Download 5.3 Inmunidad frente a virus

UNIVERSIDAD NACIONAL DE
ASUNCIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CÁTEDRA DE
INMUNOLOGÍA
CLÍNICA
UNIDAD TEMÁTICA:
INMUNOLOGÍA DE LOS
PROCESOS INFECCIOSOS
OBJETIVOS
Conocer los aspectos básicos de las infecciones
Identificar y caracterizar los mecanismos propios
de la inmunidad innata y adaptativa que median
la defensa frente a las infecciones.
Comprender los conceptos centrales vinculados a
la inmunidad antimicrobiana
Conocer los diferentes mecanismos que
utilizan los microorganismos para evadir el
ataque del sistema inmunitario
CONTENIDOS

5.3Respuesta
inmune frente a las infecciones
virales.
1.Plasticidad de la respuesta en función de las
características del virus.
2.Respuestas inductoras y efectoras.
Protección a largo plazo.
3.Mecanismos de evasión inmune.
INTRODUCCIÓN
 LAS INFECCIONES VIRALES TIENEN UN GRAN
IMPACTO EN LA SALUD HUMANA.
 Las infecciones del tracto respiratorio y las
gastroenteritis virales se encuentran en las
enfermedades infecciosas de mayor incidencia.
 Otros virus causan anomalías congénitas, como
virus de la rubéola y el citomegalovirus. Asimismo,
se han identificado virus asociados con el
desarrollo de tumores, a veces malignos, como
ocurre con el papiloma y ciertos retrovirus.
 Las hepatitis virales son infecciones frecuentes y
actualmente, la pandemia del SIDA afecta a millones
de personas.
 Para la mayoría de las enfermedades de origen viral no
se dispone de tratamiento específico debido a las
estrategias de replicación, porque utilizan
componentes de la célula que infectan.
 Cuando se produce una infección viral, el sistema
inmunitario del hospedador pone en juego diversos
mecanismos capaces de eliminar a estos
microorganismos. Los virus, a su vez utilizan diversas
estrategias con el objeto de evadir la respuesta
inmunitaria, replicarse y finalmente transmitirse a otros
individuos.
EL DAÑO CAUSADO POR LOS VIRUS
 Los virus pueden inducir diferentes efectos sobre las
células que infectan, aún cuando no se repliquen.
 El daño celular puede ser inducido por el propio virus o
por el sistema inmune en respuesta a la infección.
MECANISMOS DE DAÑO DIRECTO
 Involucran la alteración de procesos celulares esenciales
como:




Síntesis de proteínas
Síntesis de DNA-RNA y transporte vesicular
Inducción o inhibición de la apoptosis
Inducción de alteraciones en la permeabilidad de la
membrana celular
Grandes cantidades de componentes virales que se acumulan
en la célula en los últimos estadios del ciclo de replicación,
sobre todo los componentes de las cápside, suelen resultar
tóxicos para la célula.
MECANISMOS DE DAÑO
INDIRECTO
Están mediados por la acción de:
 Células TCD8: virus de la hepatitis B y C
 Células TCD4: virus del sarampión
 Anticuerpos: virus del dengue
MODELOS DE INFECCIÓN VIRAL
Para poder persistir en la naturaleza, los virus deben
infectar un huésped y multiplicarse hasta alcanzar
niveles suficientes en órganos o secreciones que
permitan su transmisión posterior.
Las infecciones virales pueden cursar de dos formas:
 Aguda
 Persistente
INFECCIONES PERSISTENTES
 Crónicas: producción continua de virus. Ej Virus de la
Hepatitis B
 Latentes: el virus es producido intermitentemente. Ej.
Herpes virus
 Lentas: se caracteriza por un largo período transcurrido
entre el contacto inicial con el virus hasta la aparición
de síntomas. Ej virus del sarampión
 Transformantes: alteran los mecanismos que regulan el
crecimiento celular. Ej virus del papiloma
Inmunidad Innata
 El primer paso en el desarrollo de la respuesta
inmunitaria antiviral es el reconocimiento de
componentes virales por la inmunidad innata mediante
RRP.
 Este reconocimiento temprano pone en marcha un
conjunto de respuestas, entre las que se destacan…
Interferones de tipo I
 Activan cientos de genes que inhiben la
replicación viral y ejercen mecanismos
inmunorreguladores
 Son producidos luego del reconocimiento de
moléculas virales en el citosol o en el
compartimiento endosómico y actúan de forma
autocrina y paracrina induciendo la activación de
genes antivirales.
 La producción de estos genes inhiben la replicación
viral, inducen la apoptosis de las células infectadas y
pueden modular la respuesta inmune adaptativa
 EL SISTEMA DE IFN DE TIPO I REPRESENTA EL
MECANISMO EFECTOR TEMPRANO MÀS
IMPORTANTE PROPIO DE LA INMUNIDAD
ANTIVIRAL
 El reconocimiento de los virus por los RRP pone en
marcha, además, la producción de citocinas
proinflamatorias, las cuales reclutan células
inmunitarias como las células dendríticas
plasmocitoides, capaces de secretar enormes cantidades
de IFN de tipo I y las células NK, capaces de inducir la
apoptosis de las células infectadas.
 Estos mecanismos efectores de la inmunidad innata no
sólo intentaran contener las infecciones virales
rápidamente; también modularán el curso de la
respuesta adaptativa
Reconocimiento viral por los RRP
 La activación del sistema de los IFN de tipo I, la
secreción de citocinas proinflamatorias con el
consecuente reclutamiento de las células inmunitarias,
la inducción de la endocitosis de virus por CDC y su
maduración fenotípica y funcional, requieren el
reconocimiento viral por los RRP.
 Pueden ser reconocidos por células inmunitarias como
no inmunitarias.
 Los RPP se distribuyen en los diferentes
compartimientos celulares: citosol, endosomas y
membrana plasmática.
 La distribución le permite a cualquier célula infectada,
reconocer PAMP virales mediante receptores
citosólicos, mientras que las células inmunitarias son
capaces, además , de activarse mediante receptores de
membrana, luego del reconocimiento del virus en el
espacio extracelular o mediante receptores
endosómicos después de la endocitosis de las partículas
virales.
Reconocimiento
viralcitosólicos
en el citosol
 RIG: RIG-1 y MDA5. Detectores
del ARN
virico que responden a ácidos nucleicos víricos. Al
unirse inicia señales que conducen a la activación de
IRF3 e IRF7 o NF-Kb
 NOD: detectan la presencia de PAMP Y DAMP. Además
de inducir la producción de IFN; El ARN vírico suele
activar el NLRP-inflamasoma que induce la secreción
de citocinas proinflamatorias. Se desconoce si reconoce
DNA viral en forma directa.
 Receptores de DNA viral: Proteína DAI, AIM2.
RECEPTORES DE TIPO TOLL
 La mayoría de los virus atraviesan, el compartimiento
endosómico de las células que infectan.
 En consecuencia, existe un grupo de receptores en la
membrana endosómica que reconocen la presencia de
ácidos nucleícos virales: los receptores TLR3, TLR7 y
TLR9
 TLR7 y TLR9 se expresan el CDP e inducen la secreción
de grandes cantidades de IFN tipo I luego del
reconocimiento de Ac. Nucleicos virales
 TRL3 se distribuye en forma más amplia que el resto. Se
encuentra en CD, MQ, NK, Mastocitos y en células no
hematopoyéticas.
 Puede activarse luego de la endocitosis de virus con
genomas compuestos por RNA bicatenario o células
necróticas o apoptóticas infectadas.
 No sólo induce la secreción de IFN tipo I en células
dendríticas, sino también la maduración y favorece la
presentación cruzada de antìgenos
RECEPTORES DE LECTINA TIPO C
 Reconocen hidratos de carbono, su función principal es
mediar la endocitosis de antígenos para que sean
degradados en compartimientos lisosómicos y
presentados a LT.
 Se expresan mayormente en células dendríticas
convencionales inmaduras y en los macrófagos
 Algunos de estos son empleados por ciertos virus para
infectar células y favorecer su diseminación (DC-SING)
CELULAS NATURAL KILLER
 Cumplen un papel muy importante en la inmunidad
antiviral. En los primeros momentos de la infección se
extravasan al foco infeccioso, inducen a la apoptosis de
las células infectadas y producen citocinas inflamatorias
IFN-γ y TNF-α
 Se activan por acción de citocinas inflamatorias o por el
contacto con células infectadas, a través de un complejo
juego que se establece entre receptores activadores e
inhibidores expresados por la propia célula
MODULACION DE NK Y SU
CAPACIDAD DE PRODUCIR IFN-γ
 Se destaca la actividad estimuladora mediada por los
IFN de tipo I, IL-12, IL-15 e IL-18.
 La baja expresión de moléculas de MHC I convierte a las
células infectadas en dianas o blancos de las NK.
 Expresión de ligandos para receptores activadores de las
células NK.
 Aumento en la expresión de ligandos endógenos para
receptores activadores.
CÉLULAS DENDRÍTICAS
PLASMOCITOIDES
 Son reclutadas en los tejidos infectados por virus donde
mediante las secreción de grandes cantidades de IFN de
tipo I, median una importante acción antiviral.
 Se extravasan al tejido inflamado durante la infección
viral y pueden activarse mediante el reconocimiento de
ac. nucleicos virales, fundamentalmente TLR7 Y TLR9.
 Secretan IFN de tipo I entre 100 y 1000 veces más que la
mayoría de las células infectadas y expresan en forma
constitutiva altos niveles de IRF7.
 También producen TNF-β, IL-6 e IL-12, y quimiocinas
inflamatorias.
 Expresan RIG-1 y MDA-5 que reconocen intermediarios
de RNA pero no desempeñan ningún papel en su
activación.
El sistema del interferón como
agente antiviral
 Se producen en grandes cantidades luego de una
infección viral e inhiben la replicación viral en la células
infectada. El estado antiviral alcanza a las células
vecinas. Modula crecimiento celular, diferenciación,
apoptosis y respuestas innatas y adaptativas
 IFN TIPO I: IFN-α, INF-β y otros como IFN-ϖ, IFN-ε,
IFN-κ, IFN-τ, IFN-ο e IFN-δ. Median en forma directa
una poderosa acción antiviral.
 IFN TIPO II: IFN-γ se destaca en función de su
capacidad de modular las respuesta innata y adaptativa
y su capacidad de inducir la activación del macrófago.
Es sintetizado por células NK, linfocitos TH1 y T CD8+
REGULACIÓN TRANSCRIPCIONAL
DEL SISTEMA IFN (α/β)
 Es inducida fundamentalmente, a través de dos familias
de RRP: TLR y NOD.
 TLR3 reconoce RNA bicatenario e induce la
transcripción de los promotores de IFN-β e
incrementan la expresión de moléculas
coestimulatorias CD80 y CD86, cambios que indican un
proceso de maduración.
 TLR7 reconoce RNA monocatenario y TLR9 reconoce
DNA que contiene motivos CpG no metilados inducen a
los IFN (α/β)
 TLR4 expresado en la membrana reconoce proteinas de
la envoltura de virus induce el promotor de IFN-β
 TLR2: necesario para la producción de IL-6 en respuesta
a la hemaglutinina del virus del sarampión. El CMV
también activa este receptor y dispara la producción de
IL-6 e IL-8 en los macrófagos.
 El reconocimiento conduce al reclutamiento de
moléculas adaptadoras con dominios TIR: MyD88,
TIRAP, TRAM, TRIF; que disparan una cascada de
señales que dan lugar a la activación de NF-kB, IRF-3 e
IRF-7, los cuales promueven la activación del promotor
de IFN-β y posibilitan su transcripción.
 También puede ser activado por los RLR: RIG-1 y MDA-
5 que activan a NF-kB, IRF-3
 Entre los factores inducidos por RNA viral bicatenario.
IRF-3 tendría un papel central.
 El IRF-3 fosforilado se transloca al núcleo e interactúa
con la proteína de unión a CREB y p300 y forma un
complejo llamado DRAF1, que activa al promotor de
IFN-β.
 Una vez producido el IFN-β interactúa con su receptor
de membrana y desencadenan señales que conducen a
la activación de un complejo formado por
STAT1/STAT2/IRF-9 llamado factor génico 3 estimulado
por interferón (ISGF3) que induce a la expresión de
IRF7 por unión a secuencias específicas de DNA que
contienen un motivo en común, el elemento de
respuesta al IFN: ISRE
 El IRF7 fosforilado, en forma similar al IRF3 activa los
promotores para para los IFN (α/β)
Este mecanismo de retroalimentación positiva permite la
producción masiva de IFN de tipo I (α/β)
Transducción de señales y
activación transcripcional de genes
inducidos por IFN de tipo I
 El INF-α y INF-β utilizan el mismo receptor IFNAR e
interactúan con éste en la superficie de las células infectadas
y en células vecinas.
Los extremos citoplasmáticos de las subunidades del receptor
están asociadas a tirosincinasas JAK. La unión produce la
activación de estas cinasas, las cuales fosforilan los factores
de transcripción STAT que luego se translocan al núcleo
asociados con IRF9 que se une a secuencias específicas de
DNA que contienen un motivo común ISRE.
Los promotores son estimulados y conducen a una inducción
trascripcional de cientos de genes que codifican proteínas
que inhiben la replicación viral.
Los promotores son estimulados y conducen a
una inducción trascripcional de cientos de
genes que codifican proteínas que inhiben la
replicación viral.
 La activación de la PKR durante la infección
viral, inducida principalmente por RNA de
doble cadena, provoca la fosforilación e
inactivación del factor de traducción eIF-2α.
 En consecuencia se produce el bloqueo de la
síntesis de proteínas y la inhibición de la
replicación viral.
 Además puede conducir a la fosforilación de
otros factores de transcripción. Lo que
podría explicar la actividad proapoptótica
de la PKR, actividad que puede contribuir a
sus propiedades antivirales
 La 2-5 oligoadenilato sintetasa es
inducida por el sistema de
interferones y activada por
moléculas de RNA de doble cadena.
 Cuando se activa cataliza la síntesis
de 2-5 oligoadenilatos, responsables
de la actividad de una RNAas latente
que degrada al RNA e inhibe de esta
forma la replicación viral, así mismo
también conducir a la apoptosis de
la célula infectada
 Otro de los genes inducidos transcripcionalmente por
INF tipo I es el que codifica una adenosindesaminasa
específica de RNA que edita el RNA y modifica las
secuencias de RNA celular y viral, aumentando de este
modo el número de proteínas mutadas en las células
infectadas.
 P56 es un inhibidor de la traducción con capacidad
para unirse al factor de iniciación de traducción.
 Las proteinas Mx (GTPasa)
se asocian con la
nucleocápside, inhibe su
transporte y o altera sus
propiedades y bloquea en
consecuencia la replicación
viral
 La NOS produce óxido
nítrico durante la
conversión de arginina a
citrulina y es capaz de
inhibir la replicación de
ciertos virus.
MODULACIÓN DE LA
FUNCIONALIDAD DE CELULAS
INMUNES
 La activación de células NK
 La diferenciación de células TCD4 en un perfil TH1
 La activación de células TCD8 citotóxicas
 El incremento de la expresión de moléculas del MHC de
clases I y II, facilitando la presentación antigénica a
células T por CPA profesionales y no profesionales.
 Memoria inmunitaria en las respuestas mediadas tanto
por células T CD4 como TCD8
INMUNIDAD ADAPTATIVA
 Mientras la inmunidad innata enfrenta al proceso
infeccioso, comienza a generarse la respuesta
adaptativa, llevada a cabo por linfocitos efectores y por
plasmocitos productores de anticuerpos específicos.
 Los componentes críticos de la inmunidad adaptativa
en la respuesta antiviral son:
1. Linfocitos T citotóxicos
2. Anticuerpos neutralizantes
 Los LT CD8 citotóxicos reconocen y eliminan células
infectadas y además secretan citocinas con actividad
inmunomoduladora y antiviral IFN-γ y TNF-α.
La respuesta desempeña un papel crítico en la
erradicación de infecciones virales.
 Los anticuerpos neutralizantes previenen la infección de las
células diana y promueven la eliminación de las partículas
virales desde los compartimientos extracelulares.
 La presencia de anticuerpos neutralizantes es capaz de
modificar el curso de una infección en su etapa temprana, e
incluso de evitar que esta se produzca.
 En infecciones persistentes, los anticuerpos neutralizantes
contribuyen a la inmunidad antiviral eliminando en forma
continua virus presentes en el compartimiento extracelular;
de esta manera contienen el curso de infecciones.
Inicio
dedendríticas
la respuesta
adaptativa
 La células
son las encargadas
de iniciar la
respuesta adaptativa mediante la captura, el
procesamiento y la presentación de antígenos virales.
 Luego de establecida la infección en un tejido periférico,
las células dendríticas inmaduras son las encargadas de
reconocer y capturar al virus, procesar sus proteínas,
migrar a los ganglios linfáticos regionales y, ya como
células dendríticas maduras, presentan sus péptidos
antigénicos a través de moléculas MHC, a los linfocitos
T.
INDUCCIÓN DE LA MADURACIÓN
DE LAS CÉLULAS DENDRÍTICAS
 Los virus pueden inducir la maduración de estas células
de diferentes formas:
1. Infectándolas
2. Interactuando con receptores de la célula dendrítica
3. Induciendo la liberación de citocinas por células del
tejido infectado, como los IFN de tipo I o el TNF-α
Procesamiento y presentación de
antígenos virales
 Se produce en los órganos linfáticos secundarios a los
LT CD8 y CD4 por moléculas de MHC expresadas por
CD maduras.
 LTCD4 específicos son activados por CD que han
endocitado antígenos virales y los han procesado por la
vía exógena.
 La activación de LTCD8 puede producirse en respuesta
al procesamiento, por la vía endógena, de antígenos que
se encuentran en el citosol de una CD infectada.
 O bien, por el procesamiento y presentación cruzada de
antígenos endocitados, a través de las moléculas de
MHC de clase I.
 Una vez que ingresan en el ganglio, las células
dendríticas permanecen en el área paracortical y
presentan los péptidos virales procesados.
 En esta zona se produce el encuentro de las CD con los
LTCD8 vírgenes que arriban luego de extravasarse
ACTIVACION DE LTCD8+
 Se produce por el reconocimiento de un péptido
específico presentado por moléculas de clase I del
MHC al TCR y por la interacción de las moléculas
coestimulatorias con CD28.
 El tenor de coestimulación requerido es mayor que
para una célula T CD4+. En la mayoría de las
infecciones virales este tenor es insuficiente por lo que
requieren la interacción con las células T CD4+
específicas, además ser necesaria para el desarrollo de
células TCD8+ de memoria.
MECANISMOS EFECTORES
 SECRETORIO (granzimas y perforinas)
 NO SECRETORIO (sistema Fas/FasL)
 Conduce a la apoptosis de la célula infectada y a su
rápida eliminación, junto con los virus contenidos en
ella, por células fagocíticas profesionales o no.
 Se pueden mediar una acción antiviral sin inducir la
muerte de células infectadas, mediante la producción
de citocinas como el IFN-γ y TNF-α.
 Estas citocinas facilitan el reclutamiento y la activación
de macrófagos, células NK y linfocitos T y promueven
el procesamiento y la presentación antigénica.
Respuesta mediada por LB
 Los anticuerpos neutralizantes desempeñan un papel
crítico en la respuesta inmune antiviral que el huésped
desarrolla a lo largo del curso natural de la infección.
 Los antígenos virales en su forma nativa, son
reconocidos por el BCR de los linfocitos B vírgenes en
los órganos linfoides secundarios.
 Los linfocitos B activados o se expanden clonalmente, se
diferencian en plasmocitos y comienzan a producir IgM
específica, o participan en la formación del centro
germinal que permite la maduración de afinidad,
cambio de isotipo, diferenciación de plasmocitos de
vida media larga y la generación de memoria
inmunitaria que son dependientes de la colaboración de
linfocitos TH2.
La neutralización es la función
efectora más importante de los
anticuerpos en la respuesta
antiviral
 Algunos anticuerpos pueden unirse al virus de forma tal
que impiden la infección de células susceptibles y, por
lo tanto, la producción de progenie viral. Este proceso se
denomina neutralización y es el mayor aporte de los
anticuerpos a la inmunidad antiviral.
 Los diferentes mecanismos de acción de los anticuerpos
neutralizantes son los siguientes:.
El bloqueo de la interacción de un receptor celular con su
ligando viral.
2. El bloqueo de la interacción contra el ligando que expresa
el virus para la molécula receptora que sirve para fusionar
ambas membranas.
3. Retraso o impedimento del ingreso del virus en el citosol
lo que conduce a la degradación en el compartimiento
lisosómico.
4. Inducción a la fagocitosis del virus y su ingreso al
compartimiento endosómico mediante interacciones entre
los fragmentos Fc y sus receptores de membrana.
1.
 Los anticuerpos IgG pueden mediar la citotoxicidad
celular dependiente de anticuerpos CCDA contra las
células infectadas.
 Las células efectoras más importantes están
representadas por cel. NK, MQ y PMN.
 IgM o IgG asociados a los antígenos virales activan la vía
clásica del complemento y la inducción de la respuesta
inflamatoria en el tejido infectado
 IgG puede activar a los MQ induciendo la producción
de citocinas inflamatorias.
Mecanismos de evasión de la
respuesta inmune antiviral
 Interferencia en la actividad mediada por citocinas
 Inhibición de la actividad de las células NK
 Interferencia en la expresión y función de las moléculas
de MHC
 Modulación de la apoptosis por productos virales
 Variación antigénica
INTERFERENCIA EN LA ACTIVIDAD
MEDIADA POR CITOCINAS
Evasión del sistema IFN:
Producción de proteínas homólogas al receptor de los
interferones IFN tipo I,
Inhibición de las vías de señalización
Producción de antagonistas de producto de genes
inducidos por los IFN de tipo I
Interferencia con otras citocinas:
Inhibición de la producción de citocinas,
Producción de proteínas homólogas de receptores de
citocinas,
Producción de proteínas homólogas de citocinas
Inhibición de la actividad de NK:
Producción de proteína homólogas a moléculas de MHC
de clase I
Interferencia en la expresión y función de las moléculas del
MHC
1. Modulación de la expresión de MHC de clase I:
Inhibición de la expresión de moléculas de clase I
Interferencia en la función del complejo transportador
TAP1/2
2. Modulación de la expresión de las moléculas de clase II e
interferencia en la vía endocítica.
Modulación de la apoptosis por
productos virales
 Inhibición de los receptores de muerte: FAS, TNFR1.
 Inhibidores de caspasas
 Homólogos de BCL-2
 La inhibiciòn de la apoptosis no es una estrategia de
elección para la supervivencia de todos los virus.
Diferentes virus inducen la apoptosis en particular de
las células que median la inmunidad antiviral
Variación antigénica
 Los virus pueden mutar las secuencias que codifican los
epítopos reconocidos por las células T.
 La pérdida de estos epítopos hacen que las células
efectoras y de memoria generadas en la infección
primaria no reconozcan a las nuevas variantes virales.
 También pueden mutar epítopos reconocidos por célula
B, lo que lleva a que los anticuerpos ya producidos sea
incapaces de reconocer a los que originalmente
indujeron la activación B
VARIACIONES ANTIGÉNICAS
Mutación de secuencias que codifican epítopos
reconocidos por células T
Reasociación de segmentos de distintos luego de una
coinfección
Recombinación
ESTRATEGIAS DE EVASION DEL COMPLEMENTO
Proteínas análogas a los RFcy
Proteínas reguladoras
Utilización de C3b facilita la infección de macrófagos
INFECCION DE SITIOS INMUNOLOGICAMENTE
PRIVILEGIADOS A LA RESPUESTA INMUNE
 Neuronas
PRODUCCIÓN DE ANALOGOS DE RECEPTORES PARA
EL FRAGMENTO FC DE LA IgG Y RETENCION DE
VIRUS INFECCIOSOS POR CELULA FOLICULARES
DENDRÍTICAS
DISMINUCIÓN DE LA EXPRESIÓN DE LA MOLÉCULA
CD4
bibliografia
 Inmunología Celular y Molecular. Abbas – Litchman- Pillai.




7ma Edición. Año 2012. Elsevier- Saunders.
Introducción a la Inmunología Humana. Fainboim y Geffner.
6ta Edición. Año 2011. Editorial Médica Panamericana.
Immunobiology: Janeway´s immunobiology. Murphy K.,
Travers P, Walport M. 7th edition. Año 2007. Garland Science
Publisher (en inglés).
Roitt Inmunología - Fundamentos. 12º Ed. Año 2012. Editorial
Médica Panamericana.
Murray P, Rosental K, Pfaller M. Mirobiologia Médica 6ta Ed.
Elsevier Mosby, 2009.
NOS VEMOS LA SIGUIENTE
CLASE………………………………………...