Introducción a la Inmunología Bio-241-T Segundo semestre 2013

Transcripción

1 Introducción a la Inmunología Bio-241-T Segundo semestre 2013

2 Información del Curso Prof. José A. González Feliciano Texto: Oficina: Departamento de Ciencias Basicas Correo electrónico: Abbas (2009). Inmunología Celular y Molecular. 6ta. Edición. Madrid: Elsevier. Goldsby, Kuby. (2007). Inmunología. México: Ed. McGraw-Hill. Roitt, Brostoff, Male. (2009). Inmunología. Séptima edición. Madrid: Mosby Elsevier.

3 Contenido del Curso Unidad I: Introducción al sistema Inmunitario. Unidad II. Células Y Tejidos Linfoides. Unidad III: Serie Mononuclear. APCS Inflamación Aguda Y Crónica. Primer Examen Unidad IV: Antígenos Unidad V: Anticuerpos Unidad VI: Linfocitos B Unidad VII: Linfocitos T Segundo Examen

4 Contenido del Curso Unidad VIII: Complejo de Histrocompatibilidad, Proceso y Presentación de Antígeno Unidad IX: El Sistema del Complemento Unidad X: Citoquinas Examen Final

5 Evaluación del Curso Exámenes Unidades a Evaluar Distribución de las Calificaciones Primer Parcial I, II, III y IV 30 Quiz????? Segundo Parcial V, VI, VII 30 Tercer Parcial VII, IX, X, todo lo anterior 40 Total 100

6 La imaginación es mas importante que el conocimiento Albert Einstein

7 Unidad I: Introducción al Sistema Inmunitario

8 Inmunología Etimología: El latín Immunis: exento El griego λόγος (logos): ciencia o estudio Definición Es la ciencia que estudia las respuestas de defensa a estímulos exógenos o endógenos. desviaciones patológicas.

9 Inmunidad Es la resistencia que obtiene nuestro organismo frente a enfermedades causadas por bacterias, hongos y virus.

10 Historia de la Inmunología Plaga de Atenas en el 430 A.C. Thucydides: Historiador y general ateniense Aquellos que se curaron de la plaga pueden cuidar a los enfermos porque ellos no van a contraer la enfermedad por segunda ocasión.

11 Variolación Primer intento de inducir inmunidad. Siglo XV ( ) China y Turquía practicaban la variolación. La técnica consistía en inhalar el polvo proveniente de pústulas de la viruela o insertar este en pequeñas heridas Lady Mary Wortley Montagu, la esposa del embajador británico en Constantinopla utiliza la técnica en sus hijos.

12 Edward Jenner Medico inglés que en el 1798 mejora la técnica de variolación. Observa que los ordeñadores de vacas no contraen viruela. Inocula a un niño (James Phipps) de 8 años con fluido proveniente de una pústula de viruela bobina. Para comprobar la efectividad de la técnica Jenner inocula al niño con fluido de una pústula virulenta de origen humano.

13 Erradicación de la Viruela año en el cual la Asamblea Mundial de la Salud (OMS) declaro la viruela como erradicada.

14 Louis Pasteur Administra por primera vez una vacuna a un ser humano. Luego de ser mordido por un perro que contenía la rabia, Pasteur le administro al niño Joseph Meister una serie de preparaciones que contenían al virus que causa la rabia atenuado. FIGURE 1-1 Wood engraving of Louis Pasteur watching Joseph Meister receive the rabies vaccine. [From Harper s Weekly 29:836; courtesy of the National Library of Medicine.]

15 Experimentos que Llevan a Pasteur a Descubrir la Vacunación I. Inyección de cepas viejas de cólera le añaden inmunidad a las gallinas. A esta cepa atenuada de cólera le llamo vacuna en honor al trabajo de Jenner.

16 II. Atenuación por Calor del Bacilo del que Causa el Ántrax Gallina Gris= control Gallina negra= inoculada con sangre de un animal que murió de la enfermedad. Gallina blanca= no inoculada con sangre Pasteur sumergió las patas de la gallina blanca en agua fría y se murió. La hipótesis de Pasteur era que Bacillus anthracis perdía la habilidad de proliferación a altas temperaturas. Kelley : En la granja de Pouilly-le-Fort, Pasteur demostró que la administración de Bacillus anthracis atenuado por calor a ovejas las protegían de adquirir la enfermedad.

17 Emil von Behring and Shibasaburo Kitasato presentaron las primeras evidencias acerca los mecanismos inmunitarios. Demostraron que la utilización de suero de animales que estaban previamente inmunizados de difteria le daba inmunidad a animales no inmunizados. Behring desarrollo el suero anti diftérico y anti-tetánico.

18 Elvin A. Kabat descubre que la parte del suero conocida como gamma globulina (actualmente conocida como la inmunoglobulina) es la que confiere inmunidad. La inmunoglobulina es la fracción de la sangre que contiene los anticuerpos. La inmunidad mediada por anticuerpos se conoce como inmunidad humoral. fluido corporal= humor Reprinted with permission from the Annual Review of Immunology, Volume 1, 1983 by Annual Revie

19 Elie Metchnikoff 1883-establece que las células también aportan al estado de inmunidad del animal. Observa que células de la sangre, las cuales llamo fagocitos, eran capaces de fagocitar microorganismos y materiales foráneos. Los fagocitos eran en realidad monocitos y neutrófilos. El postulo que las células y no el suero, eran el mayor contribuidor de inmunidad. Inmunidad humoral vs inmunidad mediada por células.

20 Merrill Chase determino que las células blancas eran las encargadas de transferir inmunidad contra la tuberculosis. inmunidad mediada por células. Luego en el 1950 fue descubierto que los linfocitos son los encargados de mediar la respuesta inmune celular y humoral.

21 Bruce Glick Utilizando pollos determina que existen dos tipos de linfocitos. Linficitos B: inmunidad humoral Linfocitos T: inmunidad celular Los linfocitos B y T son los encargados de producir la respuesta inmune.

22 Kuby-Immunology

23 Teorías que Trataron de Explicar la Interacción Anticuerpo-Antígeno Antígeno o material foráneo Substancia que se une a un anticuerpo en especifico. Anticuerpo- una substancia en forma de Y que es reclutada por el sistema inmune para identificar y neutralizar un antígeno. Teoría selectiva y instruccional

24 Teoría Selectiva Establecida en 1900 por Paul Ehrlich. Propone que receptores en cadena expresados por las células son los encargados de interactuar con agentes infecciosos para inactivarlos. Propone que la unión entre anticuerpo y antígeno se asemeja a la interacción entre una llave y su cerradura. La idea es basada en el concepto enzima-substrato establecido por Emil Fischer (1894). Ehrlich sugiere que la mediante el receptor que esta unido a la célula y el antígeno induce la producción y la liberación de mas receptores con la misma especificad. Le selectividad hacia el antígeno es establecida antes de la exposición a este.

25 Teoría Instruccional El concepto fue postulado por Friedrich Breinl and Felix Haurowitz. Basado en el modelo del plegamiento de proteinas establecido por Linus Pauling. Establecía que el antígeno servía como un molde, donde el anticuerpo adquiría su forma. Anticuerpo adquiere la conformación del antígeno. Fue descartada en el 1960 al resurgir la evidencia acerca la estructura del ADN, ARN y proteínas.

26 Sistema Inmunológico

27 Sistema Inmunológico Es un conjunto de células, tejidos y órganos diseminados por todo el cuerpo que se encargan de neutralizar y destruir agentes patógenos y células malignas. Dentro los agentes patógenos se encuentran los microorganismos infecciosos tales como los hongos, bacterias y virus. Además puede ofrecer protección frente a los parásitos.

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29 Características del Sistema Inmunitario Tiene la habilidad de distinguir entre lo que propio de lo ajeno. En ocasiones ocurren errores y el sistema inmunológico ataca células propias. Enfermedades autoinmunes (Ejemplo: Artritis y diabetes) Es especifico y desarrolla memoria. Es dirigido contra de moléculas en especificas. Crea memoria para realizar respuesta rápidas y mas eficientes contra de agentes patógenos reincidentes. El sistema inmunológico incluye la inmunidad innata y adaptativa.

30 Características de la Inmunidad Innata y Adaptativa Inmunidad Innata Respuesta rápida (horas) Inmunidad Adaptativa Respuesta lenta (días a semanas) No mejora ante la exposición de un mismo agente patógeno inespecífico Mejora ante la exposición de un mismo agente patógeno especifico

31 Inmunidad Innata (natural) Provee la primera línea de defensa en contra de infecciones. La mayoría de sus componentes están presentes antes de la aparición de una infección. No es especifica a un patógeno en particular. Esta compuesta por cuatro barreras: Anatómica (e.g. piel) Fisiológica (e.g. ph) Fagocitica (e.g. macrófagos y neutrófilos) Inflamatoria (e.g. citoquinas)

32 Barreras Anatómicas

33 Piel Es el órgano mas extenso del cuerpo que nos sirve de barrera física. El ph acido (3-5), los ácidos grasos y la secreción sebácea inhibe el crecimiento de bacterias.

34 Membranas Mucosas Secreción mocosa atrapa microorganismos y particulado aéreo (e.g. polén y polvo). Microorganismos y particulado atrapado son liberados a través del movimiento generado por los cilios epiteliales. cilios Membrana mucosa-bronquiolos del pulmón

35 Resumen de Barreras No Especificas Kuby-Inmunology

36 Barreras Fisiológicas Utilizadas para Evitar Infecciones

37 Los Organismos Evolucionan para Invadir el Cuerpo FIGURE 1-2 Electron micrograph of rod-shaped Escherichia coli bacteria adhering to surface of epithelial cells of the urinary tract. [From N. Sharon and H. Lis, 1993, Sci. Am. 268(1):85; photograph courtesy of K. Fujita.]

38 Pasos para la Fagocitosis de una Bacteria FIGURE 1-3 (b) Schematic diagram of the steps in phagocytosis of a bacterium. [Part a, Dennis Kunkel Microscopy, Inc./Dennis Kunkel.]

39 Respuesta Inflamatoria I D.C.-Celsus (medico romano)describe los cuatro signos cardinales de la inflamación como: Rubor (enrojeciemiento) Tumor (hinchazón) Calor (aumento de la temperatura local) Dolor

40 Eventos en la Respuesta Inflamatoria I. Vasodilatación-aumenta el diámetro de los vasos sanguíneos. Los vasos sanguíneos que llevan sangre fuera del área afectada se contraen. La contracción induce el engrosamiento del network capilar. Este engrosamiento de los capilares promueve el enrojecimiento (eritema) y aumento en calor.

41 cont. Eventos en la Respuesta Inflamatoria II. Aumento en la permeabilidad capilar- induce el flujo de fluidos y células desde los capilares hacia el tejido. El fluido (exudado) que se acumula posee una alta concentración de proteínas. El aumento en el exudado induce el edema (hinchazón del tejido).

42 cont. Eventos en la Respuesta Inflamatoria III. Migración (influx) de fagocitos- aumenta la permeabilidad de los capilares para así dejar pasar los fagocitos. Pasos para la migración de los fagocitos Marginación: Adhesión de las células a la pared epitelial de los vasos sanguíneos. Diapédesis (migración): migración de los fagocitos desde los capilares al tejido. Quimiotaxis: migración a través del tejido hacia el área afectada. Fagocitosis: el agente invasor es engolfado por células como los neutrófilos para su neutralización y destrucción.

43 Eventos en la respuesta Inflamatoria

44 Movimiento de los Neutrófilos al Área Afectada

45 Inmunidad Adaptativa Es capaz de reconocer y eliminar de forma especifica microorganismos y moléculas foráneas. Características: Especificidad antigénica- permite distinguir pequeñas diferencias en los antígenos. Diversidad- reconoce millones de estructuras encontradas en los antígenos. Memoria Inmunológica Reconoce lo propio de lo ajeno Inmunidad adaptativa humoral y celular.

46 Inmunidad Humoral Y Celular Humoral- Un componente de la inmunidad adaptativa que envuelve la transformación de la células B a células plasmáticas que producen y secretan anticuerpos dirigidos contra a un antígeno en especifico. Celular- inmunidad adquirida donde el rol de los linfocitos T ha sido predominante.

47 Tipos de Inmunidad Adaptativa biolucena.wikispaces.com

48 Efecto de la Vacunación en la Producción de Anticuerpos

49 Cooperación entre los Linfocitos y las Células Presentadoras de Antígeno Para que ocurra una respuesta inmune efectiva tiene haber una interacción entre los linfocitos y las células presentadoras de antígeno. Antigen-presenting cells (APC) Los linfocitos son los que definen los atributos inmunológicos de la especificidad, diversidad, memoria y el reconocimiento de lo propio de lo ajeno. Existen dos mayores grupos de linfocitos que lo son los linfocitos B (células B) y linfocitos T (células T).

50 Linfocitos B Estos maduran en la medula ósea y cuando parten cada célula expresa en su membrana un receptor único para un antígeno en particular. Este receptor unido a la membrana de la célula B se le conoce como anticuerpo unido a membrana. Los anticuerpos son glicoproteínas que consisten de dos cadenas polipeptídica pesadas y dos cadenas livianas. Las cadenas pesadas están unidas a las livianas por enlaces de disulfuro.

51 Estructura del Anticuerpo

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53 Selección Clonal Cuando una célula B se encuentra con su antígeno esta se divide rápidamente. Su progenie se diferencia a: Células B memoria- tiene una vida media mayor y expresa el mismo anticuerpo de membrana que el de la célula B parental. Células plasmáticas (Células B efectoras)- secreta el anticuerpo y posee bien poco o nada del anticuerpo de membrana. Tienen una duración de varios días y pueden producir mas de 2000 moléculas de anticuerpo por segundo.

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55 cont. Selección Clonal

56 Linfocitos T Tienen origen en la médula ósea y su maduración ocurre en la glándula del timo. Reconoce a los antígenos siempre y cuando estén asociados a proteínas membranales conocidas como complejo de histocompatibilidad mayor (MHC). Existen dos tipos de moléculas MHC. MHC Class I y MHC Class II

57 MHC Class I Es expresada por casi todo tipo de células nucleadas en vertebrados. Esta compuesta por una cadena pesada unida a una pequeña proteína no variable conocida como β 2 -microglobulina. Estas moléculas presentan péptidos derivados de las proteínas citosólicas. Ruta endógena

58 cont. MHC Class I

59 MHC Class II Es expresada solamente por células presentadoras de antígeno y linfocitos. Consiste en una cadena de glicoproteína alfa y beta. Estas moléculas presentan péptidos derivados de las proteínas extracelulares. Ruta exógena o endocítica.

60 cont. MHC Class II

62 Subpoblaciones de Células T T helper (T h )- se distingue por poseer en su membrana la glicoproteína CD4. Cluster of differantiation (CD) Se activan al tener contacto con el antígeno unido a la molécula de MHC II. Citocinas Las citocinas juegan un rol importante en la activación de células B, macrófagos y células T citotóxicas.

63 cont. Subpoblaciones de Células T Células T citotóxica (T C )- se distingue por poseer en su membrana la glicoproteína CD8. Al reconocer el antígeno unido a la molécula de MCH I, prolifera y se diferencia en una célula efectora conocida como linfocito T citotóxico (CTL, English acronym). CTL no produce tantas citocinas y en cambio muestra una actividad asesina (cell-killing) y citotóxica.

64 T h T c

65 T-cell Receptor Es estructuralmente diferente al de las inmunoglobulinas. A diferencia de los anticuerpos asociados a membrana no puede asociarse a un antígeno libre. El antígeno tiene que estar presentado a una molécula de MHC. Esta compuesta por una cadena α y una β. Cada cadena posee una región transmembranal, constante y variable.

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67 Moléculas Membranales en los Linfocitos Kuby, 2008

68 Professional Antigen Presenting Cell (APC) Son esenciales para la activación de las células T h. Las células T h solo pueden reconocer el antígeno unido a la molécula de MHC II que esta presente en las APC. Estas células incluyen los macrófagos, linfocitos B y células dendríticas. Expresan moléculas de MHC II. Envían una señal coestimulatoria que es necesaria para la activación de las células T h.

69 Non-Professional Antigen Presenting cells Son esenciales para la activación de las células Tc. Las células Tc reconocen el MHC I presente en las non-professional APC. Estas celulas incluyen células nucleadas como los fibroblastos, células epiteliales y hepáticas.

70 cont. Antigen Presenting Cell (APC)

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