TEMA 3. MOLECULAS DE ADHESIÓ. CIRCULACIÓN LINFOCITARIA (2) Linfáticos. eferentes (52%) GANGLIOS LINFATICOS (12 h) 42% 45% Linfocitos vírgenes.

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1 TEMA 3. MOLECULAS DE ADHESIÓ. CIRCULACIÓN LINFOCITARIA (2) RECIRCULACION DE LOS LINFOCITOS Al contrario del resto de las células, los linfocitos recirculan constantemente a través de la sangre, la linfa y los órganos linfoides secundarios. Tras un breve tránsito por la sangre (unos 30 m.) casi el 45% de ellos la abandona directamente a través del bazo, donde residen aproximadamente unas 5 horas. Una cantidad casi igual de linfocitos (42%) sale de la sangre a través de los ganglios linfáticos, donde residen unas 12 horas. Un número pequeño de linfocitos (10%) migra a los tejidos extralinfoides terciarios atravesando a través de las células endoteliales de los capilares. Estos tejidos normalmente albergan pocos (o ninguno) linfocitos a menos que se reclamen por la presencia de una respuesta inflamatoria. Los tejidos terciarios extra-linfoide más activos son lo que forman la interfase con el exterior, tales como piel y epitelios mucosos gastrointestinales, pulmonares y genito-urinarios. La recirculación mantiene una dotación óptima de linfocitos específicos distintos, que pueden encontrar a cualquier antígeno. Un linfocito individual hace el circuito sangre tejidos linfa sangre entre una y dos veces diarias. Como solo uno entre linfocitos reconoce un antígeno particular parece que este mecanismo permite a un mayor número de células T y B reconocer al antígeno (sobre células presentadoras o en forma soluble) y desencadenar la respuesta adaptativa en menos tiempo. Los contactos entre células presentadoras y células T se aumentan mucho gracias a los factores que regulan, organizan y dirigen la circulación de linfocitos y células presentadoras de antígenos. BAZO (5 h) Linfáticos eferentes (52%) GANGLIOS LINFATICOS (12 h) Recirculación linfocitos Células no recirculantes? Médula ósea Superficies epitelios Peritoneo 42% 45% Linfocitos vírgenes Pool de linfocitos sanguíneos (30 m) 10% Linfáticos aferentes Linfocitos activados 10% Tejidos extralinfoides terciarios: Epitelios mucosos de intestino, pulmones y tracto genito-urinario Hígado, Cerebro, Piel PASO DE LOS LINFOCITOS A TRAVÉS DEL ENDOTELIO VASCULAR 1.- Por las vénulas endoteliales altas Aunque algunos linfocitos abandonan la sangre a través de vénulas no especializadas, la ruta de salida principal en los mamíferos es a través de una sección especializada de las vénulas post-capilares que se conocen como vénulas endoteliales altas (HEV). Estas

2 HEV abundan en la zona para-cortical de los GL, son menos abundantes en la zona cortical y faltan en la zona medular. Además de en los GL, las HEV también se encuentran en el MALT (Tejido linfoide asociado a las mucosas) y en el timo. Algunos linfocitos, principalmente los T, llegan a través de los vasos linfáticos aferentes (en lugar de a través de las HEV), que es la ruta principal de llegada de los antígenos al GL. Las HEV son estructuras permanentes de los tejidos linfoides secundarios, pero también pueden desarrollarse a partir del epitelio normal en los sitios de reacciones inflamatorias crónicas; esto puede significar que las células T específicas tengan una vía directa de acceso (a través de las HEV recién formadas) a la zona inflamatoria. El movimiento de los linfocitos a través del endotelio vascular se controla mediante moléculas de adhesión y quimiocinas, como p.e.: Mad-CAM-1 que se expresa en las células endoteliales de los tejidos intestinales VCAM-1 que está presente en las células endoteliales de pulmones y piel En los linfocitos hay otras moléculas que, interaccionan directamente con estas moléculas de adhesión, les llevan directamente a órganos concretos. En el caso del intestino son las integrinas alfa4beta7 (a4b7) las que median la adhesión de los linfocitos en las HEV de las Placas de Peyer (que expresan Mad-CAM-1). Extravasación en las vénulas de endotelio alto Extravasación de los linfocitos Varios subtipos de linfocitos presentan una extravasación dirigida a los sitios inflamatorios y órganos linfoides secundarios. La recirculación está cuidadosamente controlada para asegurar el reclutamiento apropiado de poblaciones T y B hacia los diferentes tejidos. Como ocurre con los neutrófilos, la extravasación de linfocitos incluye una serie de interacciones entre moléculas de adhesión y las cuatro fases de rodamiento, activación, detención y adhesión y, finalmente, migración trans-endotelial. Las vénulas con endotelios altos (vénulas endoteliales altas o HEV) son los sitios de extravasación de los linfocitos

3 Algunas regiones del endotelio vascular de las vénulas post-capilares de distintos órganos linfoides están compuestas por células especializadas de formas cuboides y rechoncha (son altas ), denominándose a estas regiones vénulas endoteliales altas o HEV. El aspecto de sus células contrasta mucho con el aplanado de las células endoteliales que recubren el resto del capilar. Todos los órganos linfoides secundarios, con excepción del bazo, contienen HEV. Cuando se incuban con linfocitos cortes de ganglios linfáticos, placas de Peyer o amígdalas y se lavan luego para eliminar a las células no fijadas, cerca del 85% de las células fijadas están adheridas a las HEV, aunque estas vénulas representan solo el 1-2% del área total del corte. Se estima que cada segundo se extravasan, a través de las HEV, unos linfocitos en un solo ganglio linfático. Las citocinas producidas en respuesta a la captación de antígenos está comprobado que intervienen en el desarrollo y conservación de las HEV en los órganos linfoides; por ejemplo, los animales criados en condiciones axénicas (sin gérmenes) no desarrollan HEVs, mientras que si se bloquea quirúrgicamente el linfático aferente del ganglio (con lo que bloquea la entrada de los antígenos) al cabo de poco tiempo las HEVs presentan pérdida de funcionalidad y pueden volver a una morfología más aplanada. Las HEV expresan una variedad de moléculas de adhesión. Como cualquier otra células del endotelio vascular expresan: E y P-Selectinas, moléculas tipo mucina (GlyCAM-1 y CD34) y moléculas de la superfamilia de las Ig(ICAm-1, ICAM-2, ICAM-3, VCAM-1 y MadCAM-1). A algunas moléculas de adhesión que se distribuyen específicamente en un tejido se les ha llamado adresinas vasculares pues dirigen la extravasación de diferentes poblaciones de linfocitos re-circulantes a órganos linfoides particulares. La figura 13-8 presenta las interacciones típicas en la extravasación de las células T vírgenes a través de las HEV en los ganglios linfáticos. El primer paso es, normalmente, una interacción selectina-carbohidrato similar a la de la adhesión de los neutrófilos. Los linfocitos T vírgenes se unen inicialmente a las HEVs a través de L-Selectina, que sirve como un receptor de albergue que dirige los linfocitos a tejidos que expresan las correspondientes adresinas vasculares tipo mucina, tales como CD34 o GlyCAM-1. El rodamiento de los linfocitos es menos acusado que el de l os neutrófilos. Aunque la interacción inicial selectina-carbohidrato es muy débil, el flujo tan lento de la sangre en las vénulas post-capilares, especialmente en la región de HEV, reduce la probabilidad de que el flujo arrastre al linfocito que se arrastra. En el segundo paso, el estímulo de activación de las integrinas está mediado por quimiocinas que bien se sitúan sobre la membrana endotelial o se secretan localmente. El grueso glicocalix que recubre las HEV puede retener estos factores quimioatractantes in situ. La fijación de quimiocinas a los receptores que hay sobre los linfocitos, acoplados a G-proteína, lleva ala activación de las moléculas de integrina que sobre la membrana (como ocurre en la extravasación de los neutrófilos). Una vez activada la molécula de integrina interacciona con moléculas de la superfamilia de las Ig (p.e. ICAM-1), lo que permite a los linfocitos adherirse firmemente al endotelio. Los mecanismos moleculares que rigen el paso final, la migración trans-endotelial, parece que comprenden a las moléculas de adhesión PECAM-1 (CD31) y JAM-1 (CD321). El albergue de los linfocitos está dirigido por perfiles de receptores y señales La extravasación de los linfocitos es similar, en general, a la extravasación de los neutrófilos. Un carácter importante que distingue a ambos procesos es que los distintos subtipos de linfocitos migran diferencialmente a tejidos diferentes. Esta migración

4 específica depende de combinaciones únicas de moléculas de adhesión y quimiocinas; los receptores que dirigen la migración de varias poblaciones de lilnfocitos a tejidos linfoides concretos y tejidos inflamatorios reciben el nombre de receptores de albergue o receptores guías. Los linfocitos vírgenes recirculan a los tejidos linfoides secundarios Los linfocitos vírgenes no son capaces de montar una respuesta inmune hasta que se han activado para pasar a células efectoras. La activación de las células vírgenes tiene lugar en un microambiente especializado en los tejidos linfoides secundarios (ganglios linfáticos periféricos, placas de Peyer, amígdalas y bazo). En este microambiente las células dendríticas capturan antígenos y los presentan a los linfocitos vírgenes; el resultado es que los linfocitos vírgenes se activan. Las células vírgenes no presentan preferencia por un tipo particular de tejido linfoide secundario, sino que circulan indiscriminadamente por todos los tejidos linfoides secundarios del cuerpo. La unión inicial de los linfocitos vírgenes a las HEV está generalmente mediada por la unión de L-Selectina del linfocito a moléculas de adhesión tales como GlyCAM-1 y CD34 sobre las HEV. Recientemente se ha encontrado que LFA-1 y VLA-4 también median el rodamiento en su conformación de baja afinidad (antes de la activación). Son las quimiocinas CCL21, CCL19 y CXCL12 las que inducen el cambio conformacional a la alta afinidad de LFA-1 y VLA-4, que lleva a la adhesión fuerte. Además de estas quimiocinas CXCL13 activa a las integrinas sobre las células B vírgenes. Otras Célula T virgen: adhesión L-Selectina CD34 GlyCAM-1 Célula endotelial alta quimiocinas atraen a las subpoblaciones de linfocitos a sus zonas en los ganglios linfáticos. El patrón de tráfico de las células T vírgenes está diseñado para tener a estas células recirculando constantemente a través de los tejidos linfoides secundarios, cuya función principal es atrapar a los antígenos de la sangre y los tejidos. Una vez que los linfocitos vírgenes encuentran a su antígeno atrapado en un tejido linfoide secundario se activan y aumentan su tamaño pasando a linfoblastos. La activación lleva alrededor de 48 horas y, durante este tiempo, los blastos están retenidos en la región paracortical de los tejidos linfoides secundarios. En esta fase, también llamada de cierre, los linfocitos específicos del antígeno no pueden detectarse en la circulación. Es durante la fase de cierre cuando se produce la rápida proliferación y diferenciación de las células vírgenes. Las células efectoras y de memoria que se forman dejan el tejido linfoide y comienzan su propia recirculación.

5 Las células efectoras y de memoria se mueven de forma distinta que las T vírgenes Los patrones migratorios de ambos tipos de células difieren del patrón de los linfocitos T vírgenes. Las células efectoras tienden a albergarse en las zonas de infección pues reconocen el endotelio inflamado así como a las moléculas quimiotácticas que se producen durante la respuesta inflamatoria. Los linfocitos de memoria tienden a albergarse selectivamente en el tipo de tejido en el que encontraron por primera vez al antígeno. Al parecer esto asegura que una célula de memoria particular retorne al tejido donde hay mayor probabilidad de que pueda enfrenarse a la amenaza que supone su antígeno. Las células efectoras y de memoria expresan cantidades elevadas de ciertas moléculas de adhesión, como LFA-1, que interaccionan con ligandos presentes en los tejidos extra-linfoides terciarios (como piel y epitelios mucosos) y en los sitios de inflamación, lo que permite que las células efectoras y de memoria los alcancen. Las células inmaduras carecen de las moléculas de adhesión correspondientes y no alcanzan ni se albergan en estos sitios. El endotelio inflamado expresa las Selectinas E y P y las moléculas de la superfamilia de las Ig VCAM-1 e ICAM-1, que se unen a los receptores correspondientes expresados en gran cantidad por células efectoras y de memoria. El resultado de todo ello es que estas células presentan una clara vocación tisular, mientras que evitan a los tejidos linfoides secundarios como consecuencia de su poca expresión de L-Selectina. Un segundo subgrupo de células efectoras y de memoria tienen una clara vocación dérmica y su dotación se caracteriza por la expresión baja de L-Selectina y alta de LCA (antígeno linfocítico cutáneo) y LFA-1, moléculas que se fijan a la E-Selectina e ICAMs que hay dentro de las vénulas dérmicas de la piel. Aunque las células efectoras y de memoria, que expresan cantidades reducidas de L- Selectina, no tienden a dirigirse a los tejidos linfoides secundarios a través de las HEV si pueden alcanzar los ganglios linfáticos secundarios a través de la linfa aferente. Células T efectoras: adhesión