MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS INMUNOSUPRESORES

Transcripción

1 MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS INMUNOSUPRESORES COMPONENTES DE LA RESPUESTA INMUNE Las principales dificultades del trasplante de órganos derivan de la capacidad que tiene el organismo humano para diferenciar lo propio de lo extraño y actuar contra el órgano que recibe. Así, injertos entre individuos de la misma especie, genéticamente diferentes (aloinjertos) son rechazados, pero no lo son cuando proceden del mismo individuo (autoinjertos) o de individuos de la misma especie genéticamente iguales (isoinjertos). El sistema inmune reconoce y respeta lo propio e identifica y actúa contra lo extraño. Se organiza en una estructura orgánica, celular y molecular. El sistema inmune está formado por los órganos linfoides primarios (médula ósea y timo) y secundarios (ganglios linfáticos y bazo). Los órganos linfoides primarios son esenciales en el desarrollo y maduración de los linfocitos y los secundarios en la continuidad del proceso de maduración de los linfocitos y en el desarrollo de la inmunidad. La población de linfocitos de un sujeto normal es de y de ellos, el 0.1% se renueva diariamente (mil millones de linfocitos mueren y se renuevan cada día). Los linfocitos mantienen una recirculación permanente: desde la sangre se dirigen a los ganglios linfáticos por vénulas tapizadas por un endotelio con receptores específico para cada tipo de linfocito (esto permite a cada célula dirigirse al lugar adecuado) o a los tejidos, desde donde pasan a los ganglios linfáticos por la vía aferente linfática. Desde el ganglio linfático pasan al conducto torácico y de aquí de nuevo a la circulación. En este circuito, los linfocitos invierten un tiempo de 1-2 días. Los linfocitos penetran en el ganglio linfático por el sinus marginal subcapsular y se dirigen a la corteza o a la médula. En la corteza las células linfoides se asocian formando los folículos linfoides primarios y secundarios. Los folículos linfoides primarios se componen de células en reposo (linfocitos B, macrófagos y células dendríticas) y los folículos secundarios se forman por células que surgen de la estimulación de una respuesta inmune local. El bazo se compone de corteza y médula. Su organización funcional es similar a la del ganglio linfático, pero el antígeno sólo le llega por la sangre. Está formado por dos partes: pulpas roja y blanca. En su conformación parece como si la pulpa blanca salpicara dentro de la pulpa roja. Los linfocitos y los antígenos llegan al bazo a través de la arteriola central, pasan al sinus marginal, se distribuyen en las capas anteriormente descritas y vuelven a la circulación por la vena esplénica y por los vasos linfáticos eferentes. Su circulación es lenta y ello permite al bazo examinar con detenimiento

2 todos los componentes de la sangre y en particular a los agentes infecciosos y a los complejos antígenoanticuerpo. COMPONENTES CELULARES LINFOCITOS T La célula madre de la médula ósea por la acción de diversas citocinas genera diferentes líneas celulares. Las citocinas que intervienen de forma más decisiva en este proceso inicial de maduración son: factor de la célula madre, interleucina (IL)-3, factor estimulador de colonias de granulocitos-macrófagos, factor estimulador de colonias de granulocitos y eritropoy etina (Fig. 1 ). Una de las líneas celulares generadas es la progenitora de células linfoides, a partir de la cual se van a formar los linfocitos B y T. Los linfocitos T posteriormente emigran al timo donde sufren su proceso de maduración. Los linfocitos T en el timo ( Fig 2 ) adquieren su receptor y las moléculas CD3 y CD4/CD8 y sufren un proceso de selección antes de ser exportados a la periferia. Este proceso de selección es el responsable de la supervivencia de células que expresan un receptor que reconoce antígenos no propios asociados a moléculas propias del complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) y que no se permita que células autorreactivas o potencialmente no eficaces maduren. Estas células se eliminan por un proceso activo de muerte programada o apoptosis. Sólo los linfocitos T que han madurado pueden acceder a la circulación periférica para no retornar al timo. De ellos son del fenotipo CD4 y del CD8. Los linfocitos CD4 reconocen antígenos presentados por moléculas de clase II del CMH y los CD8 antígenos presentados por moléculas de clase I. Las funciones de los linfocitos T son las siguientes: Activan a los linfocitos B y producen su expansión clonal para derivar a células de memoria o células plasmáticas productoras de anticuerpos. Trasplante Renal e Inmunosupresión 2

3 Reagrupan y activan a los monocitos-macrófagos. Llevan a cabo respuestas antivirales. Regulan la respuesta inmune. Para llevar a cabo las misiones anteriores producen mediadores químicos llamados citocinas. Los linfocitos T CD4 producen y segregan citocinas; primariamente IL-2 y tras una prolongada estimulación muestran dos patrones diferentes: TH1 y TH2 ( Fig 3 ). Los linfocitos TH1 segregan: IL-2, IL-12 e interferon -γ y los T H 2: IL-4, IL- 5, IL-6 e IL-10. La generación de linfocitos T H 1 o T H 2 está regulada por el equilibrio entre estos dos grupos de citocinas, entre las que la IL-2 e IL-12 tienen un papel preponderante. Los linfocitos T H 1 son los responsables de la generación de células T citotóxicas, de la hipersensibilidad retardada y del rechazo del aloinjerto. Los linfocitos T H 2 son los responsables de la activación de las células B aumentando la formación de anticuerpos y la diferenciación de precursores de eosinófilos. Linfocitos B Se localizan en la circulación, ganglios linfáticos y bazo, preferentemente. Se diferencian de los linfocitos T por proteínas de membrana. Las más importantes son: inmunoglobulinas, CD19, CD20, CD21, moléculas de clases I y II del CMH y los marcadores de activación: CD40 y CD23. Las inmunoglobulinas de superficie en los linfocitos B son el sinónimo del receptor de los linfocitos T. Las funciones de los linfocitos B son: Producir anticuerpos frente a Trasplante Renal e Inmunosupresión 3

4 un antígeno (en la mayoría de los casos con la ayuda de los linfocitos T). Presentar antígenos a los linfocitos T y proporcionar señales para la activación de los linfocitos T. La activación de los linfocitos B se puede producir por dos vías: por antígeno timo independiente en la que no se requiere la colaboración de los linfocitos T y por antígeno timo dependiente. La vía timo dependiente es la más importante y genera anticuerpos específicos. En esta vía, los linfocitos B usan su inmunoglobulina como receptor del antígeno, lo internalizan y lo degradan en su endosoma en pequeños fragmentos que son los que posteriormente se van a unir a las moléculas de clase II del CMH para ser transportados a la superficie y ser presentados a los linfocitos T. Célula presentadora de antígenos Esta célula aporta los requisitos necesarios para activar a los linfocitos T: antígenos de clase II que participan en la señal 1 y miembros de la familia B7 que lo hacen en la señal 2. Hay tres poblaciones principales de células que reúnen estos requisitos: células dendríticas, monocitos -macrófagos y linfocitos B. Otras células componentes del sistema inmune son las llamadas células asesinas naturales (natural killer) y las células endoteliales. Estas aunque propiamente no forman parte de la estructura del sistema inmune conviene citarlas dado el papel que desempeñan en la respuesta inmune. COMPONENTES MOLECULARES Superfamilia de las inmunoglobulinas Bajo este concepto se engloba un grupo de moléculas que tienen una estructura parecida a las inmunoglobulinas, lo cual hace pensar que evolutivamente tuvieron un origen común. En este grupo se incluyen: antígenos HLA, receptor de los linfocitos T, inmunoglobulinas, CD3, CD4/CD8, CD28, LFA-3 y un grupo de moléculas de adhesión. Antígenos HLA El CMH se sitúa en el brazo corto del cromosoma seis y está formado por un grupo de genes (0.1% del genoma) de herencia mendeliana que se extienden a lo largo de 4 millones de pares de bases. Estos genes (Fig. 4 ) codifican proteínas de membrana conocidas como antígenos leucocitarios humanos (HLA). Los antígenos HLA por su estructura, función y distribución celular se dividen en clases I y II. Los antígenos de clase I ( fig, 6) se expresan en la mayoría de las células, son codificados por tres loci prin- Trasplante Renal e Inmunosupresión 4

5 cipales (A, B y C) y sirven de vehículos para presentar a los linfocitos T péptidos intracelulares procesados. La figura 5 es un ejemplo de como se transcribe, traduce y expresa un antígeno de clase I. Los antígenos de clase II ( fig. 7 ) son codificados por tres loci (DR, DP y DQ) y se localizan en las célula presentadora de antígenos y por estimulación con interferon-γ se expresan en las células endot eliales, epiteliales y linfocitos T. Presentan péptidos procedentes de antígenos exógenos que penetran en la célula por endocitosis. Sistema del complemento El complemento es un sistema efector inmunológico que participa tanto en la respuesta inmune innata como en la adquirida. La actividad del complemento es fundamentalmente antibacteriana. Está formado por unos 20 componentes proteicos que se activan secuencialmente. Presentación de antígenos a linfocitos T CD4 Las células presentadoras de antígenos profesionales (linfocito B, células dendríticas y macrófagos) presentan al linfocito T CD4 ant í- genos procedentes del exterior (vía exógena). El proceso se inicia cuando la célula internaliza el antígeno por endocitosis hasta un compartimento llamado el endosoma tardío (denominado así por su proximidad a la superficie de la célula). Allí el antígeno se degrada en pequeños fragmentos, por la acción de enzimas y por un ph apropiado en el medio. Al mismo tiempo, la célula presentadora de antígenos genera en el retículo endoplásmico la molécula de clase II del CMH. A continuación y tras sufrir glicosila- Trasplante Renal e Inmunosupresión 5

6 ción en el aparato de Golgi se traslada a través del citoplasma hasta el último endosoma. Capta fragmentos del antígeno y a continuación se expresan en la membrana de la célula ( fig. 8 ). Presentación de antígeno al linfocito T CD8 La célula presentadora de antígenos (virtualmente todas las células del organismo que expresan moléculas HLA de clase I) presenta al linfocito T antígenos procedentes de proteínas sintetizadas por la propia célula ( fig. 9 ), que son transportadas a la superficie de la célula por moléculas de clase I. El complejo formado por la molécula de clase I y el antígeno es transportado por el aparato de Golgi hasta la membrana de la célula para presentar el antígeno a los linfocitos T CD8. Hay que insistir que por este proceso se presentan péptidos procedentes de moléculas sintetizadas dentro de la propia célula (típicamente antígenos virales codificados por el genoma viral incorporado al genoma de la célula). Complejo receptor de linfocitos T-CD3 El receptor de los linfocitos T es un dímero formado por dos cadenas llamadas α y β o γ y δ unidas por puentes disulfuro. Los linfocitos expresan sólo una de estas dos formas. El receptor γ-δ aparece antes que el α-β y por ello, también, se les ha llamado receptor-1 y receptor-2, respectivamente. El receptor α-β se expresa en el 95% de los linfocitos T periféricos. Tiene como misión captar los antígenos presentados y por medio de las moléculas CD3 transmitir al interior de la célula señales de activación ( fig. 10 ). Moléculas accesorias CD4/CD8 Son co-receptores expresados en la superficie de los linfocitos T que aumentan la interacción entre su receptor y el CMH de la célula presentadora de antígenos. Trasplante Renal e Inmunosupresión 6

7 Moléculas de adhesión Son proteínas heterogéneas de la membrana celular ( fig. 12 )que median la unión entre células y entre éstas y la matriz extracel u- lar. Intervienen en la diferenciación celular y su organización en tejidos, en la intercomunicación y activación de células del sistema inmune, en la recirculación y emigración de los leucocitos y en el crecimiento y difusión de células tumor a- les. Según su composición y función se dividen en tres grupos: integrinas, selectinas y el grupo que forma parte de la superfamilia de las inmunoglobulinas. Componentes moleculares de la coestimulación La coestimulación ( fig. 11 )depende de proteínas no polimórficas cuya función es iniciar, mantener y regular la activación de los linfocitos T. Está formada por varios ligandos y sus receptores. Los más conocidos son los que componen la vía B7- CD28/CTLA-4, formada por dos ligandos en la célula presentadora de antígenos: B7-1 y B7-2 y dos receptores en el linfocito T: CD28 y CTLA-4. ALORECONOCIMIENTO No siempre que el linfocito T capta un antígeno extraño en su receptor se activa, sino que hay varias posibilidades de respuesta: apoptosis, anergia y activación parcial o total con expansión clonal. La activación total requiere los pas os siguientes: Ambiente local favorable (daño tisular local). Señal 1: Presentación del antígeno al receptor del linfocito T por la célula presentadora de antígenos. Trasplante Renal e Inmunosupresión 7

8 Señal 2: Coestimulación por la célula presentadora de antígenos. Señal 3: Secreción de citocinas por células T activadas. Síntesis de novo de nucleótidos. El proceso de aloreconocimiento sigue los pasos siguientes: La célula presentadora de antígenos procesa proteínas polimórficas procedentes de un individuo de la misma especie hasta formar péptidos de pequeño número de aminoácidos, que son expresados junto con antígenos de clase II del CMH. Unión de la célula presentadora de antígenos al linfocito T. Señal 1. El CMH+péptido se une al receptor de los linfocitos T. Señal 2 (Coestimulación). Se lleva a cabo entre las moléculas de la membrana del linfocito T (CD28/CTLA-4) y sus ligandos en la célula presentadora de antígenos (B7,1 y B7,2). Señales de transducción y activación del linfocito T. SEÑALES DE ACTIVACIÓN INTRACELULAR El linfocito T, como cualquier célula eucariota, tiene la capacidad de recibir estímulos, procesarlos y enviarlos al núcleo a través de cambios bioquímicos llamados señales de activación intracelular. Estas señales modifican lípidos celulares que inician una vía que finaliza con la activación y translocación al núcleo de factores de transcripción que regulan la activación y expresión de genes ( fig. 13 ) Las proteínas celulares se activan por fosforilación y defosforilación realiza- Trasplante Renal e Inmunosupresión 8

9 das por kinasas y fosfatasas, respectivamente. Para iniciar la señal de transducción las kinasas transfieren fósforo del ATP a los aminoácidos tirosina y serina-treonina. La fosforilación cumple dos funciones. Por un lado, cambia la configuración de las proteínas y activa funciones enzimáticas (generalmente proporcionando más actividad kinasa) que permiten que la señal se transmita como una onda de activación de proteínas. Por otro lado, la fosforilación, especialmente de tiros ina, crea lugares de unión en las proteínas afectadas. Ello permite el reclutamiento de otras proteínas diana con las que nuevos elementos activados de la señal interactúan, de tal forma que la transmisión de la señal no es sólo una progresión lineal de la activación, sino que permite la participación de otros mensajeros intracelulares cuando son necesarios. En el caso concreto que nos ocupa se inician una serie de cambios en el entorno intracelular, cuya misión es permitir la translocación de determinados factores de transcripción al núcleo para activar genes de citocinas y que se inicie la activación y proliferación celular. Este proceso se lleva acabo por los pasos siguientes: Señal 1: La unión del antígeno al receptor del linfocito T puede iniciar un proceso muy complejo que tiene como finalidad activar al linfocito T ( fig 14 ). Se inicia con la defosforilación de las tirosin kinasas lck (asociada a CD4) y Fyn (asociada a CD3). La activación de estas kinasas se produce por la molécula de membrana CD45 que está asociada asociada físicamente físicamente con el con complejo el complejo receptor-cd3 y tiene actividad fosfatasa en su dominio citoplásmico, lo que le permite defosforilar a lck y Fyn. Trasplante Renal e Inmunosupresión 9

10 Señal 2: Las bases bioquímicas que median la señal dos no son bien conocidas, pero se cree que actúan a través de una tirosin kinasa que estimula sistemas que favorecen la activación del complejo receptor del linfocito T- CD3. Señal 3: Una vez que la citocina contacta con su receptor se activan varias señales de transducción ( fig 15 ). En esta vía quedan muchas incógnitas por solucionar, pero su final es la activación de complejos enzimáticos del núcleo (actinas E/CDK2 y D/CDK4) que son esenciales para la progresión del ciclo de la célula de la fase G 1 a S en la síntesis de DNA. CITOCINAS Son glicoproteínas de pequeño peso molecular (<80 kda) que sirven de medio de comunicación entre las células. Tienen un papel fundamental en la organización y programación de la respuesta inmune. La acción más importante la llevan a cabo en la activación de los linfocitos T y B. Sus características más importantes son: Vida media corta. El gen que la procesa tiene alrededor de 4-5 kb de longitud y aproximadamente 4 exones. No se almacenan (excepto IL- 16), sino que son sintetizadas de novo y segregadas por respuesta a estímulos concretos. Los linfocitos siempre segregan citocinas en respuesta a un antígeno específico. Trasplante Renal e Inmunosupresión 10

11 Actúan de forma autocrina estimulando a la misma célula que la produce o de forma paracrina estimulando a otras células de la vecindad. Rara vez tienen un efecto sistémico (endocrino). Su producción se controla modulando la transcripción de sus genes. Pueden actuar sinérgicamente con otras citocinas o como antagonistas. En tejidos no lesionados se producen a bajos niveles. Favorecen el crecimiento y maduración de las células y su efecto más característico lo llevan a cabo en la inflamación y en la respuesta del huésped a la lesión o a la infección. Las tablas I y II resumen el origen, célula diana y efecto de las citocinas más importantes de la respuesta inmune. Tabla I. Citocinas de la inmunidad innata. Citocina Origen Célula diana Efecto IL-1 Macrófagos. Endoteliales, musculares, hepáticas y del hipotálamo. Activa inflamación, catabolismo y coestimulación. IL-6 Linfocitos T, macrófagos y células endoteliales. Linfocitos B y timocitos. Activa crecimiento, coestimulación e inflamación. IL-10 Linfocitos T y macrófagos. Macrófagos y linfocitos B. Activa linfocitos B e inhibe macrófagos. IL-12 Macrófagos y células dendríticas. Linfocitos T y células NK. Diferenciación de T CD4. Activa la síntesis de INF-γ. Citolítico. IL-15 Macrófagos. Linfocitos T y células NK. Proliferación. INF-Tipo I Macrófagos. Todas. Activación. Aumenta la expresión de antígenos del CMH de clase I. Antiviral. TNF Macrófagos y linfocitos T. Neutrófilos, células endoteliales y del hipotálamo. Activación, fiebre y catabolismo. Quimoquinas Macrófagos, linfocitos T, células endoteliales, plaquetas Leucocitos. Quimiotaxis y activación de la adhesión. y fibroblastos. IL: interleucina, NK: asesina natural, NF: interferón, CMH: complejo mayor de histocompatibilidad, TNF: factor de necrosis tumoral. Trasplante Renal e Inmunosupresión 11

12 Tabla II. Citocinas de la inmunidad específica. Citocina Origen Célula diana Efecto IL-2 Linfocitos T. Linfocitos T y B. Células NK. Estimulación de la inmunidad celular y humoral. Activación del crecimiento. IL-4 Linfocitos T CD4. Linfocitos T y B y células endoteliales. Isotipo IgE. Activación del crecimiento. IL-5 Linfocitos T. Eosinófilos. Activación. TGF-β Linfocitos T, macrófagos y Linfocitos T. Inhibición. otras. IFN-γ Linfocitos T y células NK. Especialmente macrófagos y células endoteliales, pero puede ser cualquier Activación. Aumenta la expresión de antígenos del CMH de clases I y II. célula. Linfotoxina Linfocitos T. Neutrófilos y células endoteliales. Activación. IL: interleucina, NK: asesina natural, TGF: factor de crecimiento transformante, INF: interferón, CMH: complejo mayor de histocompatibilidad. INMUNOSUPRESORES Inmunosuprimir es reducir o evitar la respuesta inmune a través de agentes externos que actúan inhibiendo o bloqueando uno o varios pasos de la respuesta inmune. Para seguir un orden con fines didácticos los inmunosupresores se han clasificado en tres grupos: drogas inmunosupresoras (Tabla III), anticuerpos policlonales y monoclonales (Tabla IV) y nuevos mét o- dos de inmunosupresión (Tabla V). Cada grupo se subdivide según el lugar de acción de los inmunosupresores. Trasplante Renal e Inmunosupresión 12

13 Tabla III. Clasificación de las drogas inmunosupresoras según su principal lugar de acción Lugar de acción Tipo de acción Droga Procesamiento del antígeno en la célula presentadora. Inhibidor. Deoxispergualina. Moléculas de adhesión. Inhibidor de la glicosidasa I. Castanospermina. Componentes moleculares de la activación intracelular. Ciclosporina. Inhibidores de la calcineurina. Tacrolimus. Inhibidor de la proteína TOR. Rapamicina. Factores de transcripción y proteínas asociadas. Corticoides. Inhibidores de NF-kB. Deoxispergualina. Estimulador de IkB. Corticoides. Síntesis de nucleótidos. Inhibidores de la síntesis de purinas. Inhibidores de la síntesis de pirimidinas. Azatioprina. Micofenolato mofetil. Mizoribina. Brequinar sódico. Leflunamida. Malononitrilamidas. TOR: Proteína diana de la rapamicina. NF-kB: Factor nuclear de la cadena k en células B. IkB: Factor regulador de NF-kB. Tabla IV. Clasificación de los anticuerpos policlonales y monoclonales según su lugar de acción Lugar de acción Componentes moleculares De la señal 1. Anticuerpos a. Policlonales. Globulina antilinfocítica. Globulina antitimocítica. b. Monoclonales murinos: Monoclonales anti-cd3 (OKT3). c. Monoclonales quiméricos: Trasplante Renal e Inmunosupresión 13

14 Moléculas de adhesión. Anti-CD4. d. Monoclonales humanizados: g-okt3-5. Anti-CD4. Monoclonales murinos: Receptor de interleucina 2. a. Monoclonales murinos: b. Monoclonales quiméricos: Basiliximab (Simulet). c. Monoclonales humanizados: Daclizumab (Zenapax). CORTICOIDES Los corticoides son lipofílicos y atraviesan la membrana de la célula para unirse a su receptor en el citoplasma. El complejo corticoidereceptor se une a una proteína de 90 kda llamada HSP90 (heat shock protein, proteína de estrés) que le sirve de transporte en su recorrido por el citoplasma y que abandona antes de entrar al núcleo ( fig. 16 ). El mecanismo de acción de los corticoides se puede resumir así: El complejo corticoide-receptor estimula la síntesis de IkB. Esta proteína, probablemente induce la disociación de NF-kB (factor de transcripción)de los lugares kb de los genes diana y favorece su desplazamiento al citoplasma. El complejo corticoide-receptor se une a la subunidad p65 de NF-kB y bloquea su efecto sobre los genes de citocinas inflamatorias. Trasplante Renal e Inmunosupresión 14

15 Además, los corticoides tienen un efecto inmunosupresor no específico a través de la redistribución de los linfocitos desde el árbol vascular al tejido linfático al inhibir la síntesis y secreción de factores quimiotácticos y de agentes vasodilatadores que aumentan la permeabilidad vascular. ANTICUERPOS MONOCLONALES Cada célula plasmática produce y segrega un solo anticuerpo. Un clon de células plasmáticas produce anticuerpos con un mismo tipo de cadena pesada y ligera y con igual conformación de la región de unión del antígeno (anticuerpos monoclonales). Sólo hay dos situaciones en las que se producen anticuerpos monoclonales: en el tumor de células plasmáticas (mieloma) y a través de un hibridoma (fig.17 ). Para obtener un hibridoma se inyecta un antígeno determinado a un animal de experimentación apropiado y a las 2-3 semanas se le extraen linfocitos B que se fusionan con linfocitos B de una línea celular mielomatosa en un medio de cultivo celular con polietilenglicol o dimetilsulfóxido. Las células obtenidas (hibridoma) pueden crecer y formar anticuerpos en el medio de cultivo durante años. Siguiendo la metodología del hibridoma se pueden obtener anticuerpos para cualquier antígeno. Pero los anticuerpos obtenidos por esta técnica son de origen murino y se caracterizan por una vida media corta en la circulación y porque son proteínas extrañas contra las que se forman anticuerpos que bloquean su efecto, acortan su vida media y provocan reacciones de hipersensibilidad. Hoy es posible combinar atributos de anticuerpos murinos y humanos (anticuerpos monoclonales murinos quiméricos humanizados) que reúnan los requisitos necesarios para evitar o disminuir los efectos indeseables. Para reducir este problema se han obtenido anticuerpos con la estructura completa de una inmunoglobulina humana a la que se le ha injertado la parte más pequeña del anticuerpo del ratón necesaria para reconocer la molécula diana (los llamados CDR o regiones determinantes de complementariedad del dominio de la región variable de la inmunoglobulina). Estos anticuerpos se les conoce como humanizados y de ellos sólo el 10% es de origen murino. Trasplante Renal e Inmunosupresión 15

16 Para resumir podemos decir que el término quimérico se usa para definir anticuerpos formados por la región variable murina y constante humana y el término humanizado para definir anticuerpos formados por toda la estructura de la inmunoglobulina humana a la que se injertan los CDR. Anticuerpos monoclonales anti-cd3 (OKT3) De origen murino dirigidos contra las moléculas CD3. Este anticuerpo es una inmunoglobulina IgG que se une a una de las sub-unidades CD3 produciendo su desactivación y la posterior endocitosis del receptor de los linfocitos T. Esto convierte al linfocito T en una célula inactiva que posteriormente es opsonizada por el sistema retículoendotelial. Anticuerpos monoclonales anti-il-2r Se dirigen contra la cadena α de IL-2R (receptor de IL-2) y actúan frente al linfocito T activado. Esto supone una capacidad inmunosupresora más selectiva que otros anticuerpos policlonales o monoclonales. En la práctica clínica se ha confirmado una frecuencia menor de infecciones oportunistas, de procesos linfoproliferativos y de linfomas en los pacientes tratados con anticuerpos anti-il-2r que en aquellos tratados con anticuerpos policlonales y OKT3. Los anticuerpos monoclonales anti-il-2r se clasifican en: Anticuerpos monoclonales murinos: Anticuerpos monoclonales quiméricos: Basiliximab (Simulet). De alta afinidad para la cadena α del IL-2R. Actualmente hay experiencia en trasplante renal y hepático con resultados muy positivos que demuestran una reducción significativa de la incidencia de rechazo agudo sin mayor frecuencia de episodios adversos (incluida la infección por citomegalovirus). En los enfermos tratados no se registró ningún caso de síndrome de liberac ión de citocinas. Anticuerpos monoclonales humanizados: Daclizumab (Zenapax). Es un anticuerpo de naturaleza IgG 1 que se une específicamente a la cadena α del IL-2R y bloquea la unión de la IL-2 al receptor. Anticuerpos monoclonales anti- moléculas de adhesión Las moléculas de adhesión facilitan la interacción entre el linfocito T y la célula presentadora de antígenos. Además, el linfocito T activado segrega citocinas que favorecen la expresión de moléculas de adhesión en las células endoteliales del injerto. Ello facilita el contacto entre estas células y el linfocito T y la penetración de esta célula por el espacio intercelular hacia la pared de los vasos e intersticio. El bloqueo de las moléculas de adhesión por anticuerpos evita o disminuye esta secuencia de eventos y la Trasplante Renal e Inmunosupresión 16

17 experiencia acumulada señala que es posible alcanzar una tolerancia prolongada del injerto sin efectos indeseables. ANTICUERPOS POLICLONALES Los anticuerpos se fabrican y segregan por las células plasmáticas. La parte del antígeno con la que interactúa el anticuerpo se llama epitopo. La mayoría de los anticuerpos se originan como respuesta del organismo a antígenos de complejos macromoleculares con múltiples epitopos. Cada epitopo genera un clon celular de respuesta y múltiples clones celulares anticuerpos policlonales. El método de obtención es más simple que en el caso de los monoclonales. Para ello se administra un antígeno determinado a un animal mamífero de gran tamaño (caballo, cabra, etc.), con el objetivo de obtener una cantidad de suero considerable, y dos o tres semanas después se le practica una sangría para extraer los anticuerpos. En el caso que nos ocupa, para evitar el rechazo inmune celular en el trasplante de órganos, el antígeno o antígenos son células linfoides humanas (timocitos, linfoblastos o células T periféricas) y del suero se obtienen fracciones purificadas de globulina γ. Si el inmunógeno usado son linfoblastos obtenemos globulina antilinfocítica y si son timocitos globulina antitimocítica. Las características más importantes de estos anticuerpos policlonales son: 1. Son difíciles de obtener. Por ejemplo es difícil conseguir tejido tímico suficiente para inmunizar. 2. Son una mezcla de anticuerpos heterogéneos, sobre todo por la variabilidad del inmunógeno, de los que sólo una minoría son específicos del linfocito T. Su contenido en proteínas contaminantes puede ser mayor del 90%. 3. Reactividad contra elementos de la sangre que produce trombopenia (30%), leucopenia (14%) y anemia. 4. Reacciones anafilácticas y enfermedad del suero por su alto contenido en proteínas heterólogas. 5. Mayor incidencia de infecciones virales y de proc esos linfoproliferativos. Su mecanismo de acción lo realizan por: Lisis de linfocitos mediada por el complemento. Anulación de moléculas de membrana en los linfocitos por modulación de su expresión o fenómeno de capping seguido de interiorización. Expansión de células reguladoras negativas, probablemente porque la reacción del anticuerpo representa un estímulo para estas células. Trasplante Renal e Inmunosupresión 17

18 CICLOSPORINA Es un polipéptido cíclico de 11 aminoácidos extraído del hongo Tolipocladium inflatum. Actúa como un profármaco que se activa al unirse a una proteína o receptor intracelular llamado genéricamente inmunofilina. Inhibe la proliferación del linfocito T al nivel de la fase de proliferación celular G 0 a G 1. El complejo droga-inmunofilina en el citoplasma de la célula se une a la calcineurina ( Fig. 18 ) e inhibe su actividad fosfatasa. Esto produce la inhibición de las señales calcio-dependientes que intervi e- nen en la activación del linfocito T. Su mayor receptor intracelular o inmunofilina es la ciclofilina que es una enzima llamada peptidil-prolil-isomerasa que cataliza la isomerización cis-trans de los puentes peptidil-prolil de las proteínas. Mecanismo de acción de la ciclosporina: 1.- Inhibe la calcineurina: Ello impide la defosforil a- ción de NF-AT (factorde transcripción) y su transl o- cación al núcleo para in i- ciar la transcripción de citocinas, entre ellas la IL-2. Inhibe el factor de transcripción jun. jun. 2.- Bloquea la translocación de NF-kB al núcleo. El NF-kB se encuentra en el citoplasma del linfocito T inactivo asociado a su inhibidor IkB. Cuando el linfocito T se activa el factor de transcripción NF-kB se fosforila y se disocia de su inhibidor permitiendo su translocación al núcleo para activar la transcripción de citocinas: IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, interferón-γ, factor de necrosis tumoral-α y factor estimulador de colonias de granulocitos-macrófagos. La ciclosporina bloquea la disociación NF-kB+IkB porque inhibe kinasas que activan la disociación. 3.- La ciclosporina aumenta la síntesis del factor de crecimiento transformante-β en linfocitos T y células endoteliales y renales. Trasplante Renal e Inmunosupresión 18

19 TACROLIMUS Es un antibiótico macrólido aislado del hongo Streptomices tsukabaensis. Su mayor receptor intracelular o inmunofilina es la FKBP12, que al igual que la ciclofilina es una rotamasa que pertenece a la familia de las FKBP. Está formada por siete miembros: FKBP12, FKBP12,6, FKBP13, FKBP25, FKBPr38, FKBP51 y FKBP52 (también conocida como HSP56, FKBP59, p59 o HSP59). Todos tienen capacidad de unión con tacrolimus, excepto FKBPr38 que se le incluye en el grupo por la similitud de sus secuencias con el resto de los componentes de la familia FKBP. Estructuralmente, tacrolimus posee dos dominios, uno de unión a su receptor y otro efector que interactúa con la calcineurina. Mecanismo de acción de Tacrolimus: 1.- Inhibe la calcineurina ( Fig. 19 ). Esto origina dos efectos: Bloqueo de la defosforilación de NF-AT y su translocación al núcleo. Bloqueo del factor de transcripción jun. 2.- Bloquea la translocación al núcleo de NF-kB. 3.- Inhibe factores de transcripción (NUR77 y MEF2) que intervienen en la apoptosis del linfocito T activado. 4.- Disminuye la actividad del AMPc dependiente de la protein kinasa A y del AMPc sensible a proteínas de unión (CREB). Estos efectos pueden ser los responsables de sus acciones diabetógena y nefrotóxica. 5.- Se une a la proteína de estrés HSP56 y aumenta la afinidad de los receptores de los corticoides. Trasplante Renal e Inmunosupresión 19

20 RAPAMICINA (Sirolimus) Es un macrólido lipofílico obtenido del streptomices higroscopicus que produce inmunosupresión por diferentes mecanismos. Su receptor intracelular es el mismo que el de tacrolimus, o sea la familia de enzimas FKBP. Cuando la rapamicina se une a su receptor, conserva su estructura tridimensional de forma casi idéntica a su estado cristalino libre; todo lo contrario de lo que ocurre con tacrolimus. La rapamicina posee dos dominios, uno de unión que media la interacción con FKBP y otro que interactúa con la enzima TOR ( Fig. 20 ). Tacrolimus inhibe señales calcio-dependientes y la rapamicina señales calcio-dependientes e independientes. El complejo rapamicina-fkbp actúa sobre la proteína TOR que interviene en la señal de transducción que coordina los elementos nutrientes necesarios de la célula para que su división progrese de la fase G 1 a S. El tratamiento con rapamicina o la deprivación de estos nutrientes celulares produc e una reducción aguda en la iniciación de la transducción, un acúmulo de glucógeno y un aumento de tamaño de las vacuolas. La acción de la rapamicina afecta a acontecimientos bioquímicos en los periodos medio y final de G1 y aunque todavía queda mucho por conocer de su mecanismo de acción, sabemos que tiene los efectos siguientes: 1.- Inhibe un enzima de 70 kda llamada S6 kinasa (p70s6k) que está implicada en procesos importantes del ciclo de división de la célula. 2.- Inhibe la actividad kinasa de cdk4-ciclina D y de los complejos cdk2-ciclina E. 3.- Bloquea la transcripción de Bcl-2, que es una proteína que protege a las células de la apoptosis. 4.- Previene el efecto inhibidor de CD28 (segunda señal) sobre la transcripción de IkB-α y ello produce la inhibición de la translocación del factor de transcripción c-rel que estimula de forma sostenida la expresión del gen de IL-2. El problema de la rapamicina ha sido desarrollar una fórmula con estabilidad, biodisponibilidad y predictibilidad aceptables. Ello se ha conseguido con el 40-0(2 hidroxietil)-rpm,sdz RAD que, a su vez, conserva las propiedades farmacológicas de la rapamicina. Trasplante Renal e Inmunosupresión 20

21 DEOXISPERGUALINA Es un inmunosupresor obtenido del filtrado de cultivos de Bacillus laterosporus. Es el 15- deoxi de la spergualina. Es hidrosoluble pero su absorción intestinal es muy pobre y por ello se administra por vía intravenosa. Su mecanismo de acción es ( Fig 57 ): 1.- En el citoplasma NF-kB está unido a su inhibidor IkB, del que se separa por la acción de determinados estímulos que permiten la activación de NF-kB y su translocación al núcleo a través de la proteína del estrés HSP 70. La deoxispergualina bloquea la disponibilidad de esta proteína y consecuentemente que NF-kB sea translocado al núcleo, con lo que se inhibe la transcripción de citocinas (cadena α del receptor de IL-2, factor de necrosis tumoral, IL-6 e IL-8). 2.- Actúa, también, en la célula presentadora de antígenos. La proteína HSP 70 juega un papel importante en el procesamiento del antígeno por la célula presentadora de antígenos. Al ser inhibida por la deoxispergualina se reduce la expresión de moléculas del CMH (señal 1). 3.- El factor de transcripción NF-kB estimula la expresión del gen de la cadena ligera κ de las inmunoglobulinas en los linfocitos B. Si es inhibida su translocación al núcleo, la inmunidad humoral queda afectada. INHIBIDORES DE LA SÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS El linfocito necesita sintetizar DNA en la fase S del ciclo celular para su proliferación y expansión clonal. Para ello es necesaria la aportación de nucleótidos de purinas y pirimidinas. Hay fármacos que inhiben la síntesis de estos nucleótidos y se les clasifica en ( Fig. 22 ): a. Inhibidores de la síntesis de purinas: Azatioprina, Micofenolato mofetil y Mizoribina. b. Inhibidores de la síntesis de pirimidinas: Brequinar, Leflunomida y Malonotritilamidas. Trasplante Renal e Inmunosupresión 21

22 El aporte de nucleótidos se lleva a cabo por dos vías: la de novo y la alternativa o de ahorro. En la síntesis de novo de las purinas interviene, entre otras, una enzima llamada adenosin deaminasa (ADA) y en la vía alternativa la hipoxantina-guanina fosforibosil transferasa (HGTPRT). Observaciones en pacientes con anomalías congénitas del metabolismo han demostrado que aquellos con déficit de ADA tienen un defecto en la función de los linfocitos T y B, mientras que los que tienen un déficit de HGPRT no presentan alteración de la función de estas células. Estos datos sugieren que la síntesis de novo de purinas es fundamental en la proliferación linfocitaria. En la vía de novo, las purinas se sintetizan a partir del 5P-ribosa que tras una serie de pasos intermedios forma Inosin monofosfato (IMP). El IMP es catalizado a Adenosin monofosfato (AMP) y Guanosin monofosfato (GMP) que tras nueva fosforilación se convierte en la forma difosfato (GDP) y a partir de él se generan dos vías: Deoxiguanosin di (dgdp) y trifosfato (dgtp) y Guanosin trifosfato (GTP) que son utilizados en la síntesis de novo de DNA y RNA, respectivamente. La enzima Inosin monofosfato deshidrogenasa (IMPDH) cataliza el paso de IMP a GMP y una transaminasa el de IMP a AMP. La vía alternativa se lleva a cabo por la recuperación de bases nitrogenadas del catabolismo del DNA. Micofenolato mofetil Es un ester del ácido micofenólico obtenido de distintas especies del penicillium. Actúa como profármaco hasta que se convierte en ácido micofenólico por un proceso de desesterificación llevado a cabo en el estómago, intestino delgado y probablemente en el hígado. Circula en el plasma unido a la albúmina y su biodisponibilidad es del 94%. El ácido micofenólico actúa inhibiendo la IMPDH en la vía de novo de síntesis de purinas (Fig. 23). La mayoría de las células utilizan las dos vías de síntesis de las purinas, pero los linfocitos y monocitos Trasplante Renal e Inmunosupresión 22

23 usan la vía de novo y ello da un carácter selectivo como inmunosupresor al micofen olato mofetil. En resumen, el micofenolato mofetil inhibe la proliferación y expansión clonal de los linfocitos T y B y monocitos. Además, inhibe la expresión de moléculas de adhesión en los linfocitos afectando su unión a las células endoteliales. Azatioprina El inmunosupresor más usado en trasplante de órganos hasta la introducción de la ciclosporina. Posteriormente, quedó relegado a un segundo plano como asociado de la ciclosporina y en la ac tualidad con la incorporación del micofenolato mofetil, su uso es aún más limitado. Posee una muy buena biodisponibilidad por vía oral. Se metaboliza en el hígado a 6- mercaptopurina por la acción de la enzima glutatión S-transferasa y posteriormente por el efecto de la hipoxantina guanina fosforibosil transferasa y otras enzimas se convierte en nucleótidos de 6-tioguanina. Estos nucleótidos son los responsables de sus efectos inmunosupresor y tóxico. También la 6- mercaptopurina se metaboliza por la acción de la enzima metiltransferasa de tiopurina (MTTP) a 6- metilmercaptopurina. Este enzima tiene un rango muy amplio de actividad y estas variaciones pueden ser las responsables de la respuesta individual a la azatioprina. En trasplante renal se ha observado que pacientes con actividad muy baja de esta enzima desarrollaban más mielotoxicidad. Recientemente se ha usado la actividad de la MTTP en los hematíes para valorar la eficacia de la azatioprina en pacientes con trasplante renal y aquellos que tenían su actividad aumentada presentaron menos episodios de rechazo agudo. Se ha postulado que el aumento de actividad de MTTP refleja una conversión adecuada de azatioprina a 6-mercaptopurina. La azatioprina bloquea la proliferación de los linfocitos tras estímulo antigénico, al interferir la síntesis de DNA. NUEVOS MÉTODOS DE INMUNOSUPRESIÓN Estos métodos tratan de alcanzar un grado de inmunosupresión que permita la tolerancia del injerto sin los efectos indeseables de los inmunosupresores actuales. La mayoría no disponibles en la clínica, pero que marcan nuevos caminos en la inmunosupresión. Oligonucleótidos antisentido Son oligonucleótidos sintéticos de bases de longitud diseñados para bl oquear la expresión de los genes ( Fig 24 ). Si conocemos la secuencia de nucleótidos que codifica una proteína, se puede obtener una molécula de menor número de bases (oligonucleótido) que se una al RNAm y bloquee la formación de esa proteína. La secuencia de nucleótidos de una cadena de RNAm determina el sentido de la cadena para codificar una proteína de una secuencia concreta de aminoácidos. Cuando se trata de una molécula de DNA (doble cadena) una de las cadenas es complementaria al sentido de la otra y se le Trasplante Renal e Inmunosupresión 23

24 llama cadena antisentido. Hoy, es posible sintetizar nucleótidos antisentido complementarios a una porción de RNAm, a la que se unen y previenen su traducción por el efecto estérico de la unión o por la inducción de la degradación del RNAm por RNA asas. Para comprender la finalidad de este método supongamos una molécula de RNAm con 300 bases. Este RNAm codificará la síntesis de un polipéptido de 100 aminoácidos (cada triplete un aminoácido). Para bloquear la síntesis de este polipépt i- do se puede preparar un oligonucleótido complementario al RNAm, mucho más corto en su secuencia de bases, que se une al RNAm y que bloquea su traducción. Por ejemplo: 5 AUCGUACGAACAUTGGT...hasta completar 300 bases UAGCAUGCTTG...hasta completar 20 bases... 5 La primera fila corresponde al RNAm y la segunda al oligonucleótido complementario antisentido. CTLA4-Ig Es una proteína recombinante obtenida de la fusión de CTLA4 y un péptido de inmunoglobulina humana. Bloquea la vía B7-CD28 de la segunda señal produciendo anergia. En trasplante cardíaco en ratas prolongó la supervivencia del injerto y la administración de IL-2 exógena no estimuló la proliferación de linfocitos T, lo que indica que su mecanismo de acción lo realiza por la inducción de anergia. En trasplante renal en primates no humanos, también se ha mostrado eficaz en prolongar la tolerancia del injerto. Inmunotoxinas La inmunotoxina está formada por un ligando (anticuerpo monoclonal o un factor de crecimiento) y una toxina obtenida de bacterias u hongos, que actúa inhibiendo la síntesis de proteínas ( Fig. 25 ). Para que sea efectiva es necesario que el anticuerpo monoclonal Trasplante Renal e Inmunosupresión 24

25 sea internalizado y así pueda trasladarse la toxina al citoplasma. El anticuerpo monoclonal puede ser: completo, fragmentos de anticuerpo, quimérico y human izado. La unión del ligando y la toxina es estable en el exterior de la célula, pero lábil en su interior. Ello posibilita la separación y que la toxina actúe en el citosol. Se ha empleado la toxina de la difteria y la exotoxina del pseudomonas que inhiben la síntesis de proteínas. Trasplante Renal e Inmunosupresión 25