MONOGRAFICO de Respuesta Humoral Inmune

7/28/2019 MONOGRAFICO de Respuesta Humoral Inmune

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RESPUESTA INMUNE HUMORAL MICROBIOLOGIA MEDICA

1 EAPMH CICLO IV

Resumen

La rama humoral del sistema inmune especfico est diseada para eliminar a

patgenos extracelulares y evitar la diseminacin de los intracelulares

aprovechando que estos ltimos se transmiten de clula a clula a travs de

los fluidos extracelulares. Ello se consigue mediante la produccin de grandes

cantidades de anticuerpos especficos frente a cada agente forneo.

1. Los anticuerpos, por s mismos no suelen eliminar ms que a ciertos virus

o inactivar toxinas bacterianas.

2. En la mayor parte de los casos, la eliminacin efectiva del patgeno suele

deberse a la induccin de las funciones efectoras de los anticuerpos, quedependen de la porcin constante de las cadenas pesadas:

a. activacin del complemento por la ruta clsica, que puede conducir a

lisis del patgeno

QUIMIOTAXIS de fagocitos

opsonizacin de fagocitos

b. Opsonizacin de fagocitos por inmunocomplejos (Ag-Ac)

c. Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC): el anticuerpo

se une a receptores para Fc en la superficie de clulas NK y

macrfagos.

Podemos resumir el proceso en tres apartados interconectados:

1. el linfocito TH virgen reconoce a su pptido antignico (procesado) enclavado

en el surco de MHC-II, en la superficie de una clula presentadora de

antgeno (APC). Ello provoca la activacin y proliferacin clonal de loslinfocitos TH.

2. Por otro lado (paralelamente), la clula B reconoce al antgeno nativo por

medio de su BCR (con mIg), lo que desencadena la endocitosis y

procesamiento endosmico de dicho antgeno. Algunos de los pptidos

resultantes se "exportan" y se muestran en el surco de molculas MHC-II del

propio linfocito B.

3. El TH activado (resultante de la fase #1) interacciona ahora mediante su TCR

con el complejo {epitopo-MHC-II} del linfocito B. En este contacto entre


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ambas clulas tiene lugar un intercambio de seales qumicas que conduce

a la activacin, proliferacin clonal y diferenciacin de las clulas B en dos

subclones hermanos: uno de clulas plasmticas secretoras de anticuerpos,

y otro de clulas B cebadas de memoria.

RESPUESTA PRIMARIA Y RESPUESTA SECUNDARIA

Fases de la respuesta:

1. fase lag (de retardo): es el tiempo que se tarda en la seleccin de un

clon especfico de clulas B y en la produccin de clulas plasmticas

secretoras de Ac y de clulas B de memoria

2. aumento exponencial (hasta un pico mximo)

3. meseta

4. declive

En total la respuesta puede durar desde unos das a varias semanas,

dependiendo de la persistencia del antgeno.

En la respuesta primaria primero se produce IgM, y luego IgG, siendo en ella la

contribucin global de la IgM ms importante. En cambio, en la respuesta

secundaria se produce mucha mayor cantidad de IgG que de IgM.

Las clulas B de memoria quedan en reposo (G0) durante muchos aos

(incluso persisten durante toda la vida).

La respuesta secundaria posee una serie de importantes diferencias

cualitativas y cuantitativas con respecto a la respuesta primaria:

Diferencias cuantitativas:

se inicia ms rpidamente (menor fase lag)

alcanza ms intensidad (100 o 1000 veces mayor)

dura ms tiempo, como se comprueba por la fase de meseta ms

prolongada y su declive ms lento


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Diferencias cualitativas:

ocurre cambio de clase, producindose preferentemente IgG, aunque

tambin IgA e IgE

Tiene lugar la maduracin de afinidad por hipermutacin somtica y

seleccin "darwiniana" de los linfocitos con receptores de mayor

afinidad.

FASES DE LA INDUCCIN DE LA RESPUESTA HUMORAL

1. Un linfocito TH virgen o de memoria entra en contacto con una APC, que

le presenta un pptido antignico enclavado en su MHC-II; ello provoca

la activacin y proliferacin clonal del linfocito TH.

2. Por otro lado, la clula B (virgen o de memoria) reconoce al antgeno

nativo, pero interaccionando con otro epitopo diferente al que reconoci

el TH. Acto seguido internaliza este Ag y lo procesa, presentando

algunos de los pptidos resultantes en sus molculas MHC-II.

3. El linfocito TH cebado del paso #1 reconoce por su TCR a la

combinacin especfica pptido-MHC-II en la superficie del linfocito B del

paso #2, formndose el llamado conjugado TH:B. En dicho conjugado, el

linfocito coadyuvante suministra dos tipos de seales qumicas al

linfocito B:

el TH expresa en su membrana la molcula CD40L (=CD154)

secreta citoquinas.

4. Estas seales son transducidas ("reemitidas") al interior del linfocito B, loque provoca cambios en el patrn de expresin gnica. Las protenas

producidas por estos genes inducidos provocan la proliferacin clonal

del linfocito, y finalmente la diferenciacin hasta clulas plasmticas

secretoras de anticuerpos y clulas B de memoria. (La clula B que no

reciba estas seales del TH quedar anrgica).

Fase 1: activacin y proliferacin del linfocito TH


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El antgeno nativo puede viajar por s solo a un rgano linfoide secundario, o

bien puede ser transportado (y eventualmente procesado) por una clula

presentadora profesional (APC):

clulas de Langerhans de la piel captan el antgeno, viajan por los vasos

linfticos como clulas "a vela", y al llegar al ganglio se convierten en

clulas dendrticas interdigitantes.

clulas dendrticas intersticiales de los tejidos

macrfagos/monocitos.

En el rgano linfoide secundario la APC presenta algn epitopo a un linfocito

TH en reposo, interaccionando ambas clulas de la forma estudiada en el tema

anterior:

seal #1: unin del TCR al epitopo enclavado en MHC-II de la APC

seal #2 (coestimulatoria): unin del CD28 del TH a la B7 de la APC.

Adems, la APC secreta citoquinas como la IL-1 y la IL-6.

Todo ello provoca la activacin y proliferacin de TH, por el mecanismo

autocrino dependiente de la IL-2 que el propio linfocito secreta. De esta forma

se producen grandes cantidades de clulas TH, lo cual va a permitir que

algunas de ellas tengan posibilidades de interaccionar luego con clulas B que

presenten el mismo epitopo enclavado en el mismo tipo de MHC-II.

Fase 2: El linfocito B reconoce especficamente al antgeno nativo

NOTA: la clula B es una magnfica presentadora de antgeno, que a diferencia

del macrfago posee la capacidad de internalizar y procesar solamente el

antgeno especfico para el cual est preparada por su mIg. De hecho es capaz

de procesar antgeno a concentraciones de 100 a 10.000 veces menores de las

requeridas por el macrfago.


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Como sabemos, la clula B en reposo posee molculas de mIgM y mIgD

asociadas con cadenas Iga e Igb , constituyendo el complejo receptor

especfico BCR.

Aunque la clula B no es una clula fagoctica, puede internalizar antgenos tan

grandes como del tamao de ciertos virus. Ello se produce por endocitosis

mediada por receptor (siendo el receptor el BCR). El antgeno entra a la ruta

endoctica, donde se degrada hasta pptidos, algunos de los cuales pueden

ser colocados en el surco de sus molculas MHC-II. (Mientras tanto, la clula B

est renovando continuamente sus receptores BCR, lo que le permite seguir

captando especficamente ms molculas o partculas antignicas).

Pero al mismo tiempo, el hecho de que se est produciendo unin del antgeno

con BCR (con entrecruzamiento de dos complejos BCR por una misma

molcula antignica) supone el inicio de una ruta de transduccin intracelular

de seal: las colas citoplsmicas de las cadenas Iga /Igb inician una cascada

de fosforilaciones y desfosforilaciones, donde estn implicadas varias proten-

tirosnquinas (PTK) como Lyn, Fyn y Blk. Al cabo de unos 30 segundos se han

fosforilado muchas protenas celulares (por rutas en buena parte an

desconocidas), que finalmente conducen a la activacin de la fosfolipasa C

(PLC). A partir de aqu se activan las rutas ya estudiadas del inositol-trifosfato

(IP3) y del diacilglicerol (DAG); la primera conduce a la

calcineurina/calmodulina, y la segunda a la activacin de la protenquinasa C

(PKC). Ambas colaboran en la activacin de una serie de genes tempranos que

codifican factores de transcripcin (como el AP1, c-Myc, etc). En la fase

siguiente, los productos de estos genes van a tener un papel destacado.

12.3.4 Fase 3: Formacin del conjugado TH:B e intercambio de seales

La clula TH cebada especfica reconoce ahora, por medio de su TCR, la

configuracin peculiar del pptido especfico enclavado en el MHC-II, en la

superficie del linfocito B; es decir, el linfocito B est actuando como clula

presentadora para el TH.

Tras este contacto inicial se forma el conjugado TH:B en el que ambas clulas


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dejan entre s un estrecho espacio intercelular. En esta fase se producen

importantes cambios en el linfocito TH:

reorganiza el aparato de Golgi y el centro organizador microtubular, de

modo que aparecen microtbulos del citoesqueleto orientados hacia el

lado que mira a la clula B. Ambas caractersticas tienen que ver con el

hecho de que se van a secretar citoquinas en esa direccin.

Las molculas de membrana de la clula T se concentran en la zona de

contacto intercelular:

TCR+CD3+CD4 van a participar en contactos con MHC-II+pptido de B

LFA-1 har contacto con ICAM-1 de B

CD28 se ligar con la B7 del linfocito B (pero esto no es imprescindible si el

linfocito TH est ya "armado").

Esta reorientacin implicar una mayor avidez en la unin entra ambas

clulas, permitiendo que este contacto dure ms tiempo, lo cual facilitar

las seales que necesita el linfocito B: CD40L y citoquinas, como

veremos a continuacin.

Fase 4: Efecto de las seales del linfocito TH sobre la clula B

Los dos tipos de seales del linfocito TH (CD40L y citoquinas) van a provocar

que el linfocito B sufra una serie de notables cambios. Algunas de estas

molculas qumicas provocan que el linfocito B salga de reposo y entre a ciclo

celular (seales de competencia); otras molculas hacen que el linfocito B

progrese a lo largo del ciclo celular (seales de progresin) y/o que se

diferencie.

Las molculas CD40L que el linfocito TH expresa en su superficie se unen a las

de CD40 del linfocito B (que ya estaban preformadas). Esto provoca una seal

para que el linfocito B sintetice y ensamble en membrana receptores para

diversas citoquinas (lo cual ocurre a las 12 horas del contacto inicial del Ag con


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la mIg). Entonces, el linfocito B, que hasta este momento estaba en reposo

(G0), puede entrar por fin en el ciclo celular (G1). Estamos pues, ante una seal

de competencia, que participa en la activacin del linfocito B.

Las citoquinas secretadas direccionalmente por el linfocito TH se concentran en

bolsas distribuidas en la zona de estrecho contacto intercelular. Cada citoquina

va a unirse a su receptor correspondiente situado en la superficie de la clula

B, provocando una serie de respuestas en dicha clula:

La IL-4 (junto con la IL-1 secretada por macrfagos) actan como

seales de competencia (favorecen la transicin G0 G1).

Posteriormente, la misma IL-4 sirve ya como seal de progresin (que

favorece el avance del ciclo celular: G1 S M), con lo que empieza

laproliferacin clonal. Otras citoquinas que colaboran en la

proliferacin son la IL-2 y la IL-5 (esta ltima en ratn, pero no en

humanos).

La diferenciacin requiere IL-6, as como de nuevo IL-4, IL-5, IL-10 e

IFN-g . En esta diferenciacin se producen dos subclones: uno de

clulas plasmticas secretoras de anticuerpos, y otro de clulas B de

memoria.

Esta respuesta de los linfocitos B frente a antgenos timo-dependientes se

caracteriza por:

tener memoria inmunolgica,

poseer maduracin de la afinidad conforme pasa el tiempo,

experimentar cambio de isotipo.

Respecto de este ltimo punto, se sabe que diferentes citoquinas o

combinaciones de citoquinas tienden a inducir preferencialmente ciertos

cambios de isotipo. Veamos algunos ejemplos en el ratn:


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la IL-4 tiende a provocar cambio a IgG1, y luego a IgE;

el factor de crecimiento tumoral beta (TGF-b ) provoca cambio a IgG2b y

a IgA;

El interfern gamma (IFN-g ) induce cambio a las subclases IgG2a e

IgG3.

Parece ser que la base de esta induccin de cambios de clase estriba en que

las correspondientes citoquinas inducen de alguna forma un cambio en la

estructura de la cromatina de las regiones S (de switch, cambio de clase)

situadas en el lado 5 de cada gen CH concreto, promoviendo la recombinacin

especfica que ya estudiamos en el tema 7 (Gentica de los anticuerpos).

12.4 RESPUESTA HUMORAL IN VIVO

La respuesta humoral se desencadena en distintos rganos dependiendo de la

va de entrada del antgeno:

si el antgeno entra por la sangre, va a parar al bazo;

si entra por tejidos, es captado por algn ganglio linftico regional;

si se introduce por los epitelios internos, suele ir a parar a tejido linfoide

asociado a mucosas (MALT).

En este apartado vamos a describir cmo se sucede la respuesta humoral en

una de estas localizaciones: el ganglio. Recordemos que el ganglio estdiseado para atrapar y retener antgenos que llegan por alguno de los vasos

linfticos aferentes. El antgeno puede llegar solo, en forma soluble, o bien

transportado por clulas "a vela" (que como se recordar es la forma que

adoptan las clulas de Langerhans de la piel al pasar a la circulacin linftica),

o por clulas dendrticas intersticiales de los tejidos, o por macrfagos.

Por su lado, los linfocitos pueden acceder al ganglio por dos rutas distintas: por

los linfticos aferentes, o desde la sangre, por extravasacin pasando a travs


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de las vnulas de endotelio alto (HEV) postcapilares.

12.4.1 Respuesta primaria:

Interacciones iniciales: tienen lugar en la paracorteza. Las clulas dendrticas interdigitantes, con sus largos procesos de

membrana, interaccionan simultneamente cada una con unos 200

linfocitos TH, presentndoles pptidos procesados en el surco del MHC-

II, con lo que se provoca una gran activacin y proliferacin clonal de

esos linfocitos.

Por su parte, los linfocitos B en reposo internalizan antgeno especfico,

y lo procesan.

Las clulas TH activadas interaccionan con las clulas B, induciendo en

stas las primeras fases de la activacin.

Algunas de estas clulas B de la paracorteza siguen su activacin,

proliferacin y diferenciacin hasta clulas plasmticas secretoras de

IgM e IgG, con lo que se suministra una primera descarga de

anticuerpos circulantes. Luego migran a la mdula sea.

Pero otras clulas B se quedan a mitad de su activacin, y emigran a la

corteza, a los folculos primarios, donde van a seguir una ruta especial

que da origen a los centros germinales de los folculos secundarios.

Eventos en el folculo secundario:

El folculo secundario suministra un microambiente especial en el que lasinteracciones entre clulas B y clulas dendrticas foliculares van a conducir a

la generacin de grandes cantidades de clulas B y clulas plasmticas con

anticuerpos de alta afinidad (por maduracin de afinidad tras hipermutacin

somtica). Veamos los acontecimientos:

Cuando la clula B "a medio activar"(procedente de la paracorteza)

entra en el folculo primario comienza a dividirse activamente: estas

clulas B en rpida proliferacin se denominan centroblastos, y son


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ellas las que dan lugar al centro germinal del folculo, que ahora se llama

folculo secundario. Los centroblastos se caracterizan por su rpida

divisin (una vez cada 6 horas) y porque carecen de inmunoglobulinas

de membrana (mIg).

La zona basal oscura del centro germinal est llena de centroblastos,

todos ellos descendientes de un solo linfocito B (o unos pocos). Es decir,

se estn produciendo grandes cantidades de centroblastos todos

descendientes de una clula B, por lo tanto todos tienen la misma

especificidad antignica que el linfocito B "fundador" que originalmente

internaliz el Ag que ha dado origen a la respuesta. Es en esta fase de

centroblastos donde ocurre la hipermutacin somtica de lasporciones variables de los genes reordenados de cadenas pesadas y

ligeras.(Vase tema 7).

Al cabo de unos 4 das los centroblastos dan origen a los centrocitos,

clulas ms pequeas que no se dividen, y que vuelven a tener mIg en

sus membranas Estos centrocitos ocupan la zona basal clara del centro

germinal. Debido a la previa hipermutacin somtica, cada centrocito,

aunque miembro del mismo clon, tendr una variante aleatoria distinta

de la inmunoglobulina original. Lgicamente, dentro de esta poblacin

habr centrocitos con mIg dotada de mayor afinidad hacia el Ag original

y centrocitos con mIg de menor afinidad.

Es ahora cuando tiene lugar el proceso de seleccin darwiniana de

esa poblacin de centrocitos: aquellos que tengan mIg de mayor

afinidad sern seleccionados para sobrevivir en base a su capacidad de

interaccionar con mayor afinidad con el antgeno nativo dispuesto en la

superficie de las clulas dendrticas foliculares:

Parece que las dendrticas foliculares retienen antgeno nativo (solo o

formando parte de inmunocomplejos) en las "perlas" (engrosamientos) de sus

largos procesos de membrana. Ello lo hacen a travs de sus molculas

CD23 (repasar en elcaptulo 2los rasgos de estas notables clulas). Ello

permite que varios centrocitos interaccionen simultneamente con una misma
http://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_07.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_07.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_07.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_02.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_02.htmhttp://www.ugr.es/~eianez/inmuno/cap_07.htm


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clula dendrtica.

En principio ("por defecto", dira un informtico) los centrocitos estn

programados para morir por apoptosis al cabo de unos pocos das, a

menos que sean rescatados por el hecho de que su mIg interaccione con el

antgeno retenido en la superficie de las clulas dendrticas foliculares.

Los centrocitos con receptores (mIg) de baja afinidad tienen que competir en

desventaja con sus "hermanos" de mayor afinidad e incluso con anticuerpos

libres de alta afinidad: estos centrocitos con mIg de baja afinidad pueden

encontrarse con el hecho de que los determinantes del antgeno estn ya

ocupados por receptores de centrocitos de alta afinidad o por anticuerpos.

De hecho, conforme pasa el tiempo, la situacin es cada vez peor para estos

centrocitos: en una respuesta primaria, el nivel de Ac circulantes al principio es

bajo, pero conforme pasan los das sube esta concentracin, de modo que

cada vez hay ms anticuerpos que se pueden unir al antgeno desplegado en

las membranas de las clulas dendrticas. Esto significa que el "listn" para que

un centrocito se una al antgeno se pone cada vez "ms alto": slo lo lograrn

los que en la "lotera" de la hipermutacin somtica hayan resultado

"agraciados" con mIg de mayor afinidad.

El resultado es que todo centrocito que al cabo de unos das no se haya unido

por su mIg al Ag en la superfice de la clula dendrtica folicular, al no recibir la

seal "rescatadora", muere por apoptosis, y sus restos son destruidos por los

macrfagos de cuerpos tingibles. Este es el destino de la inmensa mayora de

los centrocitos (90%).

Cul es la seal que rescata a los afortunados de la apoptosis y cuya

carencia precipita a la mayora a la muerte pogramada?

Los centrocitos que tienen mIg de alta afinidad que logran unirse a la

clula dendrtica, reciben una seal que induce en ellos la expresin del

gen bcl-2, y es esto lo que les salva de la apoptosis. Parece que en este

rescate tambin interviene la unin del CD23 de la clula dendrtica


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folicular con el CD21 del complejo correceptor del centrocito).

Los centrocitos con mIg de baja afinidad, al no unirse con la clula

dendrtica, siguen su programacin a la muerte, ya que al no inducirse el

gen bcl-2no producen la seal que interrumpa dicha programacin letal.

Tras la seleccin darwiniana, los centrocitos Bcl-2+ se diferencian en

la zona apical clara en dos suclones celulares: clulas B de memoria y

plasmablastos.

Los plasmablastos abandonan el centro germinal y pasan a mdula,

donde terminan su diferenciacin hasta clulas plasmticas secretoras

de anticuerpos. Las clulas plasmticas carecen de inmunoglobulinas demembrana, y son clulas a trmino, que mueren a las dos semanas. (El

hecho de que tengan una vida limitada es un factor que contribuye a que

la respuesta inmune est autolimitada). Secretan grandes cantidades de

anticuerpos que tienen la misma especificidad que el centrocito

correspondiente del que proceden. Los anticuerpos salen por los

linfticos eferentes y entran luego en circulacin sangunea, de donde

son distribuidos a todo el organismo. Se cree igualmente que ladiferenciacin a clulas plasmticas rquiere la interaccin del CD23 de

la clula dendrtica folicular con el correceptor de la clula B (formado po

CD19, CD21 y CD81).

Las clulas B de memoria son clulas en reposo (G0), pero no son

iguales que las B vrgenes: expresan ms isotipos en sus membranas

(mIgM, mIgG, mIgA, mIgE), que adems son de mayor afinidad que la

mIg original; esto implica que ante una segunda entrada del Ag se van a

activar a menores dosis, y la respuesta secundaria ser ms rpida.

Algunas de ellas se quedan en el folculo, formando parte del manto que

rodea al centro germinal; otras abandonan el ganglio por el nico

linftico eferente, y recirculan. Poseen una gran esperanza de vida

(incluso ms de 40 aos), aunque se desconoce la base de esta notable

longevidad. (Existen indicios de que la diferenciacin a clulas de

memoria tambin necesita nuevos contactos entre el CD40 del linfocito


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B y el CD40L de la clula TH).

Respuesta secundaria

La respuesta secundaria tiene lugarin vivo de una forma parecida a lo que

acabamos de ver, pero existen algunas diferencias que pasamos a comentar:

Cuando entra el antgeno por 2 vez (o ulterior) parte de las molculas

pueden unirse a anticuerpos persistentes procedentes de la respuesta

primaria, de modo que se forman complejos Ag-Ac.

Cuando los inmunocomplejos entran a ganglio, se unen a las clulas

dendrticas foliculares. Estas clulas "empaquetan" parte de los

complejos Ag-Ac en vesculas membranosas denominadas iccosomas,

que se van desprendiendo por gemacin a partir de los engrosamientos

("perlas") de los largos procesos de membrana.

Las clulas B de memoria generadas durante la respuesta primaria que

tengan mIg de alta afinidad compiten eficazmente con los anticuerpos

circulantes para unirse con el Ag que forma parte de los

inmunocomplejos de los iccosomas: se unen a estos iccosomas, los

engullen enteros, procesan el antgeno y se lo presentan (en surco de

MHC-II) a linfocitos TH especficos. Se forma el conjugado TH:B, con lo

que la clula B se activa y prolifera (como centroblastos) en el centro

germinal, hasta que al 4 o 5 da se diferencia a clulas plasmticas

secretoras de anticuerpos.

Al igual que en la respuesta primaria, la proliferacin de centroblastos vaacompaada de hipermutacin somtica seguida de seleccin

darwiniana sobre los centrocitos resultantes en base a su capacidad de

unin al antgeno atrapado en las clulas dendrticas.

Como se puede ver, el centro germinal durante la respuesta secundaria difiere

en dos aspectos importantes del de la respuesta primaria:

1. La previa disponibilidad de anticuerpo circulante incrementa la eficacia


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de las clulas dendrticas foliculares para atrapar antgeno, lo cual

supone una amplificacin de la seal a las clulas B.

2. El anticuerpo preexistente compite con los centrocitos para unirse con el

antgeno en la superficie de las clulas dendrticas. Ello asegura que en

la respuesta secundaria slo van a contribuir a la produccin de

anticuerpos clulas plasmticas procedentes de clulas B dotadas de

receptores de mayor afinidad que los de la respuesta primaria. Conforme

avanza la respuesta, aumenta la concentracin de anticuerpos al tiempo

que disminuye la de antgeno, por lo que se seleccionan centrocitos con

afinidades cada vez ms altas, capaces de funcionar con

concentraciones de antgeno cada vez ms bajas.

Algunas aplicaciones

En las vacunaciones se suele recurrir a la administracin de varias dosis del

antgeno inmunizante. Con ello se logra no slo una mejor respuesta

secundaria por el hecho de aumentar las clulas B de memoria, sino que se

provoca que las clulas B de memoria se diferencien a plasmticas secretoras

de anticuerpos de alta afinidad.

Si esta estrategia se aplica en inmunizaciones experimentales de animales de

laboratorio, de ellos se pueden extraer antisueros de gran avidez, que se usan

en ensayos in vitro para pruebas que requieren gran sensibilidad.

ANTIGENO

Antgeno (Ag). Molcula de procedencia exgena o endgena que resulta

extraa al organismo. Puede ser especficamente unida por un anticuerpo (Ac)

o por un receptor de clula T (TCR), pero no necesariamente genera una

respuesta inmune. Para aquellas molculas que inducen una respuesta

inmune, se ha propuesto el trmino de inmungeno (cabe sealar, que el

conocimiento de estas diferencias, no ha evitado que ambos trminos

continen utilizndose como sinnimos).

Algunas molculas pequeas, pueden unirse especficamente a los anticuerpos

pero no activan a las clulas B o T (son antgenos, pero no inmungenos). Sin


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embargo, molculas con bajo peso molecular, por lo general inferior a 4,000

Da, llamadas haptenos, pueden unirse covalentemente con una protena

propia de mayor peso (acarreadora o transportadora) y formar un

inmungeno.

Este mecanismo est presente cuando algunos frmacos, originalmente

carentes de inmunogenicidad, ingresan al organismo y la adquieren al unirse a

protenas autlogas.

Algo similar sucede en el mecanismo involucrado en la dermatitis por contacto:

Molculas como el pentadecatecol de la hiedra venenosa o iones metlicos

como el cromo o el nquel presentes en aretes u otros accesorios, son

haptenos, lo que les permite penetrar fcilmente la piel; estos haptenos se

unen con protenas propias y se crean complejos hapteno- acarreador, que

funcionan como inmungenos. Los inmungenos son capturados por las

clulas de Langerhans y presentados a clulas T en los ganglios ms

cercanos, lo que origina, en individuos hipersensibles, una potente respuesta

que se manifiesta como una reaccin severa en piel.

Superantgeno

Sustancia de origen viral o bacteriano, que tiene la propiedadde unir por fuera

tanto molculas de MHC II, como de TCR (en individuos que tienen una

particular familia de genes de cadena variable beta). Actan como una unin

entre las dos y activan alrededor de 30% de los linfocitos, en tanto un antgeno

convencional procesado nicamente activa 0.001% de estas clulas. De lo

anterior se deriva, que la exposicin a un superantgeno puede conducir a la

liberacin masiva de citocinas, lo que puede causar un sndrome clnico similar

al shock sptico.

Eptopo o determinante antignico. Es el sitio o porcin inmunodominante de

un antgeno, a travs del cual se une con un anticuerpo o con un receptor del

linfocito T. La valencia de un antgeno, corresponde al nmero de eptopos que

contiene. As, un mismo antgeno puede tener eptopos para unirse con

anticuerpos o con el receptor de la clula T. Los anticuerpos reconocen a laestructura expuesta, primaria o terciaria, del antgeno nativo y los receptores de


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T principalmente a la primaria (proveniente de antgenos, principalmente

protenicos, procesados), lo que implica la existencia de dos tipos de eptopos:

Lineal. Formado por secuencias de aminocidos continuos y contiguos.

Conformacional. Constituido por secuencias de aminocidos continuos o

discontinuos y distantes, que se aproximan entre s debido al plegamiento o

conformacin tridimensional del antgeno.

Inmunogenicidad. Es la potencia o capacidad que tiene una molcula para

generar una respuesta inmune y depende tanto de su naturaleza, como de la

inherente al individuo en el que acta (receptor).

Naturaleza fisicoqumica de la molcula

Composicin. Las protenas son las que originan una mejor respuesta, ya que

son potentes estimuladoras de las clulas T. A su vez los polisacridos, lpidos

y cidos nucleicos casi no se unen a MHC, lo que disminuye su potencia.

Peso molecular. Es importante el tamao (superior a 80 KDa), polisacridos de

alto peso molecular frecuentemente resultan inmunognicos; sin embargo,existen molculas grandes poco complejas y consecuentemente menos

potentes. Por el contrario, otras de menor tamao pero con una gran

complejidad estructural (heteropolmeros o protenas con inclusin de

aminocidos diferentes o aromticos p.ej. tirosina) son ms efectivas; los

lpidos y cidos nucleicos tienen una menor complejidad que las protenas y los

carbohidratos.

Una molcula procesada por el fagocito es ms inmunognica que en su

estado nativo. A su vez, la desnaturalizacin de la molcula puede originar

tanto prdida como formacin o exposicin de nuevos eptopos, lo que modifica

su inmunogenicidad.

Exposicin


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17 EAPMH CICLO IV

La cantidad del inmungeno que interacciona con el individuo, es de vital

importancia, ya que dosis pequeas o muy elevadas inducen tolerancia o

respuestas alteradas. Influye tambin en su efectividad la frecuencia de

exposicin a las molculas; se ha visto que es ms efectivo administrar al

inmungeno en forma intermitente, con lapsos que permitan la sensibilizacin,

as como la adquisicin y el incremento posterior de la memoria inmunolgica.

Los intervalos dependern de la naturaleza del inmungeno y de la va de

administracin. Hay que recordar que un mayor nmero de inmunizaciones no

necesariamente se traduce en un aumento en la cantidad de anticuerpos, ya

que una de las caractersticas de la respuesta inmune adaptativa es la

autolimitacin.

Va de administracin

Las vas subcutnea e intradrmica, son las ms potentes.Por el contrario, la

va oral es la ruta de ingreso al organismo enla que hay una menor respuesta a

las molculas extraas, lo quepodra atribuirse, principalmente, a la actividad

que realizanlos linfocitos TH3 ubicados en el aparato digestivo. Estas

clulassecretan TGF beta, citocina que adems de ejercer un

efectoantiinflamatorio, induce tolerancia y estimula la produccinde IgA. Su

participacin es vital, ya que interviene en el mecanismode tolerancia a los

alimentos y simultneamente, proveeal aparato digestivo de un anticuerpo

protector.

Naturaleza del individuo

Factores como la especie, raza, herencia, sexo y edad, inciden

importantemente en la inmunogenicidad de una molcula. Molculas con bajo

poder inmunognico se vern potencializadas, si el individuo se encuentra

enfermo, desnutrido, sujeto a tratamiento con medicamentos o procedimientos

inmunosupresores o bien, sometido a estrs fsico, emocional y/o a

contaminantes ambientales. Por el contrario, los efectos de un elemento

agresor se minimizan en un organismo con integridad bio-psico-social.


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18 EAPMH CICLO IV

LOS ANTICUERPOS

Los anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig) son un tipo de protenas denominadas

glicoprotenas3. Funcionan como la parte especfica del denominado complejo

receptor de clulas B (BCR) reconociendo al antgeno a nivel de la membrana

del linfocito B, y como molculas circulantes secretadas por las clulas

plasmticas procedentes de la activacin, proliferacin y diferenciacin declulas B.

Estructuralmente estn formados por dos cadenas polipeptdicas pesadas H

(del trmino anglosajn Heavy pesado) y dos cadenas ligeras L (del trmino

anglosajn Light ligero) unidas entre s mediante enlaces covalentes. Las

cadenas ligeras consisten en una regin variable (VL) y una constante (CL)

mientras que las pesadas presentan una regin variable (VH) y tres constantes

(CH1, CH2, CH3). Funcionalmente podemos distinguir dos porciones en los

anticuerpos: una de ellas implicada en el reconocimiento y unin al antgeno

denominada regin Fab (antigenbindingFragment) y otra implicada en las

funciones de los anticuerpos y en su vida media en sangre, llamada regin Fc

(crystallizableFragment).


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19 EAPMH CICLO IV

Estructura de un anticuerpo.


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20 EAPMH CICLO IV

Existen cinco clases diferentes de anticuerpos, que se diferencian entre s poruna serie de cambios estructurales que les confieren diferentes funciones en el

organismo. Los cinco tipos de anticuerpos se denominan: Ig G, Ig M, Ig E, Ig A

e Ig D.

Tipos de inmunoglobulinas y sus principales caractersticas.

Mecanismo de accinde los Anticuerpos

La principal funcin biolgica de los anticuerpos es unirse a cualquier sustancia

extraa o antgeno, que haya entrado al organismo, con el fin de facilitar su

eliminacin.

Las regiones de un antgeno que son reconocidas especficamente por los

anticuerpos se denominan determinantes antignicos o eptopos.Un antgeno

puede presentar diferentes eptopos y por tanto provocar la produccin de una

amplia gama de anticuerpos por parte de diferentes linfocitos B.

Las regiones concretas donde se produce el reconocimiento por parte de un

anticuerpo hacia un eptopo concreto, se llaman regiones CDR

(ComplementaryDeterminingRegions). Hay tres regiones CDR (regionesdeterminantes de complementariedad o hipervariables) denominadas CDR1,


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21 EAPMH CICLO IV

CDR2 y CDR3 y se localizan todas ellas en las regiones o dominios variables

de cada cadena (ligera y pesada) del anticuerpo. Las regiones CDR confieren a

las inmunoglobulinas una enorme especificidad y diversidad.

Regiones CDR de un anticuerpo responsables del reconocimiento de antgenos

Los anticuerpos realizan una doble funcin dentro de la respuesta inmune del

organismo cuanto lo invade un agente externo. Por un lado, se unen

especficamente a una amplia variedad de antgenosy, por otro lado, se unen a

un nmero limitado de molculas y clulas efectoras del Sistema Inmune.


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22 EAPMH CICLO IV

En el mecanismo de eliminacin de agentes extraos al organismo, los

anticuerpos tienencomo funcin el reconocimiento especfico de losantgenos,

provocando la respuesta inmune(etapa 3), y el reclutamiento de diferentes

clulasy molculas del organismo que sern capaces dedestruir y eliminar al

antgeno

Un solo antgeno puede presentar diferenteseptopos en su superficie, es decir,

puede estimularla produccin de diferentes anticuerpos, cada unode los cuales

es especfico para un eptopoconcreto. Una sustancia extraa que

contengadiferentes eptopos al entrar en el organismoprovocar la produccin

de anticuerpos procedentesde diferentes clones10 de linfocitos B. Este tipo

deanticuerpos con diferente capacidad de reconocer yunirse al antgeno se

denominan anticuerpospoliclonales. Mientras que los

anticuerposmonoclonales son especficos para un solo eptopoy estn

producidos por un nico clon celular.

Gracias a los avances que han experimentadodisciplinas como la Protemica y

la Genmica, hasido posible identificar y caracterizar nuevasmolculas que

desempean funciones importantesen el desarrollo de ciertas

enfermedadesautoinmunes, vricas e incluso el cncer. Lascaractersticas de

los anticuerposmonoclonales hacen de ellos unos agentesteraputicos

potentes y prometedores.

Anticuerpos Monoclonales

Hasta el desarrollo de los anticuerpos monoclonales en el ao 1975, el uso de

los anticuerpos en diagnstico y/o terapia se centraba nicamente en la

utilizacin de sueros inmunes convencionales. Estos sueros son obtenidos a

partir de distintas especies animales y contienen, entre otros muchos


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23 EAPMH CICLO IV

compuestos,una mezcla de anticuerpos producidos por distintos clones de

linfocitos B, por lo que se denominan anticuerpos policlonales. Estos

anticuerpos reconocen en mayor o menor medida el antgeno pero con distinta

especificidad y afinidad cada uno de ellos. En cambio, los anticuerpos

especficos para un solo eptopo y producidos por nico linfocito B y sus clones,

se denominan anticuerpos monoclonales.

Un anticuerpo monoclonal es aquel que reconoce especficamente una parte

del antgeno, es decir un eptopo concreto, y que es producido por un clon de

linfocitos B.

Por todas las propiedades que poseen los anticuerpos, han sido empleados en

terapia desde que la FDA11 en 1986 aprob el primer anticuerpo monoclonal

para el tratamiento del rechazo del transplante de rin12. Los anticuerpos

monoclonales, por tanto, son empleados en terapia para el tratamiento de

diversas enfermedades formando la familia de frmacos denominados

anticuerpos monoclonalesteraputicos.

Debido a la especificidad de unin que poseen los anticuerpos, son empleados

en la localizacin y eliminacin de patgenos infecciosos como el virus

respiratorio sincitial (VRS). Tambin se utilizan como terapia en la deteccin de

clulas concretas del organismo como por ejemplo clulas tumorales, incluso

en la inhibicin de procesos inflamatorios. Los anticuerpos monoclonales

teraputicos actualmente comercializados junto con sus aplicaciones

teraputicas, tecnologas de produccin y mejora de su efectividad teraputica,

sern presentados a continuacin.

Principales tecnologas de produccin y mejora de Anticuerpos

Monoclonales

El progreso que se ha conseguido en la investigacin sobre el tratamiento de

enfermedades como el cncer y las enfermedades autoinmunes mediante el

empleo de anticuerpos monoclonales, se debe principalmente a dos avances

importantes en la investigacin cientfica.


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24 EAPMH CICLO IV

El primero de ellos hace referencia a la mejora de las tecnologas de

produccin de los anticuerpos y fragmentos de anticuerpos. Sin la

consolidacin de estas tecnologas de produccin a gran escala, no habra sido

posible la produccin de estas molculas como productos farmacuticos

biotecnolgicos. El segundo gran hito destacable se refiere a los avances en la

Biologa Molecular que identifican nuevas dianas especficas hacia las cuales

dirigir la terapia con anticuerpos monoclonales.

Actualmente existe una importante batera de anticuerpos monoclonales

teraputicos en diferentes fases de desarrollo e investigacin, algunos de los

cuales pueden ser consultados en el Anexo IV del presente Informe. A

continuacin se presentan las estrategias actuales ms relevantes, para la

produccin y mejora de los anticuerpos monoclonales como agentes

teraputicos.

Tecnologas de produccin de Anticuerpos Monoclonales

Los anticuerpos son producidos por los linfocitos B en el organismo como

respuesta a la entrada de un patgeno o sustancia extraa a l. Del mismo

modo que ocurre en los seres humanos, los animales tambin combaten

agentes externos produciendo anticuerpos en su sistema inmune. Por esta

razn tradicionalmente es posible obtener anticuerpos contra un antgeno

conocido empleando modelos animales. Las razones por las cuales se utilizan

animales y no personas son evidentes.

Para producir anticuerpos clsicamente en animales, como el conejo o el

caballo (sueros con anticuerpos policlonales), el primer paso consiste en

inyectar al animal la sustancia frente a la cual se desea obtener las

inmunoglobulinas. Posteriormente es posible extraer y aislar los anticuerpos del

suero. Este procedimiento por el cual al cabo de unos das se aislan del suero

de los animales los anticuerpos, se denomina inmunizacin.

La produccin de anticuerpos a partir de un nico clon de clulas B, es decir

monoclonales, no ha sido posible hasta el ao 1975, ao en el que se

desarroll la tcnica de generacin de hibridomas. Las estrategias para laproduccin de anticuerpos monoclonales pasan inevitablemente por la


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25 EAPMH CICLO IV

seleccin de dianas de inters. Un aspecto importante a tener en cuenta en

este paso del proceso, es la dificultad que entraa la seleccin de nuevas

dianas teraputicas ya que a menudo las rutas bioqumicas implicadas en la

gnesis y progresin de muchas patologas no se conocen, y sin esta

informacin es muy difcil o imposible el diseo del anticuerpo teraputico

Dianas teraputicas reconocidas por los anticuerpos monoclonales

teraputicos

comercializados actualmente

Virus.

Clulas tumorales.

Citoquinas15.

Factores de crecimiento.

Otros anticuerpos

Uno de los grandes retos para el desarrollo de anticuerpos monoclonalesteraputicos se centra en la bsqueda y seleccin de nuevas dianas

especficas de las clulas implicadas en el desarrollo de la enfermedad. Por

ejemplo, en el tratamiento de ciertos tipos de tumores, el escenario ideal sera

conocer molculas o marcadores que se expresen de forma especfica en las

clulas tumorales y no en las clulas sanas. Si se dispone de dianas

perfectamente caracterizadas, el anticuerpo monoclonal producido ejercera su

accin teraputica en aquellas clulas del organismo seleccionadas. Las

diferentes tecnologas para la produccin de anticuerpos monoclonales se

presentan a continuacin.

SISTEMA DEL COMPLEMENTO

El sistema de complemento est constituido por molculas implicadas

principalmente en ladefensa frente a infecciones y clulas tumorales. Parte de

los factores del complemento


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26 EAPMH CICLO IV

potencian la inflamacin y la fagocitosis y actan produciendo la lisis de clulas

y

microorganismos. El complemento es especialmente importante frente a

grmenes gram

negativosque pueden ser directamente lisados por anticuerpos y complemento.

La mayor parte de los factores del complemento son protenas plasmticas y

una pequea proporcin de ellos son protenas de membrana (Tabla 13.1).

Muchos de los componentes del complemento (C2, C3, C4, C6, C7, C8, Factor

B y Factor I) son polimrficos, es decir que existen diferentes formas allicas

que se expresan con distintas frecuencias en poblaciones o razas.

El hepatocito es el principal productor de factores del complemento. No

obstante, por ejemplo los componentes de C1 son sintetizados por las clulas

epiteliales del intestino y del sistema genito-urinario y los adipocitos sintetizan

factor D. Se ha observado que los macrfagos activados producen algunos

factores del complemento; sin embargo, esto solo tiene importancia, en el foco

inflamatorio. Las citocinas inflamatorias (IL1, IL6 y TNF) e IFN-gamma

incrementan la sntesis de algunos factores del complemento en el hgado.}

ACTIVACION DEL COMPLEMENTO

En la activacin del complemento se pone en marcha una serie de reacciones

consecutivas en cascada, de tal forma que a partir de cada una de ellas se

genera un producto activo que adems de determinar que la reaccin

consecutiva prosiga, puede tener diferentes acciones biolgicas importantes en

la defensa del organismo. Se puede ver este conjunto de reacciones en

cascada en la figura 13.1.

Algunos de los factores del complemento son enzimas con carcter proteoltico,

de tal formaque durante el proceso de activacin, algunas molculas son rotas

en fragmentos a los quepara identificarlos se les aade letras minsculas (Ej.

C3a, C3b). Estos fragmentos poseenimportanes funciones biolgicas y son

mediadores de la inflamacin.

La activacin del Complemento por la va clsica


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27 EAPMH CICLO IV

1.- Cuando el Complemento se activa, independientemente de la va

implicada, se desarrollan tres etapas:

1.1.- Formacin de la convertasa de C3: Es una de las etapas de mayor

importancia en la activacin del Comlemento, ya que constituye el evento

central de la actividad del mismo: la fragmentacin de Complemento3. Las

convertasas de Complemento 3 tienen estructuras diferentes en funcin de la

va por la cual se activa el sistema. Para el caso de la va clsica, la convertasa

de Complemento 3 est formada por un dmero denominado C4b2a.

1.2.- Formacin de la convertasa de Complemento5: Se produce despus que

las convertasas de Complemento3 actan y generan los fragmentos

Complemento3a y Complemento3b. El fragmento Complemento3b formado se

une a la convertasa de Complemento3 para formar la convertasa de

Complemento5, es decir, Complemento4b2a3b.

1.3.- Formacin del Complejo de Ataque a la Membrana (CAM): Constituye la

etapa final del fenmeno. Se inicia con la formacin de Complemento5b por

accin de su convertasa. Una vez formado Complemto5b se inicia la

incorporacin progresiva de los componentes finales del sistema, que son

Complento6, Complemento7, Complemento8 y Complemento9. El CAM final,

ya formado, se designa como Complemento5b-9.

El proceso de activacin de la va clsica se inicia con Complemento1, la cual

es un complejo trimolecular compuesto por las subunidades denominadas

Complemento1q unidad de reconocimiento, Complemento1r y

Complemento1s unidades catalticas. Complemento1q se une al complejo

inmunolgico (antgeno-anticuerpo) y sufre un cambio conformacional que da

lugar a la activacin enzimtica del Complemento1r asociado, este escinde y

activa a Complemento1s. El Complemento1s activado escinde la siguiente

protena de la cascada, Complemento4, originndose los fragmentos

Complemento4a y Complemento4b. Este ltimo permanece adherido a la

membrana celular.

Es importante destacar, que una sola molcula de C1s puede generar multiples

molculas de C4 activado. C1s tambin acta sobre C2, el cual, es degradado

en dos componentes denominados C2a y C2b. El primero de ellos permanece

unido a C4b para formar la convertasa de C3 (C4b2a). Por accin de estaconvertasa, C3 sufre una ruptura proteoltica generando dos fragmentos, uno


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28 EAPMH CICLO IV

corto llamado C3a y uno largo C3b. La gran mayora de las molculas C3b se

unen, por enlaces covalentes, a las membranas celulares, en sitios muy

cercanos a la convertasa de C3 y forman un nuevo complejo multimolecular

denominado convertasa de C5 C4b2a3b (1,3).

La accin de esta convertasa de C5, escinde este compuesto en sus derivados

C5a y C5b. El segundo fragmento permanece adherido a la membrana celular

donde da inicio a la etapa final de la activacin del C, la formacin del CAM

(1,3,5).

El siguiente grfico esquematiza la activacin del C a travs de la va clsica:

Esquema de la activacin de la va clsica del Complemento.

2.- Componentes de la va clsica del Complemento: Con la finalidad de

establecer la relacin estructura-funcin de los componentes del C,

dedicaremos las siguientes lneas para describir, de manera breve, los distintos

elementos que constituyen la cascada de esta va de activacin del C.

2.1.- C1: Este componente es una proteasa multimolecular con capacidad para

unirse a microorganismos patgenos y convertir una seal de reconocimiento

en eventos proteolticos altamente especficos. Tradicionalmente se acepta que

el reconocimiento entre C1 y el microorganismo requiere la presencia de

anticuerpos de la clase IgGIgM fijados al patgeno (10). Sin embargo, algunos

invasores, como las bacterias gram negativas y los virus, pueden ser

reconocidos por C1, en ausencia de anticuerpos especficos (11-13). La unidad


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29 EAPMH CICLO IV

de reconocimiento o C1q sufre, tras la unin con el anticuerpo (a travs del

fragmento Fc), un cambio conformacional que activa las subunidades

catalticas, dependientes de calcio, que estan acopladas a C1q y forman el

tetrmero C1s-C1r-C1r-C1s, las cuales tienen actividad de proteasas. El

proceso involucra dos pasos, el primero que consiste en la autoactivacin ltica

de la proenzima C1r. Este una vez activado convierte a la proenzima C1s en

una proteasa activa, responsable de fragmentar las dos siguientes proenzimas

del C, a saber, C2 y C4 (3,14,15).

La molcula C1q humana consta de tres cadenas diferentes, compuesta de 18

polipptidos, denominados 6A, 6B, 6C, que tienen similitud en su longitud, as

como en la secuencia de sus aminocidos (16). En el extremo amino-terminal

(N-terminal) se forman uniones disulfuro entre las cadenas A-B y C-C. Esta

regin es seguida por una secuencia parecida a la del colgeno y desde ella

emergen seis estructuras parecidas a una helice con tres aspas muy prximas

entre si. Las helices se unen a un tallo y todo el conjunto adopta la forma de 6

brazos (algunos la llaman en forma de bouquet). Cada brazo terminando en

una hlice de tres aspas es denominado modulo C1q y seis modulos juntos

forman una molcula de C1q (Unidad de reconocimiento). Esta regin

constituye el sitio de unin al fragmento cristalizable (Fc) de las

inmunoglobulinas (1,17-19).

Los otros dos constituyentes de C1, C1r y C1s, son serina-proteasas con una

organizacin estructural muy parecidas. En la forma de proenzima, C1r y C1s

son glicoprotenas de una sola cadena compuestas por 688 y 673 aminocidos

(a.a), respectivamente (4,20). La forma activada se genera cuando un enlace

entre una arginina y una isoleucina es cortado (Unidad catalitica). Las

interacciones entre C1r y C1s son dependientes de calcio y en el modelo

estudiado por microscopia electrnica las unidades se ensamblan formando un

tetrmero (C1s-C1r-C1r-C1s). En el tetrmero, las regiones catalticas

carboxiterminal de ambos C1r se ubican en el centro y las de C1s en los

extremos (21,22). Esta disposicin espacial permite el contacto entre las

regiones catalticas de C1r y C1s y de esta manera el ltimo puede ser

escindido cuando el primero se activa.


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30 EAPMH CICLO IV

2.2.- C4: Es un complejo formado por tres cadenas polipeptdicas, llamadas ,

y . La estructura de su cadena se asemeja a la del C3, por la presencia de

un enlancetioster.

Este componente es codificado en el brazo corto del cromosoma 6 y forma

parte de las molculas clase III del complejo mayor de histocompatibilidad. Es

el primer componente sobre el cual ejerce su accin C1s activado

fragmentandolo, a nivel de la cadena , dando orgen a una porcin pequea

C4a y un fragmento grande C4b. Esta protelisis descubre un sitio para la

unin con C2, localizado en C4b (23).

2.3.- C2: Esta molcula contiene la subunidad cataltica de la llamada

convertasa de C3 de la va clsica de activacin del C. Esta formada por una

cadena polipeptdica de 732 a.a y al igual que el C4 es una molcula clase III

del complejo mayor de histocompatibilidad (24,25).

Los estudios realizados con microscopia electrnica han revelado que C2

presenta tres dominios globulares. Cada uno de esos dominios tiene

propiedades funcionales relacionadas con su estructura. Asi encontramos que

el dominio N-terminal contiene el principal sitio de unin a la protena C4b y

est formada por tres secuencias cortas que se repiten (SCRs). El dominio

medio presenta un sitio adicional para la unin de esta molcula, completa o

fragmentada, a C4b. El ltimo dominio, el carboxiterminal, representa la porcin

cataltica de la molcula, que actua rompiendo a C3. Este dominio tiene

homologa estructural con la familia de las proteasas serina (24-26).

La molcula C2 es escindida en dos fragmentos, C2a y C2b. El primero

permanece unido a la superficie celular, muy cerca de C1 y el segundo queda

en la fase fluida .

3.- La activacin del Complemento por la va alterna:

La va alterna es evolutivamente ms antigua que la va clsica, ya que esta

presente en organismos inferiores como el erizo de mar. Esta forma alterna de

activacin del complemento no requiere de la presencia de complejos antgeno-

anticuerpo en la superficie del patgeno. El C3, en la fase fluida, sufre una

hidrlisis basal y espontnea en presencia del agua formando un intermediarioinestable llamado C3i C3H20, el cual tiene una vida media muy corta a menos


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31 EAPMH CICLO IV

que sea estabilizado mediante la unin con el factor B, formando el C3iB. Un

nuevo elemento, el factor D, acta sobre este complejo C3iB, especficamente

sobre el factor B, degradndolo en Bb y Ba. El Bb sigue unido a C3i (C3iBb) en

tanto que Ba es liberado al intersticio. El complejo C3iBb, an en la fase fluida,

acta como una convertasa inicial sobre nuevas molculas de C3, las cuales

son escindidas en los componentes C3a y C3b. El C3b se une a las

membranas de los patgenos y atrae nuevas molculas de factor B y factor D;

estas dos ltimas interactan y generan ms componentes Bb, el cual se une

de manera estable al C3b recin formado, originando C3bBb. Algunos C3bBb,

unidos a la membrana, se asocian con el factor P o properdina

transformndose en la convertasa de C3 de la va alterna (C3bBbP) en la fase

slida. Esta nueva convertasa genera ms fragmentos C3a y C3b.

En este sistema de recambio, transformacin y expansin algunas de las

molculas de C3b se unen a algunos dimeros de C3bBb y forman el complejo

C3bBb3b, que acta como convertasa de C5. La accin de esta convertasa

genera los fragmentos C5a y C5b; este ltimo inicia la secuencia de eventos de

la formacin del complejo de ataque a la membrana.

La accin de cualquiera de las convertasa de C5, escinde este compuesto en

sus derivados C5a y C5b. El segundo fragmento permanece adherido a la

membrana celular donde da inicio a la etapa final de la activacin del

complemento, la formacin del CAM. El C5a tieneunafuncin similar al C3a.


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32 EAPMH CICLO IV

Esquema de la activacin de la va alterna del Complemento

4.- La va de las lectinas de unin a manosa en la activacin del

complemento:

Esta forma de activacin del complemento es parecida a la va alterna en que

no necesita la presencia de anticuerpos, de la clase IgGIgM, pero ocurre por

un mecanismo parecido a la va clsica, a travs de la escisin de C4 y C2,

para luego formar la convertasa de C3.

La lectina de unin a la manosa (MBL) pertenece a la familia de las colectinas;

esta MBL es capaz de unirse a una gran variedad de hidratos de carbono como

manosa, N-acetil glucosamina, L-lactosa, entre otros; presentes en la superficie

de muchos microorganismos, principalmente: Bifidobacterium,

Candidaalbicans, Staphylococcusaureus, Streptococcus-hemolitico grupo A,

Propionibacteriumacnes, Neisseria, Salmonella, Listeria,

Criptococcusneoformans, entre otros.

La interaccin entre MBL y el patgeno induce la unin y la activacin de

enzimas con actividad proteasa-serina, denominadas serina-proteasas

asociadas a MBL MASP-1 y MASP-2. Al activarse MASP-2 escinde a los

componentes C4 y C2, lo que origina la formacin de la convertasa para C3. El


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33 EAPMH CICLO IV

resto de la activacin se corresponde con lo descrito para la va clsica, como

lo seala este esquema:


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34 EAPMH CICLO IV

Los anticuerpos monoclonales constituyen una alternativa prometedora para el

tratamiento de enfermedades que afectan a una parte importante de la

poblacin mundial y que hoy en da no poseen cura. En la actualidad existen

comercializados veinte anticuerpos teraputicos en el tratamiento de algunos

tipos de enfermedades autoinmunes, cardiovasculares, tratamiento del rechazo

de rganos transplantados, enfermedades pulmonares, infecciosas,

degeneracin macular y ciertos tipos de cncer. Se trata, por otra parte, de un

campo en el que la investigacin cientfica es muy activa ya que continan este

tipo de lneas de desarrollo, destacando principalmente la generacin de

anticuerpos relacionados con la investigacin en enfermedades decreciente

Incidencia en la poblacin como son el cncer, SIDA, enfermedades

degenerativas e inflamatorias. La gran esperanza que sustentan los

anticuerpos teraputicos para el tratamiento de estas patologas se basa en la

combinacin de estos agentes con otros frmacos o estrategias teraputicas.

Este es el caso de la investigacin para tratamiento de algunos tipos de

tumores, en los que se combinan los anticuerpos con agentes como

radioistopos y toxinas. En estos casos, los anticuerpos demuestran ser un

potente vehculo transportador de otros frmacos directa y especficamente

hacia la localizacin deseada.


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35 EAPMH CICLO IV

El gran avance y las enormes posibilidades que hoy muestran los anticuerpos

monoclonales como agentes teraputicos se sustenta en el

crecientedesarrollo de las tecnologas de produccin ymejora de los

mismos. Sin la consolidacin de estas tecnologas a gran escala no habra

sido posible la produccin de estas molculas como productos farmacuticos

biotecnolgicos.Ligado a este punto, se encuentra una de las carencias

existentes en la actualidad que presenta la investigacin en anticuerpos

teraputicos como es el elevado coste de produccin asociado a la

manufactura de anticuerpos humanos. En este sentido, el desarrollo de nuevos

sistemas de expresin de los anticuerpos en bacterias o plantas, representa

una gran oportunidad de superacin de esta barrera.

Finalmente, el desarrollo de anticuerpos teraputicos debe ir de la mano de la

investigacin bsica de enfermedades susceptibles de ser tratadas mediante

ellos as como de la necesaria investigacin de dianas especficas de dichas

enfermedades. Normalmente, el tratamiento de enfermedades como el cncer,

enfermedades autoinmunes, infecciosas, etc., es inespecfico, ya que su

administracin no va dirigida a un tejido concreto, al rgano daado o a las

molculas implicadas en su proceso

desencadenante. Gracias al avance de la Biologa Molecular, entre otras

disciplinas, es posible aumentar el conocimiento y caracterizacin de nuevas

dianas especficas de determinados procesos biolgicos. Los anticuerpos

monoclonales son vehculos teraputicos altamente especficos, que pueden

actuar simultneamente como agentes de deteccin, transporte y terapia, al

dirigirse especfica y nicamente mediante dianas nicas caracterizadas, a

aquellas clulas implicadas en el proceso patolgico y no hacia las sanas. En

este sentido, el gran reto y futuro de la terapia mediante anticuerpos

monoclonales ser conseguir un trabajo conjunto entre empresas del

sector, grupos de investigacinde OPIS, universidades y hospitales.

Referencias


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36 EAPMH CICLO IV

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MONOGRAFICO de Respuesta Humoral Inmune

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