fisiologia general de la respuesta inmune

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Fredy RS Gutierrez MD, MSc, PhD Universidad Antonio Nariño Universidade de Sao Paulo University of Cincinnati Universidad Industrial de Santander Fisiología elemental de la sangre y del sistema inmunitario

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El sistema inmunitario es un conjunto de elementos celulares y moleculares que actuan de manera coordinada para garantizar la homeostasis del organismo en su interacción con el medio ambiente. En este proceso, es crucial el reconocimiento de patrones moleculares relacionados con inducción de patología, incluyendo (pero no restringido excllusivamente a) agentes infecciosos.

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Page 1: Fisiologia general de la respuesta inmune

Fredy RS Gutierrez MD, MSc, PhDUniversidad Antonio Nariño

Universidade de Sao Paulo

University of Cincinnati

Universidad Industrial de Santander

Fisiología elemental de la sangre y del sistema inmunitario

Page 2: Fisiologia general de la respuesta inmune

Treating Infectious Diseases in a Microbial World: Report of Two Workshops on Novel Antimicrobial Therapeutics. National Research Council (US)

Committee on New Directions in the Study of Antimicrobial Therapeutics: New Classes of Antimicrobials; National Research Council (US) Committee on New

Directions in the Study of Antimicrobial Therapeutics: Immunomodulation. Washington (DC): National Academies Press (US); 2006.

El sistema inmunitario

Page 3: Fisiologia general de la respuesta inmune

Origen evolutivo sistema inmunitario

Immunology Letters 148 (2012) 23–33

Page 4: Fisiologia general de la respuesta inmune
Page 5: Fisiologia general de la respuesta inmune

Células de la sangre

Page 6: Fisiologia general de la respuesta inmune

Células de la sangre

Page 7: Fisiologia general de la respuesta inmune

Células del sistema inmunitario

Page 8: Fisiologia general de la respuesta inmune

Hematopoyesis

Page 9: Fisiologia general de la respuesta inmune

Visión general del sistema inmunitario

Page 10: Fisiologia general de la respuesta inmune

Composición del Sistema inmunitario

• Sistema linfático• Órganos linfoides primarios

– Médula ósea – Timo

• Órganos linfoides secundarios– Bazo– Nódulos linfáticos– Tejido linfoide asociado a mucosas

• Placas de Peyer

Page 11: Fisiologia general de la respuesta inmune

El sistema linfático

Page 12: Fisiologia general de la respuesta inmune

Órganos linfoides

Page 13: Fisiologia general de la respuesta inmune

El timo

Page 14: Fisiologia general de la respuesta inmune

El Bazo

Page 15: Fisiologia general de la respuesta inmune

Tejido linfoide asociado al intestino

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 16: Fisiologia general de la respuesta inmune

Nódulo linfático

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 17: Fisiologia general de la respuesta inmune

Fisiología del sistema inmunitario

• Sistema Innato– Barreras

• Físicas• Químicas

– Fagocitos• Explosión oxidativa• Privación de oligoelementos

– Natural Killer– Linfocitos Tgd– Factores solubles

• Complemento• Sistema de Coagulación• Interferones• Defensinas• Citoquinas• Quimioquinas

– Respuesta inflamatoria• Sistema Adaptativo

Page 18: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunidad innata

Page 19: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunidad Innata

Page 20: Fisiologia general de la respuesta inmune

Fagocitos

Page 21: Fisiologia general de la respuesta inmune

Sistema Complemento

Page 22: Fisiologia general de la respuesta inmune

Sistema complementoComplejo de ataque de membrana

Page 23: Fisiologia general de la respuesta inmune

Sistema complemento

Page 24: Fisiologia general de la respuesta inmune

Células presentadoras de antígeno

Page 25: Fisiologia general de la respuesta inmune

Procesamiento y presentación de antígenos

Page 26: Fisiologia general de la respuesta inmune

Estructuras de defensa de la inmunidad innata

Page 27: Fisiologia general de la respuesta inmune

Fisiología del sistema inmunitario

• Sistema Innato• Sistema Adaptativo (adquirido)

– Linfocitos T• TCD4

– Citoquinas• TCD8

– Perforinas, granzimas– Citoquinas

• T Reguladoras– Citoquinas– Privación de Triptófano– Inducción de apoptosis

– Linfocitos B– NKT

Page 28: Fisiologia general de la respuesta inmune

Células de la inmunidad Adaptativa

Page 29: Fisiologia general de la respuesta inmune

Células de la inmunidad Adaptativa

Page 30: Fisiologia general de la respuesta inmune

Distribución de los subtipos de linfocitos en la circulación

Page 31: Fisiologia general de la respuesta inmune

Linfocitos

Page 32: Fisiologia general de la respuesta inmune

Selección clonal

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 33: Fisiologia general de la respuesta inmune

Selección clonal

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 34: Fisiologia general de la respuesta inmune

Los cuatro principios básicos de la selección clonal

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 35: Fisiologia general de la respuesta inmune

Desarrollo y activación de linfocitos

Molecular Biology of the Cell. 4th edition. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. New York: Garland Science; 2002.

Page 36: Fisiologia general de la respuesta inmune

Linfocitos T

Page 37: Fisiologia general de la respuesta inmune

El receptor de linfocitos

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 38: Fisiologia general de la respuesta inmune

Efectuación de la inmunidad adaptativa

Linfocitos T CD8

Page 39: Fisiologia general de la respuesta inmune

Efectuación de la inmunidad adaptativa

Linfocitos T CD4

Page 40: Fisiologia general de la respuesta inmune

Receptor de linfocitos B

Biochemistry. 5th edition. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. New York: W H Freeman; 2002.

Page 41: Fisiologia general de la respuesta inmune

Efectuación de la inmunidad adaptativa

Linfocitos B

Page 42: Fisiologia general de la respuesta inmune

Respuesta mediada por anticuerpos

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 43: Fisiologia general de la respuesta inmune

Respuesta mediada por anticuerpos

Page 44: Fisiologia general de la respuesta inmune

AnticuerposEstructura molecular

Page 45: Fisiologia general de la respuesta inmune

Recombinación V(D)J

Page 46: Fisiologia general de la respuesta inmune

Cambio de Clase

Biochemistry. 5th edition. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. New York: W H Freeman; 2002.

Page 47: Fisiologia general de la respuesta inmune

InmunoglobulinasTipos de anticuerpos

Page 48: Fisiologia general de la respuesta inmune

Regiones hipervariables se encuentran en los bucles discretos de la estructura plegada

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 49: Fisiologia general de la respuesta inmune

Regiones hipervariables se encuentran en los bucles discretos de la estructura plegada

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 50: Fisiologia general de la respuesta inmune

Regiones discretas de hipervariabilidad en dominios V

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 51: Fisiologia general de la respuesta inmune

Sitio de unión de antígenos en la molécula de anticuerpo

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 52: Fisiologia general de la respuesta inmune

Las fuerzas no covalentes que mantienen unido el complejo antígeno: anticuerpo

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 53: Fisiologia general de la respuesta inmune

Fases de la respuesta inmune adaptativa

Page 54: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunidad adaptativa

Page 55: Fisiologia general de la respuesta inmune

El sistema inmunitario en

acción

Page 56: Fisiologia general de la respuesta inmune

Procesos del sistema inmunitario

Page 57: Fisiologia general de la respuesta inmune

Agentes patógenos

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 58: Fisiologia general de la respuesta inmune

Tipos de microrganismos que causan enfermedades

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 59: Fisiologia general de la respuesta inmune

Tipos de microrganismos que causan enfermedades

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 60: Fisiologia general de la respuesta inmune

Tipos de microrganismos que causan enfermedades

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 61: Fisiologia general de la respuesta inmune

El camino seguido por los linfocitos entre la linfa y la sangre

Molecular Biology of the Cell. 4th edition. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. New York: Garland Science; 2002.

Page 62: Fisiologia general de la respuesta inmune

Curso de la respuesta inmunitaria

Page 63: Fisiologia general de la respuesta inmune

Infecciones bacterianas desencadenanuna respuesta inflamatoria

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 64: Fisiologia general de la respuesta inmune

Migración

Page 65: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inflamación

Page 66: Fisiologia general de la respuesta inmune

Opsonización

Page 67: Fisiologia general de la respuesta inmune

Fagocitosis

Page 68: Fisiologia general de la respuesta inmune

Presentación de antígenos

Page 69: Fisiologia general de la respuesta inmune

Respuesta inmune primaria vs secundaria

Molecular Biology of the Cell. 4th edition. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. New York: Garland Science; 2002.

Page 70: Fisiologia general de la respuesta inmune

Memoria inmunológica

Page 71: Fisiologia general de la respuesta inmune

Para la activación de linfocitos son necesarias dos señales

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 72: Fisiologia general de la respuesta inmune

Tolerancia Inmunológicacentral & periférica

Molecular Biology of the Cell. 4th edition. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. New York: Garland Science; 2002.

Page 73: Fisiologia general de la respuesta inmune

Algunos sitios del cuerpo son inmunológicamente privilegiados

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 74: Fisiologia general de la respuesta inmune

El sistema inmunitario en la

enfermedadInmunodeficiencias primarias

Autoinmunidad

Alergia e hipersensibilidad

Cáncer

Page 75: Fisiologia general de la respuesta inmune

El sistema inmunitario en la enfermedad

Treating Infectious Diseases in a Microbial World: Report of Two Workshops on Novel Antimicrobial Therapeutics.

National Research Council (US) Committee on New Directions in the Study of Antimicrobial Therapeutics: New Classes of Antimicrobials; National Research

Council (US) Committee on New Directions in the Study of Antimicrobial Therapeutics: Immunomodulation.

Washington (DC): National Academies Press (US); 2006.

Page 76: Fisiologia general de la respuesta inmune

Síndromes de inmunodeficiencia

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 77: Fisiologia general de la respuesta inmune

Síndromes de inmunodeficiencia

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 78: Fisiologia general de la respuesta inmune

Síndromes de inmunodeficiencia

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 79: Fisiologia general de la respuesta inmune

Autoinmunidad

Page 80: Fisiologia general de la respuesta inmune

Alergia

Page 81: Fisiologia general de la respuesta inmune

Manipulación del sistema inmune

Page 82: Fisiologia general de la respuesta inmune

Vacunas

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 83: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunidad Activa vs Pasiva

Page 84: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunidad Activa vs Pasiva

Page 85: Fisiologia general de la respuesta inmune

Vacunas

Page 86: Fisiologia general de la respuesta inmune

Vacunas

Page 87: Fisiologia general de la respuesta inmune

Ensayos de inmunogenicidadEnsayos de citotoxicidad

Ensayos de inmunotoxicidadModelos animales

Ratones “Knocout”Citometría e flujo

ELISAInmunoprecipitación

InmunoblotModelos matemáticos

Inmunología aplicada

a la investigación

Biomédica

Page 88: Fisiologia general de la respuesta inmune

Ensayo de proliferación antígeno

específica de células T

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 89: Fisiologia general de la respuesta inmune

Ensayo de proliferación antígeno

específica de células T

Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.

Page 90: Fisiologia general de la respuesta inmune

Citometria de flujo

Page 91: Fisiologia general de la respuesta inmune

Immunoblotting

Page 92: Fisiologia general de la respuesta inmune

Immunoblotting

Page 93: Fisiologia general de la respuesta inmune

Immunoblotting

Page 94: Fisiologia general de la respuesta inmune

ELISA

Page 95: Fisiologia general de la respuesta inmune

ELISA

Page 96: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunoaglutinación

Page 97: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunología en la era post-genómica

Page 98: Fisiologia general de la respuesta inmune

Proteómicahttp://fasta.bioch.virginia.edu/fasta_www2/fasta_list2.shtml

Page 99: Fisiologia general de la respuesta inmune

Plataformas de inmunoinformática

• Herramientas computacionales para el estudio de la respuesta inmunitaria– http://cytoscape.org/

– http://tools.immuneepitope.org/main/

– http://www-bimas.cit.nih.gov/molbio/hla_bind/

– http://www.epivax.com/

– http://www.imgt.org/

– http://www.ebi.ac.uk/

– http://www.artificial-immune-systems.org/

– …

Page 100: Fisiologia general de la respuesta inmune

Plataformas de inmunoinformáticaCytoscapehttp://cytoscape.org/

Treating Infectious Diseases in a Microbial World: Report of Two Workshops on Novel Antimicrobial Therapeutics.

National Research Council (US) Committee on New Directions in the Study of Antimicrobial Therapeutics: New Classes of Antimicrobials; National Research

Council (US) Committee on New Directions in the Study of Antimicrobial Therapeutics: Immunomodulation.

Washington (DC): National Academies Press (US); 2006.

Page 101: Fisiologia general de la respuesta inmune

Plataformas de inmunoinformáticaImmune Epitope Database (IEDB)

http:tools.immuneepitope.org/main

Page 102: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunoingeniería

J. Timmis, P. Andrews, N. Owens and E. Clark Immune Systems and Computation: An Interdisciplinary Adventure.

http://www-users.cs.york.ac.uk/jtimmis/papers/uc08.pdf

Page 103: Fisiologia general de la respuesta inmune

Inmunoingeniería

Jon Timmis, Emma Hart , Andy Hone , Mark Neal, Adrian Robins, Susan

Stepney and Andy Tyrrell. Immuno-engineering http://www-users.cs.york.ac.uk/jtimmis/immunoengineering.pdf

Page 104: Fisiologia general de la respuesta inmune

Lecturas recomendadas

• Crivellato E, Vacca A, Ribatti D. Setting the stage: an anatomist's view of the immune system. Trends Immunol. 2004 Apr;25(4):210-7.

• Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S. Cellular and Molecular Immunology 7th Edition. Capitulo 1 y 2. Elsevier. 2011.

• Janeway. Immunobiology 8th Ed. 2012.

• Delves PJ, Roitt IM. The immune system. First of two parts. Department of Immunology, Windeyer Institute of Medical Sciences, University College London. N Engl J Med. 2000 Jul 6;343(1):37-49.

• Delves PJ, Roitt IM. The immune system. Second of two parts. Department of Immunology, Windeyer Institute of Medical Sciences, University College London. N Engl J Med. 2000 Jul 6;343(1):37-49.

• Paul WE Fundamental Immunology 6th ed. Capitulo 1 y 2. Wolter Kluwer Health-Lippincott Williams & Wilkins.

• Flower Darren R. Davies MN. Ranganathan S Inmunomics reviews 3. Bioinformaticsfor inmunomics. Springer 2010.

• Korber B, LaBute M, Yusim K. Immunoinformatics comes of age. PLoS Comput Biol. 2006 Jun 30;2(6):e71.