Inmunidad

Capítulo 39

Avances Iniciales

• Edward Jenner- 1796, desarrolló una vacuna contra la viruela

• Pasteur- demostró que calentar puede matar microorganismos en alimentos y bebidas

• Koch- 1870’s relacionó un microorganismo con una enfermedad específica (antrax)

Tres Líneas de Defensa contra Patógenos

Agentes patógenos- virus, bacterias, hongos, protozoos, y

gusanos parásitos que causan enfermedades

Líneas de defensa:

• Barreras en superficies del cuerpo

• Respuestas no específicas

• Respuestas inmunes

Barreras en Superficie del Cuerpo

• Piel intacta

– Hongo que causa “Pie de atleta”

• Químicos, ej. enzimas lisozimas en pulmones,

saliva, lágrimas

– Digieren paredes celulares de bacterias

– Pulmones también tienen cilios- atrapan patógenos

Barreras en Superficie del Cuerpo

• Flora bacteriana normal

– Bacterias en intestino (Escherichia coli)

– Bacterias en vagina (Lactobacillus)- mantienen pH bajo

• Efecto de limpieza de lágrimas, saliva, micción (bajo

pH) y diarrea

Respuestas No Específicas

• Inflamación

• Nódulos linfáticos atrapan y destruyen

patógenos

• Células asesinas naturales atacan una

variedad de objetivos

Sistema de Complemento

• ~ 20 tipos de proteínas plasmáticas que toman parte en respuestas específicas y no específicas

• Activación de una proteína plasmática desencadena una cascada de reacciones que activa otras

• Forman complejos de ataque- se insertan en membrana plasmática de patógeno e inician lisis- rompimiento de membrana plasmática

Complejos de Ataque

antibody activatedcomplement

bacterial pathogen

lipid bilayer of pathogen

Activation Cascade Reactions

Formation of Attack Complexes

Lysis of Target

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Membrane attack complex animation.

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Inflamación Aguda

• Participan: neutrófilos, eosinófilos, basófilos y

mastocitos

• Respuesta no específica a invasión extraña, daño

de tejido, o ambas

• Destruye invasores, remueve desechos, y prepara

área para sanación

• Ocurre enrojecimiento, calentamiento, inflamación,

y dolor

Inflamación

1. Bacteria invade un tejido2. Mastocitos en tejido liberan histamina- capilares se dilatan y se vuelven

más permeables3. Fluido y proteínas plasmáticas salen de capilares causando edema4. Proteínas de complemento atacan bacterias5. Leucocitos engullen invasores y desechos

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Inflammation animation.

Animation

Características de Respuestas Inmunes

• Discriminación propio/ no propio y especificidad- células B y T

ignoran propias células pero atacan agentes extraños específicos

• Diversidad- receptores de células B y T pueden responder a

millones de amenazas específicas

• Memoria- algunas células B y T formadas durante respuesta a

agente extraño son guardadas para futuro encuentro con ese

agente

Antígenos

• Marcadores “no propio” en agentes extraños y células del cuerpo alteradas como tumores

• Disparan división de células B y T

Células de Memoria y Efectoras

• Cuando se dividen células B y T producen más

de un tipo de célula

• Células efectoras- destruyen la amenaza actual

• Células de memoria- entran en reposo para ser

usadas en el futuro

– Segunda respuesta será más rápida y mayor

Pasos en la Respuesta Inmune

1. Reconocimiento de un antígeno

2. Rondas de división celular que forman

grandes poblaciones de linfocitos

3. Especialización de linfocitos a células

efectoras y de memoria que tienen

receptores para un tipo de antígeno

Componentes Clave de la Respuesta Inmune

• Marcadores MHC (complejo mayor de histocompatibilidad)- proteínas en membranas de células corporales– cuando se acoplan a antígeno comienza respuesta

• Células presentadoras de antígenos- procesan o exhiben antígenos en asociación con marcadores MHC, activan células T

• Ej. macrófagos, células B, dendríticas– Ingieren antígenos– Forman complejo antígeno-MHC- se expone en

membrana plasmática

antigen fragments

MHC molecule

antigen-MHC complex

Formación de Complejo

Antígeno-MHC

Figure 39.6Page 692

-Cel. presentadora deantígeno ingiere antígeno-Vesícula endocítica seasocia con lisosoma-Enzimas fragmentan antígeno-Fragmentos se asocian amarcadores MHC-Complejo se mueve amembrana donde es expuesto

Componentes Clave de la Respuesta Inmune

• Células T auxiliares- secretan señales que fomentan respuestas

• Células T citotóxicas y células asesinas naturales- actúan contra células infectadas y células tumorales (respuesta mediada por células)

• Células B- fabrican y secretan moléculas receptoras unidas a anticuerpos- sustancias que marcan objetivos para su destrucción (respuesta mediada por anticuerpos)

Perspectiva de Interacciones

Naive helper T cell

Naive B cell

Antigen-presenting cell

Activated helper T cell

Effector B cell

Naive cytotoxic T cell

Effector cytotoxic T cell

Antibody-mediated response

Cell-mediated response

Figure 39.7Page 693

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Immune responses animation.

Animation

5 Clases de Inmunoglobulinas

IgG, IgD, and IgE IgA IgM

In-text figurePage 696

Rechazo de Órganos

• Células T citotóxicas pueden contribuir al rechazo

• Reconocen una parte de complejo MHC de las células donantes como propia, otra parte como no propia

• Tratan la combinación como un complejo antígeno-MHC y ataca a células donantes

Anticuerpos Monoclonales

• Producen anticuerpos contra antígenos específicos

de tumores

• Primero creados fusionando células B productoras

de antígenos de ratones con células B en tumores

• Ahora se hacen en células creadas por ingeniería

genética

– Ej. Anticuerpos producidos por plantas contra bacterias

que causan caries- planticuerpos

Asesinos Activados por Linfocina

• Se extraen linfocitos de tumores

• Células extraídas son expuestas a

linfocina, una interleucina

• Se inyectan en paciente linfocitos

infiltradores de tumores con habilidades

mejoradas

Inmunización• Inmunización activa – ej. polio

– Se inyecta preparación con antígenos- patógenos debilitados o muertos, toxinas inactivas, o virus inofensivos con genes de agentes patógenos insertados en su ADN o ARN

– Confiere inmunidad a largo plazo- se producen células efectoras y de memoria

• Pasiva – ej. tétano

– Se inyecta anticuerpo purificado

– Protección de corta duración- no se producen células de memoria, ayuda a contrarrestar ataque inicial

Alergias

• Reacción inmune a sustancia inofensiva

• Predisposición genética

• IgE responde a antígeno al unirse a mastocitos y basófilos

• Estas células secretan sustancias (histamina, prostaglandinas) que causan los síntomas– Inflamación, secreción de moco, respuestas inmunes

Choque Anafiláctico

• Reacción alérgica que amenaza la vida

– Picada de abeja/avispa, reacción a fármaco

• Causado por liberación de histamina por

muchos mastocitos y basófilos

• Vías respiratorias se contraen, presión

sanguínea baja según permeabilidad capilar

aumenta

Desórdenes Autoinmunes

• Sistema inmune crea anticuerpos contra células

propias

• Enfermedad de Graves- anticuerpos de unen a

receptores de hormonas TSH en tiroides- se

produce exceso de hormonas tiroideas

• Esclerosis múltiple- células T causan inflamación

de vainas de mielina

• Artritis reumatoidea- células T atacan

articulaciones y provocan inflamación

Inmunodeficiencia Grave Combinada (SCID)

• El cuerpo no puede producir linfocitos• Alta vulnerabilidad a infecciones• Ej. Deficiencia de enzima ADA- no se puede

descomponer adenosina, tóxico para linfocitos

• Se ha podido tratar exitosamente mediante terapia génica– Se inserta gen de ADA en material genético de

virus inofensivo. Se infecta a paciente con virus

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Gene therapy for SCID video.

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SIDA- Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida

• Combinación de desórdenes luego de infección con HIV-

se reproduce en linfocitos T y macrófagos

• Incluye

– Infecciones por levaduras (Candida)- boca, esófago,

vagina

– Pulmonía por Pneumocystis

– Sarcoma de Kaposi- cáncer de endotelio de vasos

sanguíneos

Ciclo de Vida de HIV

reversetranscriptase

core proteins(two layers)

integrase

viral RNAenters cell

reversetranscriptionof viral RNA

host cell

viral DNA

viral genes are integrated

into the host DNADNA is

transcribed

viral RNAviral

proteins

budding

strands of DNA (two)

Disminución de Células T

• Liberación de nuevas partículas virales matan célula T hospedera

• Cuerpo continúa produciendo nuevas células T, pero no puede compensar su rápida destrucción- ~ 2 billones de células infectadas cada día

• Según procede la infección, células T disminuyen en número

Efecto de Disminución de Células T

• Células T auxiliares (CD4) juegan un papel vital en la función inmunológica

• Requeridas para inmunidad mediada por células y mediada por anticuerpos

• Individos infectados se vuelven vulnerables a otras infecciones, lo cual eventualmente es letal

Transmisión de HIV

• HIV no vive fuera del cuerpo humano

• Mayormente se dispersa en intercambio de

fluidos corporales con persona infectada

• En EU, transmitido principalmente por coito

anal entre varones homosexuales, e

intercambio de jeringuillas entre adictos

Transmisión de HIV

• En menor grado transmitido por parejas heterosexuales

• Puede transmitirse de madres a hijos durante embarazo, nacimiento o por leche materna

• No se conoce transmisión por alimentos, aire, agua, contacto casual, o picadas de insectos

Tratamiento

• No hay cura

• Una vez que genes de HIV se incorporan, no hay forma de sacarlos

• AZT y otros fármacos retardan el curso de la enfermedad y aumentan el largo de vida

• Investigadores continúan desarrollando fármacos y trabajan en el desarrollo de vacuna contra SIDA