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Microbiología tema 30, Apuntes de Microbiología

Asignatura: microbio, Profesor: berenguer berenguer, Carrera: Biología, Universidad: UAM

Tipo: Apuntes

2011/2012

Subido el 11/01/2012

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TEMA 30. Inmunidad frente a infecciones.
Mecanismos inmunes frente a infecciones por virus, bacterias, parásitos y
hongos. Mecanismos de evasión de los microorganismos. Vacunas.
El Sistema Inmune (SI) es un conjunto coordinado de células y
moléculas capaces de eliminar patógenos.
Los acontecimientos más importantes durante la infección son la
entrada del microorganismo, la invasión y colonización de los tejidos
del huésped que suele causar lesión tisular o deterioro funcional.
Algunos microorganismos producen enfermedad mediante la liberación
de toxinas.
No es necesaria la activación de todo el potencial inmune en cada
momento.
Cuando se consigue la muerte del patógeno, sus restos sirven para
"grabar" las características del mismo y proteger al huésped de
futuras infecciones (MEMORIA INMUNOLÓGICA).
Bacterias extracelulares: inmunidad y mecanismos
de evasión
Como su nombre indica, las bacterias extracelulares son capaces de
replicarse fuera de las células del huésped.
Si una bacteria logra traspasar las barreras físicas y químicas (piel,
mucosas, lisozima...), puede llegar junto al torrente sanguíneo, donde se
enfrentará con la línea de defensa innata:
Los mecanismos principales de la inmunidad
innata frente a las bacterias extracelulares son
la activación del complemento, la fagocitosis
y la respuesta inamatoria.
Los Macrófagos constituyen una importante
línea de defensa celular. Se originan a partir
de los monocitos de sangre y,
posteriormente, migran hacia los tejidos.
Poseen receptores para proteínas del
complemento y porción Fc.
La capacidad fagocítica puede incrementarse por IFNγ.
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TEMA 30. Inmunidad frente a infecciones.

Mecanismos inmunes frente a infecciones por virus, bacterias, parásitos y hongos. Mecanismos de evasión de los microorganismos. Vacunas.

  • El Sistema Inmune (SI) es un conjunto coordinado de células y moléculas capaces de eliminar patógenos.
  • (^) Los acontecimientos más importantes durante la infección son la entrada del microorganismo, la invasión y colonización de los tejidos del huésped que suele causar lesión tisular o deterioro funcional.
  • Algunos microorganismos producen enfermedad mediante la liberación de toxinas.
  • (^) No es necesaria la activación de todo el potencial inmune en cada momento.

Cuando se consigue la muerte del patógeno, sus restos sirven para "grabar" las características del mismo y proteger al huésped de futuras infecciones (MEMORIA INMUNOLÓGICA).

Bacterias extracelulares: inmunidad y mecanismos

de evasión

  • Como su nombre indica, las bacterias extracelulares son capaces de replicarse fuera de las células del huésped.
  • Si una bacteria logra traspasar las barreras físicas y químicas (piel, mucosas, lisozima...), puede llegar junto al torrente sanguíneo, donde se enfrentará con la línea de defensa innata:

Los mecanismos principales de la inmunidad innata frente a las bacterias extracelulares son la activación del complemento , la fagocitosis y la respuesta inflamatoria.

  • (^) Los Macrófagos constituyen una importante línea de defensa celular. Se originan a partir de los monocitos de sangre y, posteriormente, migran hacia los tejidos. Poseen receptores para proteínas del complemento y porción Fc.
  • La capacidad fagocítica puede incrementarse por IFNγ.
  • El macrófago también puede producir un gran número de citoquinas (TNFα, IL-1, IL-6, IL-12…) y moléculas con capacidad bactericida.
  • Al mismo tiempo, tanto el macrófago como otras células (Langerhans, por ejemplo) pueden presentar antígenos bacterianos a linfocitos CD para activar la respuesta inmune específica.
  • También se pueden activar otras células residentes en los tejidos y con capacidad de producir y atraer gran número de células inmunocompetentes en un tiempo muchísimo más corto que los macrófagos: Los Mastocitos.

Inflamación:

Una serie de reacciones complejas del sistema inmune innato en los tejidos vascularizados junto al foco de infección. Hay una acumulación de leucocitos ( polimorfonucleares, mastocitos, macrófagos ...) activados que producen una serie de proteínas vasoactivas y con capacidad de atraer otras células.

Aunque es una respuesta rápida con finalidad reparadora, puede causar lesión tisular y enfermedad.

  • La inflamación conlleva los siguientes efectos:
    • Incremento del diámetro vascular ( enrojecimiento zonal ).
    • Aumento de la permeabilidad vascular ( hinchazón y dolor ).
    • Inducción de la expresión de moléculas de adhesión en las células endoteliales
  • Inducción en el endotelio de la expresión de moléculas que provocan la coagulación (local) de la sangre (tapona los capilares e impide que la infección entre en la corriente sanguínea y se disemine). Se obliga al patógeno a tomar la vía linfática hasta un ganglio.
    • Quimiotaxis y atracción de neutrófilos y monocitos al lugar de la infección por moléculas producidas tanto por macrófagos como fibroblastos, células endoteliales…
  • Si el Ag llega por vía sanguínea, la captación del Ag ocurre en la pulpa blanca del bazo.
  • La inmunidad humoral es la principal respuesta inmunitaria protectora frente a las bacterias extracelulares, y actúa eliminando los microorganismos y neutralizando sus toxinas.
  • Para que se activen los linfocitos T por la APC son necesarios dos requisitos:
  • Interacción del péptido (dentro de la molécula del MHC en la superficie de la APC) y el complejo TCR/CD3 de un linfocito T virgen específico.
  • La Señal coestimuladora de la APC a la célula T (CD80 de la APC y CD28 del linfocito T).
  • Un linfocito B puede endocitar un Ag libre , captado mediante el BCR y presentárselo a un linfocito Th.
  • Una vez activado el linfocito T (Th2 en la respuesta humoral), activará y diferenciará, a su vez, al linfocito B, mediante la liberación de BCGF.
  • (^) Los linfocitos B inician la producción p de Ac en los tejidos linfoides bajo el control de los linfocitos T, activando la respuesta inmune humoral.
  • Desde la infección, la primera oleada de Ac tarda aproximadamente 5 días.
  • (^) Algunos linfocitos B activados inicialmente no acaban como células plasmáticas, sino que forman un centro germinal, donde se produce la maduración y aumento de la afinidad del linfocito B.
  • Sin embargo, y como ya se ha comentado en otro tema, algunos microorganismos han desarrollado mecanismos de escape del S.I:
    • (^) S. aureus que produce carotenoides que evitan los metabolitos del oxígeno.
    • Microorganismos y virus que llegan a crecer sin ser destruidos en el interior de células inmunocompetentes.
    • Streptococcus pyogenes y S. aureus producen unas proteínas (leucocidinas) que destruyen al fagocito formando pus.
    • Algunos virus inhiben la presentación de Ag (HSV).
    • Otros (Citomegalovirus) producen proteínas parecidas al MHC para engañar a las NK.
    • Otros, directamente, destruyen células CD4+…

Microorganismos intracelulares:

■ Aunque los virus son patógenos intracelulares obligados, también se puede activar la respuesta inmune frente a las partículas extracelulares , ser procesados y presentados por el MHC de clase II que desencadena la respuesta humoral.

■ Los dos mecanismos principales de inmunidad innata frente a los virus son la inhibición de la infección por los IFN de tipo I (α y β) y la destrucción de las células infectadas por las células NK.

■ Estos IFN de tipo I son inducidos por las células infectadas y protegen contra la infección de un gran número de virus, principalmente con RNA como genoma.

■ Las células NK no dependen p del reconocimiento restringido por MHC y reconocen, precisamente, células infectadas con virus que inhiben la expresión del MHC de clase I (HSV-1, por ejemplo).

■ Estas células NK pueden producir, entre otros factores, IFNγ que activan a los macrófagos y los hace más efectivos a la hora de fagocitar y destruir microorganismos intracelulares.

■ También se producen citoquinas que inhiben la replicación viral, como los Interferones , que entre otras cosas:

  • Inhiben la replicación del genoma y la síntesis de proteínas virales.
  • Aumentan la expresión de moléculas del MHC de clase I , aumentando la presentación a células T y protegiendo a células no infectadas del ataque NK.
  • Activa células NK para destruir células infectadas, muchas de las cuales dejan de expresar MHC clase I (por HSV y algunas bacterias…)

■ La inmunidad adaptativa frente a las infecciones virales está mediada por anticuerpos , que bloquean la unión del virus a su entrada en las células del huésped, y por CTL, que eliminan la infección al destruir las células infectadas.

■ Los macrófagos pueden activarse también por linfocitos CD4 Th1 para destruir al patógeno.

■ Al mismo tiempo que se produce la respuesta primaria, se producen células de memoria que pueden durar toda la vida y que orquestan

células Th2 sobre los macrófagos (por ejemplo, la IL-4 puede inhibir el efecto activador del IFNγ).

  • Los protozoos que se replican en el interior de las células pueden estimular respuestas CTL específicas , igual que los virus. Un ejemplo es el paludismo (por ello están fallando los intentos de vacunas activadoras de respuesta humoral…).
  • (^) La defensa contra muchas infecciones por helmintos está mediada por anticuerpos IgE y eosinófilos. En este tipo de citotoxicidad celular dependiente de anticuerpo (ADCC), la IgE se une a la superficie del helminto para, posteriormente, unirse los eosinófilos que secretan las enzimas de los gránulos que destruyen a los parásitos.
  • (^) En cuanto a los mecanismos de evasión inmunológica que desarrollan los parásitos, además de los ya mencionados, cabe estacar:
  • Secuestro anatómico (replican dentro de las células o desarrollan quistes que resisten los efectos inmunitarios…).
  • Enmascaramiento antigénico (el parásito se recubre con proteínas del huésped como, por ejemplo, glicoproteínas del sistema ABO).
  • Variabilidad de antígenos de superficie ( Trypanosoma …).
  • Algunos parásitos desprenden sus cubiertas antigénicas ( Entamoeba histolytica ).

Inmunoterapia de enfermedades infecciosas:

  • En muchos casos, las barreras innatas o naturales no son suficientes para detener la invasión o la acción de la toxina, y la respuesta adquirida podría desarrollarse demasiado tarde…
  • Contra estos casos, el hombre ha desarrollado terapias basadas en la prevención desarrollando defensas contra "el intruso" antes del desarrollo de la prevención, intruso patogenicidad
  • La inmunoterapia proporciona el refuerzo necesario para combatir directamente al agente extraño ( pasiva ) o provocar el desarrollo inmune específico por parte del organismo ( activa ).

Inmunización activa y pasiva:

  • (^) Ya hemos hablado de la inmunización pasiva. Consiste en la transferencia directa de Ac ya formados contra un Ag determinado:
    • Puede ser una inmunización pasiva natural (Ac que pasan de la madre al feto) o artificial (Ac elaborados en un animal diferente al que los recibe o bien mediante técnicas de ADN recombinante…).
  • (^) Vacunación : Aunque la inmunización pasiva se puede considerar un tipo específico de vacunación, es la inmunización activa la que suele ofrecer un nivel de protección mayor y más duradera contra posibles agentes patógenos.
  • La vacunación es la inducción de una respuesta en prevención de enfermedades infecciosas. No todas las vacunas son iguales de efectivas.
  • Prácticamente, todas las vacunas pueden englobarse en 2 grandes grupos: Vacunas vivas y vacunas inactivadas o subvirales.
  • La vacuna viva permite una defensa más completa al reproducirse todos los mecanismos que activaría el virus "salvaje“:
  • La vacuna atenuada oral contra el virus de la polio permitió la expansión de dicha vacuna de personas vacunadas a no vacunadas, por lo que la protección en la población puede ser mayor. El problema de estas vacunas está en el potencial que tenga el virus de mutar y recuperar virulencia
  • En las vacunas de virus inactivado , el virus ya no es viable. Se puede mantener todo el poder inmunogénico de sus proteínas, pero el virus es incapaz de replicarse dentro de la célula, eliminando prácticamente la posibilidad de una respuesta citotóxica…
  • (^) En el caso de vacunas subvíricas , se pueden elegir las proteínas más inmunogénicas del microorganismo para elaborarlas.
  • Actualmente la purificación de las proteínas que se van a utilizar como antígenos se realiza mediante técnicas de DNA recombinante , introduciendo la secuencia de la proteína deseada en plásmidos de expresión.
  • Otra opción puede ser la producción de anticuerpos antiidiotípicos que pueden mimetizar estructuralmente el epítopo viral que induce respuesta inmune. El uso de estos anticuerpos antiidiotípicos como inmunógenos tiene la ventaja de no producir respuesta no deseada…