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Curso Bienal Superior de Post Grado de Médico Especialista en Medicina Interna (SMIBA) Año 2016. Inmunología Básica, Clínica y Molecular. Dra. Ana María Di Lonardo Especialista en Inmunología Clínica y Genética Molecular . Profesora titular de Inmunología, Genética y Medicina Genómica de la Facultad de Medicina. UCES. Fundadora de la Unidad Inmunología y del Banco Nacional de Datos Genéticos del Hospital Dr. Carlos G. Durand.

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Curso Bienal Superior de Post Grado de Médico Especialista en Medicina Interna

(SMIBA) Año 2016.

InmunologíaBásica, Clínica y Molecular.

Dra. Ana María Di LonardoEspecialista en Inmunología Clínica y

Genética Molecular . Profesora titular de Inmunología, Genética y Medicina Genómica

de la Facultad de Medicina. UCES.Fundadora de la Unidad Inmunología y del

Banco Nacional de Datos Genéticos del Hospital Dr. Carlos G. Durand.

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La Inmunología es, en su sentido más amplio, el estudio de la

inmunidad y de los acontecimientos celulares y moleculares que tienen lugar cuando el organismo entra en

contacto con los microorganismos y otras

macromoléculas extrañas.

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Los descubrimientos fundamentales de la inmunología han influido en la evolución de

todas y cada una de las ramas clínicas y quirúrgicas de la medicina.

El número de pacientes en los que se reconocen deficiencias inmunológicas o respuestas inmunes anormales como base única de su enfermedad es

cada vez mayor.

Los avances han consolidado a la Inmunología como ciencia independiente, con su conjunto propio de paradigmas, ya operativamente escindida de su

tronco originario: la microbiología .

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Tres, han sido fundamentalmente los desarrollos que en las últimas décadas han favorecido al mejor conocimiento de los diferentes mecanismos inmunológicos en la especie humana en particular:

1- el descubrimiento de los anticuerpos monoclonales,

2- los avances en las técnicas de biología molecular, la ingeniería genética y como consecuencia directa,

3- la creación, por ingeniería genética, de animales transgénicos que permiten reproducir en ellos la enfermedad humana, disponiéndose así de modelos experimentales de excepción.

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Desde el año 1980 ha habido un gran adelanto gracias a la ingeniería genética intentando producir paneles de anticuerpos monoclonales dirigidos a

leucocitos y a otros tipos celulares.

Sumado a esto y casi en el mismo período un número relativamente amplio de genes relevantes

han sido aislados, clonados y secuenciados particularmente desde mediados de los años 90.

Así han podido investigarse: .- los mecanismos moleculares que dan origen al sistema inmune , .- la relación entre alteraciones moleculares y patología

inmunológica, .- el diagnóstico genotípico , .- el tratamiento molecular de enfermedades

inmunológicas.

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En las ultimas dos décadas, la investigación básica en inmunología molecular, regulación génica y

transducción de señales se han focalizado en los sistemas humanos .

El estudio de la activación linfocitaria es aún el á rea mayor de la Inmunología.

La Inmunología Molecular estudia los mecanismos de la activación de los Linfocitos T.

Las señales dirigidas al LT por la APC son liberadas al interior de las células por una multitud de

proteínas intracelulares tales como las tirosina y serina/treonina kinasas, proteínas adaptadoras,

pequeñas proteínas G y componentes del citoesqueleto.

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Este sistema decodifica las señales, positivas y negativas, provenientes del exterior y determina

el devenir del LT en células efectoras de la respuesta inmunitaria, en células de memoria o

las vuelve incapaces de responder (células “anergizadas”) a través de mecanismos que

impliquen la proliferación, la re-programación génica o aún la muerte celular.

Así es que los procesos fisiológicos y el espectro total de las enfermedades humanas congénitas o

adquiridas, se están tornando cada vez más susceptibles de ser analizadas en términos

moleculares.

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La Inmunologia es una de las áreas de la Medicina que más esta avanzando en estos

últimos años, entre otras razones por los puntos en común que tiene con las bases moleculares

que están revolucionando el estudio de las enfermedades.

En las ultimas tres décadas, la investigación básica en inmunologia molecular, regulación

génica y transducción de señales se han focalizado en sistemas humanos, de otros

mamíferos o de roedores, a causa de la facilidad en la obtención de recursos, reactivos y

ensayos clínicos.

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Los avances han sido espectaculares, consolidando a la Inmunología como ciencia

independiente, con su conjunto propio de paradigmas .

Actualmente su vertiginoso desarrollo está íntimamente ligado al progreso de los campos

más relacionados con ella como el de la Biología Molecular.

Entre los grandes progresos recientes se pueden señalar, por ejemplo, el reconocimiento del papel de la tolerancia inmunológica , un reto para poder

controlar la inmunorregulación.

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INNATA

NEUTRALIZANTES CITOTOXICOS OPSONIZANTES

ANTICUERPOS

PLASMOCITO

LINFOCITO B

INMUNIDAD HUMORAL

Th2 Th1 TC

INMUNIDADCELULAR

ADAPTATIVA

INMUNIDAD

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I - Natural o Innata: Los mecanismos de defensa contramicrobios o macromoléculas extrañas están presentesprevio a la exposición del organismo a todos ellos, no seestimulan por tales exposiciones y no discriminan entremuchas sustancias extrañas.

II - Adquirida o Específica: Los mecanismos de defensa contra microbios o macromoléculas son producidos o estimulados por la exposición del organismo a todos ellos , son exquisitamente específicos para distintas moléculas yse incrementan en magnitud y capacidad defensiva con cada sucesiva exposición a una macromolécula.

Antígenos: sustancias extrañas que inducen inmunidadespecífica.

TIPOS DE INMUNIDAD

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Estructura de pared de gérmenes Gram (-) y (+)

CELULAS RECEPTORES

Y SEÑALIZACION

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Inmunidad

Innata Adaptativa

• Primera línea de defensa.

• Especificada a nivel germinal.

• Responde ante los PAMP y DAMP

• Estimulada por exposición al antígeno.

• Especificidad.• Memoria.

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Inmunidad Innata

• Neutrófilos• Macrófagos• Natural Killer.

Componentes Celulares

• Citoquinas• Quimioquinas• Sistema del Complemento• Proteínas de Fase Aguda

Componentes Humorales

La Inmunidad Innata comprende barreras físicas yanatómicas:

–Piel–Epitelios: respiratorio- digestivo - genitourinario–Mucinas–Péptidos y proteínas antimicrobianas :

defensinas, catelicidinas, lisozima y lactoferrina�No es una protección pasiva.

�Existe actividad microbiostática y microbicida.

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Es la respuesta inicial del sistema inmune a los microbios la cual impide, controla o elimina la infección del anfitrión por muchos microbios.� Reconoce lo propio de lo

no propio.� Posee un número

limitado de receptores para moléculas filogenéticamente conservadas.

� Seleccionará el tipo de respuesta inmune adaptativa que le sucederá.

� Posee mecanismos que la regulan.

Inmunidad innata

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COMPONENTES CELULARES DE LA INMUNIDAD INNATA: FAGOCITOS Y NK

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COMPONENTES HUMORALES DE LA INMUNIDAD INNATA:SISTEMA DE COMPLEMENTO

� Serie de enzimas plasmáticas, proteínas reguladoras y proteínas capaces de lisar células.� Más de 30 proteínas.-15% de las globulinas séricas.� Sintetizadas en su mayoría en hepatocitos y la mayor parte se encuentra en forma inactiva.� Activación por proteólisis mediada por el componente previo de la cascada.� Tienen carácter amplificador y estrictos mecanismos de regulación.

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COMPONENTES HUMORALES DE LA INMUNIDAD INNATA: CITOQUINAS

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MECANISMOS DE RECONOCIMIENTO

Huésped Patógeno

RRPs: Receptores de reconocimiento de patrones( TLR /CLR/ NLR / RLR// Scavenger / solubles)

DAMPS: Danger-associatedmolecular pattern(ATP, cristales de acido úrico, heatshock proteins, péptido beta amiloide)

PAMPs: Patrones moleculares asociados con patógenos(LPS /LP /ac nucleicos /Hidratos deCarbono)

Dos PAMPs comunes son el lipopolisacárido de las bacterias gramnegativas y el peptidoglicanode las bacterias grampositivas

�La estrategia de reconocimiento microbiano se basa en la detección depatrones moleculares conservados que son productos esenciales de lafisiología microbiana.�Los microorganismos expresan patrones moleculares que son específicos y rápidamente diferenciables de las células huésped. Los PAMPs se caracterizan por ser expresados únicamente por microbios, no son expresados por el húesped, son relativamente conservados en microorganismos similares y su expresión es esencial para la supervivencia del microorganismo.

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El sistema inmunitario innato reconoce estructuras moleculares propias de los

microorganismos patógenos, pero no de las células de mamíferos. Las sustanciasmicrobianas que estimulan la inmunidad innata son los patrones moleculares

asociados a micro- organismos patógenos (PAMP, del inglés pathogen-

associated molecular patterns). El sistema inmunitario innato reconoce moléculas

endógenas que producen o liberan células dañadas o que se

están muriendo. Estas sustancias son lospatrones moleculares asociados a la

lesión (DAMP, del inglés damageassociated molecular patterns.

El sistema inmunitario innato usa varios tipos de receptores celulares, presentes en diferentes localizaciones en células,

y moléculas solubles en la sangre y secreciones mucosas, que reconocen

PAMP y DAMP y se llaman n Receptores para el Reconocimiento del Patrón (PRR

inglés). Los receptores del sistema inmunitario

innato están codificados en línea germinal.

El sistema inmunitario innato no reacciona contra células y tejidos

normales y sanos.

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Estructura del TLR:

dominio extracelular rico en leucina y un dominio

TIR intracelular responsable de enviar

señales al interior celular

Los receptores tipo Toll (TLRs) son centinelas inmunes protectores que detectan patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs). En células mieloides TLRs inducen la secreción de citoquinas inflamatorias con participación de linfocitos para montar una respuesta adaptativa, que erradica a los invasores

RECEPTORES DE

TIPO TOLL

Toll Like Receptors

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Las bases moleculares de detección de ADN por el sistema inmune innato han comenzado a ser revelados. Se ha descrito cómo el ADN induce IFN de tipo I, central en la respuesta antiviral y mediador de la autoinmunidad. Se han propuesto más de 10 receptores citosólicos de ADN, la proteína adaptadora STING es clave para la mayoría de las vías de detección de ADN, y se comienza a comprender los mecanismos de señalización de STING. Avances recientes en la comprensión de los mecanismos de señalización activados por el ADN y la relevancia en la detección de ADN de patógenos y las respuestas de autoinmunidad. Nuevos conocimientos adquiridos sobre cómo y por qué el sistema inmune responde a ambos: patógenos y auto ADN y definir cuestiones importantes en la activación del sistema.

DETECCION DE LA ACTIVACION DEL DNA

POR EL SISTEMA INMUNE INNATO

«Immune Sensing of DNA»

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Las células poseen mecanismos que les permitan detectar y responder a los virus con rapidez. Se basan en los receptores que controlan en el citosol la presencia de ácidos nucleicos atípicos asociados con la infección por virus. Receptores de RIG-I-detectan moléculas de ARN que están ausentes en los huéspedes no infectados. Receptores STING y TRIM56, DDX41 y la familia PYHIN entre otros son receptores de ADN en la célula que alertan la presencia anormal

del mismo en el citosol. La señalización para el ARN y los receptores de ADN resultan en la

inducción de factores de restricción que impiden la replicación del virus y establecen la

inmunidad antiviral intrínseca como acción de memoria innata.

DETECCION CITOSÓLICA

DE VIRUS«Cytosolic

Sensing

of

Viruses»

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CELULAS LINFOIDES INNATAS HUMANAS (ILCs)

�Las CELULAS LINFOIDES INNATAS HUMANAS (ILCs) forman parte de la familia de células mononucleares

hematopoyéticas.

�Se definen por su morfología linfoide y ausencia de rearreglo en los receptores específicos de antígenos.�Los dos prototipos son las células NK y células

linfoides de tejidos

CLASIFICACIONEn base a la producción de citoquinas y el requerimiento de los factores de transcripción.� Grupo 1: producen IFN γ

� Grupo 2: producen IL5 e IL13.

� Grupos 3: producen IL17 y/o IL22.

DISTRIBUCION CELULAR DE LAS ILCs� Sangre periférica: 0,01 a 0,1% linfocitos

CD127+ ( la mayoría son del grupo 2)� Piel: ILCs grupo 2 y 3.� Timo, amígdalas, médula ósea e

intestino: ILCs grupo 3

CELULAS LINFOIDES INNATAS HUMANAS ILCs

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CELULAS LINFOIDES INNATAS HUMANAS FUNCIONES

� Respuesta frente a microorganismos.� Reparación tisular.� Mantenimiento de la integridad

epitelial.� Sus funciones deben ser estrictamente

controladas ya que alteraciones en su activación y proliferación pueden ocasionar inflamación severa y daño en intestino, pulmón, piel e hígado.

PATOLOGIAS VINCULADAS CON LAS ILCs

� Enfermedad de Crohn: ILCs 1 alta producción de IFN gamma.

� Cáncer colorectal: ILCs 3 alta producción de IL22.

� Leucemia: ILCs pueden malignizar.

� Psoriasis: ILCs 3 alta producción de IL-22.

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Las células NK , originalmente efectoras de la inmunidad innata con funciones citolíticas constitutivas, son ahora reconocidas por expresar un repertorio de receptores activadores e inhibidores calibrado para garantizar la auto-tolerancia y la defensa eficiente ante los ataques de la infección viral y el desarrollo de tumores. Además las células NK no reaccionan de manera invariable, sino que se adaptan a su medio ambiente. Estudios recientes han revelado que las células NK pueden montar una forma de memoria inmunológica específica de antígeno. Por ello las células NK ejercen funciones biológicas sofisticadas atributos de la inmunidad innata y adaptativa, borrando las fronteras funcionales entre estas dos ramas de la respuesta inmune.

LINFOCITOS NK

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Características inmunitarias adaptativas de células NK durante la infección viralLa respuesta de las células NK contra el citomegalovirus (CMV) está bien caracterizado en el ratón y en el humano. Durante la infección MCMV, el m157 ligando viral se expresa en la superficie de las células infectadas y es reconocido por Ly49H expresado por NK. Las NK que reciben señales mediadas por Ly49H - a través de DAP12 y IL-12 señales a través STAT4, sufren una expansión clonal generando una gran población de células efectoras Ly49H + NK. Continúa una fase de contracción que se rige por la IL-15 por señales de microRNA-155 y, las células NK de memoria auto-renovación son de larga vida y puede montar respuestas de memoria contra la infección viral posterior.

Las células NK han sido reconocidas como un linfocito que puede responder una segunda vez a un re-encuentro con un patógeno y se han comparado a efectoras y de memoria a las células T CD8 +.Se ha demostrado que se convierten en células de larga vida que pueden montar respuestas secundarias contra antígenos específicos.

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INMUNIDAD ENTRENADA «trained immunity»

La respuesta inmune fue clasificada innata o inespecífica y/o adaptativa o específica. En la última década, el dogma de la inmunidad innata ha cambiado su condición de inespecífica en virtud del descubrimiento de:

� 1-Receptores de reconocimiento de patrones (PRRS), como los receptores tipo Toll (TLRs), receptores de lectina de tipo C (CLR ), receptores NOD como (NLRs) y RigI-helicasas que permiten reconocimiento específico de los diferentes tipos de microorganismos, no de especies microbianas individuales.

2- Células Linfoides Innatas recientemente descriptas.3- Células NK y Macrófagos, exhiben una memoria inmunológica de

los «insultos» del pasado.

A este tipo de memoria ejercida por el sistema innato se la ha propuesto denominar «inmunidad entrenada». Se ejercita desde el

primer encuentro con el patógeno ('' efecto de entrenamiento '').

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Respuestas de memoria inmune(a) la memoria convencional de respuestas T y (b) la memoria inmune innata dependientes de células

mieloides, células NK y innata poblaciones de linfocitos tales como células NKT, Tγδ e ILCs.

Integración de las vías inmunológicas y metabólicas en

monocitos entrenados, los cuales conducen a un cambio hacia la glucólisis aeróbica (efectos Warburg), así como los cambios epigenéticos en el nivel de metilación y acetilación de la histona. Esta reprogramación funcional conduce a una mayor actividad de la célula, a la estimulación secundaria y la protección contra la reinfección de patógenos relacionados o no.

Raf-1, Akt, PKA y mTOR son quinasas.

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Esquema de los posibles cambios en los mecanismos innatos que podrían llevar al huésped a un estado de inmunidad entrenada A) a los virus (a través de células NK, o bacterias u hongos (a través de los macrófagos), B). Las

células NK pueden mostrar un aumento

de la eficiencia para activar el receptor

Ly49h (una estrella al lado del receptor)

. Propiedades similares se han sugerido

para monocitos y macrófagos, menos

conocidos en relación con los

mecanismos responsables. En

macrófagos, los mecanismos van desde

diferencias en las poblaciones monocito

/ macrofágicas y subpoblaciones (ej.:

CD14 + CD16? y CD14dimCD16 +), a los

cambios de expresión PRR en la

membrana, el fenotipo funcional

(ej.:por citoquinas), y mecanismos

moleculares responsables de estos

efectos (ej. los cambios epigenéticos y

la modulación de miARN en el

transcriptoma).

INMUNIDAD ENTRENADA (trained

immunity) como componente de la memoriaInnata para la defensa del huésped.

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INMUNIDAD INNATA ENTRENADA: CONCLUSIONES

• El concepto de entrenamiento de la inmunidad innata representa un cambio en el paradigma de la inmunidad.

• Su rol en la resistencia a reinfección representaría el próximo paso en el diseño de vacunas.

• Se espera que la memoria a surgir, nos conduciráa un mejor conocimiento de la memoria inmune adaptativa e innata para modular las consecuencias potencialmente perjudiciales de las enfermedades inflamatorias.

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Inmunidad AdaptativaCELULAS INMUNOCOMPETENTES:

LINFOCITOS T / B y sus subpoblaciones

Son las únicas células en el organismo capaces de reconocer distintos determinantes antigénicos.

Se originan en la médula ósea.

Compuestos por distintos tipos, los que difieren en sus marcadores de membrana (fenotipo), en los productos proteicos secretados (citoquinas) y en sus funciones.

CELULAS PRESENTADORAS DE ANTIGENOS

Células DendríticasMacrófagosLinfocitos B

Células Endoteliales Vasculares

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Respuesta Inmunidad AdaptativaCelular y Humoral

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RESTRICCION DE LA RESPUESTA INMUNE POR EL COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD

MHC

El MHC está implicado en el reconocimiento del

antígeno por los linfocitos T y restringe sus

respuestas.Los LT citotóxicos CD8+

ejercen su acción asociados a moléculas

HLA de Clase I.Los LT colaboradores o

helpers CD4+ ejercen su acción asociados a

moléculas HLA de Clase II.

Las células presentadoras del antígeno al LT

citotóxico o helper, lo hacen respectivamente, en el contexto de HLA Clase I o HLA Clase II

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Células Presentadoras de Antígenos

mecanismos de accióncaptación-presentación

respuesta

Células Presentadoras de Antígenos

propiedades y funciones

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Respuesta Inmunidad AdaptativaCelular y Humoral

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Linfocitos T

a. según rearreglos del TCR:LTαβ o LTγδ.

b. según funciónTCD4 colaborador

TCD8 citotóxico

Linfocitos TCD4+

c. según patrón de citoquinas

Th1: IL2-IFNγ-TNFα

Th2: IL4-IL5-IL9-IL10

Th17: IL6- IL17-TNF –

IL22 y CXCL1

d.Linfocitos T reguladoresTregs

CD4+CD25+Foxp3+CTLA4+

Linfocitos B

LB1: B220lowIgMhiCD23low/-

CD43+IgDlow

LB2:B220hiIgMhiCD23hiCD43+Igw

POBLACIONES LINFOCITARIAS

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Determinación del Perfil Th

Perfil Th

Modificaciones Epigeneticas

Modificaciones Epigeneticas

Factores de TranscripciónFactores de

Transcripción

Perfil CitoquinasPerfil Citoquinas

An

tíge

no

RECEPTOR

LA ADQUISICIÓN DEL PERFIL ESPECÍFICO DE LAS CÉLULAS Th (1, 2, 17) TENDRÍA 2 FASES:

1ª. de diferenciación/inducción luego de la presentación del antígeno por el MHC II al TCR activando las vías de proliferación y sobrevida ( la Mapk quinasa en particular)

2ª.de polarización, vinculada a citoquinas específicas combinadas en respuesta al patógeno activando receptores y produciendo aumento de la expresión de factores de transcripción específicos de linaje T (factor de Transcripción T-BET para Th1 y GATA3 para Th2).

El aumento de la acción de los factores de transcripción específicos produce la inhibición Epigenética de genes vinculados a los otros perfiles Th.

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Th0 CD4+

Th1

Th9

Tr1

iTreg

Tfh

Th17

Th2

Th22

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EL UNIVERSO DE CÉLULAS T EFECTORAS Y REGULATORIAS

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CELULAS DENDRITICAS Y CELULAS TMoléculas Co-estimulatorias y Co-inhibitorias

La señal II puede promover la activación de las células T tras la presentación llevada a cabo por las células dendríticas cuando es transmitida por moléculas co-estimuladoras, o pueden

atenuar las respuestas de células T cuando se transmite por las moléculas co-inhibitorias

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Inmunidad HUMORAL mediada por LINFOCITOS B

• LB 1: NO Requieren coestimulación Thelper– Primeras células B en el desarrollo embrionario– Abundantes en cavidades peritoneal y pleural– Producen Anticuerpos:

• Contra Antígeno T-independientes tipo2 (NO proteicos):Ig M, Ig A, IgG2 (Ej:IgAs en mucosas en respuesta a flora comensal)

• Contra estimulo desconocido/ sin contacto con antígeno: Anticuerpos NATURALES. IgM IgA

• LB de la zona marginal del Bazo: NO Requieren coestimulación Thelper

– Defensa contra bacterias capsuladas y opsonizadas.– Producen IgM específica en los 3-4 primeros días de

una estimulación antígeno.

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� Las células B1 , responsables de la producción de IgM sérica, son una población de linfocitos B con ubicación anatómica y características fenotípicas

y funcionales particulares.

� Los linfocitos B1 se ubican mayoritariamente en cavidad peritoneal y pleural y presentan el fenotipo B220 low IgMhiCD23low/-CD43+IgD low .

� Los linfocitos B1 presentan características de células activadas y son de mayor tamaño y

complejidad citoplasmática que las células B2 .

� En las células B1 se distinguen dos subpoblaciones: los linfocitos B1 a que expresan el marcador pan-T, CD5, y la que no lo expresa

corresponde a los linfocitos B1 b.

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LINFOCITO B2

• 90% linfocitos totales.• Sangre – órganos linfoides secundarios• Reconocen antígenos PROTEICOS• Requieren coestimulación Thelper“ Reconocimiento ligado”: LB y LT helper Reconocen el mismo antígeno , no necesariamente el mismo epitope.

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SUBPOBLACIONES DE LINFOCITOS B.

Poblaciones de linfocitos B maduros con capacidad para producir anticuerpos: 1) linfocitos B convencionales también conocidos como linfocitos B foliculares o linfocitos B2 o linfocitos B0. 2) linfocitos B de zona marginal esplénica, y 3) linfocitos B1.� La respuesta precisa pero lenta, denominada Timo

dependiente o T-dependiente, involucrageneralmente a las células B2.

� Los anticuerpos naturales, primera línea de defensa contra los agentes infecciosos extracelulares, son producidos de manera T independiente por los linfocitos B1 y los linfocitos B de zona marginal.

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Células B regulatorias (Bregs)

Representan una pequeña población de células B que participa en la immunomodulación y en la supresión de la

respuesta inmune.

Estas células regulan el sistema inmunológico mediant e diferentes mecanismos.

El mecanismo principal es una producción de citoquina antiinflamatoria interleuquina10 (IL-10).

Los efectos reguladores de Bregs se describieron en varios modelos de inflamación, enfermedades

autoinmunes , reacciones de trasplante y en la inmunidad anti-tumor.

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Figure 1. Suggested interactions between B10 cells and other immune cells. IL-10

regulates activation of various immune cell subsets including dendritic cells (DC),

macrophages, plasma cells (PC), Thelper cells (Th) and B-cells

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. The possible mechanisms by which Breg cells modulate immune responses may include the following: Breg cells restorethe Th1/Th2 balance by producing IL-10; Breg cells inhibit Th1 and Th17 cell differentiation, but promote Treg cellexpansion. These effects are mediated not only through the release of soluble factors such as IL-10 and TGF- β, but also viacell-to-cell contact involving CD80, CD86 and FasL, etc . Interactions between Breg and Teffs) can result in the induction ofACs as well as the induction of both Foxp3 + Treg cells and IL-10-producing Tr1 cells. Breg cells can dampen the activationof DCs and macrophages. Moreover, Breg cells express CD1d, which may activate iNKT cells with regulatory functions. AC,apoptotic cell; Breg, regulatory B; DC, dendritic cell; iNKT, invariant natural killer T; Teff, effector T cell; TNF, tumor-necrosis factor; Treg, regulatory T.

Mechanisms of action for Breg cells in immune

responses

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ENVEJECIMIENTO e

INMUNOSENESCENCIA

ENVEJECIMIENTO e

INMUNOSENESCENCIA

.

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Han ido surgiendo hipótesis atractivas que podrían configurar una “base unitaria” del envejecimiento celular,

entre las que se hallan:

a) el acortamiento de los telómeros, b) la acumulación de mutaciones somáticas en las

mitocondrias, c) el estrés oxidativo y el deterioro celular por rad icales

libres,d) los errores en la replicación y reparación del ADN y e) el mantenimiento de la síntesis proteica.

Si bien hay que resaltar que el único factor que con duce a un incremento general de la longevidad animal es la

restricción de la dieta, se han analizado otros fenotipos que vienen determinados por loci cuantitativos o QTLs

(“Q uantitative Traits Locus”) que de forma natural se relacionan con la variación

de la vida media del animal

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APORTES DE ORGANISMOS INFERIORES

Todos estos organismos son de fácil manejo y mantenimiento y tienen una vida media corta, si bien lo importante es que mantienen una significativa homología con el genoma humano, como se deduce del hecho de que uno de cada cinco genes causantes de patología humana ha podido ser clonado posicionalmente, reflejando un notable grado de conservación genética interespecies.

Ellos son:- El hongo filamentoso Podespora auserina.- La levadura Saccharomices cerevisae.- El gusano Caenorhabditis elegans.- La mosca de fruta Drosophila melanogaster .-El ratón Mus musculum.

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Imunosenescencia: proceso natural de envejecimiento del sistema

inmunitario que se manifiesta por la declinación progresiva de la función

inmune.Ello contribuye en forma significativa a la morbilidad y mortalidad producidas

principalmente por enfermedades infecciosas y/o degenerativas en

la tercera edad. El deseo de entender el envejecimiento

no es reciente .

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Se puede decir que inmunosenescenciaes un estado de “desregulación” del

sistema inmune que se manifiesta por una menor capacidad de respuesta

inmunológica que, sin constituir una inmunodeficiencia propiamente dicha,

se caracteriza por una declinación gradual de la respuesta inmune celular y

humoral , afectando claramente el espectro funcional de ésta , expresado

en un aumento de las tasas de morbilidad y mortalidad por infecciones

neoplasias y fenómenos autoinmunes

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Otros factores son las modificaciones del sistema inmune, a lo que contribuye la

comprensión de la involución tímica, así como los cambios en la distribución de las subpoblaciones linfocitarias y la calidad y

cantidad de éstas. Otro factor lo constituye la modificación en la

producción de citoquinas, hormonas reguladoras del sistema inmune.

De la comprensión adecuada de los factores mencionados se obtendrán estrategias

dirigidas a la prevención, seguimiento y, tal vez, a la inmunointervención en los

pacientes ancianos .

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Inmunosenescencia : cambios en la Inmunidad Innata

Neutrófilos� Incremento en la adhesión al endotelio. � Deterioro de capacidad fagocítica y

microbicida.

Macrófagos� Menor capacidad de secreción de TNF

(Tumor Necrosis Factor).

Células NK� Aumento progresivo de células NK con

fenotipo maduro.� Deterioro de su capacidad citotóxica.

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Inmunosenescencia : cambios en la Inmunidad Adaptativa

Inmunidad humoral (linfocito B)� Disminución de la diversidad de su repertorio. � Disminución de la actividad de sus receptores.� Disminución de la producción de anticuerpos.� Disminución afinidad de los anticuerpos.

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Cambios relacionados con la edad en los subsetsde LT memoria y naives de TCD4 y TCD8, dependientes del microambiente, exposición a stress y otros eventos. En todos los casos hay reducción del subtipo naive, incremento en la vida media y defecto en la respuesta inmune.

Respuesta Inmune Adaptativa

INMUNOSENESCENCIA Y

CELULAS T

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Inmunosenescencia: cambios en el pool de células T

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Factores relacionados al acortamiento de los

telómerosIncluye factores genéticos, infecciones virales crónicas, defectos en la maquinaria de reparación celular, envejecimiento y stress .

EPIGENETICA: algunos de sus mecanismos están incluídos y asociados con el envejecimiento y las enfermedades producidas durante el mismo, ej: metilación del DNA, modificación de histonas , miRNAs, etc.

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Elizabeth Blackburn, premio Nobel 2009 de Medicina por descubrir, junto a John Gall y Jack Szostak, el mecanismo de renovación de los telómeros , a través de la enzima telomerasa . Tenemos un candidato a ser la ruta molecular del estrés crónico al acortamiento de los telómeros , pero no me quiero precipitar” dice la premio Nobel, quien también reconoce que, aunque las mujeres a menudo tienen telómeros más largos que los hombres, y viven más, no se puede decir que ambos hechos estén relacionados. Así funciona la ciencia, sobre la que no están basados, recuerda Blackburn, los supuestos remedios anunciados en Internet para mantener largos los telómeros .

“En madres con hijos con enfermedades crónicas, seguidas a lo largo de 12 años, se ha constatado que el estrés percibido se reflejaba en un nivel bajo de la enzima telomerasa y telómeros cortos”, explicó Blackburn.

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Nature Genetics 42, 197 - 199 (2010) .Published online: 7 February 2010 | Corrected online: 16 April 2010 | doi:10.1038/ng.532Common variants near TERC are associated with mean telomerelengthVeryan Codd, Massimo Mangino, Pim van der Harst, Peter S Braund, Michael Kaiser, Alan J Beveridge, Suzanne Rafelt, Jasbir Moore, Chris Nelson, Nicole Soranzo, Guangju Zhai, Ana M Valdes, Hannah Blackburn, Irene Mateo Leach, Rudolf A de Boer, Masayuki Kimura, Abraham Aviv, Wellcome Trust Case Control Consortium, Alison H Goodall, WillemOuwehand, Dirk J van Veldhuisen, Wiek H van Gilst, Gerjan Navis, Paul R Burton, Martin D Tobin, Alistair S Hall, John R Thompson, Tim Spector& Nilesh J Samani .

AbstractWe conducted genome-wide association analyses of mean leukocyte telomere length in 2,917 individuals, with follow-up replication in 9,492 individuals. We identified an association withtelomere length on 3q26 (rs12696304, combined P = 3.72 × 10−14) at a locus that includes TERC, which encodes the telomerase RNA component. Each copy of the minor allele of rs12696304 wasassociated with an ~75-base-pair reduction in mean telomerelength, equivalent to ~3.6 years of age-related telomere-lengthattrition.

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Mecanismos que contribuyen a la

disfunción inmune durante el

envejecimiento y conducen a la

disregulación del sistema y la respuesta

inmune

Disregulación Inmune vinculada con la Edad

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Inflamación-Envejecimiento«Inflamm-ageing»

• Inflamación crónica de bajo grado típica del envejecimiento, parecería ser el factor biológico

común responsable de la decadencia y la aparición de enfermedades en el anciano.

• Las principales enfermedades relacionadas con la edad comparten una patogenia inflamatoria común.

• Las complejas interacciones responsables del Inflamm-ageing su relación con la meta-inflamación

y el rol de las células senescentes, la microbiotaintestinal y la nutrición en la determinación de

cuándo, dónde y cuánto este fenómeno produce impactos en el estado de salud durante la vida

humana.

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Respuesta Inflamatoria Inflamación-Envejecimiento

Inflamm-ageing: es un estado inflamatorio crónico de bajo grado como resultado de un proceso multifactorial y sistémico caracterizado por interacciones de numerosos mediadores

moleculares ejemplificados por el factor nuclear NF-kB el cual

está en el centro de la red inflamatoria envejecimiento. Su

activación es inducida por: la disfunción mitocondrial, el estrés

oxidativo, la activación de inflamosomas, la disminución de la

limpieza autophagica. También por: activación de las respuestas

innatas / inflamatorias por PAMP y DAMPS, elevada inducción

de la vía de la insulina / IGF-1, la acetilación y O-glicosilación de

componentes de la ruta de NF-kB, y el daño del ADN.

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Inmunosenescencia: Envejecimiento Inflamatorio

� Resulta de la desviación de la respuesta de citoquinastipo TH1 de las células T CD4+ (IL-2, TNF-α) a unarespuesta tipo TH2 (IL-4, IL-6, IL-10) en la edad avanzada,con el consiguiente incremento en las cifras de citoquinasproinflamatorias (IL-6, TNF-α, IL-1β, IL-18, IL-8 e IL-2),todo ello contribuye a la desregulación de la respuestainmunitaria mediada por células.

� Se postula que puede ser causado por la estimulación

crónica del sistema inmunitario innato, por ladegradación de productos del metabolismo oxidativo,por la incapacidad parcial del sistema inmunitario

envejecido para eliminar ciertos patógenos, o por los tresmecanismos.

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Conclusiones

La población mayor aumenta cada día y la morbimortalidad se debe a enfermedades infecciosas y con cambios en la respuesta inmune propias del envejecimiento.

Si bien los mecanismos y las causas de los cambios no están totalmente claros hay 3 procesos que pueden explicar el fenómeno: � La involución tímica.� El daño intrínseco celular y su maquinaria regulatoria.� La estimulación antigénica crónica.

De la comprensión adecuada de los factores mencionados se obtendrán estrategias dirigidas tanto a la prevención y seguimiento como a la inmunointervención en los adultos

mayores.

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Fracaso del Sistema Inmunitario

Las fallas del Sistema pueden ser de tres tipos:

1) Reacciones inadecuadas frente a autoantígenos: Autoinmunidad , no reconocimiento de lo propio.

2) Respuesta inmunitaria ineficaz: Inmunodeficiencias . Defecto de cualquiera de los elementos del Sistema Inmune congénito o adquirido.

3) Respuesta inmunitaria exagerada: Hipersensibilidad . Reacciones desproporcionadas en relación al daño que puede provocar el agente patógeno en la mayoría de los individuos de la población general.

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INMUNODEFICIENCIAS

PRIMARIAS

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MVC

INMUNODEFICIENCIAS PRIMARIAS

� Grupo de trastornos diversos provocados por uno o más defectos del sistema inmunitario y caracterizados clínicamente por una mayor susceptibilidad a las infecciones con la consiguiente enfermedad grave, aguda, recurrente o crónica.

DESORDENES HEREDADOS/HEREDABLES/HEREDITARIOS

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MVC

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MVC

INMUNODEFICIENCIAS PRIMARIAS

� ENFERMEDADES QUE RESULTAN DE DEFECTOS PRIMARIOS DEL SISTEMA INMUNE.

� Más de 250 entidades bien definidas. � La gran mayoría son enfermedades

hereditarias. � Frecuencia 1 : 10.000 nacidos vivos.

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MVC

CLASIFICACION DE LOS DESORDENES GENETICOS

� DESORDENES MONOGENICOS: producidos por mutaciones en genes.

� DESORDENES CROMOSOMICOS: producidos por exceso o defecto en un cromosoma o segmento cromosómico.

� DESORDENES MULTIFACTORIALES: producidos por interacción de factores genéticos y medioambiente.

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1. INMUNODEFICIENCIAS COMBINADAS (IDC)

2. IDC ASOCIADAS A SÍNDROMES

3. DEFICIENCIAS PREDOMINANTES DE ANTICUERPOS

4. ENFERMEDADES POR DESREGULACIÓN INMUNE

5. DEFICIENCIAS CONGÉNITAS DEL FAGOCITO (Número y/o Función)

6. DEFECTOS DE LA INMUNIDAD INNATA

7. DESÓRDENES AUTOINFLAMATORIOS

8. DEFICIENCIAS DEL SISTEMA COMPLEMENTO

9. FENOCOPIAS DE IDP

Clasificación – Categorías (IUIS, Mayo 2014)

INMUNODEFICIENCIAS PRIMARIAS

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INMUNODEFICIENCIAS PRIMARIAS

BASES GENETICAS

Y

MECANISMOS MOLECULARES

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MVC

INMUNODEFICIENCIAS HEREDITARIAS

INMUNODEFICIENCIA LOCALIZACION DEL GEN

Deficiencia de ADA 20q13.14

Deficiencia de PNP 14q13.1

Ataxia telangiectasia 11q22-23

SCID Ligada a X Xq1.3

Wiscot Aldrich Xp11-11.3

Agamaglobulinemia Lig X Xp21.33-22

Sin. Linfoprolifertivo Lig X Xq26-27

Inmunodeficiencia con HiperIgM Lig X Xq 26-27

Defecto en la adhesion leucitaria (def CD18) 21q 22.3

Enfermedad Granulomatosa Crónica

- gp91-phox Xp21.1

-p27-phox 16q24

-p47-phox 7q11.23

-p67-phox 1q25

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MVC

INMUNODEFICIENCIAS HEREDITARIAS

DISEASE GENE

INNATE IMMUNITY

Severe congenital neutropenia (subset) GFI1

Schwachmann syndrome SBDS

Susceptibility to Streptococcus pneumoniae (subset) MASP2

Susceptibility to pyogenic bacterial infections (subset) IRAK4

Susceptibility to mycobacterial and viral infections STAT1

ADAPTIVE IMMUNITY

Common variable immunodeficiency ICOS

HIGM syndrome UNG

SCID (subset) CD3D

T cell deficiency with IFN-γ-unresponsiveness STAT5B

T cell deficiency with anhidrotic ectodermal dysplasia NFKBIA

Familial hemophagocitic lymphohitiocytosis (subset) UNC13D

UNDETEMINED

Epidermodysplasia verruciformis EVER1 – EVER2

WHIM syndrome CXCR4

ALAIN FISHER. Nature Immunology 2004, vol5, Nº1 ; 23-30

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TRASPLANTE DE MEDULA OSEA

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Avances en la tipificación de los genes del Complejo Mayor

de Histocompatibilidad debidos al desarrollo de la

Genética y la Biología Molecular y a la

automatización de la tecnología.

Avances en la tipificación de los genes del Complejo Mayor

de Histocompatibilidad debidos al desarrollo de la

Genética y la Biología Molecular y a la

automatización de la tecnología.

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Genesexpresados e

Genes candidatos

Genes no codificantes

Pseudogenes

Tipificación Genes MHC

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TERAPIA GENICA

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Thursday, 27 April, 2000, 18:14 GMT 19:14 UKGene therapy frees 'bubble babies'

The controversial medical field of gene therapy has received a boost with the successful treatment of a gene disorder. Two infants, aged 8 and 11 months, received new genetic material to combat a life-threatening disease called Severe Combined Immunodeficiency (Scid). Usually, patients with Scid are forced to live in tightly-controlled, sterile "bubbles" to avoid threats to their non-existent immune systems. A bone marrow transplant is the conventional treatment for such patients. But the two treated children have shown "striking" improvements and now live normally after their novel therapy.

Alain Fischer: The children will be monitored for the rest of their lives

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Gene Therapy of Human Severe Combined Immunodeficiency (SCID)-X1 DiseaseScience. Volume 288, Number 5466, Issue of 28 Apr 2000

Marina Cavazzana-Calvo, *123 Salima Hacein-Bey, *123 Geneviève de Saint Basile, 1

Fabian Gross, 2 Eric Yvon, 3 Patrick Nusbaum, 2 Françoise Selz, 1 Christophe Hue, 12 Stéphanie Certain, 1 Jean-Laurent Casanova, 14 Philippe Bousso, 5 Françoise Le

Deist, 1 Alain Fischer 124

Severe combined immunodeficiency-X1 (SCID-X1) is an X-linked inherited disorder characterized by an early block in T and natural killer (NK) lymphocyte differentiation.

This block is caused by mutations of the gene encoding the γc cytokine receptor subunitof interleukin-2, -4, -7, -9, and -15 receptors, which participates in the delivery of growth,

survival, and differentiation signals to early lymphoid progenitors. After preclinical studies, a gene therapy trial for SCID-X1 was initiated, based on the use of

complementary DNA containing a defective γc Moloney retrovirus-derived vector and ex vivo infection of CD34+ cells. After a 10-month follow-up period, c transgene-expressing

T and NK cells were detected in two patients. T, B, and NK cell counts and function, including antigen-specific responses, were comparable to those of age-matched

controls. Thus, gene therapy was able to provide full correction of disease phenotype and, hence, clinical benefit

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27/04/14Es el primer niño argentino en recibir una nueva terapia génica. Se trató en el Garrahan y en un hospital de Boston.Agustín tiene 4 años y se convirtió en el primer niño argentino en recibir un tratamiento que curó una rara enfermedad que había sido detectada cuando aún estaba en el vientre materno, que ya había perdido un hijo por el mismo problema.

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“»El caso de Agustín es único en nuestro país. Habíamos hecho un diagnóstico prenatal con punción materna y sabíamos que tenía la enfermedad llamada Inmunodeficiencia Combinada Severa, explicó el jefe de Clínica Médica en Inmunología del Garrahan, Matías Oleastro. El Garrahan realiza diagnósticos prenatales para 60 tipos de Inmunodeficiencias Primarias : 1 de cada 2.500 personas sufre una, pero la mayoría lo desconoce. Existen 250 tipos de estas enfermedades que atacan al sistema inmunitario, que es la capacidad del cuerpo de defenderse frente a las infecciones . “ Agustín tiene un tipo severo de IDP. Los niños con es a enfermedad tienen una esperanza de vida menor al año si no consiguen un trasplante de médula”, explicaron los médicos. Agustín vivía aislado. Sus padres, Marcela y Alberto Cáceres, tuvieron dos hijos antes: el primero murió en 1999, a los 5 meses, por la misma enfermedad. Entonces, Oleastro y el equipo del Garrahan, detectaron la enfermedad y les dijeron que si tenían otro hijo varón podía padecerla . Siete años después, los Cáceres tuvieron a Jeremías, que nació sano, y el Garrahanguardó su células hematopoyéticas del cordón umbilical por si nacía un tercer hermano, y ocurrió el 27 de junio de 2010 cuando llegó Agustín . “La solución para que Agustín sobreviviera era el trasplante de médula ósea. Pero no era compatible con su hermano y no había en el registro internacional nadie compatible”, contó Oleastro. Agustín fue el primer participante del estudio internacional liderado por los doctores del Hospital de Niños de Boston, David Williams y Luigi Notarangelo. Oleastro recibió un llamado de ellos: “el Garrahan era seleccionado para participar del nuevo protocolo para curar las Inmunodeficiencias Severas. Necesitaban un caso como el de Agustín”, contó. Al nene se le extrajo médula ósea, fue purificada y las células madre manipuladas en el laboratorio para que tengan el gen de reemplazo. El gen fue administrado a las células usando un virus diseñado, llamado “vector”, que infecta las células sin propagarse por el organismo. Las células tratadas fueron inyectadas en Agustín. Y su médula ósea generó un nuevo sistema inmune sano. “La ventaja de la terapia génica es que los pacientes reciben sus propias células -explicó Oleastro-. También se elimina la demora de encontrar un donante y no hay necesidad de quimioterapia”, afirmó. Y contó que Agustín “ya produce sus propios anticuerpos y lleva una vida normal. Va al jardín, corre. Una vez al mes se controla en el Garrahan, donde se realizan estudios y se envían a Boston”

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BIOTECNOLOGIAS PARA LOS NUEVOS

DESARROLLOS

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Los anticuerpos monoclonales (Mabs)

� Desde 1975 la habilidad de tener anticuerpos para aplicarlos en forma terapéutica ,dejó de ser una quimera gracias al trabajo de Kohlery Milstein .

César Milstein(1927-2002)Premio NobelMedicina 1984

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ANTICUERPOS MONOCLONALES

ANTICUERPO MONOCLONAL.– anticuerpo con especificidad única.– producido por un único clon de células plasmáticas.– producción sostenida indefinidamente.

1975 KÖHLER Y MILSTEIN (Premio Nobel 1984) encuentran la forma de combinar el crecimiento potencial ilimitado de las células de mieloma con la especificidad predeterminada de las células inmunes esplénicas normales

LITERALMENTE: FUSION DE CELULAS DE MIELOMA CON CELULAS PRODUCTORAS DE ANTICUERPOS DE UN RATON INMUNIZADO = HIBRIDOMA(HIBRIDIZACION DE CELULAS SOMATICAS)

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INGENIERIA DE ANTICUERPOS– ANTICUERPOS

MONOCLONALES DE RATONPueden ser reconocidos como extraños por el humano y generar una respuesta de anticuerpos.Los complejos circulantes de anticuerpos de ratón y ser humano pueden causar reacciones alérgicas.

INGENIERIA DE ANTICUERPOS MONOCLONALES Y SITIOS DE UNION DE ANTICUERPO CON TECNOLOG ÍA DE ADN RECOMBINANTE.

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ANTICUERPO HUMANIZADO

Humanizado significa que el Anticuerpo Monoclonal, contiene un 90 por ciento de material humano.

QUIMERA HUMANIZADO HUMANOMURINO

SU ESPECIFICIDAD ANTIGENICA DERIVA DEL ADN DEL RATON.SU ISOTIPO PROCEDE DEL ADN HUMANO.

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Uso de Anticuerpos Monoclonales terapéuticos en la actualidad

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Los anticuerpos COVER (rosa) del zoom hacia una célula T (gris, con las proteínas del receptor de CTLA-4 que se muestran en azul claro), dando la célula T un impulso para atacar a las células tumorales. En 2013, las nuevas terapias dirigidas al sistema inmune

para tratar el cáncer se adelantaron, con resultados prometedores en personas con

muchas formas de la enfermedad.

Los editores de Science han elegido a la inmunoterapia del cáncer como Revelación del Año para el 2013, como una estrategia que aprovecha al sistema inmunológico para combatir los tumores. Es una idea atractiva, y los

investigadores han luchado durante décadas para hacer que

funcione. Ahora, muchos oncólogos dicen que esos esfuerzos

están dando sus frutos, como dos técnicas diferentes muestran signos de ayudar a algunos pacientes. Uno de ellos implica anticuerpos que liberan un freno en las células T, que les da el poder para hacer frente a los tumores. Otro implica la modificación genética de las células T ex-vivo de un individuo para que sean más capaces de reconocer a las células del cáncer como su objetivo, y luego la reinfusión de las células T modificadas para que puedan destruir a las células blanco. Los expertos destacan que estas técnicas han

sido probados en ensayos únicos pequeños, y no siempre

funcionan. Sin embargo, los resultados han elevado la esperanza de que la inmunoterapia puede dar a los médicos nuevas opciones de tratamiento en el futuro.

Science 20 de diciembre de 2013

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Anticancerimmunotherapy

Several anticancerimmunotherapeutics have

been developed duringthe last three decades,

including tumor-targetingand immunomodulatorymonoclonal antibodies(mAbs); dendritic cell

(DC)-, peptide- and DNA-based anticancer vaccines; oncolytic viruses; pattern

recognition receptor (PRR) agonists;

immunostimulatorycytokines; immunogenic

cell death inducers; inhibitors of

immunosuppressivemetabolism; and adoptive

cell transfer. 1MT, 1-methyltryptophan; APC, antigen-presenting cell; IDO, indoleamine 2,3-

dioxigenase; IFN, interferon; IL, interleukin; IMiD, immunomodulatory

drug; NLR, NOD-likereceptor; TLR, Toll-like

receptor

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Desde el año 1985 a habido un gran adelanto gracias a la ingeniería genética intentando producir paneles de anticuerpos monoclonales dirigidos a

leucocitos y a otros tipos celulares.

Sumado a esto y casi en el mismo periodo un número relativamente amplio de genes relevantes

han sido aislados, clonados y secuenciados particularmente desde mediados de los años 90.

Así han podido investigarse: - los mecanismos moleculares que rigen al sistema inmune, -la

relación entre alteraciones moleculares y patología inmunológica, -el diagnóstico ge notípico, -el

tratamiento molecular de enfermedades inmunológicas

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En el año 1980, se publicó en versión castellana el libro “Principios de Inmunología Clínica” de J.

Wesley ALEXANDER y Robert A. GOOD. En él los autores manifiestan que “ Quizá no exista hoy un cuerpo de doctrina tan importante para el

médico clínico como los fundamentos del proceso inmune ”.

Los recientes avances en la biología molecular han incorporado a ese “ cuerpo de doctrina ” de la

Inmunología el conocimiento de los mecanismos moleculares que rigen al sistema inmune , la

relación entre alteraciones moleculares y patología inmunológica , el diagnóstico ge notípico y el

tratamiento molecular de enfermedades inmunológicas , ante los cuales quedarán

descartadas muchas de las prácticas clínicas actuales.

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION