El sistema inmune es un sistema de defensa del huésped que comprende muchas estructuras y procesos biológicos dentro de un organismo que protege contra la enfermedad. Para funcionar correctamente, un sistema inmunitario debe detectar una amplia variedad de agentes, conocidos como patógenos, desde virus hasta gusanos parásitos, y distinguirlos del tejido sano propio del organismo.
En muchas especies, hay dos subsistemas principales del sistema inmune: el sistema inmune innato y el sistema inmune adaptativo. Ambos subsistemas usan inmunidad humoral yinmunidad celular para realizar sus funciones. En los humanos, la barrera hematoencefálica, la barrera hematoencefálica y el líquido cefalorraquídeo y las barreras hematoencefálicas similares separan el sistema inmunitario periférico del sistema neuroinmune, que protege el cerebro.
Los patógenos pueden evolucionar y adaptarse rápidamente y, por lo tanto, evitar la detección y neutralización por parte del sistema inmune; Sin embargo, múltiples mecanismos de defensa también han evolucionado para reconocer y neutralizar los patógenos. Incluso los organismos unicelulares simples como las bacterias poseen un sistema inmune rudimentario en forma de enzimas que protegen contra las infecciones bacteriófagas.
Otros mecanismos inmunes básicos evolucionaron en eucariotas antiguos y permanecen en sus descendientes modernos, como plantas e invertebrados. Estos mecanismos incluyen fagocitosis, péptidos antimicrobianos llamados defensinas y el sistema del complemento.. Los vertebrados con mandíbula, incluidos los humanos, tienen mecanismos de defensa aún más sofisticados, incluida la capacidad de adaptarse con el tiempo para reconocer patógenos específicos de manera más eficiente.
La inmunidad adaptativa (o adquirida) crea memoria inmunológica después de una respuesta inicial a un patógeno específico, lo que lleva a una respuesta mejorada a encuentros posteriores con ese mismo patógeno. Este proceso de inmunidad adquirida es la base de la vacunación.
Los trastornos del sistema inmunitario pueden provocar enfermedades autoinmunes, enfermedades inflamatorias y cáncer. La inmunodeficiencia ocurre cuando el sistema inmune es menos activo de lo normal, lo que resulta en infecciones recurrentes y potencialmente mortales. En los humanos, la inmunodeficiencia puede ser el resultado de una enfermedad genética como la inmunodeficiencia combinada grave, afecciones adquiridas como el VIH / SIDA o el uso de medicamentos inmunosupresores.
En contraste, la autoinmunidad resulta de un sistema inmunitario hiperactivo que ataca los tejidos normales como si fueran organismos extraños. Las enfermedades autoinmunes comunes incluyenTiroiditis de Hashimoto, artritis reumatoide, diabetes mellitus tipo 1 y lupus eritematoso sistémico. La inmunología cubre el estudio de todos los aspectos del sistema inmune.
Defensa en capas
El sistema inmune protege a los organismos de la infección con defensas en capas de especificidad creciente. En términos simples, las barreras físicas evitan que los patógenos como las bacterias y los virus ingresen al organismo. Si un patógeno rompe estas barreras, el sistema inmune innato proporciona una respuesta inmediata, pero no específica.
Los sistemas inmunes innatos se encuentran en todas las plantas y animales. Si los patógenos evaden con éxito la respuesta innata, los vertebrados poseen una segunda capa de protección, el sistema inmunitario adaptativo, que se activa por la respuesta innata. Aquí, el sistema inmunitario adapta su respuesta durante una infección para mejorar su reconocimiento del patógeno.
Esta respuesta mejorada se retiene luego de que el patógeno ha sido eliminado, en forma de memoria inmunológica, y permite que el sistema inmunitario adaptativo realice ataques más rápidos y más fuertes cada vez que se encuentra este patógeno.
Tanto la inmunidad innata como la adaptativa dependen de la capacidad del sistema inmune para distinguir entre moléculas propias y no propias. En inmunología, las auto moléculas son aquellos componentes del cuerpo de un organismo que el sistema inmune puede distinguir de las sustancias extrañas. Por el contrario, las moléculas no propias son aquellas reconocidas como moléculas extrañas.
Una clase de moléculas no propios se llaman antígenos (abreviatura de contra cuerpo Gen erators) y se definen como sustancias que se unen a específicos receptores inmunes y provocar una respuesta inmune.
Los recién nacidos no tienen exposición previa a microbios y son particularmente vulnerables a la infección. La madre proporciona varias capas de protección pasiva. Durante el embarazo, un tipo particular de anticuerpo, llamado IgG, se transporta de la madre al bebé directamente a través de la placenta, por lo que los bebés humanos tienen altos niveles de anticuerpos incluso al nacer, con el mismo rango de especificidades de antígeno que su madre.
La leche materna o el calostro también contienen anticuerpos que se transfieren al intestino del bebé y protegen contra las infecciones bacterianas hasta que el recién nacido pueda sintetizar sus propios anticuerpos. Esto es inmunidad pasivaporque el feto en realidad no produce células de memoria o anticuerpos, solo los toma prestados.
Esta inmunidad pasiva suele ser a corto plazo y dura desde unos pocos días hasta varios meses. En medicina, la inmunidad pasiva protectora también se puede transferir artificialmente de un individuo a otro a través de suero rico en anticuerpos.
Sistema inmune innato
Los microorganismos o toxinas que ingresan con éxito en un organismo encuentran las células y los mecanismos del sistema inmune innato. La respuesta innata generalmente se activa cuando los microbios se identifican mediante receptores de reconocimiento de patrones, que reconocen los componentes que se conservan entre amplios grupos de microorganismos, o cuando las células dañadas, lesionadas o estresadas envían señales de alarma, muchas de las cuales (pero no todas ) son reconocidos por los mismos receptores que los que reconocen los patógenos.
Las defensas inmunes innatas no son específicas, lo que significa que estos sistemas responden a los patógenos de manera genérica. Este sistema no confiere inmunidad duraderacontra un patógeno El sistema inmune innato es el sistema dominante de defensa del huésped en la mayoría de los organismos.
Reconocimiento de patrones por celdas
Las células del sistema inmune innato utilizan receptores de reconocimiento de patrones (PRR) para reconocer las estructuras moleculares producidas por los patógenos microbianos. Los PRR son sensores del huésped codificados por la línea germinal, que detectan moléculas típicas de los patógenos. Son proteínas expresadas, principalmente, por células del sistema inmune innato, como las células dendríticas, macrófagos, monocitos, neutrófilos y células epiteliales, para identificar dos clases de moléculas:
Patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP), que están asociados con patógenos microbianos y patrones moleculares asociados con daños (DAMP), que están asociados con componentes de las células del huésped que se liberan durante el daño celular o la muerte.
Receptores de peaje
El reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos extracelulares o endosómicos (PAMP) está mediado por proteínas transmembrana conocidas como receptores tipo toll (TLR). Los TLR comparten un motivo estructural típico, las repeticiones ricas en Leucina (LRR), que les dan su aspecto específico y también son responsables de la funcionalidad TLR.
Los receptores tipo Toll se descubrieron por primera vez en Drosophila y desencadenan la síntesis y secreción de citocinas y la activación de otros programas de defensa del huésped que son necesarios para las respuestas inmunes innatas o adaptativas. Hasta la fecha, se han descrito diez miembros funcionales de la familia TLR en humanos.
Receptores citosólicos
Las células en el sistema inmune innato tienen receptores de reconocimiento de patrones que detectan infección o daño celular en el citosol. Tres clases principales de estos receptores citosólicos son NOD-como receptores, RIG (gen de ácido-inducible retinoico) -como receptores, y sensores de ADN citosólicas.
Inflammasomas
Los inflamalamomas son complejos multiproteicos (consisten en un NLR, la Proteína adaptadora ASC y la molécula efectora pro-caspasa-) que se forman en respuesta a los PAMP y DAMP citosólicos, cuya función es generar formas activas de las citocinas inflamatorias IL-β y IL-.
Barreras de superficie
Varias barreras protegen a los organismos de la infección, incluidas las barreras mecánicas, químicas y biológicas. La cutícula cerosa de la mayoría de las hojas, el exoesqueleto de los insectos, las cáscaras y las membranas de los huevos depositados externamente y la piel son ejemplos de barreras mecánicas que son la primera línea de defensa contra la infección.
Sin embargo, como los organismos no se pueden sellar completamente de sus entornos, otros sistemas actúan para proteger las aberturas del cuerpo, como los pulmones, los intestinos y el tracto genitourinario. En los pulmones, tos ylos estornudos expulsan mecánicamente patógenos y otros irritantes del tracto respiratorio.
La acción de enjuague de las lágrimas y la orina también expulsa mecánicamente a los patógenos, mientras que la mucosidad secretada por el tracto respiratorio y gastrointestinal sirve para atrapar y enredar microorganismos.
Las barreras químicas también protegen contra la infección. La piel y el tracto respiratorio secretan péptidos antimicrobianos como las β- defensinas. Las enzimas como la lisozima y la fosfolipasa A2 en la saliva, las lágrimas y la leche materna también son antibacterianas. Las secreciones vaginales sirven como una barrera química después de la menarquia, cuando se vuelven ligeramente ácidas, mientras que el semen contiene defensinas y zinc para matar los patógenos.
En el estómago, el ácido gástrico sirve como una poderosa defensa química contra los patógenos ingeridos.
Dentro de los tractos genitourinario y gastrointestinal, la flora comensal sirve como barreras biológicas al competir con las bacterias patógenas por comida y espacio y, en algunos casos, al cambiar las condiciones en su entorno, como el pH o el Hierro disponible. Como resultado de la relación simbiótica entre comensales y el sistema inmune, se reduce la probabilidad de que los patógenos alcancen un número suficiente para causar enfermedades.
Sin embargo, dado que la mayoría de los antibióticos se dirigen de manera inespecífica a las bacterias y no afectan a los hongos, los antibióticos orales pueden provocar un «crecimiento excesivo» de hongos y causar afecciones como una candidiasis vaginal (una infección por hongos). Hay buena evidencia de que la reintroducción de laflora probiótica, como los cultivos puros de lactobacilos que normalmente se encuentran en el yogur sin pasteurizar, ayuda a restablecer un equilibrio saludable de las poblaciones microbianas en las infecciones intestinales en los niños y fomenta datos preliminares en estudios sobre gastroenteritis bacteriana, enfermedades inflamatorias del intestino, infección del tracto urinario e infecciones posquirúrgicas.
Componentes celulares
Los leucocitos (glóbulos blancos) actúan como organismos independientes unicelulares y son el segundo brazo del sistema inmune innato. Los leucocitos innatos incluyen los fagocitos ( macrófagos, neutrófilos y células dendríticas ), células linfoides innatas, mastocitos, eosinófilos, basófilos y células asesinas naturales.
Estas células identifican y eliminan patógenos, ya sea atacando patógenos más grandes a través del contacto o envolviendo y luego matando microorganismos.Las células innatas también son mediadores importantes en el desarrollo de órganos linfoides y la activación del sistema inmunitario adaptativo.
La fagocitosis es una característica importante de la inmunidad innata celular realizada por células llamadas fagocitos que engloban o comen patógenos o partículas. Los fagocitos generalmente patrullan el cuerpo en busca de patógenos, pero las citocinas pueden llamarlos a lugares específicos. Una vez que un patógeno ha sido engullido por un fagocito, queda atrapado en una vesícula intracelular llamada fagosoma, que posteriormente se fusiona con otra vesícula llamada lisosoma para formar un fagolisosoma.
El patógeno es eliminado por la actividad de las enzimas digestivas o después de un estallido respiratorio que libera radicales libres en el fagolisosoma.La fagocitosis evolucionó como un medio para adquirir Nutrientes, pero este papel se extendió en los fagocitos para incluir la absorción de patógenos como mecanismo de defensa.
La fagocitosis probablemente representa la forma más antigua de defensa del huésped, ya que se han identificado fagocitos en animales vertebrados e invertebrados.
Fagocitos
Los neutrófilos y los macrófagos son fagocitos que viajan por todo el cuerpo en busca de patógenos invasores. Los neutrófilos se encuentran normalmente en el torrente sanguíneo y son el tipo de fagocito más abundante, normalmente representan del 50% al 60% del total de leucocitos circulantes, y consisten en subpoblaciones de neutrófilos y enjauladores de neutrófilos..
Durante la fase aguda de la inflamación, particularmente como resultado de una infección bacteriana, los neutrófilos migran hacia el sitio de la inflamación en un proceso llamado quimiotaxis, y generalmente son las primeras células en llegar a la escena de la infección. Los macrófagos son células versátiles que residen dentro de los tejidos y producen una amplia gama de productos químicos que incluyen enzimas, proteínas complementarias y citocinas, a la vez que también pueden actuar como carroñeros que eliminan al cuerpo de células desgastadas y otros desechos, y como células presentadoras de antígenos.
Que activan el sistema inmune adaptativo.
Células dendríticas
Las células dendríticas (DC) son fagocitos en los tejidos que están en contacto con el entorno externo; por lo tanto, se encuentran principalmente en la piel, la nariz, los pulmones, el estómago y los intestinos. Se llaman así por su parecido con las dendritas neuronales, ya que ambas tienen muchas proyecciones similares a la columna vertebral, pero las células dendríticas no están conectadas de ninguna manera con el sistema nervioso.
Las células dendríticas sirven como un enlace entre los tejidos corporales y los sistemas inmunes innato y adaptativo, ya que presentan antígenos para las células T, uno de los tipos de células clave del sistema inmunitario adaptativo.
Granulocitos
Los granulocitos son leucocitos que tienen gránulos en su citoplasma. En esta categoría se encuentran los neutrófilos, mastocitos, basófilos y eosinófilos. Los mastocitos residen en los tejidos conectivos y las membranas mucosas, y regulan la respuesta inflamatoria. Con mayor frecuencia se asocian con alergia y anafilaxia.
Los basófilos y los eosinófilos están relacionados con los neutrófilos. Secretan mediadores químicos que participan en la defensa contra los parásitos y juegan un papel en las reacciones alérgicas, como el asma.
Células linfoides innatas
Las células linfoides innatas (ILC) son un grupo de células inmunes innatas que se derivan del progenitor linfoide común (CLP) y pertenecen al linaje linfoide. Estas células se definen por la ausencia de receptores de células B o T específicas de antígeno debido a la falta de gen activador de recombinación (RAG).
Las ILC no expresan marcadores de células mieloides o dendríticas.
Las células asesinas naturales, una de las ILC miembros, son linfocitos y un componente del sistema inmune innato que no ataca directamente a los microbios invasores. Por el contrario, las células NK destruyen las células huésped comprometidas, como las células tumorales o las células infectadas por virus, reconociendo dichas células por una condición conocida como «self perdido».
Este término describe células con niveles bajos de un marcador de superficie celular llamado MHC I ( complejo principal de histocompatibilidad ), una situación que puede surgir en las infecciones virales de las células huésped.Fueron nombrados «asesinos naturales» debido a la noción inicial de que no requieren activación para matar células que están «desaparecidas».
Durante muchos años no estaba claro cómo las células NK reconocen las células tumorales y las células infectadas. Ahora se sabe que la composición de MHC en la superficie de esas células se altera y las células NK se activan mediante el reconocimiento del «yo perdido». Las células NK normales no son reconocidas y atacadas por las células NK porque expresan antígenos MHC intactos.
Esos antígenos MHC son reconocidos por los receptores de inmunoglobulina de células asesinas (KIR) que esencialmente frenan las células NK.
Inflamación
La inflamación es una de las primeras respuestas del sistema inmune a la infección. Los síntomas de la inflamación son enrojecimiento, hinchazón, calor y dolor, que son causados por el aumento del flujo sanguíneo al tejido. La inflamación es producida por eicosanoides y citocinas, que son liberadas por células lesionadas o infectadas.
Los eicosanoides incluyen prostaglandinas que producen fiebre y la dilatación de los vasos sanguíneos asociados con la inflamación, y leucotrienos que atraen ciertos glóbulos blancos (leucocitos). Las citocinas comunes incluyeninterleucinas que son responsables de la comunicación entre los glóbulos blancos;
Quimiocinas que promueven la quimiotaxis; e interferones que tienen efectos antivirales, como el cierre de la síntesis de proteínas en la célula huésped. También se pueden liberar factores de crecimiento y factores citotóxicos. Estas citocinas y otras sustancias químicas reclutan células inmunes al sitio de la infección y promueven la curación de cualquier tejido dañado después de la eliminación de los patógenos.
Sistema de complemento
El sistema del complemento es una cascada bioquímica que ataca las superficies de las células extrañas. Contiene más de 20 proteínas diferentes y se llama así por su capacidad de «complementar» la destrucción de patógenos por anticuerpos. El complemento es el componente humoral principal de la respuesta inmune innata.
Muchas especies tienen sistemas complementarios, incluidos los no mamíferos como plantas, peces y algunos invertebrados.
En los humanos, esta respuesta se activa mediante la unión del complemento a los anticuerpos que se han unido a estos microbios o la unión de las proteínas del complemento a los Carbohidratos en las superficies de los microbios. Esta señal de reconocimiento desencadena una respuesta rápida de muerte.
La velocidad de la respuesta es el resultado de la amplificación de la señal que ocurre después de la activación proteolítica secuencial de las moléculas del complemento, que también son proteasas. Después de que las proteínas del complemento se unen inicialmente al microbio, activan su actividad proteasa, que a su vez activa otras proteasas del complemento, y así sucesivamente.
Esto produce una cascada catalítica que amplifica la señal inicial mediante controlretroalimentación positiva. La cascada da como resultado la producción de péptidos que atraen células inmunes, aumentan la permeabilidad vascular y opsonizan (recubren) la superficie de un patógeno, marcándolo para su destrucción.
Esta deposición de complemento también puede matar células directamente al alterar su membrana plasmática.
Sistema inmune adaptativo
El sistema inmune adaptativo evolucionó en los primeros vertebrados y permite una respuesta inmune más fuerte, así como una memoria inmunológica, donde cada patógeno es «recordado» por un antígeno característico. La respuesta inmune adaptativa es específica de antígeno y requiere el reconocimiento de antígenos «no propios» específicos durante un proceso llamado presentación de antígeno.
La especificidad antigénica permite la generación de respuestas que se adaptan a patógenos específicos o células infectadas por patógenos. La capacidad de montar estas respuestas personalizadas se mantiene en el cuerpo mediante «células de memoria». Si un patógeno infecta el cuerpo más de una vez, estas células de memoria específicas se utilizan para eliminarlo rápidamente.
El reconocimiento del antígeno
Las células del sistema inmunitario adaptativo son tipos especiales de leucocitos, llamados linfocitos. Las células B y las células T son los principales tipos de linfocitos y se derivan de las células madre hematopoyéticas en la médula ósea. Las células B están involucradas en la respuesta inmune humoral, mientras que las células T están involucradas en la respuesta inmune mediada por células.
Las células T asesinas solo reconocen los antígenos acoplados a las moléculas de MHC de clase I, mientras que las células T auxiliares y las células T reguladoras solo reconocen los antígenos acoplados a las moléculas de MHC de clase II. Estos dos mecanismos de presentación de antígenos reflejan los diferentes roles de los dos tipos de células T.
Un tercer subtipo menor son las células T γδ que reconocen los antígenos intactos que no están unidos a los receptores MHC. Las células T doble positivas están expuestas a una amplia variedad de autoantígenos en el timo, en los cuales el Yodo es necesario para su desarrollo y actividad del timo.
En contraste, el receptor específico de antígeno de células B es una molécula de anticuerpo en la superficie de las células B y reconoce patógenos completos sin necesidad de procesamiento de antígenos. Cada linaje de células B expresa un anticuerpo diferente, por lo que el conjunto completo de receptores de antígeno de células B representa todos los anticuerpos que el cuerpo puede fabricar.
Presentación de antígeno a los linfocitos T
Tanto las células B como las células T transportan moléculas receptoras que reconocen objetivos específicos. Las células T reconocen un objetivo «no propio», como un patógeno, solo después de que los antígenos (pequeños fragmentos del patógeno) han sido procesados y presentados en combinación con un receptor «propio» llamado molécula del complejo principal de histocompatibilidad (MHC).
Inmunidad mediada por células
Hay dos subtipos principales de células T: la célula T asesina y la célula T auxiliar. Además, hay células T reguladoras que tienen un papel en la modulación de la respuesta inmune.
Células T asesinas
Las células T asesinas son un subgrupo de células T que matan las células que están infectadas con virus (y otros patógenos), o que de otro modo están dañadas o son disfuncionales. Al igual que con las células B, cada tipo de célula T reconoce un antígeno diferente. Las células T asesinas se activan cuando su receptor de células T (TCR) se une a este antígeno específico en un complejo con el receptor MHC Clase I de otra célula.
El reconocimiento de este complejo MHC: antígeno es ayudado por un correceptor en la célula T, llamado CD. La célula T luego viaja por todo el cuerpo en busca de células donde los receptores MHC I llevan este antígeno. Cuando una célula T activada entra en contacto con dichas células, libera citotoxinas, como la perforina., que forman poros en la membrana plasmática de la célula objetivo, lo que permite la entrada de iones, agua y toxinas.
La entrada de otra toxina llamada granulisina (una proteasa) induce a la célula objetivo a sufrir apoptosis. La destrucción de células T de las células huésped es particularmente importante para prevenir la replicación de virus. La activación de las células T está estrechamente controlada y generalmente requiere una señal de activación de MHC / antígeno muy fuerte, o señales de activación adicionales proporcionadas por las células T «auxiliares» (ver más abajo).
Células T auxiliares
Las células T auxiliares regulan las respuestas inmunes innatas y adaptativas y ayudan a determinar qué respuestas inmunes da el cuerpo a un patógeno en particular. Estas células no tienen actividad citotóxica y no matan las células infectadas ni eliminan los patógenos directamente. En cambio, controlan la respuesta inmune al dirigir a otras células a realizar estas tareas.
Las células T auxiliares expresan receptores de células T (TCR) que reconocen el antígeno unido a las moléculas de MHC de clase II. El complejo MHC: antígeno también es reconocido por el correceptor CD de la célula auxiliar, que recluta moléculas dentro de la célula T (por ejemplo, Lck ) que son responsables de la activación de la célula T.
Las células T auxiliares tienen una asociación más débil con el complejo MHC: antígeno que el observado para las células T asesinas, lo que significa que muchos receptores (alrededor de 200-300) en la célula T auxiliar deben estar unidos por un antígeno MHC: para activar la célula auxiliar, mientras que las células T asesinas pueden activarse mediante la participación de una sola molécula de antígeno MHC:
La activación de las células T auxiliares también requiere una mayor duración del compromiso con una célula presentadora de antígeno.La activación de una célula T auxiliar en reposo hace que libere citocinas que influyen en la actividad de muchos tipos de células. Las señales de citoquinas producidas por las células T auxiliares mejoran la función microbicida de los macrófagos y la actividad de las células T asesinas.
Además, la activación de las células T auxiliares provoca una regulación positiva de las moléculas expresadas en la superficie de las células T, como el ligando CD (también llamado CD ), que proporcionan señales estimulantes adicionales que normalmente se requieren para activar las células B productoras de anticuerpos.
Células T gamma delta
Las células T gamma delta (células T γδ) poseen un receptor alternativo de células T (TCR) en lugar de las células T CD y CD (αβ) y comparten las características de las células T auxiliares, las células T citotóxicas y las células NK. Las condiciones que producen respuestas de las células T γδ no se entienden completamente.
Al igual que otros subconjuntos de células T ‘no convencionales’ que llevan TCR invariantes, como las células T asesinas naturales restringidas a CDd, las células T γδ se extienden por el límite entre la inmunidad innata y la adaptativa. Por un lado, las células T γδ son un componente de la inmunidad adaptativa, ya que reorganizan los genes TCRpara producir diversidad de receptores y también puede desarrollar un fenotipo de memoria.
Por otro lado, los diversos subconjuntos también son parte del sistema inmune innato, ya que los receptores restringidos de TCR o NK pueden usarse como receptores de reconocimiento de patrones. Por ejemplo, un gran número de células T humanas Vγ / Vδ responden en cuestión de horas a las moléculas comunes producidas por microbios, y las células T Vδ altamente restringidas en los epitelios responden a las células epiteliales estresadas.
La respuesta inmune humoral
Una célula B identifica a los patógenos cuando los anticuerpos en su superficie se unen a un antígeno extraño específico. Este complejo antígeno / anticuerpo es absorbido por las células B y procesado por proteólisis en péptidos. La célula B luego muestra estos péptidos antigénicos en sus moléculas MHC de clase II de superficie.
Esta combinación de MHC y antígeno atrae una célula T auxiliar compatible, que libera linfocinas y activa la célula B. A medida que la célula B activada comienza a dividirse, su descendencia ( células plasmáticas ) secreta millones de copias del anticuerpo que reconoce este antígeno. Estos anticuerpos circulan en el plasma sanguíneo y la linfa, se unen a los patógenos que expresan el antígeno y los marcan para su destrucción por activación del complemento o por absorción y destrucción por los fagocitos.
Los anticuerpos también pueden neutralizar los desafíos directamente, al unirse a toxinas bacterianas o al interferir con los receptores que los virus y las bacterias usan para infectar las células.
Memoria inmunológica
Cuando las células B y las células T se activan y comienzan a replicarse, algunas de sus crías se convierten en células de memoria de larga duración. A lo largo de la vida útil de un animal, estas células de memoria recuerdan cada patógeno específico encontrado y pueden generar una fuerte respuesta si el patógeno se detecta nuevamente.
Esto es «adaptativo» porque ocurre durante la vida de un individuo como una adaptación a la infección con ese patógeno y prepara el sistema inmunológico para futuros desafíos. La memoria inmunológica puede ser en forma de memoria pasiva a corto plazo o memoria activa a largo plazo.
Regulación fisiológica
El sistema inmune está involucrado en muchos aspectos de la regulación fisiológica en el cuerpo. El sistema inmune interactúa íntimamente con otros sistemas, como los sistemas endocrino y nervioso. El sistema inmune también juega un papel crucial en la embriogénesis (desarrollo del embrión), así como en la reparación y regeneración de tejidos.
Hormonas
Las hormonas pueden actuar como inmunomoduladores, alterando la sensibilidad del sistema inmune. Por ejemplo, las hormonas sexuales femeninas son inmunoestimuladores conocidos de respuestas inmunes adaptativas e innatas. Algunas enfermedades autoinmunes, como el lupus eritematoso, afectan preferentemente a las mujeres, y su aparición a menudo coincide con la pubertad.
Por el contrario, las hormonas sexuales masculinas como la testosterona parecen ser inmunosupresoras. Otras hormonas también parecen regular el sistema inmune, especialmente la prolactina,la hormona del crecimiento y la Vitamina D.
Vitamina D
Cuando una célula T se encuentra con un exterior patógeno, se extiende un receptor de la vitamina D. Este es esencialmente un dispositivo de señalización que permite que las células T se unan a la forma activa de vitamina D, la hormona esteroide Calcitriol. Las células T tienen una relación simbiótica con la vitamina D.
No solo las células T extienden un receptor de vitamina D, en esencia piden unirse a la versión de la hormona esteroide de la vitamina D, calcitriol, sino que la célula T expresa el gen CYPB1, que es el gen responsable de convertir la versión prehormonal de vitamina D, calcidiolen la versión de hormona esteroide, calcitriol.
Solo después de unirse al calcitriol las células T pueden realizar su función prevista. Otras células del sistema inmunitario que se sabe que expresan CYPB1 y, por lo tanto, activan el calcidiol de la vitamina D son las células dendríticas, los queratinocitos y los macrófagos.
Se conjetura que una disminución progresiva en los niveles hormonales con la edad es parcialmente responsable de las respuestas inmunes debilitadas en individuos que envejecen. Por el contrario, algunas hormonas están reguladas por el sistema inmunitario, especialmente la actividad de la hormona tiroidea.
La disminución de la función inmune relacionada con la edad también está relacionada con la disminución de los niveles de vitamina D en los ancianos. A medida que las personas envejecen, suceden dos cosas que afectan negativamente sus niveles de vitamina D. Primero, se quedan más adentro debido a la disminución de los niveles de actividad.
Esto significa que obtienen menos sol y, por lo tanto, producen menos colecalciferol a través de la radiación UVB. En segundo lugar, a medida que una persona envejece, la piel se vuelve menos experta en producir vitamina D.
Dormir y descansar
El sistema inmunitario se ve afectado por el sueño y el descanso, y la privación del sueño es perjudicial para la función inmune. Los bucles de retroalimentación complejos que involucran a las citocinas, como la interleucina- y el factor de necrosis tumoral α producido en respuesta a la infección, también parecen desempeñar un papel en la regulación del sueño de movimientos oculares no rápidos ( REM ).
Por lo tanto, la respuesta inmune a la infección puede provocar cambios en el ciclo del sueño, incluido un aumento en el sueño de onda lenta en relación con el sueño REM.
Cuando sufren de falta de sueño, las inmunizaciones activas pueden tener un efecto disminuido y pueden dar como resultado una producción de anticuerpos más baja y una respuesta inmune más baja que la que se observaría en un individuo bien descansado. Además, las proteínas como NFIL, que se ha demostrado que están estrechamente entrelazadas con la diferenciación de células T y nuestros ritmos circadianos, pueden verse afectadas por la alteración de los ciclos naturales de luz y oscuridad a través de casos de privación del sueño, trabajo por turnos, etc.
Como resultado, estas interrupciones pueden conducir a un aumento de afecciones crónicas como enfermedades cardíacas, dolor crónico y asma.
Además de las consecuencias negativas de la privación del sueño, se ha demostrado que el sueño y el sistema circadiano entrelazado tienen fuertes efectos reguladores sobre las funciones inmunológicas que afectan tanto la inmunidad innata como la adaptativa. Primero, durante la etapa temprana de sueño de onda lenta, una caída repentina en los niveles sanguíneos de cortisol, epinefrina y norepinefrina inducen un aumento en los niveles sanguíneos de las hormonas leptina, hormona de crecimiento hipofisaria y prolactina.
Estas señales inducen un estado proinflamatorio a través de la producción de las citocinas proinflamatorias interleucina-, interleucina-, TNF-alfa e IFN-gamma.. Estas citocinas estimulan las funciones inmunes, como la activación, proliferación y diferenciación de las células inmunes. Es durante este tiempo que las células T de memoria central y no diferenciadas, o menos diferenciadas, como naive y central, alcanzan su punto máximo (es decir, durante un tiempo de respuesta inmune adaptativa que evoluciona lentamente).
Además de estos efectos, el entorno de hormonas producidas en este momento (leptina, hormona de crecimiento hipofisaria y prolactina) apoya las interacciones entre APC y células T, un cambio del equilibrio de citocinas T h 1 / T h 2 hacia uno que admite T h 1, un aumento en la T h generalproliferación celular y migración de células T sin tratamiento previo a los ganglios linfáticos.
También se cree que este entorno apoya la formación de memoria inmune duradera a través del inicio de respuestas inmunes Th.
Por el contrario, durante los períodos de vigilia, las células efectoras diferenciadas, como las células citotóxicas asesinas naturales y los CTL (linfocitos T citotóxicos), alcanzan su punto máximo para obtener una respuesta efectiva contra cualquier patógeno intruso. Además, durante los tiempos activos de vigilia, las moléculas antiinflamatorias, como el cortisol y las catecolaminas, alcanzan su punto máximo.
Hay dos teorías sobre por qué el estado proinflamatorio está reservado para el tiempo de sueño. Primero, la inflamación causaría serios impedimentos cognitivos y físicos si ocurriera durante los tiempos de vigilia. En segundo lugar, la inflamación puede ocurrir durante los tiempos de sueño debido a la presencia de melatonina.
La inflamación causa mucho estrés oxidativoy la presencia de melatonina durante los tiempos de sueño podría contrarrestar activamente la producción de radicales libres durante este tiempo.
nutrición y Dieta
La desnutrición está asociada con enfermedades como la diabetes y la obesidad, que se sabe que afectan la función inmune. La desnutrición más moderada, así como ciertas deficiencias específicas de oligoelementos y nutrientes, también pueden comprometer la respuesta inmune.
Los alimentos ricos en ciertos Ácidos grasos pueden fomentar un sistema inmunológico saludable. Del mismo modo, la desnutrición fetal puede causar un deterioro del sistema inmune de por vida.
Reparación y regeneración
El sistema inmune, particularmente el componente innato, juega un papel decisivo en la reparación de tejidos después de un insulto. Los actores clave incluyen macrófagos y neutrófilos, pero otros actores celulares, como las células T γδ, las células linfoides innatas (ILC) y las células T reguladoras (Tregs), también son importantes.
La plasticidad de las células inmunes y el equilibrio entre las señales proinflamatorias y antiinflamatorias son aspectos cruciales de la reparación eficiente de los tejidos.Los componentes y vías inmunes también están involucrados en la regeneración, por ejemplo en anfibios. Según una hipótesis, los organismos que pueden regenerarse podrían ser menos inmunocompetentes que los organismos que no pueden regenerarse.
Trastornos de la inmunidad humana
El sistema inmune es una estructura notablemente efectiva que incorpora especificidad, inducibilidad y adaptación. Sin embargo, se producen fallas en la defensa del huésped y se dividen en tres grandes categorías: inmunodeficiencias, autoinmunidad e hipersensibilidad.
Inmunodeficiencias
Las inmunodeficiencias se producen cuando uno o más de los componentes del sistema inmunitario están inactivos. La capacidad del sistema inmunitario para responder a los patógenos disminuye tanto en los jóvenes como en los ancianos, y las respuestas inmunitarias comienzan a disminuir a los 50 años debido a la inmunosenescencia.
En los países desarrollados, la obesidad, el alcoholismo y el uso de drogas son causas comunes de la función inmune deficiente. Sin embargo, la desnutrición es la causa más común de inmunodeficiencia en los países en desarrollo.Las dietas que carecen de suficiente proteína están asociadas con una inmunidad celular mediada, actividad del complemento, función de fagocitos, concentraciones de anticuerpos IgA y producción de citocinas.
Además, la pérdida del timo a una edad temprana a través de la mutación genética o la extirpación quirúrgica da como resultado una inmunodeficiencia grave y una alta susceptibilidad a la infección.
Las inmunodeficiencias también pueden ser heredadas o ‘ adquiridas’. La enfermedad granulomatosa crónica, donde los fagocitos tienen una capacidad reducida para destruir los patógenos, es un ejemplo de inmunodeficiencia hereditaria o congénita. El SIDA y algunos tipos de cáncer causan inmunodeficiencia adquirida.
Autoinmunidad
Las respuestas inmunes hiperactivas forman el otro extremo de la disfunción inmune, particularmente los trastornos autoinmunes. Aquí, el sistema inmunitario no logra distinguir adecuadamente entre uno mismo y uno mismo, y ataca parte del cuerpo. En circunstancias normales, muchas células T y anticuerpos reaccionan con péptidos «propios».
Una de las funciones de las células especializadas (ubicadas en el timo y la médula ósea ) es presentar a los linfocitos jóvenes con autoantígenos producidos en todo el cuerpo y eliminar aquellas células que reconocen los autoantígenos, evitando la autoinmunidad.
Hipersensibilidad
La hipersensibilidad es una respuesta inmune que daña los propios tejidos del cuerpo. Se dividen en cuatro clases (Tipo I – IV) según los mecanismos involucrados y el curso temporal de la reacción hipersensible. La hipersensibilidad tipo I es una reacción inmediata o anafiláctica, a menudo asociada con alergia.
Los síntomas pueden variar desde molestias leves hasta la muerte. La hipersensibilidad de tipo I está mediada por IgE, que desencadena la desgranulación de mastocitos y basófilos cuando se reticula por antígeno. La hipersensibilidad de tipo II ocurre cuando los anticuerpos se unen a los antígenos en las propias células del paciente, marcándolos para su destrucción.
Esto también se llama hipersensibilidad dependiente de anticuerpos (o citotóxica), y está mediada por anticuerpos IgG e IgM. Los complejos inmunes (agregaciones de antígenos, proteínas del complemento y anticuerpos IgG e IgM) depositados en varios tejidos desencadenan reacciones de hipersensibilidad de tipo III.
La hipersensibilidad de tipo IV (también conocida como hipersensibilidad de tipo celular o retardada ) generalmente demora entre dos y tres días en desarrollarse. Las reacciones de tipo IV están involucradas en muchas enfermedades autoinmunes e infecciosas, pero también pueden involucrar dermatitis de contacto (hiedra venenosa ).
Estas reacciones están mediadas por células T, monocitos y macrófagos.
Inflamación idiopática
La inflamación es una de las primeras respuestas del sistema inmunitario a la infección, pero puede aparecer sin una causa conocida.
La inflamación es producida por eicosanoides y citocinas, que son liberadas por células lesionadas o infectadas. Los eicosanoides incluyen prostaglandinas que producen fiebre y la dilatación de los vasos sanguíneos asociados con la inflamación, y leucotrienos que atraen ciertos glóbulos blancos (leucocitos).
Las citocinas comunes incluyen interleucinas que son responsables de la comunicación entre los glóbulos blancos; quimiocinas que promueven la quimiotaxis; e interferones que tienen antiviralesefectos, como el cierre de la síntesis de proteínas en la célula huésped. También se pueden liberar factores de crecimiento y factores citotóxicos.
Estas citocinas y otras sustancias químicas reclutan células inmunes al sitio de la infección y promueven la curación de cualquier tejido dañado después de la eliminación de los patógenos.
Manipulación en medicina
La respuesta inmune se puede manipular para suprimir las respuestas no deseadas resultantes de la autoinmunidad, la alergia y el rechazo de trasplantes, y para estimular respuestas protectoras contra los patógenos que eluden en gran medida el sistema inmune (ver inmunización ) o el cáncer.
Inmunosupresión
Los medicamentos inmunosupresores se usan para controlar los trastornos autoinmunes o la inflamación cuando se produce un daño tisular excesivo, y para prevenir el rechazo del trasplante después de un trasplante de órgano.
Los medicamentos antiinflamatorios a menudo se usan para controlar los efectos de la inflamación. Los glucocorticoides son los más potentes de estos medicamentos; sin embargo, estos medicamentos pueden tener muchos efectos secundarios indeseables, como obesidad central, hiperglucemia, osteoporosis, y su uso debe controlarse estrictamente.
A menudo se usan dosis más bajas de medicamentos antiinflamatorios junto con medicamentos citotóxicos o inmunosupresores como el metotrexato o la azatioprina. Drogas citotóxicasinhibe la respuesta inmune al matar las células en división, como las células T activadas. Sin embargo, el asesinato es indiscriminado y otras células que se dividen constantemente y sus órganos se ven afectados, lo que causa efectos secundarios tóxicos.
Los medicamentos inmunosupresores, como la ciclosporina, impiden que las células T respondan correctamente a las señales al inhibir las vías de transducción de señales.
Inmunoestimulación
La inmunoterapia contra el cáncer cubre las formas médicas de estimular el sistema inmunitario para atacar los tumores cancerosos.
Vacunación
La memoria activa a largo plazo se adquiere después de la infección por la activación de las células B y T. La inmunidad activa también se puede generar artificialmente, a través de la vacunación. El principio detrás de la vacunación (también llamada inmunización ) es introducir un antígeno de un patógeno para estimular el sistema inmune y desarrollar inmunidad específica contra ese patógeno en particular sin causar la enfermedad asociada con ese organismo.Esta inducción deliberada de una respuesta inmune es exitosa porque explota la especificidad natural del sistema inmune, así como su inducibilidad.
Dado que las enfermedades infecciosas siguen siendo una de las principales causas de muerte en la población humana, la vacunación representa la manipulación más eficaz del sistema inmunitario que la humanidad ha desarrollado.
La mayoría de las vacunas virales se basan en virus vivos atenuados, mientras que muchas vacunas bacterianas se basan en componentes acelulares de microorganismos, incluidos componentes de toxinas inofensivas. Dado que muchos antígenos derivados de las vacunas acelulares no inducen fuertemente la respuesta adaptativa, la mayoría de las vacunas bacterianas reciben adyuvantes adicionales que activan las células presentadoras de antígeno del sistema inmune innato y maximizan la inmunogenicidad.
Inmunología tumoral
Otro papel importante del sistema inmune es identificar y eliminar tumores. Esto se llama vigilancia inmune. Las células transformadas de los tumores expresan antígenos que no se encuentran en las células normales. Para el sistema inmune, estos antígenos parecen extraños y su presencia hace que las células inmunes ataquen las células tumorales transformadas.
Los antígenos expresados por los tumores tienen varias fuentes; algunos se derivan de virus oncogénicos como el virus del papiloma humano, que causa cáncer de cuello uterino, vulva, vagina, pene, ano, boca y garganta, mientras que otras son las proteínas propias del organismo que se encuentran en niveles bajos en las células normales pero alcanzan niveles altos en las células tumorales.
Un ejemplo es una enzima llamada tirosinasa que, cuando se expresa a niveles altos, transforma ciertas células de la piel (por ejemplo, melanocitos ) en tumores llamados melanomas. Una tercera posible fuente de antígenos tumorales son las proteínas normalmente importantes para regular el crecimiento celular y la supervivencia, que comúnmente mutan en moléculas inductoras de cáncer llamadas oncogenes.
La respuesta principal del sistema inmune a los tumores es destruir las células anormales usando células T asesinas, a veces con la ayuda de células T auxiliares. Los antígenos tumorales se presentan en las moléculas de MHC de clase I de manera similar a los antígenos virales. Esto permite que las células T asesinas reconozcan la célula tumoral como anormal.
Las células NK también matan las células tumorales de manera similar, especialmente si las células tumorales tienen menos moléculas de MHC de clase I en su superficie de lo normal; Este es un fenómeno común con los tumores. Algunas veces los anticuerpos se generan contra las células tumorales permitiendo su destrucción por el sistema del complemento.
Claramente, algunos tumores evaden el sistema inmune y se convierten en cánceres. Las células tumorales a menudo tienen un número reducido de moléculas MHC de clase I en su superficie, evitando así la detección de las células T asesinas. Algunas células tumorales también liberan productos que inhiben la respuesta inmune;
Por ejemplo, secretando la citocina TGF-β, que suprime la actividad de macrófagos y linfocitos. Además, se puede desarrollar tolerancia inmunológica contra los antígenos tumorales, por lo que el sistema inmunitario ya no ataca las células tumorales.
Paradójicamente, los macrófagos pueden promover el crecimiento tumoral cuando las células tumorales envían citocinas que atraen a los macrófagos, que luego generan citocinas y factores de crecimiento como el factor alfa de necrosis tumoral que nutre el desarrollo del tumor o promueven la plasticidad de las células madre.
Además, una combinación de hipoxia en el tumor y una citocina producida por los macrófagos induce a las células tumorales a disminuir la producción de una proteína que bloquea la metástasis y, por lo tanto, ayuda a la propagación de las células cancerosas.
Predecir la inmunogenicidad
Las drogas más grandes (> 500 Da ) pueden provocar una respuesta inmune neutralizante, particularmente si las drogas se administran repetidamente o en dosis más grandes. Esto limita la efectividad de los medicamentos basados en péptidos y proteínas más grandes (que generalmente son más grandes que 6000 Da).
En algunos casos, el medicamento en sí no es inmunogénico, pero puede administrarse conjuntamente con un compuesto inmunogénico, como a veces es el caso de Taxol. Se han desarrollado métodos computacionales para predecir la inmunogenicidad de péptidos y proteínas, que son particularmente útiles para diseñar anticuerpos terapéuticos, evaluar la probable virulencia de mutaciones en las partículas de la cubierta viral y validar los tratamientos farmacológicos basados en péptidos propuestos.
Las primeras técnicas se basaron principalmente en la observación de que la hidrofilia los aminoácidos están sobrerrepresentados en las regiones del epítopo que los aminoácidos hidrófobos; sin embargo, desarrollos más recientes se basan en técnicas de aprendizaje automático que utilizan bases de datos de epítopos conocidos existentes, generalmente en proteínas virales bien estudiadas, como un conjunto de entrenamiento.
Se ha establecido una base de datos de acceso público para la catalogación de epítopos de patógenos que las células B pueden reconocer. El campo emergente de los estudios de inmunogenicidad basados en bioinformática se conoce como inmunoinformática. Inmunoproteómicaes el estudio de grandes conjuntos de proteínas ( proteómica ) involucradas en la respuesta inmune.
Evolución y otros mecanismos
Evolución del sistema inmune
Es probable que surgiera un sistema inmune adaptativo multicomponente con los primeros vertebrados, ya que los invertebrados no generan linfocitos o una respuesta humoral basada en anticuerpos. Sin embargo, muchas especies utilizan mecanismos que parecen ser precursores de estos aspectos de la inmunidad de los vertebrados.
Los sistemas inmunes aparecen incluso en las formas de vida estructuralmente más simples, con bacterias que utilizan un mecanismo de defensa único, llamado sistema de modificación de restricción para protegerse de los patógenos virales, llamados bacteriófagos. Los procariotas también poseen inmunidad adquirida, a través de un sistema que utiliza CRISPRsecuencias para retener fragmentos de los genomas del fago con los que han entrado en contacto en el pasado, lo que les permite bloquear la replicación del virus a través de una forma de interferencia de ARN.
Los procariotas también poseen otros mecanismos de defensa. Los elementos ofensivos del sistema inmunitario también están presentes en eucariotas unicelulares, pero los estudios sobre su papel en la defensa son pocos.
Los receptores de reconocimiento de patrones son proteínas utilizadas por casi todos los organismos para identificar moléculas asociadas con patógenos. Los péptidos antimicrobianos llamados defensinas son un componente conservado evolutivamente de la respuesta inmune innata que se encuentra en todos los animales y plantas, y representan la principal forma de inmunidad sistémica de invertebrados.
El sistema del complemento y las células fagocíticas también son utilizadas por la mayoría de las formas de vida de invertebrados. Las ribonucleasas y la vía de interferencia de ARN se conservan en todos los eucariotas, y se cree que juegan un papel en la respuesta inmune a los virus.
A diferencia de los animales, las plantas carecen de células fagocíticas, pero muchas respuestas inmunes de las plantas implican señales químicas sistémicas que se envían a través de una planta. Las células vegetales individuales responden a moléculas asociadas con patógenos conocidos como patrones moleculares asociados a patógenos o PAMP.
Cuando una parte de una planta se infecta, la planta produce una respuesta hipersensible localizada, por lo que las células en el sitio de la infección sufren una rápida apoptosis para evitar la propagación de la enfermedad a otras partes de la planta. La resistencia adquirida sistémica (SAR) es un tipo de respuesta defensiva utilizada por las plantas que hace que toda la planta sea resistente a un agente infeccioso particular.
Los mecanismos de silenciamiento de ARN son particularmente importantes en esta respuesta sistémica, ya que pueden bloquear la replicación del virus.
Sistema inmunitario adaptativo alternativo
La evolución del sistema inmune adaptativo ocurrió en un antepasado de los vertebrados con mandíbula. Muchas de las moléculas clásicas del sistema inmunitario adaptativo (p. Ej., Inmunoglobulinas y receptores de células T ) solo existen en los vertebrados con mandíbula. Sin embargo, se ha descubierto una molécula distinta derivada de linfocitos en vertebrados primitivos sin mandíbula, como la lamprea y el pez bruja.
Estos animales poseen una gran variedad de moléculas llamadas receptores de linfocitos variables (VLR) que, al igual que los receptores de antígenos de los vertebrados con mandíbula, se producen a partir de un pequeño número (uno o dos) de genes. Se cree que estas moléculas se unen a agentes patógenos.antígenos de forma similar a los anticuerpos, y con el mismo grado de especificidad.
Manipulación por patógenos
El éxito de cualquier patógeno depende de su capacidad para eludir las respuestas inmunes del huésped. Por lo tanto, los patógenos desarrollaron varios métodos que les permiten infectar con éxito a un huésped, mientras evaden la detección o destrucción por parte del sistema inmune. Las bacterias a menudo superan las barreras físicas mediante la secreción de enzimas que digieren la barrera, por ejemplo, mediante el uso de un sistema de secreción de tipo II.
Alternativamente, usando un sistema de secreción de tipo III, pueden insertar un tubo hueco en la célula huésped, proporcionando una ruta directa para que las proteínas se muevan del patógeno al huésped. Estas proteínas a menudo se usan para cerrar las defensas del huésped.
Una estrategia de evasión utilizada por varios patógenos para evitar el sistema inmune innato es esconderse dentro de las células de su huésped (también llamada patogénesis intracelular ). Aquí, un patógeno pasa la mayor parte de su ciclo de vida dentro de las células huésped, donde está protegido del contacto directo con las células inmunes, los anticuerpos y el complemento.
Algunos ejemplos de patógenos intracelulares incluyen virus, la bacteria de la intoxicación alimentaria Salmonella y los parásitos eucariotas que causan malaria ( Plasmodium falciparum ) y leishmaniasis ( Leishmania spp. ). Otras bacterias, como Mycobacterium tuberculosis, viven dentro de una cápsula protectora que evita la lisis por complemento.
Muchos patógenos secretan compuestos que disminuyen o desvían la respuesta inmune del huésped. Algunas bacterias forman biopelículas para protegerse de las células y proteínas del sistema inmunitario. Tales biopelículas están presentes en muchas infecciones exitosas, por ejemplo, las infecciones crónicas por Pseudomonas aeruginosa y Burkholderia cenocepacia características de la fibrosis quística.
Otras bacterias generan proteínas de superficie que se unen a los anticuerpos, haciéndolos ineficaces; ejemplos incluyen Streptococcus (proteína G),Staphylococcus aureus (proteína A) y Peptostreptococcus magnus (proteína L).
Los mecanismos utilizados para evadir el sistema inmunitario adaptativo son más complicados. El enfoque más simple es cambiar rápidamente los epítopos no esenciales ( aminoácidos y / o azúcares) en la superficie del patógeno, mientras se mantienen ocultos los epítopos esenciales. Esto se llama variación antigénica.
Un ejemplo es el VIH, que muta rápidamente, por lo que las proteínas en su envoltura viral que son esenciales para la entrada en la célula objetivo del huésped cambian constantemente. Estos cambios frecuentes en los antígenos pueden explicar las fallas de las vacunas dirigidas a este virus. El parásito Trypanosoma bruceiutiliza una estrategia similar, cambiando constantemente un tipo de proteína de superficie por otra, lo que le permite estar un paso por delante de la respuesta de anticuerpos.
El enmascaramiento de antígenos con moléculas huésped es otra estrategia común para evitar la detección por parte del sistema inmune. En el VIH, la envoltura que cubre el virión se forma a partir de la membrana más externa de la célula huésped; tales virus «encubiertos» dificultan que el sistema inmunitario los identifique como estructuras «no propias».
Historia de la inmunología
La inmunología es una ciencia que examina la estructura y la función del sistema inmune. Se origina en la medicina y los primeros estudios sobre las causas de la inmunidad a la enfermedad. La primera referencia conocida a la inmunidad fue durante la plaga de Atenas en 430 a. C. Tucídides señaló que las personas que se habían recuperado de un episodio anterior de la enfermedad podían cuidar a los enfermos sin contraer la enfermedad por segunda vez.
En el siglo XVIII, Pierre-Louis Moreau de Maupertuis realizó experimentos con veneno de escorpión y observó que ciertos perros y ratones eran inmunes a este veneno. En el siglo X, el médico persa al-Razi(también conocido como Rhazes) escribió la primera teoría registrada de la inmunidad adquirida, :
6 señalando que un ataque de viruela protegía a sus sobrevivientes de futuras infecciones. Aunque explicó la inmunidad en términos del «exceso de humedad» que es expulsado de la sangre, evitando así que la enfermedad ocurra por segunda vez, esta teoría explicó muchas observaciones sobre la viruela conocidas durante este tiempo.
Estas y otras observaciones de la inmunidad adquirida fueron luego explotadas por Louis Pasteur en su desarrollo de la vacunación y su teoría de la enfermedad por gérmenes propuesta. La teoría de Pasteur estaba en oposición directa a las teorías contemporáneas de la enfermedad, como la teoría del miasma.
No fue hasta las pruebas de Robert Koch en 1891, por las cuales recibió el Premio Nobel en 1905, que los microorganismos fueron confirmados como la causa de enfermedades infecciosas. Los virus fueron confirmados como patógenos humanos en 1901, con el descubrimiento de la fiebre amarilla.virus por Walter Reed.
La inmunología hizo un gran avance hacia fines del siglo XIX, a través de desarrollos rápidos, en el estudio de la inmunidad humoral y la inmunidad celular. Particularmente importante fue el trabajo de Paul Ehrlich, quien propuso la teoría de la cadena lateral para explicar la especificidad de la reacción antígeno-anticuerpo;
Sus contribuciones a la comprensión de la inmunidad humoral fueron reconocidas por la concesión de un Premio Nobel en 1908, que fue otorgado conjuntamente al fundador de la inmunología celular, Elie Metchnikoff.
Enfoques teóricos del sistema inmune
La inmunología es fuertemente experimental en la práctica diaria, pero también se caracteriza por una actitud teórica continua. Se han sugerido muchas teorías en inmunología desde finales del siglo XIX hasta la actualidad. A finales del siglo XIX y principios del XX se produjo una batalla entre las teorías de inmunidad «celular» y «humoral».
Según la teoría celular de la inmunidad, representada en particular por Elie Metchnikoff, fueron las células, más precisamente los fagocitos, las responsables de las respuestas inmunitarias. En contraste, la teoría humoral de la inmunidad, sostenida, entre otros, por Robert Koch y Emil von Behring, afirmó que los agentes inmunes activos eran componentes solubles (moléculas) que se encuentran en los «humores» del organismo en lugar de sus células.
A mediados de la década de 1950, Frank Burnet, inspirado en una sugerencia hecha por Niels Jerne, formuló la teoría de la selección clonal (CST) de la inmunidad. Sobre la base de CST, Burnet desarrolló una teoría de cómo se desencadena una respuesta inmune de acuerdo con la distinción de uno mismo / no:
Los constituyentes «propios» (constituyentes del cuerpo) no desencadenan respuestas inmunes destructivas, mientras que las entidades «no propias» (patógenos, un aloinjerto) desencadenan una respuesta inmune destructiva. La teoría se modificó más tarde para reflejar nuevos descubrimientos con respecto a la histocompatibilidad o la compleja activación de «dos señales» de las células T.La teoría de la inmunidad del self / non-self y el vocabulario del self / non-self han sido criticados, pero siguen siendo muy influyentes.
Más recientemente, se han sugerido varios marcos teóricos en inmunología, incluyendo puntos de vista » autopoiéticos «, puntos de vista «inmunes cognitivos», el » modelo de peligro » (o «teoría del peligro»), y la «discontinuidad «teoría. El modelo de peligro, sugerido por Polly Matzinger y sus colegas, ha sido muy influyente, suscitando muchos comentarios y discusiones.