TRAFICO LINFOCITARIO

Transcripción

1 TRAFICO LINFOCITARIO Numerosas puertas de ingreso del antígeno a nuestro cuerpo Piel (2 m 2 ) Mucosas: Tracto urogenital; pulmón ; intestino; (450 m 2 ) Torrente sanguíneo Número reducido de linfocitos con receptores específicos La recirculación linfocitaria incrementa la probabilidad de encuentro de linfocitos con su antígeno específico 1

2 # de linfocitos en un individuo no inmunizado: millones; específicos contra un Ag unos pocos miles Probabilidad de encuentro entre un linfocito y su Ag sería muy baja de no existir rutas de tráfico definidas Antígenos son transportados desde su sitio de ingreso hasta los órganos linfáticos secundarios Los linfocitos circulan a través de estos órganos Concentración espacial de antígenos y linfocitos 2

3 La odisea que implica para un linfocito vírgen detectar a un microorganismo que potencialmente puede ingresar por cualquier portal a nuestro cuerpo, puede dimensionarse si comparamos la distancia a recorrer por un linfocito (8 μm) que sale del corazón y que debe detectar con una precisión de 1 nm, un Ag sobre una CPA en un ganglio inguinal que se encuentra a 50 cm de distancia, con un humano que debe viajar 100 km para encontrar un objeto con una precisión de 0,5 mm. Órganos linfáticos primarios y secundarios 3

4 Estructura de un ganglio linfático 4

5 Cómo llegan los antígenos desde su puerta de ingreso a los órganos linfáticos secundarios? transportados por CDs vía los vasos linfáticos aferentes en forma directa por drenaje linfático Transporte de antígenos por CDs 5

6 E-cadherina CCR7 CCL19/CCL21 6

7 7

8 Localización de las CDs en los ganglios linfáticos Ags con PM<70 kda circulan a través de las fibras reticulares y pueden acceder a las HEVs Las CD en los ganglios linfáticos se encuentran asociadas a las fibras reticulares 8

9 Localización de las CDs en los ganglios linfáticos Linfocitos B FRC Linfocitos T Ingreso de antígenos a los ganglios linfáticos vía drenaje linfático 9

10 Qué determina la correcta migración de las células del sistema inmune a los tejidos donde deben desempeñar sus funciones? Patrón de expresión de moléculas de adhesión Patrón de expresión de receptores de quimiocinas y la distribución de dichas quimiocinas FAMILIAS DE MOLECULAS DE ADHESION SELECTINAS SIALOMUCINAS INTEGRINAS MOLECULAS PERTENECIENTES A LA SUPERFLIA DE Ig CADHERINAS 10

11 SELECTINAS LIGANDOS DE SELECTINAS E- y P- selectina unen ligandos que contienen fucosa, galactosa, N-acetilglucosamina y ácido siálico Las glucosiltransferasas son esenciales para generar ligandos de selectinas (fucosiltransferasas, GlcNac-, Gal- y sialiltransferas). Deficiencia en una fucosiltransferasa ocasiona LAD II, con infecciones bacterianas recurrentes en piel y mucosas Los ligandos de la L-selectina además están sulfatados por lo que su síntesis requiere la acción de glucosilsulfotransferasas (GSTs) 11

12 INTEGRINAS INVOLUCRADAS EN EL TRÁFICO LEUCOCITARIO INTEGRINA α L β 2 (LFA-1) α M β 2 (Mac-1) α 4 β 1 (VLA-4) α 4 β 7 LIGANDOS ICAM-1, ICAM-2 e ICAM-3 ICAM-1 VCAM-1, MadCAM-1, FN MadCAM-1, VCAM-1, FN 12

13 CADHERINAS DEFICIENCIAS DE ADHESIÓN LEUCOCITARIA LAD-1: defectos en la cadena b2 de las integrinas. defectiva migración de neutrófilos a piel inflamada y peritoneo. Neutrofilia. Infecciones bacterianas recurrentes. LAD-2: defectos en la fucosiltransferasa y en consecuencia en la síntesis de ligandos de selectinas. Rolling defectivo. 13

14 QUIMIOCINAS 14

15 Cuál es el rol que las moléculas de adhesión y las quimiocinas cumplen en la migración leucocitaria? Rol de las moléculas de adhesión y las quimiocinas en la migración de las CDs a los ganglios linfáticos E-cadherina CCR7 CCL19/CCL21 15

16 Rol de las moléculas de adhesión y las quimiocinas en la migración de las CDs a los ganglios linfáticos Las moléculas de adhesión y las quimiocinas también determinan la migración de los linfocitos vírgenes a los OLS 16

17 Homing o extravasación sitio específica de linfocitos determinada por: Patrón de expresión de moléculas de adhesión sobre el linfocito y el endotelio Patrón de expresión de receptores de quimoquinas sobre el linfocito y la distribución de dichas quimoquinas en los distintos órganos o tejidos disparan la adherencia al endotelio vascular y/o dirigen la migración a y dentro del espacio intersticial Extravasación leucocitaria Videos 17

18 Extravasación leucocitaria Videos 18

19 Cascada de extravasación leucocitaria Videos 19

20 Qué sucede una vez que los linfocitos vírgenes se han extravasado en los OLS? Migración de los linfocitos en el ganglio en ausencia de antígeno específico Choreography of Cell Motility and Interaction Dynamics Imaged by Two-Photon Microscopy in Lymphoid Organs. Annu. Rev. Immunol :

21 Migración de los linfocitos en el ganglio en presencia de antígeno específico Los linfocitos T exploran el área paracortical por mecanismos de haptotaxis mediados por CCL21 y CCL19 empleando las fibras reticulares como andamiaje 21

22 VIDEOS 22

23 Por qué los linfocitos vírgenes se extravasan en OLS y los efectores en tejidos periféricos? Linfocito T vírgen: L-selectina + CCR7 + Homing a órganos linfáticos secundarios Reconocimiento de addressinas vasculares 23

24 La L-selectina reconoce un motivo molecular presente en las addressinas vasculares GlyCAM-1, CD34 y MadCAM-1 expresadas en las HEV Moléculas que median la extravasación de linfocitos T vírgenes en órganos linfáticos secundarios 24

25 La fiebre incrementa la extravasación de linfocitos vírgenes a los órganos linfáticos secundarios Las quimiocinas incrementan la probabilidad de interacción de los linfocitos T con las CD Co-localización CD4+ y CD mediada por CCL19 Células T CD8+ vírgenes upregulan rápidamente CCR5 una vez que entran a los ganglios que drenan un sitio de vacunación. Las APC son inducidas por las T CD4+ activadas a secretar ligandos de CCR5, aumentando la frecuencia de contacto entre células T CCR5+ CD8+ y la DCs licenciada 25

26 Homing de linfocitos T Linfocito T vírgen L-selectina + CCR7 + Homing a OL secundarios Linfocito T efector L-selectina - CCR7 - Homing a tejidos periféricos (o folículos) según patrones de expresión de moléculas de adhesión y Rc de quimoquinas 26

27 CLA CLA Deficiencia en CCR9 o el bloqueo de CCL25 (su ligando), disminuye marcadamente el número de linfocitos T CD8+ en intestino delgado luego de inmunización intraperitoneal CCL25 no se expresa en colon y la deficiencia de CCR9 no afecta la adhesión de linfocitos T a mucosa colónica Los linfocitos T de memoria pueden clasificarse en base a sus patrones de migración T CM : Linfocitos T de memoria centrales: L-selectina + CCR7 + (similar a los nativos). También CXCR4 para migrar a MO y GLP donde se expresa CXCL12. T EM : Linfocitos T efectores de memoria: L-selectina - CCR7 - T CM : Recirculan vía sangre-órg. linfático secundario-linfa. Son centinelas de tejidos linfoideos T EM : Recirculan vía sangre-tejidos extralinfoides periféricos-ganglios locales vía linfático aferente-conducto toráxico-sangre. Patrullan tejidos periféricos. Algunos permanecen en tejidos periféricos como Linfocitos T EM residentes. 27

28 Cómo las células T EFE y las T ME aprenden dónde migrar? Observaciones en humanos mostraron que el sitio de ingreso del Ag influencia el patrón de migración de las T EFE generadas. Herpes simplex ingresando por piel, prima linfocitos con receptores de homing a piel. La vacunación oral induce mayores niveles de α4β7 (que confiere tropismo por intestino) sobre las T EFE y T ME generadas, que la vacunación intramuscular o subcutánea Células T activadas en ganglios mesentéricos expresan mayores niveles de α4β7 y CCR9 que las activadas en ganglios que drenan piel Células T activadas en ganglios que drenan piel expresan receptores de homing que confieren tropismo por piel (ligandos de selectinas) CD8+ activadas en ganglios cervicales recibiendo antígenos derivados de SNC adquieren altos niveles de α4β1 y ligando de P-selectina que les confiere capacidad de migrar a cerebro Cuando células T CD8+ fueron estimuladas simultáneamente en el mismo GLP con dos tumores diferentes, uno administrado ip y otro administrado s.c., las células efectoras generadas adquirieron altos niveles de α4 integrinas o ligandos de P- selectina respectivamente. Ello sugirió que la fuente anatómica de la CPA es dominate sobre los factores del ambiente en el ganglio drenante. 28

29 Rol instructivo de las células dendríticas Las CD son responsables de imprimir a la células T el potencial de homing específico Ratones deficientes en vitamina A poseen número reducido de linfocitos T efectores y memoria en mucosa intestinal Experimentos in vitro mostraron que la presencia del metabolito de la vitamina A, el ácido retinoico durante la activación T induce α4β7 y CCR9. Además el ácido retinoico suprime la up-regulación por default de la FucT-VII y los ligandos de P- y E-selectina Similares resultados obtenidos cuando las células T son activadas en presencia de CD obtenidas de PP CD de PP expresan altos niveles de retinaldehido deshidrogenasa (RALDH), esencial para la biosíntesis de AR desde la vitamina A Bloqueo de RALDH en CDs o del receptor de AR en células T disminuye la inducción de α4β7 por CD de PP y de GM Rol instructivo de las células dendríticas Las CD tienen capacidad de imprimir a la células T el potencial de homing específico? CD derivada de GL intestinal CD derivada de GL de piel CD de GM o PP induce capacidad de homing a intestino CD de GLP induce mayores niveles de ligandos para selectinas RTA. POR DEFAULT El microambiente de citoquinas del órgano linfático podría modular la expresión de receptores de homing (por ej. Aquellos asociados a los perfiles Th1 y Th2), sin embargo, la generación de tropismo por un tejido no parece ser determinada por el perfil 29

30 Moléculas involucradas en el tráfico linfocitario como blanco de drogas anti-inflamatorias Un anticuerpo monoclonal anti-α4 integrinas, que bloquea la unión de α4β1 (VLA-4) a VCAM-1 de células TH1 infiltrantes de cerebro y la unión de α4β7 a MadCAM-1 sobre células TH1 infiltrantes de intestino es una estrategia viable para el tratamiento de la esclerosis múltiple y la enfermedad de Crohn Riesgo de incrementada susceptibilidad a infección 30

31 Homing de linfocitos B2 CXCR4 es necesario para que los linfocitos B se posicionen en la zona oscura, donde se produce mayoritariamente su ligando, CXCL12, por células estromales locales Los centroblastos deben down-regular CXCR4 a efectos de migrar a la zona clara guiados por la incrementada expresión de CXCL13 por CFD Foco Primario Linfocito B Migración a médula ósea y subepitelios Plasmoblasto: Célula secretora de Ac con capacidad de dividirse y con potencial migratorio. Puede madurar transformándose en célula Plasmática. Plasmocito o célula plasmática: Célula terminalmente diferenciada, inmóvil, incapaz de dividirse y con capacidad de secretar anticuerpos. 31

32 Homing de plasmoblastos B de memoria provenientes de centrocitos que sufrieron switch a IgG o IgA reexpresan CCR7, CXCR5, CCR6 Y CXCR4. Recirculan por OLS y tejidos no linfoides 32

33 Tráfico linfocitario en sistemas inmunes asociados a mucosas Vías de ingreso de antígenos a través de mucosas 33

34 Nat Med. 11(4 Suppl):S45-53.;

35 Memoria inmunológica Los linfocitos T de memoria pueden clasificarse en base a sus patrones de migración T CM : Linfocitos T de memoria centrales: L-selectina + CCR7 + (similar a los nativos). No polarizados. También CXCR4 para migrar a MO y GLP donde se expresa CXCL12. T EM : Linfocitos T efectores de memoria: L-selectina - CCR7 - T CM : Recirculan vía sangre-órg. linfático secundario-linfa. Son centinelas de tejidos linfoideos T EM : Recirculan vía sangre-tejidos extralinfoides periféricos-ganglios locales vía linfático aferente-conducto toráxico-sangre. Patrullan tejidos periféricos. Algunos permanecen en tejidos periféricos como Linfocitos T EM residentes. 35

36 Cómo se generan los linfocitos T de memoria? Dado que sólo a lo sumo unos cientos de linfocitos T vírgenes serán específicos para un Ag dado, se requiere una potente respuesta proliferativa de las células específicas frente a un patógeno a fin de combatir una infección ocasionada por él. Un precursor origina más de células hijas (más de 13 divisiones celulares en 5-8 días) Modelos posibles para la diferenciación de células T de memoria 36

37 Características del pool de linfocitos T periféricos Los linfocitos T de memoria CD8+ se mantienen casi indefinidamente en número constante Los linfocitos T de memoria CD4+ disminuyen gradualmente con el tiempo Señales que regulan la sobrevida del pool de linfocitos T vírgenes y T de memoria Immunity 29, , 2008 IL-7 es producida por la CFR de los OLS: Es utilizada intermitentemente por los linfocitos nativos (1) porque su Rc se down-regula por la propia acción de la IL-7; y (2) por la salida de los linfocitos de los OLS en su tráfico por el organismo 37

38 Propiedades de las células T MC y T ME Cinética de la respuesta T CD8 a la infección o vacunación CD127: cad. α Rc para IL-7 CD62L: L-selectina Inmediatamente después de la respuesta, el pool de células T de memoria Ag-específicas está constituido ppalmente por T ME, las cuales gradualmente se convierten en T MC CD62L low CD127 low CCR7 low granzimab hi IFNγ hi TNFα mid CD62L hi CD127 hi CCR7 hi granzimab - IFNγ hi TNFα hi IL-2 mid 38

39 Dinámica de la respuesta T secundaria en tejidos periféricos Cinética de la respuesta CD8 primaria y secundaria a una infección e impacto del número de encuentros con el antígeno La re-exposición incrementa el número de cél T de memoria El número de encuentros con el Ag tiene un dramático impacto en las características de la población de memoria resultante: La mayoría de las CD8 de memoria inducidas luego de estimulación primaria se convertirán en CD62L+ en semanas (L. monocitógenes) o meses (LCMV) después de la infección primaria. Una fracción (30-40%) producirá IL-2. Siguiendo al desafío secundario, las TCD8 de memoria primarias se expandirán y convertirán en T CD8 efectoras secundarias, que posteriormente sufrirán una fase de contracción para establecer T CD8 memoria secundarias en # mayores que los de la T CD8 memoria primarias. Estas tienen turn-over más lento, dificultades para incrementar la expresión de CD62L (tardan años en expresarlo) y para producir IL-2: Mayor # T ME 39

40 Modelos para explicar el mantenimiento de la memoria inmunológica T 1) Antígeno dependiente: Re-estimulación perpetua: (reservorios de antígenos en el individuo o patógeno endémico o latente y se reactiva) 2) Antígeno independiente: Células de memoria de vida media larga Proliferación homeostática por citoquinas (IL-7 e IL-15) No es necesario para el mantenimiento de memoria frente a patógenos que establecen infecciones agudas Ocurre frente a patógenos que establecen infecciones persistentes Modelo aceptado cuando el Ag es eliminado luego de la respuesta primaria Mantenimiento de los niveles de anticuerpos en ausencia de estimulación antigénica Posibilidades: 1. Células plasmáticas de muy larga vida media 2. Proliferación continua homeostática de células B de memoria y diferenciación a células plasmáticas de larga vida media (activación bystander?) 40

41 Bibliografía sobre memoria inmunológica Migration, maintenance and recall of memory T cells in peripheral tissues. Woodland DL, Kohlmeier JE. Nat Rev Immunol Mar;9(3): Shaping and reshaping CD8+ T-cell memory. Harty JT, Badovinac VP. Nat Rev Immunol Feb;8(2): The precursors of memory: models and controversies. Rafi Ahmed, Michael J. Bevan, Steven L. Reiner and Douglas T. Fearon. Nat. Rev. Immunol. 2009; 9: