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1 Introducción
PROGRAMA DE INMUNOLOGIA
Stem cell
2 Hematopoyesis, células y órganos inmunes
3 Respuesta inmune innata y adquirida
C1q
Célula
diana
6 Generación de
la diversidad de
los Acs. y maduración del linf. B
5 Anticuerpos y
receptor de Linf.
B para el Ag.
7 HLA y presentación de Ag.
4 Antígenos
IFN-g
GM-CSF
IL-4
TNF-b
IFNg
IL-4
IL-2
Célula
diana
TH TH T
H
TH T
H
Célula
diana
12
Respuesta
Inmune
Humoral
8
7
IL-2
IL-2
IL-2IL-2
IL-2
IL-2 IL-2IL-2
IL-2
IL-2
CD4
Fagocito
C3b
IL-2
TH
CPA
IL-2
IL-1
IL-6
TNF-a
Macrófago
o
célula NK
Célula
diana
8 Receptor T, correceptores
y moléc. accesorias
IL-2
Pre-Tc
ADCC
10 Citocinas
9 Generación de
la diversidad de
TCR y ,aduración
del linfocito T
11
Respuesta
Inmune
Celular
!
CD8
7
Stem cell
IL-2
Célula
diana
Célula
diana
8
TC
?
NK
IFNg
IL-2 R (a+b+g): - linf. T activados
- linfocitos B
(constitutivo)
CPA
B7.1(CD80) / B7.2 (CD86)
- linfoc. T inactivos
- células NK
(constitutivo)
IL-2. Es producida por linfoc. CD4
y alguna por los CD8.
TCR
(ab)
zz/zg
PRIMERA
SEÑAL
SEGUNDA
SEÑAL
CD28
e
e
IL-2
CTLA-4
CD3
g
d
CD - 2 (LFA - 2)
CD45 RO (en T memoria)
CD45 RA (en T "naive")
LA ACTIVACIÓN
DEL LINFOCITO T
REQUIERE
TRES SEÑALES
B7.1(CD80) / B7.2 (CD86)
CD8
MHC
Clase I
LFA-3 (CD58)
V-CAM - 1
VLA - 4
Adhesión
LFA - 1
ICAM-1, -2, -3
IL-2 R (b+g):
a
b g
p55
Tac p70
CD25 p75
TERCERA
SEÑAL
G1
S
M
G2
Gen IL-2
Gen IL-2 Ra
CD28
a b
CD3
d e x x
Segundos
g e
LAT
PLCg1
la PKC
Vía de
Tirosin
Kinasa
sa
PKC
RE
Ca
++
Calmodulina
P P
1ª
TCR
Fyn
P P
5
2
1
4
3
(c)
P
Grb-2
(m)
P
Factores de
intercambio
P
Sos
(m)
P
P
Ras-GDP
(m)
Ras-GTP
(m)
P
IkB
P
Calcineurina
activada
P
RNAm IL-2
P
NFAT
(p&c)
Auto-P
lck (Src)
ZAP-70
(m)
IL-2
NFkB
CD45
Fyn
Prot. adaptadoras Zap-70 PTKs
P
P
lck
LAT SLP-76 (lck=Fyn)
Calcineurina
inactiva
osin-Kina
P P
P
Vía de la Calmodulina
DAG
ir
Vía de la T
CD4
3ª
2ª
Minutos
HLA a b
clase II
(fosfatasa)
B7
Reagrupamiento
del TCR
CPA
NFAT
(p&c)
Raf
MEK-1
ERK-1,2
Vía de las
kinasas
MAP
Vav
Rac-GTP
P Elk
NFkB
JNK-1,2 (SAP)
P
Fos c-Jun
(AP-1)
CD28RE
Horas
P
G1
S
M
G2
Gen IL-2
Linfocito T
Gen IL-2Ra
Vía de
las kinasas
SAP
El proceso de anidación ("homing")
LFA-1
L-selectina
GlyCAM-1
ICAM-1
Vénula de endotelio alto
en gánglio linfático
Areas
B
LAS CPA Y LOS LINFOCITOS
INTEACTUAN EN LOS GÁNGLIOS Y
OTROS ÓRGANOS LINFOIDES
SECUNDARIOS PARA INICIAR LA
RESPUESTA INMUNE
No fagocitosis
No pinocitosis
Fagocitosis
Pinocitosis
Areas
T
Vía linfática
Célula de
Langershans
(piel)
Célula
dendrítica
Macrófago
B7
Ejemplos de
PROCESAMIENTO Y
PRESENTACIÓN DE
ANTÍGENOS
Th2
TCR
“helper”
CD8
CD4
T
TCR
Linfocito B
Th2
“helper”
CD4
CD8
T
CD4
TCR
Micob.
Replicantes
Virus
Bacterias
TCR
Macrófago
Th1
“inflamatoria”
Parásitos
No replicantes
CD8
Proteínas
Polisacáridos
etc.
T
TCR
Otras
células
CD8
Tc
TCR
HLA
I
CD28
Célula.
diana
"Beso de la muerte"
sin necesidad de
coestimulación CD8
T-CD8
"armado"
Con
artillería
preparada
T
CD8 TCR
Naive CD28
CD8
T
CD8 TCR
Naive CD28
Circulación
(con homing
selectivo en
gánglios)
HLA
Cél.
I
dendrit.
B7
HLA
I
B7
El timo genera dos poblaciones
de linfocitos T.
Cada población posee un repertorio
de TCR que es tolerante sólo para
antígenos presentados en el timo.
CD4
T
CD4 TCR
Naive CD28
Célula.
diana
HLA
I
CD8
T
CD8
CD28 Naive
TCR
T
Anérgico
Las células dendríticas
expresan coestimulación
de forma constitutiva
HLA
I
CD8
T
TCR CD8
CD28 Naive
T
Anérgico
Algunos gérmenes inducen la expresión de coestimulación en macrófagos
CD8
T
CD8 TCR
Naive CD28
HLA
I
B7
HLA
I
CD8
T
TCR CD8
CD28 Naive
T
Anérgico
Algunos gérmenes inducen la expresión de coestimulación en linf. B.
CD8
T
CD8 TCR
Naive CD28
HLA
Cél.
I Langerhans
B7 (gánglio)
HLA
Cél.
Langerhans I
(piel)
CD8
T
CD8
CD28 Naive
TCR
T
Anérgico
Toleranica periférica a antígenos propios
CD8
T
CD8 TCR
Naive CD28
RESPUESTA
INMUNE
CELULAR
T CD8+
Timo
El linfoc. Tc produce
( y responde):
-IFNg:
Actividad antiviral,
expres. HLA-I y TAP
Recluta macrófagos
(fagocit. y APC)
TCD8
Naive
Perforinas
Tc
Su poder de ataque
-TNFb: Induce apoptosis
en cel diana
CD8
TCR
CD28
Fas-L
HLA
I
Circulación
(con homing
selectivo en
gánglios)
Célula.
diana
Fas
Célula. HLA
diana
I
(Ag propio)
CD8
T
CD8
CD28 Naive
TCR
T
Anérgico
Granzymas
"Beso de la muerte"
sin necesidad de
coestimulación
La
"artillería"
Perforinas: Proteína formadora de
poros, Ca++ dependiente (~factor 9
del C').
el
ca rte
a
at ue
no e m
é
?
qu o d Tc
or ism pio
P
n
o
¿
ca pr
me al
Granzymas: Serin proteasas que
activan la cascada de la caspasa e
inducen apoptosis
CD8
TCR
CD28
3ª señal
(IL-2R)
Otros enzimas inductores de
apoptosis: Fosfatasa ácida, LGlicosidasa y Catepsina D.
HLA
I
B7
Cél.
dendrit.,
macrof.
o linf. B
1ª y 2ª
señales
Expansión
clonal
CD8
TCR
Ligando de Fas (CD95L). Una vez
unido a Fas en la cél. diana, éste
libera una señal de muerte por
apoptosis.
Granulosina, enzima con actividad
antimicrobiana directa frente a
ciertas bacterias intracelulares.
T
CD8
Naive
CD28
T CD8
Armado
Fas-L
Una sola célula Tc puede dar sucesivamente "besos de la muerte" a muchas células diana.
Vía 2
Perforina
Granzyma B
Activación
de caspasas
(cisteín proteasa)
(IT Agosto 99)
Vía nuclear
de muerte La existencia
de
inhibidores
selectivos
ha permitido
Vía no
identificar
nuclear
estas tres
de muerte
vías
BHRF1(viral)
(Bcl-2 like)
Vía 1
Perforina
Granzyma B
( Fas ?)
crma, p35
MECANISMOS DE MUERTE LIGADOS A GRANULOS
Perforina
Vía 3 Constituyentes de los granulos distintos
a Granzyma B
El SI parece diversificar las vias de muerte a medida que los virus desarrollan sistemas para
inhibirlas. Lon linfocitos Tc y las células NK fabrican 5 granzymas.
PROTEINAS VIRALES QUE INHIBEN LA APOPTOSIS (IT Agosto 99)
Proteína
Virus
MT-2
Glicoprot. D
E3-10.4K/14.5K
Prot del core VHC
E3-14.7K
LMPI
vFLIP
CrmA, p35
IAP
Poxvirus
a-herpesv.
Adenovirus
Hepatitis C
Adenovirus
EBV
g-herpesvirus
Posvirus, baculov.
Baculovirus
Vía
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Proteína
Virus
E6
EIB55K
Large T
BHRFI, EIB19K
v-Akt
MEQ
vIRF
MC066L
Vpr
Papilomavirus
Adenovirus
Polioma
EBV, Adenovirus
Pioma, retrovirus
Herpesvirus
Herpesvirus
Poxvirus
HIV-1
Vía
?
?
?
2
?
?
?
?
?
MECANISMO DE MUERTE NO LIGADO A GRANULOS (Fas/Fas-L) (Abbas, Box 10-1)
Death Domains (dominios de muerte)
(Motivos de interacción proteína-proteína)
Activación de
esfinfomielinasa
Célula
diana
FADD
Tc
Fas-L
Fas
FLICE
Generación
de ceramida
Tc
Fas-L Fas
Dominio de proteasa
Apoptosis
de la Célula
diana
Degradación enzimática
de nucleoproteinas
(histonas, laminas)
Proteasa
activada
Proteasas
(Ced3/ICE-like)
activas
?
Proteasas
(Ced3/ICE-like)
inactivas
FADD = Fas associated Death Domain (dominio de muerte asociado a Fas).
FLICE = FADD-Like IL-1b Converting Enzyme (proteasa convertidora de IL-1 parecida a FADD)
El receptor de TNF (TNF-RI) probablemente dispara un mecanismo de apoptosis similar ya que su dominio
citoplasmático se asocia a una proteína homóloga a FADD llamada TRADD (TNF-Receptor-Associarted
Death Domain).
El timo genera un repertorio completo TH0 con homing selectivo en
órganos linfoides secundarios.
Cualquier célula del repertorio puede derivar a Th1 o Th2
CD4
T
CD4 TCR
(TH0)
CD28
HLA
II
B7
CD4
HLA
II
B7
T CD4
TCR (TH0)
CD28
CD4
TCR
CD28
Th1
Linfoc. B
Linfoc. B
HLA
II
B7
T 4
CD H0)
4
D
T
C
R (
C
T
8
D2
A
L
C
H II
B7
B
T
Micob.
Ver transparencia
PROCESAMIENTO Y
PRESENTACIÓN DE
ANTÍGENOS
Macrófago
Th2
TCR
HLA
II
B7
CD
4
CD8
T CD4
(Th1 "armado")
“Inflamatorio”
Th2
TCR
T
CD
CD
2 8 (T 4
H0)
Linfocito B
“helper”
CD4
CD8
T
CD4
TCR
Micob.
Replicantes
Virus
TCR
Bacterias
Macrófago
Th1
“inflamatoria”
Parásitos
No replicantes
CD8
T
Proteínas
TCR
Polisacáridos
etc.
Otras
células
Micobacterias
Lehismania
Salmonella
Brucella ...
T CD4
(Th2 "armado")
“helper”
Macrófago
TCR
Th2
TCR
CD28
Th1
CD4
T
CD4
Micob.
Micob.
“helper”
T CD4
(Th2 "armado")
“helper”
Macrófago
HLA
II
B7
CD4
TCR
CD28
¿Cómo decide el S.I. que la respuesta sea tipo Th1 o tipo Th2?
Primercontacto
con el Ag:
CD4+
CD1+
(NK1.1)
1a
HLA
II
B7
Linfoc. B
CD4
TCR
CD28
IL-4
IL-5
IL-6
IL-10
TGF-b
IL-4
IL-6
IL-10
T
CD4
(TH0)
-
IL-4
IL-10
(Acción de los
adyuvantes)
Th1
B
HLA
II
B7
CD4
TCR
CD28
Th2
"Armado"
“helper”
Linfoc. B
1b
2
Concentración de péptido
en APC y afinidad por TCR:
Alta concentración y alta
afinidad: respuesta Th1
(¿Bacterias?)
Baja concentración y baja
afinidad: respuesta Th2
(¿Alergenos?)
T 4
CD H0)
T
C
R (
C
T
8
D2
A
L
C
H II
B7
D4
Micob.
3
La mayoría de las respuestas
son Th1 + Th2
Macrófago
Las células Th1 (como las Tc)
cumplen su misión en la
periferia, las Th2 en los
órganos linfoides
secundarios
(ver 2º contacto con Ag.)
HLA
II
B7
CD
HLA
II
B7
-
CD4
TCR
CD28
Micob.
IL-4
IL-10
Th2
"Armado"
IL-4
IL-5
IL-6
IL-10
TGF-b
Th1
Macrófago
Th2
4
TCR
T
C
CD
2 8 (T D 4
H0)
IL-12
IFN-g
“helper”
IL-4
IL-6
IL-10
CD4+
CD1+
(NK1.1)
IFN-g
-
“Inflamatoria”
Micob.
Macrófago
HLA
II
B7
CD4
TCR
CD28
Th1
"Armado"
IL-2
IFN-g
TNF-b
CD40
Segundo contacto
de Th1 con el antígeno
Encuentro de Th1 armado con macrógafo
infectado en cualquier lugar:
El macrófago es activado por dos
señales:CD40 y R-IFNg
Algunos gérmenes han desarrollado mecanismos para
evitar su digestión:
- Impiden la acidificación de las vesiculas, por lo que las
proteasas no pueden actuar.
- Inhiben la fusión de lisosomas y fagosomas.
- Tampoco pueden ser alcanzados por Ac. ni linfocitos Tc.
Micob.
Macrófago
Además aumenta la expresión de moléculas HLA de
clase I y II, actuando mejor como APC.
El macrófago activado produce IL-12. que desvía las
Th0 hacia Th1 (retroalimentación).
TCR
CD28
Th1
"Armado"
IL-2
IFN-g
TNF-b
R-IFN-g
L-CD40
Los macrófagos activados son muy destructivos.
Su activación está limitada por:
- Vida media corta del RNAm de IFN-g
- Producción (por TH1) de una proteína que degrada
su RNAm de IFN-g
En el proceso de activación el macrófago expresa el
receptor para TNF y secreta TNF-a, que sinergiza con
IFN-g.
CD4
CD40 (este estímulo lo hace sensible al
que recibe por R-IFN-g)
Al contrario de lo que ocurre con Tc, L-CD40 e IFN-g son
sintetizados de novo, por lo que el linf. Th1 permanece
en contacto con el macrófago durante horas.
Encuentro en ganglio de Th2 armado con linfocito
B específico:
Respuesta inmune humoral de anticuerpos
opsonizantes (IgG1 e IgG3)
HLA
II
B7
Micob.
HLA
II
B7
CD4
TCR
CD28
Macrófago
ACTIVADO
Th1
"Armado"
IL-2
IFN-g
TNF-b
IFN-g
Proteína de
micobacteria
o de parásito
IgG1
IgG3
B
HLA
II
B7
CD4
TCR
CD28
Th2
"Armado"
IL-4
IL-5
IL-6
IL-10
TGF-b
T
Ig
B
B
C
NK
LGL
Linfocitos no T, no B
Población nula
Tercera población
Antibody-Dpendent
Cell-mediated
Cytotoxicity
(Este fenómeno no es
exclusivo de las células
NK)
D
CD
5
CD4
a:b
16
g:d
CD4 / CD8 = 2
CD8
a:b
CD3
Funciones de las células NK en la inmunidad adaptativa
Fenómeno ADCC
Muerte modulada por HLA
Inhibición
No inhibic.
FcgRIII
(CD16)
Importancia funcional de las células NK
wCompás de espera antiviral hasta la generación de Tc específicos (las
células NK poseen actividad antiviral directa).
wMecanismo de seguridad para microorganismos que manipulan la
expresión de HLA de clase I.
wActividad antitumoral cuando disminuye expresión de HLA-I
Sólo se ha descrito, hasta el momento, un paciente con disminución de la
actividad de NK.
KIR y otros
NK, ~LT
HLA-I
b2-M
Célula diana
Célula diana
La ausencia de moléculas HLA-I es la
señal que indica a la célula NK que debe
atacar a la célula diana.
NK-2
sobre NK
·Aumenta la capac. citolítica de NK
·Aumenta expres. HLA I
Proliferación
sobre otras células
Transformación en LAK
(Lymphokine-activated killer)
­ Actividad
citolítica
en NK
activadas
s
ne
io
cc
A
·Aumenta expres. HLA-I y II (si
expresa II)
·Activa la capacidad lítica de los
macrófagos
·Aumenta expres. FcgRI
·Aumenta la difer. de linf. T a Th1
·En linf. B provoca el cambio de clase
a las Igs que se unen por Fc a
fagocitos y NK.
·Activa a los neutrófilos
Activa el endotelio vascular ®
facilita la adh. y extravasación celular.
Proliferación
de
N
IF
baja afinidad
para IL-2
-g
IL-15 R
NK
IL-15 R
FcgRIII (CD16)
p35
KIR
IgG1
IgG3
IL-15-Ra
IL-15-Ra
ILTs
IFNgRb
IFNgRa
Ig-like
Lectin-like
IL-12 R
p40
Perforina
Granzimas
IL-2-Ra
ADCC
IL-2
IL-15
Receptor IL-2
en linf. T
14-17kD
17kD
IFN-g
IL-12
ver
transparencias
siguientes
IL-2
TNF
2 péptidos
identicos
(18kD)
con distinta
glicosilación
Cr. 4
c. dendrit.
T
Receptores que modulan la actividad de NK
Inhibición
1) KIR (Killer Ig-like Receptors, Receptores asesinos parecidos a las Igs.)
Son codificados en el cromos. 19 por al menos 12 genes
diferentes, que pueden no estar uniformemente
distribuidos en la población.
KIR
Antes la sigla KIR significaba Killer Inhibitory Recepetor,
pero se cambió al observar que no todos los KIR inducian
inhibición.
NK, ~LT
HLA-I
Familia
Subfamilia
Miembros
Existen dos familias dependiendo de que tengan 2 o 3
dominios de Ig y cada familia se puede subdividir en L y S
dependiendo de la longitud de su dominio citoplasmático Ejemplo
de
(L = Long, largo, S = Short, corto). Una sola célula NK
estructura
puede expresar varios KIR.
KIR3D
KIR2D
KIR2DL
(p58)
KIR2DL1-4
ITIMs
NK
KIR2DS
p50 (KAR)
KIR2DS1-5
ITAMs
NK
Dap12
KIR3DL
KIR3DS
KIR3DL1
(p70)
KIR3DL2
(p140)
KIR3DS1
ITIMs
NK
b2-M
Célula diana
ITAMs
NK
Dap12
Cada receptor KIR parece reconocer un grupo de alelos que comparten características con el dominio a1 de HLA-I. La
región más importante de reconocimiento va de Aa77 a Aa83.
El Aa 44 es importante para la interacción de KIR2DL1 y KIR2DL2 con ciertos HLA-C.
Aunque aún no está confirmado los KIR p58, p70 y p140 pueden inter actuar también con moléculas HLA-Ib, como HLA-G.
Los KIR2DL y KIR3DL poseen dos dominios ITIM* citoplasmáticos que tras la fosforilación de la tirosina reclutan a
protein-tirosin-fosfatasas (SPH1 y SPH2) que están involucradas en la inhibición de las NK.
* ITIM = Immunereceptor Tyrosine-based Inhibition Motif
(Motivo de inhibición del inmunroceptor basado en tirosina)
Los KIR con fragmentos citoplasmáticos cortos, aunque tienen regiones extracelulares idénticas a los ya vistos, carecen
de ITIMs y pueden activar a las NK. El motivo de activación (homólogo de ITIM en la inhibición) no lo proporciona esta
molécula sino otra con la que se ha visto está asociada. Por ejemplo, KIR2DS se asocia a dímeros de DAP12 unidos por
puentes s-s. DAP12 es una proteína de 12kD similar a la cadena theta del TCR (z) y contiene ITAMs, que son motivos de
activación. Por este motivo DAP12 se llamó antes KARAP (Killer Activating Receptor Associated Protein).
La DAP12 fosforilada recluta a tirosin quinasas como ZAP 70 y Syk, lo que pone en marcha la cascada de activación.
Al menos algunos de los receptores activadores también reconocen a moléculas HLA en la célula diana, aunque con una
afinidad menor que los inhibidores.
Receptores que modulan la actividad de NK
2) ILTs (Ig-Like Transcripts) = LIRs (Leucocyte Ig-like Receptors)
Son glicoproteínas codificadas por varios genes del cromosoma 19, que forman un cluster con los genes de KIR.
Los ILTs contienen 2 o 3 dominios Ig-like y algunos son polimórficos.
Varios ILTs contienen ITMs citoplasmáticos:
PILT2 (LIR-1) e ILT4 (LIR-2) interactúan con un amplio espectro de moléculas HLA-I, incluida HLA-G.
PILT2 se expresa en subpoblaciones de NK, T, B y macrófagos.
PILT4 se expresa en monocitos y macrófagos.
PILT2 cuando se acopla al HLA apropiado inhibe a NK y Tc y en B y macrófagos impide la movilización del Ca++
3) Otras moléculas Ig-like (ligandos desconocidos)
LAIR-1 (p40) se encuentra en varios tipos de leucocitos en los que induce inhibición.
P46 solo se encuentra en NK e induce activaión.
Log genes codificadores de estas moléculas se encuentran en el crom-19
4) Receptores Lectin-like (CD94-NKG2)
CD94 y NKG2 son glicoproteínas de membrana, codoficadas en el cromosma 12, que poseen un dominio extracelular tipo CRD (carbohydrate
recognition domain). Se expresan en KN y ciertas subpoblaciones T.
CD94 se ensambla covalentemente con distintos miembros de la familia NKG2 (NKG2A y NKG2B a NKG2F). Existen hodímeros CD94-CD94 de
papel fisiológico incierto.
CD94-NKG2A es un receptor inhibidor acoplado a tirosin fosfatasas a través de los ITIMs de la subunidad NKG2A.
CD94-NKG2C carece de ITIMs y es un receptor estimulador unido a DAP12 vía un residuo transmembrana cargado.
Unas NK expresan CD94-NKG2A, otras CD94-NKG2C y otras ambos.
Existe poca información de NKG2D y NKG2F. NKG2E puede ser activador.
CD94-NKG2A se creyó al principio que podría reconocer a un amplio espectro de moléculas HLA, incluida HLA-G1. Hoy se sabe que su ligando es
HLA-E
La molécula HLA es estabilizada en la superficie celular por un mecanismo dependiente de TAP, mediante péptidos procedentes de la secuencia
señal de otras moléculas HLA.
El reconocimiento de HLA-E por CD94-NKG2A puede estar influenciado por los nonámeros que presente HLA-E. De esta forma CD94-NKG2A
puede monitorizar la biosíntesis de otras moléculas HLA de clase I, un proceso que puede alterarse en infecciones virales y ciertos tumores. KIR
puede jugar un papel suplementario al de CD94-NKG2 en esta monitorización.
Existe un posible papel importante en decidua para explicar la aceptación del feto.