UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO METROPOLITANO FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS UNIDAD DIDÁCTICA DE INMUNOLOGÍA Y MICROBIOLOGÍA MÉDICA TERCER AÑO

INMUNIDAD SECRETORA Dr. Mario Roberto Pinto El sistema inmune de las mucosas, es el más numeroso y extenso del organismo, que comprende el GALT (Tejido Linfoideo asociado al Aparato Gastrointestinal), el BALT (tejido linfoideo asociado a los bronquios), el NALT (tejido linfoideo asociado al tejido nasofaríngeo), además cubre el tejido hepático, vías urinarias y sexuales, así como la mama lactante. La superficie mucosa del aparato respiratoria y gastrointestinal, es de aproximadamente 400m² y tiene el mayor número de linfocitos T, B (incluidas las células plasmáticas) y macrófagos de todo el organismo. Tiene dos funciones principales: 1. Proporcionar la defensa contra microorganismos patógenos en las mucosas. 2. Seleccionar la penetración de antígenos por la mucosa, que permite separar la respuesta inmune a antígenos de microorganismos patógenos induciendo una respuesta inflamatoria de antígenos de microorganismos comensales que viven en el intestino y que son alrededor de 400 especies diferentes para los cuales hay tolerancia, así mismo a antígenos alimenticios para los cuales inducimos también tolerancia. El sistema inmune de las mucosas, posee como en otras áreas del organismo, la respuesta inmune innata y la adquirida. La Inmunidad Innata en la mucosa está fundamentalmente relacionada al epitelio que difiere funcional y estructuralmente según el aparato donde se localice, por ejemplo: Aparato Respiratorio, Digestivo o Genitourinario y esta asociado al glucocalix que produce el moco, que es un factor que juega un papel fundamental para su funcionamiento y protección. Sus células productora de moco también difieren, como las células calciformes, las de paneth o acinis mucosos, su distribución y predominio son característicos del aparato donde lo producen, así como su desplazamiento por cilios como en el aparato respiratorio o por movimientos peristálticos del intestino. El epitelio mejor estudiado es el del intestino, pues su interrelación con los linfocitos T intraepiteliales y de la lámina propia constituyen prácticamente una unidad. Esta revisión se relaciona a la inmunidad secretora intestinal. El epitelio de la mucosa intestinal tiene tres funciones importantes:

a)

Como Barrera

b)

Producción de IgA secretora (IgAs) y selección del tipo de IgA secretora en la parte alta del intestino, en la que predomina el tipo I y en la parte distal del intestino delgado y el intestino grueso que es tipo II. Aún no se sabe que factores intervienen en la selección del tipo de IgA por regiones, pero se cree que es por el tipo de bacterias y el microambiente que determina el tipo de IgA. También se sospecha que el epitelio juega un papel importante para la selección de los plasmocitos de la lámina propia y la presencia de bacterias productoras de proteasas que rompen la IgA tipo I que se encuentran en la región del intestino grueso. El epitelio en esta región ha perdido su capacidad de absorber nutrientes y antígenos y casi no se encuentran linfocitos T intraepiteliales.

c)

La tolerancia a antígenos y se observa especialmente en las primeras porciones del intestino delgado, pues el epitelio es encargado de la absorción de nutrientes y antígenos alimenticios.

El enterocito (células epiteliales) de esta región tiene gran cantidad de moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) clase II y la capacidad de procesar antígeno y colocarlos en el CMH clase II y presentarlo a los linfocitos T intraepiteliales y de la submucosa, pero no tienen moléculas cooperadoras como B7 (CD80 y CD86) por lo cual al presentar antígeno a los linfocitos T estos entran en anergia, pues no hay la segunda señal que es la cooperación celular e induce tolerancia a dichos antígenos. Los enterocitos también producen moléculas de la Inmunidad Innata como lisozima y lactoferrina, defensinas Alfa y Beta y quimiocinas, que contribuyen a la hemostasis de la mucosa.

Sistema Inmune de la Mucosa (MALT) El sistema inmune adquirido de la mucosa tiene dos sistemas de organización el MALT –o (tejido linfoideo asociado a la mucosa organizado) y el MALT – D (tejido linfoideo asociado a la mucosa difuso). El primero de ellos se encuentra localizado en las placas de Peyer y placas bronquiales y el segundo se encuentra diseminado a lo largo de la mucosa y submucosa de los aparatos digestivo, respiratorio y urogenital. Sistema Inmune de la Mucosa organizado (MALT-O) Placa de Peyer: Se origina durante la etapa embrionaria, observándose primero el desarrollo de células estromales de la pared intestinal del intestino delgado, luego se forman núcleos de células en las criptas de las vellocidades intestinales, expresándose la molécula CCL20 e induce la expresión en las células endoteliales alta de las vénulas post-capilares, la expresión de las moléculas de adherencia ICAM y el Mad CAM-1 y además linfocitos T y B, células dendríticas mieloides y macrófagos.

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La placa de Peyer, está constituida por epitelio asociado al folículo (FAE), que es la célula M (membranosa), es una célula epitelial modificada, que es muy rica en receptores para captar antígenos como receptores de Lectina tipo C, receptores tipo Toll 2 y 4 abundantes glicoproteínas que interrelacionan con diferentes azúcares, un glicocolix delgado, tiene prolongaciones citoplasmáticas a la luz intestinal, no tiene borde en cepillo ni hidrolasas y carece del receptor para IgA polimérica, tiene muy pocos lisozomas en el citoplasma, pero tiene una intensa actividad endocítica con gran cantidad de la proteína clatrina intracitoplasmática pero no tiene una vía degradativa, prácticamente es un filtrador de antígeno de la luz intestinal a la región domo que se encuentra sobre el folículo linfoideo, que desemboca en un linfático eferente que transporta a linfocitos B y T sensibilizados o en proceso de activación y células dendríticas inmaduras, procesando antígeno en dirección al ganglio linfático mesentérico.

La Región Domo: Está constituida principalmente por macrófagos y una variedad de células dendríticas de origen mieloide inmaduras, todas tienen la molécula CD11C y la presencia o ausencia de CD11b o CD8α y se dividen en tres grupos: CD11b+ CD8α-, CD11b- CD8α+ y CD11b- y CD8α- y al parecer se relacionan con los receptores CDR6 y CCR7, que se relacionan a los lugares donde presentan antígeno a los linfocitos T en los ganglios linfáticos. Las células dendríticas no sólo captan antígenos filtrados por la células M, sino que son capaces de introducir prolongaciones (dendritas) junto a la célula M, separando las uniones estrechas que unen a las células M con las epiteliales, pues poseen un su membrana polipéptidos especializados, como las clandinas, ocludinas y zonulinas (Zo-1, Zo-2) al romper en uniones estrechas inter epiteliales, las prolongaciones pasan y se unen a los péptidos especializados y captando antígeno y al retraer la prolongación nuevamente se establece la unión estrecha entre las células epiteliales. Los macrófagos fagocitan, procesan el antígeno y lo presentan a linfocitos T generalmente de memoria en la región domo, en cambio las células y otros componentes celulares de la región domo son los linfocitos T, que son CD4 en su gran mayoría, tienen TH1 y TH2 y predominan de memoria, y un buen número de linfocitos TH3, productores de Factor de Transformación de Crecimiento Beta que juegan un papel importancia en la tolerancia oral y en el cambio de isotipo, hay además un pequeño grupo de linfocitos reguladores CD4 y CD25 productores de Factor de Transformación de Crecimiento Beta e IL-10.

El Folículo linfoideo: Se encuentra debajo de la región domo y se estructura a partir de las células dendríticas foliculares, cuyo origen permanece oscuro, son de las últimas células linfoides que llegan a la placa de Peyer, pero estructuran el folículo linfoideo, son presentadoras de antígeno para los linfocitos B, los cuales atraen al tejido linfoide de la placa de Peyer a través de CXCL13 y se rodean de los 3

mismos. Los linfocitos B, IgM e IgD se encuentran principalmente en el centro germinal, luego están los linfocitos B que han reconocido antígeno y están en el proceso de cambio del isotipo y de hipermutación somática y el área parafolicular es de linfocitos TH2 que producen IL-4 e IL-5 y el grupo TH3 productor de Factor de Transformación de Crecimiento Beta, hay un grupo moderado de TH1 que produce IL-2. El linfático aferente de la placa de Peyer drena linfocitos B IgA que han tenido hipermutación somática, células dendríticas inmaduras procesando antígeno y al llegar a los ganglios linfáticos mesentéricos, hay un grupo muy numeroso de linfocitos T, TH1 y TH2 productores de IL-2, IL-4 e IL-5, que inducen una proliferación de linfocitos B activados por reconocimiento de antígeno y luego migran por un linfático eferente al ducto torácico que viene de los miembros inferiores y que desemboca en la vena subclavia.

Sistema Inmune de la Mucosa Difuso (MALT-D) Se encuentra difuso entre la mucosa y en la submucosa del intestino. En la mucosa están los linfocitos intraepiteliales (LIE) llamados por algunos autores teliolinfocitos, se encuentra un linfocito por cada 4 a 9 células epiteliales, son TCRαB CD8 75-80%, TCRαB CD4 2-5% y TCR‫ﻻ‬δ CD8 5-8%, hay un grupo de los linfocitos TCRαB CD8 que son CD8αα y el 50% de los linfocitos TCR‫ﻻ‬δ CD8 que son CD8αα que se cree vienen directamente del timo. No se sabe cual es la región, porque hay tantos linfocitos T intraepiteliales ya que son el 50% del número total de linfocitos T del organismo. Los linfocitos T que están en la placa de Peyer cuando reconocen antígeno presentado por macrófagos sufren proliferación celular generalmente en el ganglio mesentérico y los niveles elevados de Factor de Transformación de Crecimiento Beta inducen la expresión de la molécula de adherencia αE B7 que tiene su receptor la E-cadherina en las células epiteliales y cuando llegan a la submucosa, después de pasar en la circulación venosa y arterial se unen al epitelio y son colocados entre las células epiteliales. Estos linfocitos tienen una relación muy estrecha con las células dendríticas mieloides de la submucosa que capturan antígenos de la luz intestinal y antígenos que filtran las células epiteliales (enterocitos). Los linfocitos intraepiteliales son generalmente de memoria y vigilan los cambios de bacterias comensales o patógenos, en unión de las células dendríticas y enterocitos. Otras células inmunes son los linfocitos T de la lámina propia que pertenecen al grupo de TH2, que producen las citocinas IL4 – IL5 necesarias para la maduración final de los linfocitos B IgA que llegan de la circulación para transformarse en células plasmáticas productoras de los dímeros y trímeros de IgA que son capturados por el componente receptor de las células epiteliales (Receptor para IgA polimérica) y transportada a la luz intestinal.

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MECANISMO DE SENSIBILIZACIÓN DE ANTÍGENOS EN LAS MUCOSAS Los antígenos que se encuentran en la luz intestinal, son generalmente particulados, formando parte de células, proteínas, carbohidratos, lipoproteínas, los cuales son reconocidos por formar parte de los PAMP (Patrones moleculares asociados a patógenos) o bien tienen afinidad por RRP (receptores asociados a patógenos) o simplemente muy abundantes que pueden ser captados por las células M o bien por células dendríticas mieloides del domo que emiten prolongaciones de su citoplasma en los bordes de las células M ya que contienen las moléculas los ocludinas, zitodinas 1 y 2 que unen las células epiteliales permitiendo el paso de estas prolongaciones hasta la luz intestinal y atrapar antígenos. Las células M puede capturar antígenos a través de tres mecanismos: a) Formación de vesículas endocíticas con la participación de clatrina, internalización de macromoléculas y virus utilizando receptores de las células M. no es presentadora de antígenos aunque tiene CMH clase II, pero no tiene moléculas cooperadoras como B7 y es una célula evidentemente filtradora de antígenos, ya que las vacuolas endocíticas no son degradativas, y las células así no tienen lisozomas. Se ha observado la actividad de catepsina E, pero su efecto es casi nulo. El tiempo del paso de antígenos por vacuolas endocíticas es de aproximadamente diez minutos. b) Endocitosis en fase fluida que permite la internacionalización de moléculas no unidas a receptores. c) Fagocitosis de bacterias y parásitos, con la emisión de pseudópodos y uso de receptores con la formación de fagosoma. Algunos microorganismos como la Salmonella typhi, Shigella flexneri, Yersinia enterocolitica y Campylobacter yeyuni, usan el ingreso mediante la célula M, para luego infectar los tejidos de la mucosa y diseminarse sistemáticamente. Los antígenos al ser filtrados caen a la región Domo donde son atrapados y procesados por los macrófagos y células dendríticas inmaduras, es la región principal inductora donde se presentan antígenos a los linfocitos T, por los macrófagos cuyos grupos TH1, TH2 y TH3 son muy activos produciendo las citoquinas especialmente la IL4, IL5, IL6 e IL10 y Factor de Transformación de Crecimiento Beta. Debajo de cada célula M, está la región domo y un folículo linfoideo por lo general hay aproximadamente 100 células M y 100 folículos linfoides por cada placa de Peyer. El folículo linfoideo tiene un área parafolicular constituido principalmente por linfocitos TH2 y TH3. En el folículo hay un centro germinal donde se encuentran las células dendríticas foliculares que están presentando activamente antígeno a los linfocitos B, que son atraídos por la CXCL13, ya sea de la circulación como del mesenterio e intestino, los linfocitos B, hay vírgenes o que han reconocido antígeno y están recibiendo las citocinas IL4 e IL5, así como Factor de Transformación de Crecimiento β, que juega un papel importante como es el cambio de Isotipo de los linfocitos de IgM e IgD a IgA, 5

también hay participación de la Citidin desaminasa, inducida por activación (DIA) que mejora la afinidad al antígeno produciendo la hipermutación somática. El linfocito B al cambiar el isotipo, también induce en la expresión de la molécula de adherencia que es la α4 β1, que le permitirá reconocer la molécula de adherencia (adresina) en las células de la vénulas endoteliales altas del intestino, la MadCAM-1 para residir en la submucosa del intestino y completar su proceso de maduración, transformándose en células plasmáticas productora de IgA. El linfocito B que ha reconocido antígenos que cambia el isotipo a IgA y entra en el proceso de hipermutación somática inicia el desplazamiento hacia un linfático eferente de la placa de Peyer, hacia los ganglios linfáticos mesentéricos, igual desplazamiento efectúan las células dendríticas mieloides inmaduras para presentar antígeno a linfocitos TH1 y TH2 que residen en las áreas paracorticales atraídos por CCL19 y CCL21. En el proceso de maduración de estas células dendríticas expresan cantidades crecientes de CCR7 y CMH clase II. En el ganglio linfático se produce una moderada presentación de antígenos por las células dendríticas mieloides maduras a los linfocitos TH1 y TH2 que producen cantidades importantes de IL2, IL4 e IL5, induciendo transformación y proliferación de los linfocitos B IgA activados por antígenos. La proliferación puede aumentar el tamaño del ganglio que puede volverse doloroso en el caso de una infección importante en el intestino y ser considerado en el diagnóstico diferencial de una apendicitis. Durante la proliferación de los linfocitos B en el ganglio linfático, se induce la expresión de los receptores de CCR9 y CCR10, que responderán a CCL25 expresado por los entericitos del intestino delgado y el CCL28 expresados por el epitelio del colon y glándulas mamarias respectivamente, para ser atraídos cuando se suman a las células endoteliales de la vénula post capilar a través de la unión α4β1-MadCAM-1. Los linfocitos B después de la proliferación y de la expresión de sus receptores de adhesina, migran por su linfático aferente que desemboca en el gran ducto linfático que se origina en los miembros inferiores y que desemboca en la vena subclavia que lleva la sangre venosa a la aurícula derecha, luego al ventrículo derecho, pasan al pulmón donde se oxigena la sangre que retorna a la aurícula izquierda, luego al ventrículo izquierdo, aorta, arteria mesentérica, capilares arteriales y luego a la vénula poscapilar donde los linfocitos B IgA se unen a las células endoteliales por el α4β1- al MadCAM-1 y son atraídos por el CCL25 producido por linfocitos TH2 y células dendríticas de la lámina propia del intestino delgado. Los linfocitos B IgA tienen el receptor CCR9 y al llegar a la lámina propia, las células dendríticas maduras y macrófagos procesan antígeno que se introduce entre las células endoteliales o a través de los entericitos se lo presentan a linfocitos TH2, quien produce IL4 e IL5 necesarios para la transformación del linfocito B a células plasmática productora de IgA, los cuales 6

en un 85% producen dímeros y trímeros de IgA unidos por la cadena J, que es un péptido de 15 Da de peso molecular que sólo lo producen las células plasmáticas IgA e IgM. La producción de igA es de aproximadamente 5 gramos por 100ml, de un total de 8 gramos por 100ml que produce el cuerpo de inmunoglobulinas. La célula epitelial del intestino produce una molécula que se conoce con el nombre de receptor de IgA polimérica (IgA PR). El IgA PR tiene dos segmentos: uno intracelular con un segmento de aminoácidos hidrófobos anclado a la membrana celular de la célula epitelial y un segmento extracelular que tiene un peso molecular de 75 Da, que establece uniones disulfuro con las cisteínas del dímero de IgA, que al unirse se denomina componente secretor (CS), y se forma una vacuola endocítica que se desplaza de la membrana base celular a la luz intestinal, como una burbuja del fondo de un recipiente con agua, que se despende y se abre en la superficie. El dímero de IgA y el componente secretor al llegar a la luz intestinal, una enzima proteasa del reborde en cepillo, lo ataca desprendiendo la molécula de la célula epitelial, a esta molécula se le denomina IgA secretora (IgAs). La función del componente secretor es proteger al dímero o trímero de IgA del ataque enzimático proteolítico de las secreciones intestinales, protegiéndolo especialmente en la región de bisagra. El componente secretor también se une a la IgM, cuando hay hipogammaglobulinemia específica de IgA, sólo que su efecto protector hacia la molécula es menos eficiente. No se une a la IgG. Las funciones de la IgA secretora son especialmente 4: a) Neutralización bacteriana: Evita que las bacterias se unan a las células epiteliales, uniéndose a las moléculas de adherencia bacteriana y formando complejos inmunes con lo cual se eliminan por las heces. b) Neutralización de toxinas: Evitando que las mismas se unan a las células epiteliales y transformen el metabolismo normal de estas células, Ej: toxinas de E. Coli y V. cholerae c) Neutralización viral: Uniéndose a los sitios de unión de los virus para que no se unan a receptores en las células epiteliales. d) Selección antigénica: Los complejos de IgA secretora-antígeno, no tienen afinidad para penetrar a través de las células M, por lo cual cuando se produce una estimulación antigénica por una infección, la producción de IgA secretora hacia los antígenos de los microorganismos, se regula pues en cuanto hay una gran cantidad de IgA secretora unida a antígenos, ya no pasan la célula M y dejan de estimular al sistema inmune disminuyendo progresivamente la IgA secretora autorregulándose la cantidad de IgAs según el estímulo antigénico. También hay que mencionar la presencia de un receptor para IgG transitorio que existe en las células epiteliales del duodeno que consta de 5 polipéptidos que pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas que no tienen 7

relación con los receptores de Fc de la IgG, pero que es igual al que posee la placenta para transportar de la IgG materna a la sangre fetal, se le denomina receptor de IgG del recién nacido (RIgG RN) y transporta IgG del intestino del recién nacido al torrente sanguíneo, capta la pequeña cantidad de IgG que pasa por la leche materna al intestino del niño, desaparece después de los seis meses de edad del niño. TOLERANCIA ORAL Es un fenómeno que se observa en la inmunidad secretora y se produce en las regiones anatómicas: 1. Placa de Peyer, y está regulada y controlada por los linfocitos TCD4 TH3, productora de Factor de Transformación de Crecimiento Beta, la cual es inmunosupresora tanto para linfocitos T, B, macrófagos y células dendríticas. Un estímulo antigénico por alimento de baja intensidad produce una respuesta TH3, y se suprime una carga antigénica muy grande, induce la proliferación no solo de TH3, sino de linfocitos CD4 CD25 que produce no solo Factor de Transformación de crecimiento Beta, sino de IL-10 que suprime TH1 y también de linfocitos T reguladores 1, que son supresor activados por antígenos, se induce entonces supresión. 2. A lo largo del intestino por aumento de la filtración de antígeno a través de las células epiteliales, que presentan CMH clase II, pero como carecen de moléculas colaboradoras como B7 (CD80-CD86) producen anergia en los linfocitos T estimulados induciendo una tolerancia a los antígenos alimenticios que pasan a través de las células epiteliales.

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