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Células que matan células, la defensa natural
( Publicado en Revista Creces, Enero 1990 )
Disponemos de un conjunto de células, cuya función es destruir otras células, malignas
en su mayoría. En la actualidad, una de las más promisorias herramientas en la lucha
contra el cáncer incluye la participación de estas células y sus principios citolíticos.
Entre los diversos mecanismos que componen el sistema inmunológico, en el último
tiempo se ha dado gran énfasis al estudio de aquel que utiliza células y cuya función es
reconocer y destruir a otras células del organismo que han sufrido alguna alteración:
generalmente células tumorales, infectadas por virus o por algún otro agente foráneo.
¿Cuáles son las células capaces de destruir a otras? ¿Cómo actúan? ¿Se pueden
estimular o inhibir? Son algunas de las muchas interrogantes que los inmunólogos y
bioquímicos se han hecho por mucho tiempo. En la actualidad, existen algunas
respuestas, aun cuando, como veremos a continuación, todavía muy parciales.
Células participantes
Las células responsables de la destrucción de otras (acción lítica), también
denominadas células efectoras, son: los linfocitos T citolíticos (Tc), los linfocitos
granulares grandes (LGG), también denominadas células NK o "agresoras naturales",
las células K ("killer") y las células citolíticas. Todas actúan destruyendo a otras células
denominadas en general células blanco, debiendo cumplirse algunos requerimientos
básicos para que ello pueda ocurrir.
En la Fig. 1 se resume esquemáticamente parte de estos requerimientos. El linfocito T
citolítico está restringido a actuar sólo frente a aquellas células que presentan un
antígeno asociado al complejo mayor de histocompatibilidad (MHC). Las células K
poseen la actividad denominada actividad lítica dependiente de anticuerpos, en la que
un anticuerpo actúa como puente de unión entre la célula efectora y la célula blanco;
las células citolíticas, presentan una actividad lítica, sólo observada experimentalmente,
en que una lectina (glicoproteína) actúa como puente entre ambas células. Finalmente,
las células NK, que pueden destruir en forma espontánea una serie de células blanco, a
través de una actividad lítica que no presenta restricciones relacionadas al antígeno
mayor de histocompatibitidad. En esta oportunidad nos referiremos sólo a estas células
NK o "agresoras naturales".
Las células NK son una subpoblación de linfocitos con gránulos azurófilos en su
citoplasma que contienen diversas moléculas con propiedades líticas. Representan sólo
una pequeña fracción de los linfocitos de la sangre y bazo, aproximadamente un 5% de
las células mononucleadas. Uno de los principales problemas en su estudio lo
representa su gran heterogeneidad. Para poder clasificarlas se han identificado algunas
de las proteínas de la superficie celular (antígenos de superficie), siendo ésta la
clasificación fenotípica más ampliamente aceptada.
Citolisis
El proceso citolítico se puede desglosar en cuatro etapas: reconocimiento y unión a la
célula blanco, activación, secreción y lisis propiamente tal.
a) Reconocimiento y unión. Como ya mencionamos, lo que define a las células NK es
su propiedad de destruir a otras células. Para llevar a cabo esta importante función,
primero deben reconocer a la célula a destruir y unirse a ésta. Pese a que la unión no
es la etapa determinante en la acción lítica, es posible hablar del concepto de
especificidad, en forma análoga a lo que ocurre con la especificidad de las enzimas.
Existen células que son mejores "sustratos" que otras; es decir, células que son
destruidas con mayor eficiencia que otras por las células NK. Sólo muy recientemente
se han podido identificar las proteínas de la superficie celular que intervienen en el
proceso de unión. Sin embargo, se ha descrito que las células NK se pueden unir
prácticamente con la misma afinidad a células blanco como a células resistentes a la
lisis, lo que ha sugerido que la etapa realmente crucial en la citolisis es la de activación.
b) Activación. Una vez producida la unión, que es un evento muy rápido, viene la
etapa de activación, caracterizada morfológicamente por un reordenamiento de los
gránulos hacia la zona de contacto con la célula blanco.
Bioquímicamente, se caracteriza por la producción intra-célula NK de segundos
mensajeros químicos como el inositol-trisfosfato (lP3) y calcio, aproximadamente a los
3-5 min. post-unión de la célula efectora a la célula blanco. Este hecho, conocido
solamente en los tres últimos años de la década de los 80, es de extraordinaria
importancia, pues permite enfocar a la citolisis dentro de un esquema mucho más
general, como son los mecanismos de acción hormonal, de neurotransmisores y
también de la respuesta inmune.
Por lo tanto, se podría predecir que todos los agentes que decursen su acción vía IP3 y
calcio deberían activar a las células NK. De acuerdo a resultados muy recientes, la
respuesta pareciera ser afirmativa.
c) Secreción. La siguiente etapa en este desglose temporal de la respuesta citolítica es
la de Secreción de los componentes de los gránulos. Se ha observado la liberación de
dos proteínas importantes en la lisis celular: estas son la citolisina y el factor citotóxico
derivado de las células NK (FCNK). La citolisina es una proteína que ha sido aislada
desde los gránulos de las NK y su característica fundamental es lisar células blanco con
una cinética muy rápida (1-2 min.). La reacción es dependiente de calcio, y aun cuando
no se conoce el mecanismo de la lisis, se supone que inducen la formación de
estructuras tipo poro en la superficie de las células blanco. A través de esos poros las
macromoléculas intracelulares no pueden salir, pero el agua y las sales del líquido
extracelular sí pueden ingresar al interior celular, lo que provoca que la célula reviente.
(Fig. 2). La acción lítica de la proteína FCNK es muy lenta, aproximadamente 10 horas.
Lo importante en este caso es que la especificidad de la lisis de las células NK es similar
a la de la lisis mediada por esta proteína. Recordemos que estas proteínas pueden per
se destruir células.
Otros eventos importantes que ocurren durante la acción citotóxica incluyen la
participación de enzimas proteolíticas y metabolitos reactivos del oxigeno. Mediante el
uso de inhibidores de proteasas, se ha demostrado la participación de enzimas
proteoIíticas con actividad similar a tripsina y quimotripsina. La función de estas
enzimas estaría relacionada con el procesamiento de las proteínas citotóxicas; su
ubicación en la superficie celular, permitiría a estas células aproximarse a lisar células
tumorales o metastásicas in situ: o bien ser secretadas para la acción lítica. Otro
producto de secreción importante son los proteoglicanos, especialmente el condroitín
sulfato A. La función que se le atribuye a esta sustancia seria la de inhibir a la citolisina
y de esta manera proteger a la célula efectora. La participación de metabolitos
reactivos del oxigeno es menos clara, aun cuando se ha observado por
quimioluminiscencia la participación de radicales superóxido producidos por las células
NK.
d) Lisis propiamente tal. Una vez secretados los componentes líticos de los gránulos,
la célula NK puede desligarse de esa célula blanco, pudiendo actuar sobre otras. La lisis
de la célula blanco queda, pues, supeditada a la acción de las proteínas con actividad
lítica que poseen, como ya se vio, su propia cinética de acción.
No se conocen bien los detalles de cada una de estas etapas y son actualmente motivo
de un creciente estudio.
Modulación de la actividad NK
Como ya habíamos mencionado, los mediadores químicos de a citolisis son los mismos
que participan en la respuesta neuroendocrina, lo que ha permitido avanzar en el
entendimiento de la función de las moléculas activadoras e inhibidoras de la lisis.
Importantes activadores de la citolisis son la Interleuquina 2 (IL-2), los diferentes tipos
de interferón y los neuropéptidos metionina-encefalina y 5endorfina. Inhibidores son la
prostaglandina E y los diferentes agonistas - adrenérgicos, es decir, moléculas que
decursan su acción vía AMP cíclico como segundo mensajero. El papel de la IL-2 es de
extraordinaria importancia, pues tiene a propiedad de estimular tanto a actividad NK
como la proliferación de estas células, pudiendo además inducir en los linfocitos
sanguíneos periféricos, una nueva actividad lítica, diferente a la NK, denominada LAK
(células "killer" activadas por linfoquinas) que se comentará más adelante.
Células NK y enfermedad
El papel de estas células en patología queda de manifiesto porque una baja en su
actividad, ya sea mediada o espontánea, favorece el desarrollo de enfermedades
infecciosas y neoplásicas. Típicos ejemplos de esta condición son los pacientes con el
síndrome de Chediak-Higashi. En este caso, las células NK presentan un menor número
de gránulos, o gránulos anormales, y una muy baja actividad NK. Existe también una
clara disminución en la actividad NK en patologías como tumores malignos de muy
diverso origen, renal, pulmonar, leucemias y linfomas, entre muchos otros. El
mecanismo por el cual se produce esta disminución no se conoce, aun cuando se ha
observado disminución en los gránulos citoplasmático o cambios en los antígenos de
superficie. En el caso del SIDA y otras enfermedades virales también se ha observado
una actividad NK disminuida o nula.
Células LAK e inmunoterapia adoptiva
Las células LAK han adquirido una creciente importancia en los últimos años debido a
su utilización en clínica. Estas células representan un fenotipo relativamente similar al
de las células NK. Se originan in vitro a partir de linfocitos periféricos totales o clones
celulares determinados tratados con la linfoquina IL-2 por aproximadamente 3-34 días.
La actividad lítica generada se caracteriza por abarcar células tumorales, generalmente
resistentes a las NK, pero no atacar células normales. El mecanismo general de la lisis
es menos conocido que el de las NK y aparentemente tendría algunas diferencias. Por
inmunoterapia adoptiva entendemos un procedimiento a través del cual a un enfermo
portador de un tumor (generalmente metastásico) se le extraen linfocitos (leucoféresis)
para posteriormente tratarlos con IL-2. A través de este sistema las células se
convierten en LAK, adquieren una capacidad lítica que no poseían, y pueden ser
reinyectadas en el mismo paciente (suspendidas en IL-2) para reiniciar el combate
contra el tumor.
A pesar que el procedimiento parece fácil, no es un proceso simple. Requiere de un
riguroso control del paciente; la terapia misma es larga, generalmente empieza con la
administración intravenosa de IL-2 por varios días, mientras simultáneamente se
empiezan las leucoféresis y la generación in vitro de las células LAK. Finalmente, se van
administrando estas células diariamente por vía intravenosa, completándose el proceso,
de acuerdo a las condiciones del paciente, en aproximadamente 5 a 30 días.
El costo, además, es alto, principalmente por los procedimientos clínicos:
hospitalización, leucoféresis, control del tratamiento, especialmente en cuanto a la
toxicidad de la IL-2, que presenta una larga lista de efectos laterales, manejo
farmacológico del paciente y manejo in vitro de los linfocitos. Sin considerar el costo de
la IL-2 misma, que probablemente disminuya, pues ya es producida como proteína
recombinante. A pesar de estos inconvenientes, hay antecedentes altamente positivos
con regresión total o parcial de la enfermedad en aproximadamente un 30 por ciento
de los pacientes tratados y la mantención de esta situación por varios meses, siendo la
casuística informada cada vez más abundante e interesante. Especialmente exitosa ha
sido esta terapia en la reducción de las metástasis, la que sin duda ha representado un
gran avance en la terapia anticancerígena.
Lo importante de la inmunoterapia adoptiva no resulta tanto en cuanto a los actuales
resultados obtenidos, sino en cuanto al tipo de procedimiento; en este caso, el de
activar directamente a un sistema que se encuentra deficiente en el organismo, pues
este tipo de procedimientos serán los que empezarán a regir en la terapia futura.
Dr.Javier Puente
Facultad de Ciencias Químicas y
Farmacéuticas
Universidad de Chile.
Artículo extraído de CRECES EDUCACIÓN - www.creces.cl