precisamente estas diferencias genéticas son las responsables de que el receptor ponga

marcha

una

respuesta

inmunitaria de rechazo dirigida contra las estructuras extrañas presentes en las células del injerto que, en la clínica, tratamos de evitar mediante el uso de diversas

sustancias

inmunosupresoras

(Figura 2). El trasplante de médula ósea es, desde el punto de vista inmunológico, un caso especial, pues el injerto contiene

células inmunocompetentes. En esta situación la respuesta inmunitaria es bidireccional: una reacción de rechazo, promovida por el receptor contra el injerto, y una inversa, denominada de injerto contra hospedador, también conocida por las siglas GVHD (del inglés graft versus host disease) producida por la respuesta inmunitaria de las células inmunocompetentes del injerto contra el organismo receptor. Tipos de rechazo Dependiendo de la velocidad con la que se produzca, se distinguen 4 tipos de rechazo: El rechazo hiperagudo, que se produce sólo horas o incluso minutos después de realizado el injerto, y el rechazo acelerado que se manifiesta durante los primeros días postrasplante se producen, en la mayoría de los casos, por la presencia de anticuerpos preexistentes en el suero del receptor frente a las moléculas HLA del donante. El rechazo agudo, es aquel que se produce en el primer mes postrasplante. No se conoce el mecanismo exacto por el que se produce un rechazo agudo, pero los hallazgos histológicos y la respuesta a la terapia inmunosupresora indican que en él intervienen tanto la inmunidad específica (humoral y celular) como otros mecanismos no específicos (respuesta inflamatoria con estimulación de polimorfonucleares, plaquetas y macrófagos, etc.). Por último, el rechazo crónico, se produce meses o años después del trasplante y su etiología no se conoce con exactitud. Debemos aclarar que este esquema es sobre todo válido en el caso del trasplante renal, que al ser el más extendido, sirve de modelo general para el resto de los injertos. Factores que influyen en el rechazo de órganos

Nos hemos referido ya a que el éxito o el fracaso de un determinado trasplante, depende en gran medida de la relación genética existente entre donante y receptor. Pues bien, cada especie animal posee un conjunto de genes denominado genéricamente Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC), y en el caso de los humanos sistema HLA (del inglés Human Leukocyte Antigens), que ha sido estudiado en el capítulo 5, que codifica para una serie de moléculas presentes en la superficie de las células, que son las que determinan en gran parte el grado de compatibilidad o incompatibilidad en el trasplante de órganos. Es evidente que la función fisiológica de estas moléculas no es el rechazo de órganos o tejidos, pero el conocimiento que se tiene en la actualidad de ellas, proviene en gran medida de la influencia que ejercen en la inmunología del trasplante. La presencia en los órganos injertados de moléculas HLA distintas a las del receptor (situación de incompatibilidad HLA) provoca en éste el desarrollo de anticuerpos y células T citotóxicas dirigidas frente a dichas moléculas, lo que conduce al rechazo de dicho órgano. Por el contrario, si las moléculas HLA presentes en el órgano injertado son iguales a las del receptor (situación de compatibilidad HLA), se reduce en gran medida la incidencia y la severidad del rechazo, aumentando por tanto la supervivencia del injerto. En la prevención

del rechazo (y de la GVHD en su caso) se puede actuar a diferentes niveles. Antes del trasplante, buscando la máxima compatibilidad posible entre el donante y el receptor y asegurándose de que, en todo caso, el receptor no tiene anticuerpos preformados contra los antígenos HLA del donante; y después del trasplante con el uso de una terapia inmunosupresora adecuada a cada caso. Influencia de la compatibilidad HLA

Si se analiza el tiempo de supervivencia del injerto, se demuestra que cuanto mayor es la compatibilidad HLA mayor es la supervivencia de los mismos. En efecto, la supervivencia a largo plazo (sobre todo después de los 5 primeros años), es mayor cuanto mayor sea el grado de compatibilidad HLA, sobre todo en lo que se refiere a las moléculas de clase II. Por ello, es necesario realizar la tipificación HLA de aquellos pacientes que entran en lista de espera para recibir un determinado órgano. En el momento en que se produce una donación de cadáver, se realiza la tipificación HLA del donante, lo que nos permite seleccionar los mejores receptores de entre todos los candidatos que figuran en la lista de espera. El hecho de que la compatibilidad HLA de clase II, sea más importante que la de clase I en el trasplante de órganos, no está totalmente aclarado, pero parece tener su origen en la manera en que se induce la respuesta inmune. Se sabe que los linfocitos T CD4+, sólo son capaces de reconocer las moléculas que le son presentadas en la superficie de las células unidas a moléculas de clase II (restricción por clase II), por el contrario, los linfocitos T CD8+, sólo son capaces de reconocer moléculas que le son presentadas en la superficie de las células unidas a moléculas de clase I (restricción por clase I). Como la activación de las células T CD8+ requiere la participación de células T CD4+ activadas, es bastante lógico pensar que las diferencias en las moléculas de clase II induzcan una respuesta alogénica más intensa que las diferencias en las moléculas de clase I. La compatibilidad HLA (sobre todo para el locus HLA-DRB1*) aumenta la supervivencia del injerto en todos los tipos de trasplantes, salvo en el trasplante hepático. Sin embargo, en determinados tipos de trasplante, por ejemplo el trasplante cardiaco, prima la urgencia clínica sobre cualquier otra consideración, por lo que la mayoría de las veces no se tienen en cuenta los criterios de compatibilidad. En el trasplante hepático los resultados de supervivencia del órgano en relación con la compatibilidad HLA del donante y receptor son contradictorios e incluso se ha asociado un mayor grado de compatibilidad con una mayor incidencia de rechazo. La explicación a este hecho, en principio sorprendente, podría ser que mecanismos inmunológicos distintos del rechazo podrían contribuir al fallo hepático. Esta respuesta inmunológica podría estar dirigida frente a antígenos virales o asociados a enfermedades autoinmunes que operen a través de mecanismos restringidos por moléculas HLA. Por lo tanto en el trasplante hepático el papel de la compatibilidad HLA podría ser dual, por un lado la compatibilidad reduciría el riesgo de rechazo, pero aumentaría la posibilidad de que se produjeran otro tipo de reacciones inmunológicas dirigidas contra el hígado injertado.

En cuanto al trasplante de médula ósea, la mayoría se realiza entre hermanos HLA idénticos, siendo necesario estudiar a todos los familiares en primer grado (padres y hermanos) para determinar que efectivamente donante y receptor heredan los mismos haplotipos HLA parentales. En caso de no existir hermanos HLA idénticos se podría recurrir a padres o a otros parientes haploidénticos, sobre todo en los casos en los que el haplotipo no idéntico fuese compatible. A veces, cuando el paciente presenta un haplotipo extendido con una frecuencia relativamente elevada en la población, es adecuado realizar una búsqueda de donante compatible entre los familiares en segundo grado (tíos y primos). En

estos

casos

búsqueda

realizará siempre en la rama de la familia (paterna o materna) que, en principio, no presenta el haplotipo extendido,

que

buscamos

individuo que presente el haplotipo más raro por herencia y el haplotipo extendido por azar. Actualmente, funcionan bancos de donantes voluntarios de médula ósea para aquellos individuos que carecen de hermanos HLA idénticos. La probabilidad de encontrar un donante voluntario no emparentado para un determinado paciente depende de la frecuencia con la que sus antígenos HLA se encuentren en la población (Tabla 1). Antes de realizar un trasplante de médula ósea, sea de un donante familiar o de un individuo no emparentado se realiza una prueba denominada cultivo mixto de linfocitos (MLC), consistente en enfrentar los linfocitos del donante y del receptor y observar si existe proliferación celular, hecho que ocurre si existen diferencias en la región HLA de clase II de ambos individuos. El desarrollo de métodos de tipaje de alta resolución sobre DNA de cada locus HLA, está permitiendo obviar el MLC. De hecho, ya existen trabajos en este sentido en los que se observa una mejor correlación entre la aparición de GVHD de grado severo y la existencia de diferencias en la región HLA cuando se utilizan estos métodos de tipaje, que cuando se utiliza el MLC. Influencia de otros factores genéticos

Un hecho demostrado repetidamente es que la supervivencia del injerto es mayor entre individuos emparentados HLA compatibles que entre individuos no emparentados con el mismo grado de compatibilidad HLA, esto puede ser originado por tres causas. En primer lugar, en un estudio familiar, los hermanos que presentan los mismos haplotipos son HLA idénticos. Sin embargo, cuando se trata de individuos no emparentados no se puede hablar de individuos HLA idénticos, ya que aunque dos individuos presenten aparentemente las mismas moléculas HLA, el polimorfismo del sistema es tan elevado que pueden existir diferencias que no se puedan apreciar con la técnica de tipaje serológico que es la que habitualmente se utiliza. En segundo lugar, normalmente sólo se estudian 3 ó 4 loci del MHC (normalmente los loci HLA-A, HLA-B, HLA-C y HLA-DRB1), en el caso de hermanos, y debido al desequilibrio de

ligamiento entre todos los genes de la región MHC, los loci no estudiados serán también idénticos, salvo en aquellos raros casos en los que se haya producido alguna recombinación. Sin embargo, entre individuos no emparentados los loci no estudiados pueden ser diferentes. Por último, la compatibilidad MHC es importante en la supervivencia del injerto, pero no es el único sistema que influye en la aparición del rechazo. En este sentido, se sabe que existe un grupo de elementos polimórficos, no relacionados entre sí ni con el MHC denominados antígenos

menores de histocompatibilidad que presentan importancia en el rechazo de

injertos. Es fácil entender que la probabilidad de que estas moléculas sean idénticas es mayor entre hermanos que entre individuos no emparentados. Por último, es importante determinar la presencia de anticuerpos anti-HLA preexistentes en el suero del paciente. Para prevenir el rechazo hiperagudo y el rechazo acelerado es necesario determinar si en el suero del receptor se encuentran anticuerpos frente a las moléculas HLA del donante. Para ello, se realiza una prueba cruzada entre las células T del donante y el suero del receptor. Si en el suero del receptor existen anticuerpos capaces de reconocer las células T del donante, el trasplante se contraindica totalmente, ya que esta reacción evidencia, en la mayoría de los casos, la existencia de anticuerpos preformados en el suero del receptor dirigidos frente a las moléculas de clase I del donante que causaría un rechazo hiperagudo o acelerado si el injerto se realizara. El trasplante hepático constituye una excepción a esta regla, es decir, la existencia de una prueba cruzada positiva frente a linfocitos T del donante no contraindica el trasplante. Las bases de la resistencia del trasplante hepático al rechazo hiperagudo son desconocidas pero podrían estar determinadas, por ejemplo, por la secreción de moléculas HLA solubles por parte de las células hepáticas, estas moléculas solubles podrían neutralizar los anticuerpos anti-HLA preexistentes en el suero del receptor. Terapia inmunosupresora

Como hemos dicho anteriormente el trasplante puede fracasar desde un punto de vista inmunológico porque se produzca rechazo (o en su caso GVHD). Hasta ahora nos hemos referido a las diferentes cuestiones que es necesario tener en cuenta para mejorar la supervivencia del injerto antes del trasplante. Después del trasplante se puede actuar en la prevención del rechazo con la utilización de agentes inmunosupresores (Figura 4). Por supuesto, el agente inmunosupresor ideal, sería aquel capaz de reducir o anular la posibilidad de un rechazo, pero sin afectar al resto de las respuestas inmunes. Por desgracia este agente inmunosupresor no ha sido descubierto hasta el momento, por lo que es necesario tener en cuenta que los pacientes inmunosuprimidos presentan problemas de disminución de defensas frente a todo tipo de organismos patógenos y de desarrollo de determinados tipos de tumores.

R. Ramírez, C. Pera y J. Peña

Tumor Las células de los organismos se diferencian y proliferan siguiendo un programa genético que está regulado por estímulos extracelulares. Alteraciones en este sistema de regulación constituye la base genética del cáncer, que se entiende como una acumulación de mutaciones que afecta a las células somáticas durante la vida de un organismo y hace que éstas proliferen de forma incontrolada. Son necesarios varios pasos para transformar una célula normal en una célula cancerosa. La mayoría de ellos, si no todos, incluyen mutaciones genéticas. La mayoría de los cánceres comienzan de una sola célula, la cual, ha tenido que acumular mutaciones en varios genes diferentes antes de llegar a formar un cáncer. El que una determinada célula se convierta en cancerosa en un momento determinado dependerá de varios factores, tales como ciertos agentes químicos e ionizantes, errores durante la duplicación celular del DNA, interacción de ciertos agentes virales con el genoma de la célula huésped o hereditarios, etc. En este capítulo trataremos de las múltiples evidencias indicativas de que el sistema inmune identifica estas células tumorales, que destruye y evita la aparición de tumores. Sin embargo en otros casos este proceso falla y consecuentemente se produce la malignización celular y el desarrollo de tumores.

Malignización celular y sistema inmune Los genes relacionados con el cáncer pueden ser de tipo: a) inductor, b) supresores o c) reguladores de la apoptosis.

• Los genes inductores regulan la proliferación celular, por lo que generalmente están presentes y son funcionales en todas las células normales en forma de proto- oncogenes, pasando a denominarse oncogenes cuando modifican su actividad normal.

• Los genes supresores, entre los que destaca p54, inducen mutaciones conducentes a la pérdida en la capacidad proliferativa celular. A diferencia de

los anteriores, los genes supresores de tumores están normalmente activos (vigilantes) para evitar el crecimiento incontrolado de la célula. La pérdida de estos genes (o su falta de expresión) es un evento común en muchos tumores.

• Por último los genes reguladores de la apoptosis son importantes por su capacidad para modular la apoptosis celular, mecanismo primordial en la eliminación de células que sufren alteraciones incompatibles con el desarrollo de su actividad normal. Considerando la alta incidencia de mutaciones celulares, cabe pensar que el organismo debe poseer algún sistema eficaz que le proteja frente al desarrollo y crecimiento de estas células tumorales. Efectivamente estudios realizados por Burnet demostraron que el sistema inmune juega un importante papel defendiendo al individuo frente al crecimiento de células neoplásicas. Esto se conoce como

teoría de inmunovigilancia y postula que las células tumorales expresan

antígenos, que no están presentes en las células normales, y que hacen que la célula tumoral sea reconocida por el sistema inmune como extraña y por consiguiente sea destruida (Figura 1).

Esta hipótesis se ha visto confirmada por múltiples evidencias entre las que destacan:

•

La existencia de una estrecha relación entre la aparición y desarrollo de cánceres y el estado funcional del sistema inmune. Por ejemplo, la incidencia de cánceres es mayor en inmunodeficiencias.

•

La terapia biológica, a veces llamada inmunoterapia, bioterapia o terapia modificadora de la respuesta biológica ha demostrado ser eficiente enfermos con cáncer.

•

Finalmente, se ha descrito infiltración celular, principalmente linfocitos y macrófagos, en tumores.

• Se ha encontrado en individuos portadores de cáncer la presencia de linfocitos CD8 con capacidad citotóxica frente al tumor. 43

Mecanismos efectores antitumorales Los mecanismos responsables de la acción citostática y citotóxica del sistema inmune son muy heterogéneos. Aquí trataremos sólo algunos de los aspectos más esenciales. Acción antitumoral linfocitos T Tanto las células CD4 como las células CD8 tienen capacidad para inducir resistencia contra el crecimiento tumoral, aunque por mecanismos distintos. Las células CD8 ejercen un efecto antitumoral directo, presumiblemente debido a la capacidad citotóxica de éstas, mientras el efecto mediado por CD4 se debe a la producción de

citocinas.

Acción antitumoral de células NK Las células NK poseen una importante capacidad de lisis de células tumorales in vitro e in vivo. Así, mediante la reconstitución de animales irradiados con células NK, se ha observado regresión de ciertos tumores. De igual manera, se ha demostrado en humanos, que suelen ser de mejor pronóstico aquellos tumores que se encuentran infiltrados con células NK. Acción antitumoral de macrófagos Los macrófagos son constituyentes importantes en el infiltrado celular de los tumores y pueden afectar al crecimiento tumoral por varias vías. Pueden influir directamente inhibiendo la proliferación de células tumorales, y promueven también la formación de estroma y angiogénesis. Además, pueden atacar directamente a las células tumorales, sólo o en cooperación con otros mecanismos efectores. Acción antitumoral de mediadores solubles de la respuesta inmune Los factores químicos de la respuesta inmune, cuya acción se ha demostrado más efectiva frente al desarrollo y crecimiento de la célula tumoral, son el interferón g, la interleucina 2 y el factor necrosante tumoral. Junto a estos, la respuesta inflamatoria antitumoral hace que se produzcan otros muchos factores solubles que van a inhibir el crecimiento y desarrollo tumoral.

Antígenos tumorales Al menos alguno de los mecanismos de la oncogénesis involucra la alteración estructural de genes implicados en diferenciación y/o proliferación. Esto daría lugar a la aparición de proteínas alteradas que funcionarían como verdaderos antígenos. En general los antígenos tumorales se pueden dividir en: Antígenos específicos de tumores (TSA) Son antígenos que solo aparecen en tumores y por tanto son exclusivos para estas células y generalmente se asocian a mutaciones. En general, se trata de proteínas citosólicas con alteraciones estructurales. La mayoría de estos antígenos solo se han encontrado en modelos

murinos de tumores inducidos por carcinógenos, y son escasos los definidos en tumores humanos. Antígenos asociados a tumores (TAA) Se trata de componentes celulares sobreexpresados o expresados de forma aberrante. Dentro de estos antígenos se incluyen:

•

Antígenos de origen viral. Es conocido que un grupo importante de tumores

como el papiloma humano presentan una fuerte asociación con virus y expresan una serie de productos virales. En algunos casos se ha podido demostrar la existencia tanto de anticuerpos como de linfocitos T sensibilizados frente a estos productos. Estos antígenos son siempre específicos del tipo de virus inductor del tumor, independientemente del tipo de célula o tejido donde se desarrolla el tumor.

•

Antígenos procedentes de reactivación de genes embrionarios. Son antígenos

producidos normalmente por células embrionarias o fetales y que por lo tanto no son expresados por las células de individuos adultos. Sin embargo, estos antígenos pueden ser expresados por células cancerosas en el adulto, quizás por desrepresión del gen regulador de su síntesis. Entre ellos se encuentran el antígeno carcinoembrionario y la a-fetoproteína.

•

Proteínas oncogénicas. Las mutaciones celulares que conducen a la aparición

de un tumor tienen lugar en tres tipos de genes: proto-oncogenes, genes supresores de tumores, y genes reparadores de ADN. Estos genes pueden mutar o bien ser expresados de forma anómala dando lugar a un producto modificado que puede constituir antígenos específicos de tumor.

•

Idiotipos. El idiotipo de las inmunoglobulinas de superficie de las neoplasias

de células B, así como el idiotipo del TCR en los linfomas T se consideran antígenos específicos de tumor frente a los cuales es posible el desarrollo de una estrategia de inmunoterapia.

Mecanismos de escape de la respuesta inmunológica La aparición de un tumor implica que las células neoplásicas son capaces de crecer a pesar de los mecanismos de control inmunológico. Por ello se ha postulado que las células tumorales podrían utilizar diferentes mecanismos para evitar el reconocimiento y destrucción del sistema inmune. Entre ellos destacan:

•

Ignorancia de los antígenos tumorales. En ciertas ocasiones, los antígenos

tumorales no son presentados al sistema inmune y en consecuencia éste no responde. Esto puede ocurrir en tumores cuyos antígenos no llegan a los ganglios linfáticos, son endocitados o el tumor se encuentra en lugares donde no llega el sistema inmune, como es el caso del cerebro y ojos.

•

Baja inmunogenicidad. Un descenso

de las moléculas HLA de la membrana celular

puede

reconocimiento

hacer

que

inmunológico

el por

linfocitos CD8 de las células tumorales no sea posible, y por tanto no se genere una respuesta inmune eficaz. Por este motivo el estudio de las moléculas HLA en el tumor es importante en el pronóstico de los

tumores

importante

(Figura

2).

considerar

También la

falta

es de

moléculas de adhesión intercelular en las células tumorales.

•

Supresión de la respuesta inmune inducida por el tumor. Las células

tumorales pueden producir diferentes factores solubles capaces de inhibir la respuesta inmune, entre los que se pueden considerar complejos Ag-Ac preformados y TGF-a ó IL-10 que como es sabido ejercen una potente acción inmuno inhibidora.

•

Inducción de tolerancia por parte del tumor. Esto puede ocurrir en tumores

que carecen de ciertas moléculas de coestimulación (por ejemplo CD28) o por la inducción de células de tipo supresor.

•

Sobreexpresión de FASL por las células tumorales. En este caso se a induce

apoptosis y muerte de las células del sistema inmune que acuden al tumor bloqueando así su acción protectora.

Aspectos inmunológicos de las metástasis La capacidad metastatizante y la heterogeneidad biológica del cáncer son los principales problemas para su erradicación. Sólo una mínima proporción de células son capaces de generar metástasis, aun cuando potencialmente un gran número de células son capaces de pasar al torrente circulatorio y por ello tienen capacidad de producir metástasis. De esta forma, la invasión y metastatización tumoral se considera un proceso multifásico en el que en primer lugar, dentro de la masa tumoral aparecería una célula modificada, con capacidad para penetrar la membrana basal, entrar en el torrente vascular, y migrar para implantarse en un nuevo órgano. No obstante, se pueden considerar varias posibilidades para explicar la aparición y desarrollo de metástasis. Así es posible que la metástasis se desarrolle concomitantemente con una respuesta inadecuada efectora a través de una insuficiente estimulación vía segunda señal: B7, ICAM-1, LFA-3, VCAM-1 etc. o que las células que originan las metástasis poseen características diferentes a las del tumor del que proceden.

Inmunología y diagnóstico tumoral El diagnóstico precoz de tumores es de espacial importancia y en ello puede contribuir la inmunología.

Estudio de los productos específicos de tumor Muchas de las sustancias específicas de tumores son liberadas por los mismos y se encuentran en sangre, en donde pueden ser identificadas y medidas incluso desde fases muy tempranas del desarrollo tumoral. Las sustancias comúnmente utilizadas en este sentido son: el antígeno carcino-embrionario (CEA), (a-feto-proteína) y otros. Por otra parte, hoy se comienza también a emplear la detección de algunas oncoproteínas en el diagnóstico tumoral. Ello es posible al disponer de anticuerpos monoclonales frente a las oncoproteínas codificadas por los oncogenes c-myc, c-ras, c-erb-C, c-sys y c-fos. Localización anatómica de tumores y metástasis Cuando se trata de tumores sólidos, uno de los problemas más serios a la hora de evaluar el pronóstico de un enfermo oncológico es determinar la existencia de micrometástasis, dado que en muchos casos éstas no son detectables por los métodos convencionales. Los métodos más sofisticados utilizados hasta el momento para este propósito han sido el empleo de la tomografía axial computerizada (TAC) y en la técnica de inmunoescintografía.

Inmunoterapia Las formas habituales de tratamiento de los enfermos cancerosos con radioterapia, cirugía y quimioterapia no son suficientes en multitud de casos,

sobre

todo

cánceres

con

gran

invasión de tejidos o con metástasis. Prueba de ello es que, en la actualidad, la segunda causa de muerte es el cáncer, lo que ha motivado un gran interés de médicos e investigadores para encontrar

nuevas

terapéuticas

contra

esta

terrible enfermedad. Este esfuerzo está dirigido al

perfeccionamiento

los

sistemas

tradicionales de tratamiento y a través de la introducción

unas

nuevas

formas

terapéuticas, para lo cual se tienen grandes esperanzas puestas en el desarrollo de la inmunoterapia (Figura 3).

Las nuevas estrategias en la inmunoterapia tienen como objetivo el potenciar la respuesta inmune frente al tumor, e incluyen la:

•

Activación inespecífica del sistema inmune, por ejemplo con BCG.

• Utilización de citocinas, como es el caso de la IL-2 que actúa generando células LAK y TIL muy eficientes como antitumorales.

• Utilización de anticuerpos monoclonales sin modificar o unidos a toxinas, enzimas o radioisótopos poseen capacidad citolítica de las células tumorales. •

Mediante vacunas utilizando virus oncogénicos a partir de células tumorales modificadas o alteradas genéticamente.

• Mediante terapia génica introduciendo genes capaces de modular la actividad de la tumoral (supresión o de genes mutados) o genes dirigidos a amplificar la producción de citocinas moléculas coestimuladoras en las células tumorales 6. • Estimulando células dendríticas cargadas con péptidos del propio tumor y administradas de nuevo al individuo (Figura 4).

En la actualidad sigue siendo muy alta la incidencia de tumores y las muertes causadas por esta enfermedad. Son frecuentes los tumores de mama, colon, próstata, piel, etc (Figura 5). Ello hace que nuevos esfuerzos de investigación interdisciplinaria sean necesarios, al objeto

conocer la

mejor

responsable

mecanismos

inmunológicos

maquinaria

malignización

celular

responsables

celular y

los

destrucción.