1. LA INMUNIDAD a. INNATA O NATURAL b. ADQUIRIDA O ADAPTATIVA i. ACTIVA. LAS VACUNAS. ii. PASIVA. LOS SUEROS. 2. LAS INMUNOPATOLOGÍAS a. ENFERMEDADES AUTOINMUNES b. INMUNODEFICIENCIAS c. HIPERSENSIBILIDAD 3. LOS TRASPLANTES a. TIPOS b. RECHAZO c. TRANSFUSIONES SANGUÍNEAS 4. EL CÁNCER 1.- LA INMUNIDAD 1
La inmunidad se define como el estado de resistencia que presenta un organismo frente a la infección. Se dice que un organismo es inmune frente a un determinado agente patógeno cuando su sistema inmunitario es capaz de desactivarlo sin que llegue a aparecer la enfermedad. Esta cualidad se adquiere antes del nacimiento y se madura y afianza en los primeros años de vida. En los vertebrados implica que los organismos diferencian lo propio de lo ajeno; es decir, reconocen todos sus tipos celulares. El Sistema Inmune es el responsable de conferir inmunidad. Este sistema, presente en invertebrados, alcanza su máxima complejidad en los primates y seres humanos. La ciencia encargada de estudiar estos procesos se denomina Inmunología. Al proceso que produce la inmunidad se le denomina inmunización. La inmunidad puede ser de dos tipos: Innata o natural y adquirida o adaptativa. 1.a.- Inmunidad innata, congénita o natural.- La posee el individuo desde su nacimiento sin que medie contacto previo con el patógeno. Los responsables de esta inmunidad son: 2
Las barreras externas (físicas, químicas y biológicas) Los neutrófilos Los macrófagos Las células NK El sistema del complemento El interferón Las citocinas Existen casos de inmunidad innata curiosos debido a las características fisiológicas de la especie que la hacen incompatible con el microorganismo invasor. Así, por ejemplo, los pollos son inmunes frente al Bacillus antracis, agente causante del ántrax en distintas especies animales, debido a que su temperatura corporal es demasiado elevada para el crecimiento de este germen. También puede suceder que dentro de la misma especie determinados individuos presenten inmunidad congénita frente a una enfermedad debido a causas genéticas. Por ejemplo, se ha podido comprobar que aproximadamente un 1% de la humanidad presenta inmunidad congénita frente al VIH, el agente causante del SIDA, debido a causas genéticas todavía no aclaradas. 1.b.- Inmunidad adquirida o adaptativa.- Se adquiere después del nacimiento tras el contacto con el patógeno. La confieren los mecanismos de defensa específicos y está relacionada con el fenómeno de la memoria inmunitaria. Los responsables de la inmunidad adquirida son los linfocitos y sus productos (anticuerpos). Este tipo de inmunidad se puede adquirir de forma natural o artificial. La inmunidad adquirida natural se refiere a aquella que adquiere el individuo gracias a procesos naturales. A su vez puede diferenciarse en dos subtipos: a. Pasiva: mediante anticuerpos fabricados por otro organismo, como en el caso de los transmitidos de madre a hijo a través de la placenta o de la leche materna. La inmunidad natural pasiva, al depender de la persistencia de los anticuerpos suministrados y no de células de memoria, es siempre mucho menos duradera que la activa. b. Activa: es el propio organismo hospedador el que genera la respuesta inmunitaria frente al germen. La inmunidad adquirida artificial se refiere a aquella que adquiere el individuo gracias a técnicas artificiales. También puede ser pasiva (sueros) o activa (vacunas). LAS VACUNAS 3
Son preparados antigénicos constituidos por microorganismos no virulentos, muertos o por moléculas de estos desprovistas de toxicidad. Se obtienen a partir de microorganismos u otros agentes infecciosos e inducen en el individuo una inmunidad adquirida activa frente a esos agentes inoculados, con un mínimo de riesgos y de reacciones locales y generales. Son un tratamiento preventivo y no curativo. Su administración debe ser anterior al padecimiento de la enfermedad. La vacunación ha contribuido a controlar muchas enfermedades infecciosas e incluso a erradicarlas (viruela). Las vacunas deben tener dos propiedades: * Eficacia, pues tienen que desencadenar la respuesta inmune correcta. * Inocuidad, la vacuna debe estar desprovista de poder patógeno, logrando este objetivo sin interferir en la respuesta inmune. La inmunidad generada por la vacuna es efectiva al cabo de varios días, pero, al crear memoria inmunológica, su capacidad de acción es duradera. La vacuna contiene antígenos contra los que reacciona el sistema inmune. Estos antígenos inducen a la formación de sus anticuerpos correspondientes, que activarán a los linfocitos T y B, creando las "células de memoria". Si el antígeno vuelve a presentarse, el organismo está preparado para actuar sobre el patógeno de forma rápida y selectiva, impidiendo su propagación. En la actualidad se utilizan varios tipos de vacunas: 1. Vacunas con patógenos vivos atenuados: el patógeno se trata en el laboratorio para que pierda virulencia. Esto se puede conseguir cultivando la cepa natural en condiciones desfavorables o por manipulación genética. Las dosis de estas vacunas son pequeñas ya que, una vez inoculadas, el germen se multiplica en el organismo y desencadena la enfermedad de forma muy leve. La respuesta inmunitaria es óptima, tanto humoral como celular. Proporcionan una inmunidad similar a la que se obtiene mediante una infección natural: Intensa y de larga duración. Los patógenos atenuados se pueden transmitir a otras personas produciendo una vacunación automática aunque existe el inconveniente de que afecten a personas inmunodeficientes. Este tipo de 4
vacunas se utiliza contra el sarampión, la rubeola, las paperas o la poliomielitis, etc. El riesgo de estas vacunas es que una mutación origine la aparición de un virus infeccioso que provoque la enfermedad. 2. Vacunas con patógenos muertos (bacterias) o inactivados (virus): para provocar la muerte o la inactividad del patógeno se utilizan métodos físicos (alta temperatura, luz ultravioleta, radiaciones, etc.) o químicos (formol, acetona, etc.) A veces la inactivación del patógeno puede alterar los antígenos disminuyendo la eficacia de la vacuna. Se necesitan dosis mayores que en el caso de vacunas atenuadas, por lo que pueden tener más efectos secundarios. En general requieren dosis de recuerdo. La respuesta inmunitaria que provocan es de tipo humoral (anticuerpos) y proporcionan una inmunidad de menor intensidad y duración que las vacunas vivas. Para mejorar su eficacia se suelen utilizar coadyuvantes (sustancias que potencian la respuesta inmune). Suele ser utilizado este método para la obtención de las vacunas de la gripe, la tos ferina, el cólera... 3. Vacunas con cepas no peligrosas: por mutación espontánea y natural aparecen bacterias o virus que no son capaces de producir una determinada enfermedad, pero disparan la respuesta inmune. Algunas veces se utilizan patógenos que causan enfermedad en una especie (la vaca, por ejemplo) y no la produce en la especie humana. 4. Vacunas de antígenos purificados: Están formadas sólo por antígenos inmunizantes purificados que tienen los patógenos (polisacáridos o proteínas). Estos antígenos se aíslan del microorganismo y se purifican. También se utilizan técnicas de ingeniería genética, obteniéndose generalmente una proteína. Esta técnica se ha utilizado para la obtención de la vacuna contra la hepatitis B. 5. Vacunas antitóxicas: Formadas por toxinas modificadas que carecen de toxicidad pero conservan su capacidad inmunógena. Se utiliza este tipo para combatir el tétanos y la difteria. 6. Vacunas anti-idiotípicas: Están formadas por anticuerpos producidos contra otros anticuerpos. Se obtienen Ac-1 contra un antígeno y se inoculan en un animal. El animal reconoce el Ac-1 como extraño y fabrica Ac-2 que reproducen la estructura del Ag. Este Ac-2 o anti-idiotípico se utiliza como vacuna. Al inocularlo en las personas se producen Ac-3 que son capaces de unirse al antígeno original. Líneas actuales para la obtención de vacunas Hoy día se busca una producción eficaz y barata para la obtención de vacunas. Se siguen distintas líneas de trabajo, de las que se pueden destacar: La utilización de péptidos sintéticos: mediante complejos enzimáticos, en laboratorio, se pueden crear péptidos "a la carta". El problema que aparece en este tipo de producción es el difícil aislamiento y recogida del péptido creado. Estos péptidos 5
pueden utilizarse como vacuna directamente o como un componente más de una vacuna que se cree posteriormente. Fabricación de vacunas génicas: se emplea un organismo modificado genéticamente para que produzca antígenos. Estos antígenos se usarán posteriormente para la creación de una vacuna. Para ello, deben seguirse los siguientes pasos: o Identificación y aislamiento del agente patógeno. o Identificación del gen productor del antígeno en el agente patógeno (por ejemplo, el gen que produzca la proteína de la cápsida de un virus). o Introducción de ese gen en el genoma de una bacteria y reproducción de esa bacteria genéticamente modificada. o Producción de las proteínas buscadas, por la colonia de bacterias genéticamente modificadas. o Extracción y aislamiento del medio de cultivo, de esas proteínas. o Inyección de la proteína (vacuna) para generar la inmunidad frente a ese patógeno. Los pasos que se deben seguir para la creación de una vacuna suponen años de investigación. La industria farmacéutica invierte gran cantidad de recursos en estos estudios. Así, cuando se obtiene un avance en la investigación o se consigue una vacuna eficaz, se patenta con el fin de comercializarla. LOS SUEROS Los sueros o antídotos son preparados artificiales de anticuerpos. Los anticuerpos producen inmunidad rápidamente (unas pocas horas), pero su efecto no es de larga duración (sólo unos meses), debido a que no se activa la memoria inmunológica. Constituyen un método curativo, es decir, se utilizan una vez que el individuo ha entrado en contacto con el patógeno. El paciente no participa en la elaboración de anticuerpos, es por tanto una inmunidad adquirida pasiva. Están indicados en el tratamiento de enfermedades infecciosas graves como el tétanos o el botulismo en las que, tras el contacto con el patógeno, el individuo no tiene tiempo suficiente para crear sus propios anticuerpos. También se utilizan para tratar las picaduras de animales venenosos (serpientes, escorpiones, arañas) y resultan útiles en pacientes con inmunodeficiencias. Existen dos tipos de sueros: 6
* Sueros homólogos: Son sueros obtenidos de humanos que poseen anticuerpos para un determinado antígeno. No producen hipersensibilidad y confieren una inmunidad de mayor duración. * Sueros heterólogos: Proceden de otras especies pero contienen anticuerpos para patógenos humanos. De esta manera se obtiene, por ejemplo, las antitoxinas, que son sueros frente al veneno de las serpientes, escorpiones, arañas, etc. Pueden producir reacciones de hipersensibilidad (enfermedad del suero) debido a la presencia de proteínas específicas del animal. 2.- LAS INMUNOPATOLOGÍAS Una de las características más importantes del sistema inmunitario es la capacidad de reconocimiento de lo propio frente a lo extraño. Esta capacidad se conoce con el nombre de tolerancia. Cuando el sistema inmune actúa por defecto o por exceso, la tolerancia se ve afectada, apareciendo distintos tipos de inmunopatologías, como las enfermedades autoinmunes, las inmunodeficiencias y las reacciones de hipersensibilidad. 7
ENFERMEDADES AUTOINMUNES Las células del sistema inmunitario han de aprender a tolerar cada célula y cada proteína del organismo sin dejar de atacar por ello a los invasores externos. No obstante, se puede dar el caso de que algunos linfocitos inmaduros respondan ante elementos del propio cuerpo. Ahora bien, normalmente, si una célula inmunitaria reacciona ante un producto del propio organismo mientras se está formando en el timo o en la médula ósea, suele ser destruida o, al menos, inactivada por el propio organismo (DELECCIÓN CLONAL). Sin embargo, a pesar de este mecanismo de seguridad, algunos linfocitos pueden escapar a la inactivación o destrucción y desencadenar una respuesta inmunitaria contra moléculas o células del propio organismo generándose una enfermedad autoinmune. Por regla general, los fenómenos autoinmunes se manifiestan en forma de una respuesta inmunitaria celular, con ataque de los linfocitos T citotóxicos a una determinada estirpe de células del organismo afectado. Estas enfermedades pueden afectar a cualquier órgano, si bien algunos se ven afectados con más frecuencia que otros; por ejemplo: la sustancia blanca del cerebro y de la médula espinal, en la esclerosis múltiple; los revestimientos de las articulaciones en la artritis reumatoide; las células secretoras de insulina, en la diabetes mellitus juvenil. Ciertas enfermedades autoinmunes destruyen las conexiones entre nervios y músculo (miastenia gravis) y otras producen un exceso de hormona tiroidea en la glándula tiroides (enfermedad de Graves). Las hay que producen ampollas en la piel (pénfigo vulgar) o que destruyen los riñones y otros órganos (lupus eritematoso sistémico). Se desconocen las causas que desencadenan una enfermedad autoinmune aunque se reconocen varios factores que parecen predisponer al individuo: Factores genéticos: Antecedentes familiares. Factores endocrinos: niveles anormales de ciertas hormonas (estrógenos) favorecen la aparición de estas enfermedades. Factores ambientales: nutricionales, radiación solar, infecciones bacterianas y víricas, determinadas sustancias químicas. Estrés. En la actualidad se están utilizando ANTICUERPOS MONOCLONALES como terapia para algunas de estas enfermedades, pero la esperanza de curación se encuentra en la terapia génica. 8
Anticuerpos monoclonales: son anticuerpos producidos en un laboratorio. A partir de una sola célula, modificada en el laboratorio, y que produce un único tipo de anticuerpos, se obtiene una colonia de células ( clones) que producen ese único anticuerpo. LAS INMUNODEFICIENCIAS Se trata de estados patológicos en los que el sistema inmunitario se encuentra total o parcialmente dañado de manera que no puede cumplir con sus funciones de defensa del organismo, con lo que éste resulta más vulnerable a las infecciones por agentes externos así como a procesos cancerosos. Las inmunodeficiencias pueden ser de dos tipos: Congénitas (o primarias).- se producen por una alteración genética que lleva a la producción defectuosa de linfocitos T, linfocitos B, o ambos. En general se manifiestan ya en las primeras etapas de la vida, dando lugar a síndromes como los de los llamados niños burbuja. Inmunodeficiencia de linfocitos B: Se caracteriza por un déficit de linfocitos B y, por tanto, de anticuerpos. Un ejemplo es la agammaglobulinemia, enfermedad ligada al cromosoma X. Inmunodeficiencia de linfocitos T: Se caracteriza por un déficit de linfocitos T. Un ejemplo es el síndrome de Di George (carencia de timo). Inmunodeficiencias combinadas: Afectan a los linfocitos B y T. Inmunodeficiencia Severa Combinada (SICS) El protocolo que se sigue es el siguiente: o o o Suministrar agentes antimicrobianos con anticuerpos Trasplante de médula ósea. Aislamiento total del enfermo en un recinto estéril. Actualmente se esta siguiendo una línea de investigación muy esperanzadora con las terapias génicas. 9
Adquiridas (o secundarias).- Aparecen en algún momento de la vida y se deben a causas externas al organismo como una nutrición deficiente o escasa, leucemia, radiaciones, drogas inmunosupresoras, quimioterapia. Sin embargo, las inmunodeficiencias adquiridas más importantes se deben a la acción de agentes infecciosos que atacan selectivamente a las células del sistema inmunitario. Entre ellas destaca el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) producido por el VIH. El virus del S.l.D.A. es un retrovirus, conocido como virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Está constituido por dos moléculas de RNA acompañadas de dos o más moléculas del enzima retrotranscriptasa (o transcriptasa inversa). Rodeando a la zona central hay dos envolturas proteínicas distintas que, a su vez, están rodeadas por una bicapa lipídica con glucoproteínas insertas. 10
El S.I.D.A. fue identificado por primera vez en 1981 al observar la aparición en hombres jóvenes de un tumor maligno (Sarcoma de Kaposi) que afecta a los revestimientos endoteliales de los vasos sanguíneos y que hasta entonces sólo se había observado en hombres de edad avanzada. En la misma época y también en hombres jóvenes se detecta un incremento de neumonías e infecciones fatales del tracto intestinal causadas por protistas ubicuos pero habitualmente inocuos. Anteriormente estas enfermedades se habían observado en pacientes cancerosos y en receptores de transplantes cuyos sistemas inmunes habían sido suprimidos. Estos hechos sugerían que la causa era una supresión masiva del sistema inmune. Las primeras imágenes del virus al microscopio electrónico se identificaron, en febrero de 1983, en el Instituto Pasteur de París por el profesor Luc Montaigner. 11
LA HIPERSENSIBILIDAD Disfunción del sistema inmune que se caracteriza por una respuesta inmunitaria excesiva ante un antígeno de escasa peligrosidad. Las reacciones de hipersensibilidad más comunes son conocidas como alergias (hipersensibilidad de tipo I). Se desencadenan ante una gran variedad de antígenos (alérgenos), que pueden ser de origen natural (granos de polen, heces de ácaros, diversas secreciones de los vegetales, etc.) o artificial (plásticos, metales, aditivos alimentarios, etc.). El trastorno generado por estas respuestas inmunitarias particularmente intensas es consecuencia de la reacción inflamatoria que las acompaña y sus efectos sobre los tejidos (edema, enrojecimiento, fiebre, picor, etc.). La hipersensibilidad no se manifiesta en el primer contacto con el alérgeno, necesita de un período de sensibilización. 1. El proceso alérgico se desencadena con una primera exposición al alérgeno. Los macrófagos lo degradan y lo presentan en sus membranas a los linfocitos T. Estos segregan moléculas señalizadoras que hacen que los linfocitos B maduren y se transformen en células plasmáticas que secretan inmunoglobulinas E (se produce la memoria inmunológica). 2. Estos anticuerpos se unen a sus receptores en los mastocitos -glóbulos blancos no circulantes que se encuentran en el tejido conjuntivo- y en los basófilos circulantes en sangre. Se produce la sensibilización. 3. En posteriores contactos entre el alérgeno y el organismo las moléculas de alérgeno se unen a anticuerpos IgE de los mastocitos con lo que se desencadenan una serie de reacciones que llevan a la secreción por parte de los mastocitos de histamina y otras sustancias piretógenas (serotonina, heparina, prostaglandinas, etc.) que serán los responsables de muchos síntomas alérgicos (respuesta inflamatoria) El shock anafiláctico La sensibilidad inmediata de gran intensidad recibe el nombre de choque o shock anafiláctico. Se produce un aumento de la permeabilidad en los vasos sanguíneos, con lo que 12
el volumen de líquido es mayor. Así, la presión arterial cae. A nivel respiratorio, los bronquios se contraen, produciendo asma y asfixia. En la zona intestinal, aparecen contracciones, nauseas, vómitos y diarreas. Todo este cuadro sintomático puede llevar a una brusca bajada de la presión sanguínea en la zona cerebral y a la pérdida del conocimiento. También puede ocurrir en la zona cardiaca, produciendo un ataque cardiaco e, incluso, la muerte. Además de las alergias, existen reacciones de hipersensibilidad masivas que pueden acarrear la muerte del organismo afectado. Es el caso que se da a consecuencia de transfusiones de sangre entre un donante y un receptor con grupos sanguíneos incompatibles: el ataque de los anticuerpos del receptor contra los glóbulos rojos antigénicos del donante produce una coagulación masiva de la sangre (choque anafiláctico) de consecuencias fatales. El tratamiento normal a la hipersensibilidad se realiza con antihistamínicos. Estos fármacos son sólo útiles cuando hay liberación de histamina. El asma, asociada a estos casos, se trata con bronquiodilatadores, que favorecen la entrada de aire por las vías respiratorias, desapareciendo la sensación de angustia. En los casos graves de shock anafiláctico, la solución consiste en la inyección intravenosa de adrenalina. En algunos casos se han creado vacunas antialérgicas. El procedimiento consiste en inocular al paciente cierta cantidad de alérgeno. En posteriores dosis (inóculos) se aumenta de forma progresiva la concentración de alérgeno. Esto proporciona al paciente resistencia frente a ese alérgeno. El problema que se plantea en las alergias es que no siempre puede detectarse el alérgeno. Por qué la selección natural ha permitido que la alergia se haya extendido tanto? El cuerpo sintetiza cantidades elevadas de anticuerpos de tipo IgE tanto ante la presencia de alérgenos como ante la de parásitos. Frente a otro tipo de invasores recurre a otro tipo de anticuerpos. Una hipótesis podría ser que el cuerpo desarrolló en su origen la respuesta alérgica para hacer frente a los parásitos. Las personas capacitadas por su dotación genética para organizar un ataque inmunitario eficaz contra esos organismos sobrevivirían mejor que quienes carecieran de ese mecanismo defensivo. Habrían tenido mayor descendencia y sus hijos habrían transmitido a su vez a los suyos esos genes. Así se extendería entre la población humana el sistema de defensa contra los parásitos. Esta capacidad de defensa ha permanecido útil allí donde abundan los parásitos. Sin embargo, el sistema inmunitario de quienes ya no se encuentran con esos organismos reacciona ahora libremente -aunque de forma contraproducente- ante otras sustancias como el polen. 13
En respaldo de esta tesis se ha observado que la alergia es menos común en las naciones en vías de desarrollo que en las industrializadas pero la investigación realizada en animales de experimentación para someter a prueba la hipótesis no ha resuelto nada. 3.- LOS TRASPLANTES Desde hace algún tiempo se recurre a la técnica de transplantes para solucionar situaciones que ponen en peligro la salud de un individuo. En los transplantes se produce la eliminación del tejido o del órgano dañado y la implantación de otro que reúna las condiciones adecuadas para la supervivencia del receptor. o o o o En los autoinjertos el transplante procede del mismo organismo y el tejido simplemente es movido de una posición a otra. Esta situación siempre tiene éxito si las técnicas quirúrgicas y asépticas son las adecuadas. También tienen éxito los transplante en los que el donante y el receptor son gemelos genéticamente iguales. Otra posibilidad es entre individuos de la misma especie pero genéticamente diferentes. También se realizan en algunas ocasiones transplantes entre individuos de diferente especie, xenoinjerto, como entre el hombre y el cerdo. En los dos últimos casos el tejido transplantado generará, por parte del receptor, una respuesta inmune destructiva que se denomina rechazo. Tiene su origen en la existencia de proteínas de superficie en las membranas (moléculas del CMH), si éstas son reconocidas como extrañas se desencadena la respuesta inmune específica. Con el fin de evitar estos problemas, los inmunólogos de transplantes realizan pruebas previas de histocompatibilidad. La experiencia demuestra que algunos lugares anatómicos son privilegiados y, en porcentajes elevados, no generan rechazo. Es el caso del transplante de córnea. Por lo general, en todas las demás intervenciones debe tratarse al paciente con inmunosupresores inespecíficos con el consiguiente riesgo de enfermedades infecciosas en el postoperatorio, o también se puede aplicar un tratamiento de inmunosupresión específica. En la actualidad se está experimentando para obtener por ingeniería genética y clonación cerdos cuyos tejidos no produzcan rechazo en la especie humana y poder tener de esta manera una gran cantidad de órganos para transplantes. 4.- EL CÁNCER Las células cancerígenas se parecen a las células normales del cuerpo en muchos aspectos. Aún así, actúan como células extrañas, reproduciéndose rápidamente e invadiendo los tejidos. Además, las células cancerígenas tienen antígenos en su superficie celular que difieren de los antígenos de las células normales y pueden ser identificadas como extrañas por lo que, quizás, el organismo pueda organizar una respuesta inmunitaria. Cada vez hay más pruebas que indican que el cáncer no sólo puede inducir una respuesta inmunitaria sino que es un hecho que ésta se podría producir de modo que las células cancerígenas fuesen suprimidas mucho antes de que se detecte el cáncer. Los cánceres que se desarrollan representarían fallos ocasionales del sistema inmunitario. Por lo tanto, si se refuerza la respuesta inmunitaria, se podrá avanzar en el proceso de lucha contra el cáncer. 14
ENLACES 1. http://es.wikipedia.org/wiki/inmunidad_%28medicina%29 2. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/inmune/contenidos12.htm 3. http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2bch/b5_micro_inm/t52_inm UNOLOGIA/informacion.htm 4. http://www.bionova.org.es/biocast/tema21.htm 15