Inmunofisiología B-2010 Tema 2: Células y tejidos del sistema inmunitario

Transcripción

1 Inmunofisiología B-2010 Tema 2: Células y tejidos del sistema inmunitario Prof. Marina Calcagno Departamento de Biología Facultad de Ciencias Universidad de Los Andes Mérida - Venezuela

2 Células circulantes de la sangre: Tipo de célula en sangre Células del sistema inmunológico Proporción de leucocito (%) Neutrófilo Plaquetas Eosinófilo Neutrófilo Linfocito Monocito Eosinófilo Basófilo <1 Monocito Linfocito Eritrocito Neutrófilo (PMN) Basófilo Células en los tejidos: Macrófagos Mastocitos Células Dendríticas

3 Las distintas células del sistema inmune se generan en la médula ósea a partir de un progenitor común Médula ósea Célula madre pluripotente El proceso continuo de formación de células de la sangre se denomina hematopoyesis. Linaje eritroide /megacariocítico Linaje mieloide Linaje linfoide Progenitor eritroide Progenitor mieloide Progenitor linfoide Eritrocito Megacariocito Basófilo Eosinófilo Neutrófilo Monocito Célula B Célula T Célula NK Mastocito Plaquetas Célula Dendrítica Macrófago

4 Auto renovación Hematopoyesis El proceso continuo de formación de células de la sangre se denomina hematopoyesis. La célula madre da origen a todos los linajes hematopoyeticos a través de un proceso de diferenciación progresiva, en el cual los progenitores hematopoyéticos pierden la multipotencialidad y la capacidad de autorenovación, dando origen a progenitores con linaje restringido

5 Médula ósea Corte transversal de hueso. La médula ósea tiene dos compartimientos Compartimiento vascular: Senos vasculares recubiertos de células endoteliales Arterias Venas Compartimiento hematopoyético Células estromales: adipocitos, células endoteliales, macrófagos y fibroblastos Matrix extracelular Células madres hematopoyéticas ticas (HSC)

6 HSC Las células madres de la médula ósea Existen pocas células HSC en la médula ósea, entre 4-10 HSC por cada 10 5 células de la médula ósea Las HSC se divide asimétricamente generando una célula madre pluripotente con capacidad de autorenovación y una célula progenie mas diferenciada capaz de dar origen a células de diferentes linajes (múltiples o simples) HSC La HSC progenie es idéntica a la célula madre en cuanto a su apariencia y a su potencial de HSC diferenciación CFU CFU Las HSC tienen un alto potencial replicativo y actividad telomerasa La célula progenie CFU (coloning forming units) es una célula comisionada hacia un linaje particular (multipotente), su capacidad de diferenciación es restringida y a medida que se divide va perdiendo progresivamente su capacidad de autorenovación.

7 Médula ósea proporciona el microambiente necesario para que se produzca la hematopoyesis El microambiente es producido por el endotelio, las células estromales (Células epiteliales, adipocitos, fibroblastos, osteoclastos), la matriz extracelular (MEC), por las citocinas secretadas localmente y por las interacciones célula-célula. Estos elementos regulan la proliferación compartamentalización y diferenciación de las células hematopoyéticas

8 Regulación de la Hematopoyesis Mediante la secreción de citocinas y la expresión del receptor de citocinas Mediante muerte celular programada (Apoptosis)

9 Regulación de la Hematopoyesis por Citocinas y su receptor Citocinas secretadas por células estromales de la médula ósea o por linfocitos o macrófagos activados en la periferia durante la respuesta inmune innata o adquirida IL-3 IL7 IL4 GM-CSF G-CSF M-CSF Eritropoyetina (EPO) Expresión del receptor de Citocinas

10 Regulación de la hematopoyesis por la Apóptosis (muerte celular programada) Apoptosis es el proceso de muerte celular, en el cual la célula es inducida a morir, sin desintegración o lisis, en respuesta a señales procedentes del exterior. Características de la apóptosis Disminución del volumen celular Modificación del citoesqueleto con gemación de la membrana Condensación de cromatina Degradación del ADN en fragmentos oligonucleosoma Formación de vesículas : cuerpos apoptóticos Los macrófagos fagocitan los cuerpos apoptóticos Genes que regulan la apóptosis: bcl-2; bcl-x. previenen apóptosis y bax;ice; fas/apo-1 promueven apótosis

11 Células de la Inmunidad Innata Fagocitos Granulocitos Neutrófilos o PMN Macrófagos / Monocitos Células Dendríticas Células Inflamatorias Eosinófilos Basófilos Mastocitos Células NK Linfocito Tγδ Células NKT

12 Células inmunitarias de linaje mieloide Inmunidad innata Monocitos /Macrófagos Granulocitos: Neutrófilos, Eosinófilos, Basófilos Células Dendríticas Mastocitos Plaquetas

13 Reconocimiento y destrucción del patógeno empleado por las células de la imunidad innata Las células de la Inmunidad Innata reconocen a los microorganismos; sus productos o mediadores producidos durante la inflamación a través de diferentes receptores PRR FcR CR R citocinas Receptores para el fragmento Fc de Ig Receptores para el Complemento (CR) Receptores para citocinas Receptores lectinas tipo C Receptores tipo Toll TLR Receptores Scavenger ACTIVACIÓN DE LAS CELULAS DE LA INMUNIDAD INNATA Mecanismos efectores Quimiotáxis Fagocitosis Producción de IRO Citotóxicidad Producción de citocinas y quimiocinas Liberación de enzimas Producción de lípidos bioactivos

14 Granulocitos Neutrófilos /PMN Características Fagocito profesional de vida corta (3 días) Médula ósea Sangre Tejido periférico Representan 40-75% de los leucocitos en sangre Primera célula que se extravasa de la sangre y entra en los tejidos infectados (inflamación) Núcleo segmentado -múltiples lóbulos Contiene gránulos citoplasmáticos cargados de agentes microbicidas Gránulos azurofílicos o primarios Lisozima - Defensinas Elastasas - Mieloperoxidasa Gránulos específicos o secundarios Apolactoferrina - Fosfatasas Colagenasa - Peroxidasas

15 La fagocitosis ocurre en etapas Fagocito hace contacto con bacteria Movimiento hacia la bacteria mediante gradiente quimiotáctico de moléculas derivadas de la bacteria Adherencia Reconocimiento selectivo A través de receptores PRR Fagocito secreta citocinas y quimioquinas pro-inflamatorias!!! Fagocito secreta mediadores lipídicos (promueve inflamación) Endocitosis /Muerte / Digestión de la bacteria Internalización dentro del Fagosoma Formación del Fagolisosoma Muerte de la bacteria por: mecanismos oxidativos y no oxidativos (enzimas digestivas)

16 Neutrófilos Reconocimiento del microorganismos PRR: receptores de reconocimiento de patógenos TLR; receptores tipo lectinas FcR: receptores para Fc de inmunoglobulinas CR: receptores para componentes del complemento (CR1, CR3, CR4) TLR2 TLR4 CR3 FcγR Dectin 1

17 Neutrófilos: mecanismos de destrucción de microorganismo Los microorganismos dentro del fagosoma son sometidos a la acción de dos sistemas citotóxicos: Procesos bacteriolíticos mediados por diversas enzimas y sustancias contenidas en los gránulos Producción de especies oxidantes derivadas del Oxígeno: INTERMEDIARIOS REACTIVOS DEL OXÍGENO =ROI

18 Neutrófilo Activado mecanismos de destrucción de microorganismo Neutrófilo activado produce especies oxidantes derivadas del oxígeno (ROI) muy tóxicas! NADPH oxidasa inactiva O 2 ESTALLIDO METABÓLICO Enzima NADPH oxidasa Inactiva en PMN en reposo Activa en PMN activado Superóxido Dismutasa: SOD Mieloperoxidasa: MPO Intermediarios reactivos del oxígeno (ROI) anión superóxido (O - 2 ) peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) anión hidroclorito (ClO - ) radical hidroxilo (HO - ) oxígeno singlete ( 1 O 2 ) Cloraminas (RNH 2 OCl) OH - OH - NADPH oxidasa activa Fe ++ O - 2 SOD H 2 O 2 MPO HOCl RNH 2 OCl

19 Neutrófilos: promueven inflamación Los neutrófilos pueden producir y secretar un amplio abanico de citocinas Producción de citocinas: Reclutan componentes humorales y otras células al sitio de la infección Neutrófilos, macrófagos, Células Dendríticas

20 Monocitos / Macrófagos Los Monocitos representan entre el 2-10 % de los leucocitos de la sangre, poseen núcleo indentado y maduran a macrófagos en los tejidos Macrófagos se originan de monocitos circulantes que al extravasarse se diferencian en macrófagos

21 Macrófagos Los macrófagos son células fagocíticas residentes en los tejidos Pueden existir en varios estados: Macrófagos en reposo: se encuentra en los tejidos; fagocitan detritus, células senescentes y células apoptóticas. Macrófagos activados: los macrófagos en reposo pueden activarse en respuesta a señales mediada por el contacto con la citocina IFNγ secretada por las células Th o NK, o por la presencia de ciertos patógenos invasores que poseen lipopolisacáridos (LPS de las bacterias G - ) Un macrófago activado es mas efectivo en eliminar los patógenos, tiene mayor actividad fagocítica, mayor capacidad de secretar citocinas y proteínas citotóxicas

22 Monocitos / Macrófagos Los macrófagos poseen varios receptores de reconocimiento de patógenos Receptores de patrones moleculares de patógenos (PRR: TLR, MR, Dectin; Dectin 1 MR TLR4 TLR2 TLR6 Receptores para componentes del complemento (CR1, CR3, CR4) depositados sobre los patógenos Monocito Receptores para inmunoglobulinas (FcR) depositadas sobre los patógenos TLR2 Dectin 2 TLR6 Dectin 1 El macrófago activado digiere al patógeno dentro del fagolisosoma mediante la producción de ROI y reactivos intermediarios del nitrógeno NO Gelectin 3 TLR4 CR3 FcγR Macrófago MR

23 Macrófagos activados La activación del macrófago activado conduce a la regulación y coordinación de la Respuesta inflamatoria Liberación de citocinas y quimiocinas que son potentes mediadores de la inflamación - IL1 - TNFa - IL6 - IL12 Producción de Proteínas de la Fase Aguda, Componentes del complemento, Fosfolipasas, que median mecanismos antimicrobianos Liberación de mediadores lipídicos inflamatorios - Prostaglandinas - Tromboxanos - leucotrienos

24 Macrófago como célula presentadora de antígeno El Mφ presenta péptidos antigénicos al linfocito Th, a través de sus moléculas MHCII. Esta presentación induce la activación y diferenciación de la Th en célula Th efectora. El linfocito Th1 efector secreta citocinas (IFN γ) que a su vez activa al Mφ y lo convierte en célula presentadora de antígeno y microbicida. Fenotipo de Mφ activado: expresa altos niveles de moléculas MHC I, MHCII y moléculas coestimulatorias B7 CPA Mφ infectado con patógeno intracelular Mφ activado aumenta la presentación de péptidos y destruye patógeno MHC II Patógeno MHC II~Péptido TcR B7 Citocinas IFNγ Linfocito Th virgen reconoce CPA infectada Linfocito Th efector secreta citocinas que activan a Mφ

25 Células Dendríticas Células fagocíticas y pinocíticas, que poseen largas prolongaciones Presentes en los tejidos linfoides, tejidos no linfoides, circulación de la sangre y linfa Las Células presentadoras de antígenos profesional mas eficientes que cumple una función crítica en la iniciación y regulación de la respuesta inmune adaptativa Las CD son producidas en la médula ósea a partir de progenitores mieloides y linfoides

26 Tipos de Células dendríticas: Células Dendríticas mieloides CD inmaduras (Célula de Langerhan) presentes en la piel CD maduras interdigitantes presentes en zonas T T de órganos linfoides secundarios Células Dendríticas Células Dendríticas plasmocitoide presentes en sangre y órganos linfoides secundarios, de linaje linfoide Células dendríticas foliculares presentes en los folículos de los ganglios linfáticos, de linaje no hematopoyetico

27 Células Dendríticas Las CD constituyen una población heterogénea de células, cuya característica común es la capacidad de presentar antígenos a los linfocitos T vírgenes Las CD son producidas en la médula ósea a partir de progenitores mieloides y linfoides Células Dendríticas presentan dos estadios: Células Dendríticas inmaduras (CPA inmadura) - Localizadas en los tejidos periféricos: piel y mucosa - Células de Langerhan en Piel - Endocitan el antígeno en los tejidos periféricos y lo procesan Células Dendríticas maduras (CPA madura) - La CD inmadura al ingerir el antígeno y procesarlo se diferencia y madura - La CD madura presenta los péptidos resultantes del procesamiento antigénico sobre moléculas MHC Clase I y Clase II y activan los linfocitos T vírgenes

28 Células Dendríticas Los receptores PRR (Toll like) expresados por las Células dendríticas detectan la presencia de infección al reconocer las moléculas PAMPs. El reconocimiento de PAMPs por los PRR induce: 1) La expresión de moléculas coestimulatorias: MHCI, MHCII, B7 (CD80 y CD87), CD1 2) La secreción de las citocinas: IL12, TNFα, IL10, IL6, IFNγ Las células Dendríticas son células presentadoras de antígeno profesionales: fagocitan el antígeno; digieren el antígeno en péptidos. Los complejos péptidos-mhc-i son presentados a los linfocitos Th.

29 Células Dendríticas Las células Dendríticas desempeñan una función importante en la captación de antígenos en los tejidos y el transporte a los órganos linfoides periféricos, donde le presentan el antígeno a los linfocitos T vírgenes (inducción de la respuesta inmune adaptativa)

30 Granulocitos Eosinófilos Representan 1-6% de los leucocitos Fagocito menos eficiente que PMN Reconoce a los microorganismos mediante receptores de patrones moleculares de patógenos (PRR) receptores para inmunoglobulinas (FcγR, FcεR) receptores para componentes del complemento Función efectora: defensa frente a los parásitos helmintos Fagocitosis y digestión intracelular Citotoxicidad celular mediada por anticuerpos (ADCC) Secreción de gránulos: peroxidasa, hidrolasas ácidas, proteínas catiónicas, neuritoxinas Producción de ROI; NO; prostaglandinas y leucotrienos Regulación de los procesos inflamatorios: producción y secreción de histaminasa y fosfolipasa.

31 Mastocitos Distribuidas en los tejidos conjuntivos (dermis y submucosa) Expresan receptores de alta afinidad para la IgE (FcεR) y receptores para los factores del complemento C3a y C5a Función n efectora: Inicio del proceso inflamatorio. La degranulación del mastocito activado conduce a la liberación de aminas vasoactivas (histamina) y en consecuencia aumento del flujo sanguíneo y contracción muscular. Protección contra parásitos helmintos Alergias (Hipersensibilidad inmediata) Desórdenes autoinmunes

32 Mastocitos INFLAMACIÓN Los mastocitos pueden ser activados a través de diferentes vías: Interacción directa con el patógeno a través de TLR Interacción a través de FcεR ~ IgE-Patógeno, entrecruzamiento de FcεR induce activación de mastocito Receptores del complemento (CR3 C3b-patógeno); (C5a R- C5a) La liberación de gránulos con enzimas preformadas; la síntesis y secreción de mediadores lipídicos y citocinas promueven la INFLAMACIÓN IgE- Ag C5a quininas Mastocito en reposo contiene gránulos con histamina,y otros mediadores infamatorios degranulación Histamina, Heparina Prostaglandinas, PAF, Leucotrienos, IL1, IL4, TNFα

33 Granulocitos Basófilos Representan % de los leucocitos en sangre Leucocito de vida corta Núcleo bilobulado Gránulos citoplasmáticos basofílicos con sustancias vasoactivas: heparina, histamina, serotonina, histidina dehidrogenasa, decarboxilasa, elastasas Células sanguíneas secretoras, no fagocíticas Expresan receptores de alta afinidad para IgE (FcεR) Entrecruzamiento de FcεR con IgE unida a antígeno conduce a la activación del basófilo y la degranulación Función n efectora: protección contra las infecciones por parásitos helmintos y responsables del inicio de los procesos alérgicos Degranulación conduce a la liberación de aminas vasoactivas y en consecuencia aumento del flujo sanguíneo y contracción muscular

34 Plaquetas Fragmentos de citoplasma pequeños, irregulares carentes de núcleo. Fragmentación de la célula Megacariocito, localizada en médula ósea En sangre: x 10 9 /litro. Gránulos citoplasmáticos contienen: serotonina, hidrolasas ácidas, histamina, peroxidasa, FP4, enzimas lisosómicas, factores de crecimiento Función efectora: Hemostasis: coagulación sanguínea; detener la pérdida de sangre por herida Regeneración y reparación de tejidos: factores de crecimento Inflamación: liberación de aminas vasoactivas, citotoxicidad mediada por anticuerpos de clase IgE. Megacariocito

35 Linfocitos Los linfocitos de la inmunidad adquirida son los responsables de la inmunidad adquirida especificidad memoria inmunológica Existen tres grandes subpoblaciones de linfocitos Linfocitos B Linfocitos T Células Natural Killer Cada una de las subpoblaciones de linfocitos son muy heterogeneas y poseen células que participan en la respuesta inmunitaria adquirida y en respuesta inmune innata

36 Subpoblaciones de linfocitos de la inmunidad adquirida 1. Los linfocitos B y T de la inmunidad adquirida 2. Son las únicas células capaces de reconocer y distinguir específicamente determinantes antigénicos. receptor linfocito epítope 2. La activación y las funciones efectoras de los linfocitos requieren de tiempo para iniciarse 3. Responsables de la memoria y la tolerancia inmunológica

37 Subpoblaciones de linfocitos de la inmunidad adquirida Linfocitos B-2 expresan Inmunoglobulinas en la superficie de la membrana (BcR) B Ag BcR Linfocitos Tαβ expresan TcR en la superficie de la membrana - Linfocitos T citotóxico (Tc) Célula blanco Tc - Linfocitos T ayudador (Th) Macrófago Th

38 Linfocitos B-2 (T-dependientes) Detecta patrógenos extracelulares y sus toxinas a través de su receptor de antígeno específico BcR (inmunoglobulina membranal). Requieren de las citocinas secretadas por linfocitos Th específicos para activarse Función efectora: Plasmocito secreta anticuerpos El receptor de la célula B (BCR) o su forma secretada (inmunoglobulina o anticuerpo) reconocen el antígeno directamente en su forma nativa Ag Citocinas secretadas porth Plasmocito B Anticuerpos

39 Función efectora de los anticuerpos Anticuerpos secretados Neutralización del agente infeccioso Opsonización Fagocitosis Lisis de patógenos Anticuerpo

40 Linfocitos Tαβ de la inmunidad adquirida Expresan TcR, de clase αβ como receptor de antígeno específico Los linfocitos T reconocen y eliminan patógenos intracelulares Su receptor TcR reconoce complejos de péptidos derivados del antígeno asociados Linfocito a moléculas B del Complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) expresadas en la superficie de otra células Dos clases de linfocitos T: Tayudador (Th) y Tcitotóxico (Tc) Linfocito T ayudador Linfocito T citotóxico

41 Linfocitos Th de la inmunidad adquirida Célula presentadora de antígeno (CPA) CPA infectada con patógeno intracelular Expresa receptor específico TcR tipo αβ en la superficie de la membrana El receptor TcR reconoce un péptido del patógeno asociado a la molécula MHC clase II expresado sobre la superficie de la célula presentadora de antígeno (CPA) Función efectora: Linfocito Th efector secreta citocinas las cuales inducen: activación de macrófagos activación de células T citotóxicas estimulación de la secreción de anticuerpos por las células B Patógeno Linfocito Th efector secreta citocinas CPA infectada MHC II ~ Péptido TcR MHC II~Péptido Linfocito Th virgen reconoce CPA infectada Mφ activado destruye patógeno Citocinas

42 Linfocitos Tc de la inmunidad adquirida Célula blanco infectada por virus Célula blanco con patógeno intracelular Expresa receptor específico TcR tipo αβ en la superficie de la membrana El receptor TcR reconoce un péptido del patógeno asociado a la molécula MHC clase I, expresado sobre una célula blanco infectada por virus o una célula cancerígena Patógeno intracelular Célula blanco MHC I~Péptido MHC I ~ Péptido TcR Función efectora: citotoxicidad celular Linfocito T citotóxico efector (CTL) lisa la célula blanco infectada por patógeno intracelular o a la célula cancerígena Citocinas secretadas por Th Linfocito Tc efector (CTL) lisa la célula blanco Linfocito Tc reconoce Célula blanco infectada LISIS celular Granzimas

43 Las células c T citotóxicas (CD8+) son capaces de eliminar células c infectadas por APOPTOSIS o MUERTE PROGRAMADA - Los linfocito T citotóxicos reconocen péptidos extraños asociados a moléculas MHC de Clase I expresadas por células blanco Linfocitos T citotóxicos Célula diana infectada por un patógeno intracelular

44 Los linfocitos T participan en la respuesta inmune a través de variados mecanismos Péptido-MHC I Granzimas Célula T CD8 + Célula infectada por virus Célula muerta por apoptosis Péptido-MHC II Citocina Citocina Célula Th1 CD4 + Macrófago bacterias muertas intracelularmente Péptido-MHC II Citocina Célula Th2 CD4 + Célula B Plasmocito Ac

45 Heterogenicidad de las subpoblaciones de linfocitos Las diferentes poblaciones de linfocitos tienen morfología similar Las diferentes subpoblaciones difieren en sus funciones y expresan diferentes proteínas de membrana Las distintas proteínas de membranas son utilizadas para identificar y analizar las subpoblaciones de linfocitos Estas proteínas sirven como marcadores fenotípicos de las diferentes poblaciones linfocitarias Estas proteínas pueden ser reconocidas por grupos de anticuerpos monoclonales

46 Nomenclatura de los Grupos de diferenciación Grupos de diferenciación (CD=Cluster of differentiation ) - Diferentes linajes o diferentes estadíos de diferenciación de un linfocito pueden distinguirse por la expresión de moléculas de membrana reconocidas por un anticuerpo monoclonal particular denominado CD - Marcadores fenotípicos, marcadores de diferenciación, antígenos linfocitarios, moléculas CD - Poblaciones de linfocitos con funciones diferentes expresan proteínas de membrana diferentes CD Función Célula B Célula T H Célula T C Célula NK CD2 Molécula de adhesión Transducción de señal CD3 Molécula transductora de la señal del TcR + + CD4 Molécula de adhesión que se enlaza al MHC II + CD8 Molécula de adhesión que se enlaza al MHC I + CD16 (FcgRIII) Receptor de baja afinidad para la región Fc de la IgG + CD28 Receptor para la molécula coestimulatoria B7 + +

47 Marcadores fenotípicos de los linfocitos Linfocitos B Linfocitos T H Linfocito T C Células NK BcR Receptores de Fc MHC Clase II CD19 CD20 TcR CD2 CD3 CD4 TcR CD2 CD3 CD8 CD2 CD16(FcγRIII)

48 Células y tejidos del sistema inmunitario adquirido Los linfocitos del sistema inmunitario adaptativo - circulan en la sangre y linfa - Forman los tejidos y órganos linfoides La organización de los tejidos y órganos linfoides así como la capacidad de circular los linfocitos entre la sangre, linfa y tejidos son muy importantes para generar las RI adaptativas - Las células inmunes deben ser capaces de responder a pequeñas cantidades de numerosos microorganismos diferentes - Sólo unos pocos linfocitos vírgenes reconocen y responden de forma específica ante cualquier antígeno - Las células y moléculas efectoras generadas en la respuesta inmune tienen que localizar y destruir los microorganismos en zonas distantes a la localización inicial de la infección

49 Los principales órganos del sistema inmune ÓRGANOS LINFOIDES PRIMARIOS Tienen como función producir las células del Sistema Inmune Médula ósea Timo Bazo ÓRGANOS LINFOIDES SECUNDARIOS Tienen como función concentrar los antígenos que entrar al organismo y ponerlos en contacto con los linfocitos circulantes Ganglios Linfáticos Tejidos asociados a las mucosas Tejido linfoide asociado a la piel Los linfocitos efectores generados en los OLS circulan por la sangre, se dirigen y son retenidos en las zonas periféricas de entrada de los antígenos

50 Desarrollo de linfocitos en los órganos linfoides primarios La médula m ósea y Timo contienen microambientes capaces de sustentar la producción de linfocitos B y T funcionales maduros, a partir de las células progenitoras Los eventos claves que ocurren en estos sitios incluyen: Capacidad de reconocer el antígeno, determinado por el re-arreglo de genes de las inmunoglobulinas y TcR así como la expresión de estos receptores y selección de células con receptores funcionales apropiados Desarrollo del aparato celular (moléculas de superficie y vías de transducción asociadas) requerida para interactuar con las poblaciones de células accesorias para que se puedan diferenciar en células efectoras y células memoria Capacidad de asentamiento (homing), la habilidad de recircular y de localizarse en el microambiente de la periferia apropiado.

51 Diferentes tipos de linfocitos se diferencian a partir de un progenitor común Órgano linfoide primario Célula NK Timo Órgano linfoide primario Linfocitos T Médula ósea Progenitor linfoide Linfocitos T γσ Linfocitos T αβ Células NKT Linfocitos B bazo Hígado fetal Linfocitos B1 Linfocitos B2 (foliculares o B2) Linfocitos B zona marginal (BMZ)

52 Los distintos tipos de linfocitos actúan en distintos momentos en el curso de la respuesta inmune Célula NK Linfocitos T Timo Médula ósea Progenitor linfoide Linfocitos T γσ Linfocitos T αβ Células NKT Linfocitos B bazo Hígado fetal Linfocitos B1 Linfocitos B (foliculares o B2) Linfocitos B ZM Inmunidad adaptativa células B (foliculares) y T αβ Linfocitos especializados NK, NKT, T γδ, B1 y BZ Inmunidad Innata Péptidos antimicrobianos complemento, fagocitosis, etc segundos minutos horas días semanas

53 Subpoblaciones de linfocitos de la inmunidad innata Células NK (Natural Killer) Linfocitos granulosos grandes. Células Nulas Carecen de TcR y BcR - Fenotipo CD2+ CD16+ (FcR) Células de la inmunidad innata No fagocítica, no adherente, no especificidad antigénica, no memoria inmunológica Se activan por la suma de señales activadoras e inhibidoras producidas por receptores especializados que reaccionan con moléculas MHC-I y moléculas MHC no clásicas que aparecen bajo estrés Son reclutadas por las citocinas IFNα e IFN β Célula citotóxicica (directa y mediante ADCC) - median muerte de células infectadas por virus y células malignas NK Célula blanco NK Especializada en inducir apoptosis celular o lisis de células infectadas con virus y células malignas virus

54 Los distintos tipos de linfocitos actúan en distintos momentos en el curso de la respuesta inmune Célula NK Linfocitos T Timo Médula ósea Progenitor linfoide Linfocitos T γσ Linfocitos T αβ bazo Los linfocitos Tγδ son solo el 1-5-% de las células T en circulación pero son más del 50% de las mismas en los epitelios Células NKT Linfocitos B Hígado fetal Linfocitos B1 Linfocitos B (foliculares o B2) Linfocitos B ZM Inmunidad adaptativa células B (foliculares) y T αβ Linfocitos especializados NK, NKT, T γδ, B1 y BZ Inmunidad Innata Péptidos antimicrobianos complemento, fagocitosis, etc segundos minutos horas días semanas

55 Subpoblaciones de linfocitos de la inmunidad innata Células NKT (TcR αβ): células reguladoras Las células NKT poseen receptores característicos de las células NK y expresan también TcR αβ en forma clonal El TcRes poco variable Humano: Va24Ja18 / Vb8 o Vb7 o Vb8 Ratón: Va14Ja18 / Vb11 Las células NKT son restringidas por moléculas CD1: La restricción de su TcR no es con MHC de clase I o clase II sino con moléculas denominadas CD1. Las moléculas CD1 presentan lípidos Las células NKT se activan cuando su receptor TcR reconoce lípidos propios o de origen bacteriano ( Mycobacterias) La activación conduce a la inmediata secreción de IFNγ, IL4, IL5, IL10, IL13, GM-CSF y TNFα

56 Dos subgrupos de linfocitos T reacciona con moléculas CD1 que presentan compuestos hidrofóbicos derivados de patógenos o propios CD1D CD1A B C E CD1 a, b, c Lípidos de patógenos Respuesta adaptativa contra lípidos Linfocitos T TCR αβ convencionales INF-γ e IL4 patógeno TLR CD1d Lípidos endógenos Células NKT TCR αβ invariante Célula dendrítica IL-12 Respuesta innata contra lípidos

57 Subpoblaciones de linfocitos de la inmunidad innata Linfocitos T γδ Mecanismo de defensa temprano, puente entre la Inmunidad innata y la Inmunidad adquirida Predominan en epitelios Fenotipo TcR (γδ) CD3 + Linfocitos con TcR poco variable, diversidad limitada Reconocen Ag micobacterias Célula efectora secretora de citocinas

58 Subpoblaciones de linfocitos de la inmunidad innata Linfocitos B-1 Población que representa el 5% de los linfocitos B Pueblan los tejidos del peritoneo y cavidad pleural Células que se desarrollan en etapa fetal (hígado) y se autorenuevan en los sitios que pueblan Expresan receptores de antígeno con restringida diversidad Son activadas por antígenos con epítopes repetitivos (polisacáridos) e independiente de celulas T Secretan los llamados anticuerpos naturales No se diferencian en células memoria B Ag BcR

59 Subpoblaciones de linfocitos de la inmunidad innata Linfocitos B-MZ : Linfocitos B que residen en la zona marginal del bazo (B-MZ) donde tienen un estrecho contacto con la circulación de la sangre TcR tienen diversidad restringida, Son activadas por antígenos ante carbohidratos y proteínas e independiente de celulas T Su activación es independiente de celulas T B Ag BcR

60 Desarrollo y diferenciación de los linfocitos T y B Órgano linfoide primario Médula ósea Timo Órgano linfoide primario Desarrollo y maduración de Linfocitos T Recombinación somática Selección positiva y negativa Progenitor linfoide Linfocitos T αβ Desarrollo y maduración de Linfocitos B Recombinación somática Selección negativa Órgano linfoide Secundarios Bazo, ganglios linfáticos, amigdalas, apendice Linfocitos B Linfocitos B (foliculares o B2) Linfocitos T αβ Los linfocitos maduros contactan los patógenos y se activan en los órganos linfoides secundarios

61 Los linfocitos T y B generan su diversidad en forma aleatoria y deben someterse a controles para evitar que reaccionen con lo propio El proceso de desarrollo de los linfocitos se inicia a partir de una célula progenitor linfoide común en la médula ósea, ocurre en distintas etapas e involucra distintos órganos. Durante su desarrollo, los linfocitos B foliculares y T alfa/beta pasan por varios estadíos donde se produce la recombinación somática que genera sus receptores BCR o TCR, respectivamente. En este proceso, el receptor generado es sometido a un riguroso control de calidad que garantiza la funcionalidad del receptor y elimina los clones que reaccionan fuertemente con componentes propios. Este último proceso se conoce como tolerancia central y es una primer etapa para asegura que el conjunto de linfocitos B y T vírgenes que se generan no resulten en una agresión del tejido propio.

62 En la médula ósea / linfopoyesis linfocitos B Organos linfoides primarios Organos linfoides secundarios

63 Timo/ linfopoyesis linfocitos T Organos linfoides primarios Organos linfoides secundarios

64 Timo Órgano bilobulado, encapsulado, situado en el mediastino anterior, debajo del esternón Cada lóbulo se divide en múltiples lobulillos mediante septos fibrosos El timo está constituido por una red de células epiteliales - el estroma tímico el cual rodea a los timocitos y linfocitos proporcionándoles un micro ambiente especial para el desarrollo de las células T Se encuentran también macrófagos y células dendríticas El timo experimenta involución a partir de la pubertad.

65 Organización celular de los lobulillos del timo Cápsula Corteza: Región rica en Timocitos inmaduros. Presencia de células epiteliales (diariamente 200 x 106 timocitos entran al timo del ratón y maduran sólo 1 x 106 ) Médula: Región rica en células epiteliales, poblada de: Linfocitos T maduros, Células epiteliales medulares, Células Dendríticas, Macrófagos. Cuerpos de Hassall Unión cortico-medular

66 Eventos de la maduración de los linfocitos T en el timo Región subcápsular: los timocitos proliferan y reordenan el DNA genómico que codifica el TcR. Expresan el TcR (especificidad) sobre la superficie de la célula. Corteza: Selección positiva: señal de sobrevida de linfocitos funcionales que reconocen antígenos asociados a las moléculas MHC I y MHC II. Región corticomedular: Selección negativa: eliminación de linfocitos autoreactivos Médula: Diferenciación de linfocitos Th CD4 + y Tc CD8 + autotolerantes y antígeno específico

67 Órganos linfoides secundarios OLS OLS: son los sitios en los cuales los linfocitos vírgenes maduros y los antígenos exógenos se encuentran por primera vez y se inicia la RI Bazo Ganglios linfáticos Tejidos linfoides asociados a las mucosas Ubicados en las puertas de entrada de los antígenos procedentes de cualquier parte del cuerpo Poseen un microambiente altamente organizado capaz de inducir la activación y diferenciación de células B y T vírgenes en poblaciones expandidas de células efectoras y células memorias. Los linfocitos efectores y de memoria generados en los OLS circulan por la sangre, se dirigen y son retenidos en las zonas periféricas de entrada de los antígenos para dar respuesta inmune efectora y de memoria (RI sistémica)

68 Órgano encapsulado Cápsula, Trabéculas, Células Reticulares Bazo filtra la sangre Lugar donde ocurre la respuesta inmunitaria a los antígenos que transporta la sangre Pulpa Roja: Sitio donde son eliminados los glóbulos rojos viejos/dañados Pulpa Blanca : alrededor de las arterias y arteríolas se encuentra el tejido linfoide denominado la Vaina linfoide periarteriolar (VPA)

69 Compartamentalización del Bazo La Pulpa Blanca rodea las arteriolas Los antígenos y los linfocitos entran con la sangre al bazo por las arteríolas que desembocan en la zona marginal y senos capilares. El bazo carece de sistema linfático La Zona marginal rodea a la VPA y a los Folículos. En la zona marginal los antígenos son atrapados por las células dendríticas interdigitantes y se lo presentan a los linfocitos T Arteriolas La Vaina linfoide periarteriolar penicilares (VPA) poblada por linfocitos T y Células Dendríticas interdigitantes (capturan el antígeno y se lo presentan a los linfocitos Th) Folículos con Centros Germinales Vaina linfoide periarteriolar Los Folículos Primarios, secundarios y Centros Germinales contienen principalmente Células B y Células Dendríticas Foliculares (CDF) Vena y arteria trabecular Trabecula

70 Sistema linfático Sistema linfático Proporciona un mecanismo de recolección de antígenos desde sus puertas de entrada (epitelios) hacia los ganglios linfáticos Vasos linfáticos Ganglios linfáticos órganos encapsulados Lugar donde ocurre la respuesta inmunitaria a los antígenos que se encuentran en los tejidos

71 Sistema linfático Los capilares linfáticos recogen el plasma que sale del sistema circulatorio y baña los tejidos circundantes El líquido recogido por el sistema linfático se denomina linfa

72 Sistema Linfático La linfa es filtrada por los ganglios linfáticos antes de entrar a la circulación venosa (litros/día) La linfa contiene linfocitos T, linfocitos B y Células Dendríticas La linfa fluye desde los tejidos hacia los vasos linfáticos Vasos linfáticos recolectores Pared fina con válvulas Recolectan linfa de los capilares linfáticos Llevan la linfa desde los linfáticos capilares - ganglios hacia el ducto toráxico Ganglios linfáticos Ducto Toráxico

73 Estructura del ganglio linfático El ganglio filtra la linfa que viene de los tejidos que ellos drenan. Los Ganglios linfáticos son estructuras encapsuladas que contienen una red de tejido conectivo con numerosos linfocitos, macrófagos y células dendríticas Folículo Zona T Gretz et al., 1997, Imm. Rev. 156, 11

74 Estructura Anatomía del ganglio linfático Cápsula Corteza Paracorteza Médula Linfáticos aferentes llevan la linfa al ganglio Linfáticos eferentes llevan la linfa fuera del ganglio

75 Compartamentalización del Ganglio linfático La Paracorteza (Zona T) contiene linfocitos T y células dendríticas interdigitantes que expresan altos niveles de MHC (presentación antigénica) Los Folículos en la corteza contienen linfocitos B, células dendríticas foliculares (CDF) y macrófagos. Folículos linfoides primarios poblados de linfocitos B maduros vírgenes Centros germinales contienen Linfocitos B productores de anticuerpos y células B memoria y CDF se desarrollan en respuesta a la estimulación antigénica Médula contiene macrófagos, linfocitos diseminados y células plasmáticas secretoras de anticuerpos

76 Tráfico de linfocitos hacia el ganglio linfático Los linfocitos entran al ganglio a través de las venulas endoteliales altas (HEV), localizadas en la paracorteza (zona de célulast) y luego se compartamentalizan en los folículos (células B) y en la paracorteza (células T). Los antígenos llegan al ganglio por los linfáticos aferentes

77 Respuesta inmune se inicia en el ganglio de drenaje Lugar principal de la respuesta inmune de los antígenos procedentes de la linfa

78 Respuesta inmune se inicia en el ganglio Los linfocitos vírgenes llegan a los ganglios a través de las vénulas endoteliales altas (HEV). Las HEV se encuentran en la zona de linfocitos T (paracorteza) En la paracorteza los linfocitos T vírgenes se encuentran el antígeno extraño que ha sido transportado a los ganglios a través de la linfa Las células dendríticas interdigitantes (CPA) le presentan los antígenos a los linfocitos T, estos se activan y diferencian en células efectoras y células memoria Los linfocitos B contactan el antígeno en la paracorteza. Los linfocitos T específicos cooperan con los linfocitos B para que se activen en células efectoras Las células efectoras (plasmocitos y células T) y células memoria salen del ganglio por los linfáticos eferentes, entran a la circulación sanguínea y luego a los tejidos. Las células plasmáticas migran a la médula ósea.

79 Tejidos linfoide secundario o periférico 1. Tejido linfoide no encapsulado asociado a las mucosas (MALT), captura antígenos en la superficie de los epitelios Tejido linfoide difuso Folículos linfoides organizados Placas de Peyer GALT: Tejido linfoide asociado al tracto gastrointestinal BALT: Tejido linfoife asociado al tracto respiratorio (bronquios amigdalas, adenoides 2. Tejido linfoide asociado a la piel

80 Tejido linfoide asociado a las mucosas GALT: tejido linfoide asociado al sistema respiratorio En la mucosa Intestinal los antígenos entran desde el lumen intestinal Amigdalas Folículos linfoides agregados

81 GALT: tejido linfoide asociado al tracto digestivo Tejido linfoide no encapsulado asociado al tracto gastrointestinales Los antígenos entran desde la luz intestinal 1. Tejido linfoide disperso: Linfocitos T y B dispersos en la lámina propia 2. Folículos linfoide organizados y centros germinales 3. Placas de Peyer en la mucosa intestinal: 30 folículos linfoides organizados. Las células M presentes en el epitelio transportan Ag hacia las placas de Peyer 4. Apéndice

82 Tejido linfoide secundario: MALT Mucosa intestinal: Producción de inmunoglobulinas de clase IgA

83 Componentes celulares Tejido linfoide cutáneo Epidermis: Queratinocitos Células de Langerhans (C D1 + MHCII + ) Linfocitos intraepiteliales T γδ CD8 + (2 %) Dermis: Linfocitos T CD4 + y T CD8 + (región perivascular) Macrófagos dispersos

84 Órganos linfoides secundarios Tejido linfoide cutáneo: Poblaciones de linfocitos T presentes en dermis y epidermis Escasos linfocitos B Generalmente no forman folículos Las células de Langerhans se ubican en la epidermis (5 %) Los macrófagos se ubican en la dermis Respuesta de hipersensibilidad retardada e inmediata

85 Órganos secundarios: Tejido linfoide cutáneo Los antígenos que entran en la epidermis son procesados por las células de Langerhans principales APC para linfocitos T vírgenes Las células de langerhans transportan el antígeno procesado desde la epidermis hacia vasos linfáticos y órganos linfoides secundarios donde se transforman en células dendríticas interdigitantes Si el antígeno entra a la dermis son presentados a los linfocitos T efectores o de memoria por macrófagos dérmicos

86 Recirculación de los linfocitos Los linfocitos circulan a través del sistema sanguíneo y los vasos linfático, desde un tejido periférico hacia otro y después hacia zonas inflamatorias ÓRGANOS LINFOIDES PRIMARIOS ÓRGANOS LINFOIDES PERIFÉRICOS Linaje de linfocito B MÉDULA ÓSEA B SANGRE Recirculación Linfocito B maduro virgen Ganglios linfáticos Bazo Célula hematopoyética Tejido linfoide cutáneo y mucoso Linaje de linfocito T TIMO T SANGRE LINFA Recirculación Linfocito T maduro virgen

87 Recirculación y asentamiento de los linfocitos Asentamiento de los linfocitos: las diferentes poblaciones de linfocitos (vírgenes, efectores y memoria) pasan de forma selectiva a algunos tejidos Linfocitos T vírgenes circulan entre los diferentes órganos linfáticos periféricos aumentando la probabilidad de encontrar el antígeno Linfocitos T efectores son principalmente reclutados hacia las zonas periféricas de inflamación donde se localizan los antígenos Los linfocitos T pueden entrar en los órganos linfáticos o los tejidos periféricos La recirculación y asentamiento de los linfocitos depende de: - expresión de moléculas de adhesión - secreción de quimiocinas en los órganos y tejidos linfoides

88 Migración de los linfocitos T vírgenes y efectores Los linfocitos T vírgenes se asientan en los ganglios linfáticos como resultado de la unión de selectinas L a su ligando sobre las vénulas endoteliales altas, que sólo están presentes en los ganglios linfáticos. Los linfocitos T activados se asientan en los focos de infección de los tejidos periféricos y su migración está mediada por las selectinas E y P e integrinas. Las diferentes quimiocinas producidas por los ganglios linfáticos y focos de infección participan en el reclutamiento de los linfocitos

89 Puertas de entrada de los antígenos Circulación sanguínea Ag sangre Corazón Vena cava Bazo sangre Barrera cutánea o mucosa Ducto Toráxico Células T y B Ac a la Circulación Ag Tejidos Subcutáneo epidermis dermis LA Ganglio Linfático LE Ag Amígdalas Placas de Peyer Apéndice