Tema 2.- Células y tejidos del sistema inmune.Alfredo Prieto Martín

Bibliografía recomendadaMedicine

Componentes celulares del SI innato Jorge Monserrat

Componentes celulares del SI adaptativo Jorge Monserrat

2

Hall of fame Reconocimiento del trabajo previo de 52 compañeros

En cumplimiento de la Ley de protección de datos los nombre de los 52 alumnosQue hicieron el estudio previo han sido eliminados de esta versión pública

3

Animo

2J 3V 4S 5D 6L0

5

10

15

20

25

30

35

40

alumnos que responden

Podéis seguir enviando hasta el miércoles a las 13h

4

5

Importante o interesante

6

Índice del tema (Big picture)1. Componentes celulares del SI leucocitos: series linfoide y

mieloide2. Organización tisular del SI: OLP y OLS 3. Recirculación de las células del SI: extravasación y retorno4. Interacciones celulares: presentación antigénica, cooperación,

citotoxicidad5. Diferenciación celular de las células inmunes6. Diferenciación inicial OLP Generacion de células y

diferenciación terminal en respuesta a ag – Estadios de diferenciación funcional tras el reconocimiento

antigénico. Novel(CD45RA+)/activado/memoria(CD45RO+)/efector– Polarización de Th: Th1/Th2/Th17/Treg– Cambio isotípico células B Foliculares de IgM a IgA/IgE/IgG– Las células B también tienen memoria.

7

1. Componentes del sistema inmunitario: células blancas y órganos linfoides

Desarrollo fetalEn saco vitelino e hígado fetalTras nacimiento en médula ósea

• Los leucocitos se originan en la médula ósea desde progenitores adyacentes al endostio hacia el centro vasos sinusoides

• Células madre hematopoyéticas son CD34+ se auto regeneran y se diferencian en:

• Progenitores comunes– progenitor mieloide común da lugar a

la Serie mieloide• Leucocitos con PAMPR y DAMPR, pero

sin receptores antígeno específicos – Progenitor linfoide da lugar a la Serie

linfoide• Linajes T y B Con receptores antígeno

específicos resultado de recombinación somática

• Linajes NK y PDC con DAMPR y PAMPR

8

1.1. Células de la Serie mieloide• Definición. Células fagocíticas/exocíticas con receptores de

patrones moleculares asociados a patógenos PAMP: LPS, CpG-ODN, fMLP

• Progenitor mieloide común da lugar a:– Fagocitos mononucleares: monocito, macrófago, célula de Langerhans,

célula dendrítica mieloide (MDC).– Mastocitos– Fagocitos polimorfonucleares, Granulocitos,• Neutrófilos• Eosinófilos• basófilos

granuralidadta

mañ

o

Monocitos y neutrófilos son los leucocitos más importantes en la defensa innata frente a bacterias, hongosEosinófilos especializados en respuesta contra enemigos no fagocitables parásitos, hifas fúngicas y helmintos

c3aR c5aR

TM7R

9

La expresión de genes reguladores maestros compromete a la célula a seguir una ruta de diferenciación

Diferenciación ¿Cómo?

MEP GMP

HSC Precursor totipotencial MPP Precursor pluripotencial mieloideGMP CLP Precursor comprometido

Genes maestrosReguladores del desarrollo

Regulan la expresión de otrosGenes específicos de linaje

10

Hemos llegado a 67 todavía faltáis 9. Acepto hasta en el fin de semana con bonificación de

0,05En cumplimiento de la Ley de protección de datos los nombre de los 67 alumnosQue hicieron el estudio previo han sido eliminados de esta versión pública

11

Receptores en Células Mieloides para moléculas microbianas (PAMPR), DAMP y para citocinas• FPR-C3aR-CCR- de tipo 7TM• TLR-9• Citocinas IFNgR TNFR

Ligandos microbianos PAMP &DAMP

ssRNA

TLR8ssRNA

PAMP DAMP IFNg

DominiosRepetidosRicos en leucina

12

¿Por qué esta repetida esta diapositiva?

Ligando se une receptor que transduce señal

PAMPR:

13

Receptores para PAMPs ¿Os acordáis del bocadillo?

• Moléculas Frescas en membrana plasmática ligandos de pared (lipopolisacáridos, lipopéptidos, flagelina )

• Moléculas de microorganismos hidrolizados en endosomas ácidos nucleícos

14

II. Serie linfoide 1. Se originan de precursores linfoides. 2. Casi todos con receptores para antígenos específicos.• Tipos de células linfoides

1. Linfocito B reconoce con BCR Ag. fresco en espacio extracelular

2. Linfocito T reconoce con TCR Ag. Hidrolizado y transportado desde el interior de células presentadoras por MHC o CD1

3. Linfocitos NK sin receptores específicos para antígenos, detectan falta de MHC y células que sufren estrés celular hsp

4. Células dendríticas linfoplasmacitoides producen IFNa en respuesta a moléculas de virus que estimulan sus TLR. Alarma antiviral

15

Proporción de las distintas poblaciones linfocitarias en sangre

linfocitos T CD4+

Linfocitos T CD8+

Linfocitos B

Células NK

células dendríticas linfoplasmacitoides

TCR (II)

TCR (I)

BCR

Ni BCRNi TCR

Linfocitos T se extravasan de sangre patrullan los tejidos y retornan a ellaCélulas B y NK recirculan menos abundan más en el bazo

Reconocen ag en MHC II

Reconocen ag en MHC I o CD1

Reconocen ag fresco

Reconocen no hay MHCI y estrés

Reconocen PAMP virales

Patrones derecirculación

¿Qué reconocen?

1. fresco en espacio extracelular, endocitan, procesan

y presentan en MHC de clase II (reconocido por

CD4)

– Su receptor es el BCR

– Diferenciación de Linfocitos B, en células plasmáticas (efectoras

secretan Ig), y células B memoria (mantienen Ig membrana).

– Subpoblaciones de linfocitos B

• B1 (hígado fetal) repertorio restringido población residual en

cavidad peritoneal (productoras de Ab naturales frente a PS)

• B2 convencionales :

– Foliculares (Fo) T dependientes (timodependientes) ags proteicos

– de la zona del manto marginal (MZ) T independientes (timoindependientes) ags

polisacáridos 16

Linfocito B

CD81

YY

Y

Y Y Y Y

B naive

Célula plasmática

B memoria

17

Desarrollo Competencias

• Sacar sentido de datos científicos, saber representarlos, analizarlos, interpretarlos, entenderlos, argumentar y concluir a partir de ellos

0 temas preestudiados de los 16 impartidos

Alumnos que aprobaron Alumnos que suspendieron

¿Qué es esto?

Alumnos repetidores del año pasado Farmacia (37)0 temas preestudiados de los 16 impartidos

Alumnos que aprobaron Alumnos que suspendieron

de 1 a 4 temas preestudiados de los 16 impartidos

de 5 a 8 temas preestudiados de los 16 impartidos mas de 8 temas preestudiados de los 16 impartidos

8 7

6 16

Descripción¿Qué se puede concluir?

Alumnos en primera convocatoria0 temas preestudiados

aprobados Suspensos

de 5 a 8 temas preestudiados

aprobados Suspensos

mas de 8 temas preestudiados

aprobados Suspensos

de 1 a 4 temas preestudiados

aprobados Suspensos

20 10

34 56

21

¿Cómo reuniríamos la información de estos ocho gráficos más importante en un único gráfico?

0 de 1 a 4 de 5 a 8 de 9 a 160

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

primera convoca-toria

repetidores

Selección de la información más importanteAprobados en cada condiciónProcesocómo poder comparar grupos de distintos tamañosRepresentado %, no casosCómo podemos representar la información de los ocho quesos en un sólo gráfico¿Cuáles son los mensajes que se pueden transmitir?Hay una relación directa entre el estudio previo y la probabilidad de aprobar en los dos grupos de alumnos

Porc

enta

je d

e al

umno

s que

apr

obar

on

22

Linfocito T 1. Reconoce Ag. Hidrolizado y transportado desde el interior de

células presentadoras por MHC (péptidos) o CD1 (lípidos)– Su receptor es el TCR, los Linfocitos T CD3 reconocen en Ag. Transportado en MHC o

CD1

– Células Tab TCRab células T convencionales

• Células citotóxicas CD8 (restrictos por MHC I) matan células infectadas

• Células cooperadoras CD4 (restrictos por MHCII) APC profesionales activan B y macrófagos

– Células NKTab (CD1 restrictas)

• CD4

• DN (Doble Negativo CD4-CD8-)

– Células Tgd TCRgd (parte CD1 restrictas)

• DN

• CD8

23

Subpoblaciones de linfocitos T

CD4+(Th)Los linfocitos CD4+ reconocen Ag. en moléculas de clase II• Interaccionan con APCs

profesionales• Ayudan a las APCs produciendo

citocinas estimuladoras• Expresan un factor de transcripción

ThPOK que estimula la expresión de los genes característicos de los linfocitos CD4+

• No expresan el factor Runx3que estimula la expresión de los genes característicos de los linfocitos CD8+

CD8+(Tc)Los linfocitos CD8 reconocen Ag.en moléculas de clase I• Interaccionan con células

infectadas• Secretan citotóxinas y perforinas• Las matan• Expresan un factor de transcripción

Runx3 que estimula la expresión de los genes característicos de los linfocitos CD8+

• No expresan el factor ThPOK que estimula la expresión de los genes caracteristicos de los linfocitos CD4+

¿Cómo puede matar un linfocito CD4?factores de transcripción maestros (ThPOK y Runx3)

24

• Algunos linfocitos CD4 expresan moléculas típicas de CD8 como FASL (ligando inductor de muerte de células que expresan FAS)

• Factor de transcripción del linfocito T helper (ThPOK) induce la diferenciación CD4 y por medio del factor SOCS evita la expresión de genes de CTLs CD8+.

• El factor Runx3 tiene el efecto opuesto reprime la expresión de genes de las células Th ej. CD4 y promueve la diferenciación en un linaje citotóxico CD8

• En ocasiones los linfocitos CD4 pueden desrreprimir la expresión de genes característicos de linfocitos CD8. Aparecen linfocitos CD4+CD8+.

• La IL-15 suprime SOCS y favorece la conversion de linfocitos CD4 en citotóxicos.

TCRMHC II

TCRMHC I

Las células T CD4+ citotóxicas son una subpoblación de células efectoras que no expresan el regulador maestro (ThPOK) y por tanto pueden expresar genes del programa CD8.Son muy raras en sangre, pero frecuentes en intestino

X IL-15

25

Sistemas de presentación antigénicaClase II APC profesional (DC aTCD4, Macrófago a TCD4, B aTCD4), Clase I y CD1. célula infectada a TCD8

• MHC Presentación de péptidos CD1 Presentación de glicolípidos

Clase IOrigen péptidoCitosólicoCD8

Clase IIOrigen péptidoendosomalCD4

Péptido antigénico

Péptido antigénico

26

Linfocitos NK (Natural killer) 1. Null cells sin receptores específicos para el antígeno, morfología Large Granular

Lymphocytes. Fenotipo: CD3-CD56+CD16+

– Linfocitos NK reconocen ausencia de MHC y estrés celular DAMP

• Subtipos :

• CD56 bright inmunoreguladores

• CD16 bright citotóxicos

• Detectan :

1. Estrés celular (KAR)

2. Falta MHC (KIR)

3. IgG unida a membrana ADCC (KAR)

(Antibody dependent cell cytotoxicity)• Estimulación o falta de inhibición • provocan respuesta citotóxica

27

Células dendríticas Linfoplasmacitoides (PDC)

• Tienen receptores PAMP para moléculas víricas TLR-3, 7,8 y 9• Se localizan en órganos linfoides secundarios (OLS)• Producen grandes cantidades de IFNa en respuesta

a virus • Fenotipo: son CD123+CD11c-CD14- CD303+

(receptor de endocitosis tipo lectina u) CD304+

pDC

28

Células dendríticas que no son células dendríticas: células dendríticas foliculares (FDCs)•Son células estromales de origen mesenquimal con dendritas que retienen Ags que estimulan a las células B•No presentan antígenos procesados, retienen antígenos frescos en sus membranas con receptores para complemento (CD21 y CD35) y para región constante de inmunoglobulinas CD32•Las FDC abundan en los folículos linfoides de los OLS. Necesitan para activarse una molécula de membrana producida por las células B, la linfotoxina o TNFb•Producen la quimiocina CXCL13 que atrae a linfocitos CXCR5+ (T y B activados por Ag) a los centros germinales •La estimulación de CXCR5 estimula a los linfocitos B a producir Linfotoxina (LT,TNFb) que activa a las FDCs y estimula la producción de CXCL13 que atraerá a más linfocitos T activados.

29

MonocitoMacrófagoCD14+, CD16+ CD33+

NeutrófiloCD15+CD16+

Basófilo2D7+MastocitoCD200R3+

EosinófiloCD49d+CD16-CD193+

Linfocito TCooperadorCD3+ CD4+

Linfocito TCitotóxico

CD3+ CD8+

Linfocito BCD19+,CD20+

Linfocito NK

CD16+CD56+

Reconocimiento no antígeno específico Reconocimiento antígeno específico

Anticuerposreceptores

solubles para el Antígeno.

Perforinas FasL, TNF

e IFNg

Fagocitosis y exocitosis Exocitosisexplosiva

Exocitosis polarizada

CitocinasIL2, IL4 IL-17 IFNg

Radicales oxidantes Mediadores proinflamatorios

Mediadores Proinflamatorios y enzimas

Células

Respuesta

Productosprincipales

Mecanismo molec. dereconocimiento

Tipo dereconocimiento

Receptores clonales para el antígeno

FcIgGRDAMP

FcIgGR, C3dRPAMP, PRR (TLR)

LPS y manosaFcIgER

Exocitosismantenida

Funciones de células del sistema inmune

IL-12CD80CD86

nativoProcesado por APC

Cooperación T-B

Presentaciónantigénica

BCRPAMPR DAMPR

MieloideOrigen Linfoide

DC Célula dendríticaMieloide CD11c CD123

TCR

+TLR

sinapsis

SinapsisKiller Helper

1

30

Expansión clonalAdquisición de propiedades efectoras por especialización en la producción de citocinas Th1, Th2, Th17 ó Tc

Linfocito T novato

Reordenamientos genéticosgeneran receptores

distintos en cada célula T

Selección positivaControl de calidad:

Selección de las células con receptores funcionales¿se ensambla y exporta?¿Reconoce clase I o II?

Selección negativaControl de especificidad: Selección de las células

no autorreactivasAutorreactivas se eliminan

o reprograman (Treg)

Órgano linfoide primario (Timo)

Reconocimiento antígenos presentados

Órgano linfoide secundario (ganglio)

Recirculación linfática

Clon 103-106

Linfocitos T efectores

Tejido infectado

Linfocito Tmemoria

Proceso de diferenciación celular de los linfocitos T

Precursores linfoides de médula ósea

SangreHEV

Sangre

NO

SIRecirculación linfática

31

Expansión clonalAdquisición de propiedadesefectoras por cambio de isotipo especialización en la producción de anticuerpos de alta afinidad quimica IgG,IgA IgE (dirigida por citocinas de Th, Th2 ó Th17)

Linfocito B novato

Reordenamientos genéticosgeneran receptores

distintos en cada célula B

Selección positivaControl de calidad:

Selección de las células con receptores funcionales

Selección negativaControl de especificidad: Selección de las células

no autorreactivasEliminación o Breg

Órgano linfoide primario (Médula ósea) D1

Reconocimiento antigénico directo

Órgano linfoide secundario (ganglio folículo) S7

Recirculación linfática

Clon Linfocitos B plasmáticos

Amígdalas Médula

ÓseaFolículos en tejidos

inflamados

Linfocito Bmemoria

Proceso de diferenciación celular de los linfocitos B

Precursores linfoides de médula ósea S1

SangreHEV

Sangre

NO

Similitudes (S) y diferencias (D)con linfocitos T

S 2

S 6

S5

S4S 3

S8

D3S10

S 9

D2

S12

S11

D4

D5

SI

32

Órganos linfoides secundarios Territorios drenados

Ganglios linfáticos Piel y tejidos no mucosos

Amígdalas y adenoides Mucosa respiratoria

Placas de Peyer apéndice vermiforme

Mucosa digestiva

Tejido linfoide difuso asociado a mucosas MALT,

Mucosa genito-urinaria

Bazo Sangre

 

PRIMARIOS SECUNDARIOS

-Médula Ósea (B)

- Timo (T)

circulan por SP

2.Diferenciación tras reconocimiento

1. Presentación Antigénica(diferente origen ag. según el órgano Secundario)

Linfocitos Maduros

Órgano LinfoideSecundario

Buscan su Ag

-Diferencian a efectores-Van a los tejidos a destruir (T) o-a médula a producir Ab (B)-Generan memoria polarizada

2. ORGANOS LINFOIDESGeneración de células linfoides

Encuentro de células con antígenos y reconocimiento antigénico

NACENReordenan genes rec. Ag. Se seleccionan los funcionalesY no autorreactivos

Recirculación linfática

33

Órganos linfoides secundarios (OLS)Nomenclatura:

• Especializados en la recolección de antígenos desde distintos compartimentos anatómicos. También entran en ellos los linfocitos T y B desde la sangre.– Ganglios linfáticos: desde territorios drenados por

vasculatura linfática-(red de alcantarillado tisular)– Bazo: desde la sangre.– X ALT: X associated lymphoid tissue– GALT: (gut) amígdalas, adenoides, apéndice, placas de

Peyer de mucosa gastrointestinal.– BALT (Bronchius) mucosa bronquial.– MALT (mucose) otras mucosas como las urogenitales.

34

Funciones de los órganos linfoides secundarios• Lugares de inducción de la respuesta inmune:

• Se produce …

1. la presentación antigénica: encuentro APC linfocitos T antígeno- específicos,

2. Expansión clonal y diferenciación de linfocitos T en células efectoras

polarizadas.

3. Cooperación entre células B y células T combinada con expansión clonal B y

selección de células B productoras de Abs de alta afinidad e isotipos

cambiados.

4. Reactivación de células memoria T y B por reconocimiento de nuevas

moléculas en reinfección

35

Arquitectura de los órganos linfoides secundarios (lugares de encuentro linfocito -Ag)

• Los órganos linfoides secundarios comparten la misma arquitectura/organización:1. Dos vías de entrada para aporte de:

1. Lo que se reconoce y quien lo transporta APCs y antígeno (linfa aferente, células M, capilares peniciliares)

2. y quien lo reconoce células ag-específicas los, linfocitos T y B (Vénulas de Endotelio Alto (ganglios, p de Peyer), senos venosos (bazo)

2. Contienen dos ambientes tisulares :1. áreas T donde ocurre “activación” de linfocitos T por reconocimiento

de ag presentado por DC y diferenciación efectora de linfocitos Th y Tc2. y folículos B (activación y diferenciación de células B, presentación de

ag. por B a Th y cooperación de célula Th con B, cambio isotipo, hipermutación y selección de células B productoras de abs de mayor afinidad por el ag.

36

Sistema linfático• Formado por vasos linfáticos que drenan el fluido estravasado a los

tejidos 3 a 4 litros por día en un dulto en ausencia de inflamación • Flujo a baja presión y unidireccional transporta células

quilomicrones proteínas• Los casos linfáticos finos no tienn lamina basal o esta es

incompleta.• Filamentos de anclaje ex tienden los vasos cuando aumenta el

fluido extravascular• Van confluyendo precolectores, colectores aferentes con fluyen en

el conducto linfático derecho y el conducto torácico izquierdo • Vasos aferentes desembocan en ganglios linfáticos

37

Ganglios linfáticos

2.2. B2.1 T

1.2.

1. Puertas/vías de entrada – Recogen antígenos y APCs de tejidos subcutáneos a través de vasos linfáticos

aferentes – Recogen linfocitos desde vénulas de endotelio alto (HEV)

2. Áreas : Folículos B en cortex y áreas T en paracortex • Linfocitos reconocen antígeno, proliferan y se diferencian en efectores• T en paracortex (DC- T)• B en folículos corticales(B-T)

Distribución en cadenas y grupos cervical, axilar, inguinal y retroperitoneal

1.1. HEV

38

Repuesta efectora

– Linfocito reconoce Ag –Produce un clon de linfocitos T efectores–Vuelven a recircular a sangre por linfáticos

eferentes–B se extravasan en médula y atacan desde

lejos produciendo sus anticuerpos (“drones”) vuelan solos encuentran y neutralizan al enemigo–T Llegan al tejido infectado y lo infiltran

(“GIJOE”) producen mediadores proinflamatorios que indican donde extravasar Abs.

– Juntos Abs y linfosT entran en tejido inflamado y destruyen al patógeno y a las células infectadas

Linfáticos eferentes

Sangre

Linfáticos aferentesB y T naive

B y T efectores

Ags y APCs

B Médula ósea Abs.

TNFa IL-1 IL-6.

Tejido infectado Linfocito TReconocimiento in situ IFN g

Aumento permeabilidadExtravasación abs.

B T

39

Bazo• Recoge antígenos de la sangre• Puertas

– Ags entran por capilares de arteriolas penicilares – Linfocitos entran por Senos venosos marginales y vuelven a

sangre a través de senos venosos

• Zona T PALS– PeriArteriolar lymphoid sheath

• Zona B: – 1Folículos y 2manto envolvente– B folicular y B MZ

40

Recirculación en bazo

PA Capillaries openCirculation to sinuses

Extravasaciónlinfoide

41

Morfología del bazo

42

Placa de Peyer• Recoge antígenos de luz intestinal a través células M o

multifenestradas dispuestas en criptas entre las vellosidades (también presentes en mucosa respiratoria)

• Las Vénulas de endotelio alto aportan los linfocitos (HEV)• Zona T (toroidal)

– corona

• Zona B (ovoide)– Folículos

terminal

Se produce reconocimiento ag. e Inducción de respuestaLa respuesta inmune ocurre en el Epitelio intestinal “El muro” por linfocitos T gdIntraepiteliales (IEL) y en la lámina propia subyacente por Linfocitos T ab

43

Células M

44

El SI en el tubo digestivoSitios de inducciónPlacas de Peyer y ganglios mesentéricos

Sitios efectores Intra Epitelial Lymphocytes (IEL) de microvellosidades

Dos líneas de defensa: epitelio Tgd y lamina propia T ab

Tgd

T ab

45

Apéndice

46

2. Recirculación venolinfática de los linfocitos T y B novatos y efectores

Circuito “junior”Novatos extra OLP

Circuito “senior”EfectoresExtraTejidos inflamadosExtravasación venosa

Reci

rcul

ació

n lin

fátic

a

Órgano linfoide primarioNaive

Sangre(HEV, S V) OLSRecirculaciónlinfática

SangreTejidos RecirculaciónLinfáticaOLS

Inflamaciónlinfoneogénesis

Órganos Linfoidessecundarios

Seno venoso

Vénulas postcapilares

CLA Tejidos Piela4b7Mucosas

1 Inflamación local: daño, moléculas típicas patógeno, mol extrañas

Reacción al daño y recirculación: Niveles de alarma inflamatoria

“Órganos LinfoidesTerciarios”En territoriosFuente de Ag. eInmuno-complejos

–Naive CCR7 CD62L

DC

Efec

tor

mem

oria

Efector

Órgano linfoide primarioNaive

47

Memoria central

Nai

ve

Memoria periférica

2 InflamaciónDe los O.L.S. regionales inducción R.I.

3. InflamaciónsistémicaEjecución RI

1. Circuito del linfocito novato /Memoria central

2. Circuito del linfocitoEfector a tejidos inflamados

48

Superficie Gastro-

intestinal

Superficie epidérmicaLinfocitos T noveles

alta densidad L-selectinaCD62L++ high bright

Linfocitos TEfectores y

memoria gastrointestinales

a4b7+CLA-

Linfocitos T efectores y

memoriaepitelialesa4b7-CLA+aeb7

Vasos de la dermis

sin ligandos de L-selectina

Con E –selectina ycon E-caderina

Vasos de la lamina propia

sin ligandos de L-selectina

ligandos de a4b7

Circulación sanguínea

Direccionamiento de células T efectoras por moléculas de adhesión en linfocitos T y ligandos en endotelio vascular de distintos territorios

Valen para los dos

Tras la activación se han especializado

Vénula Endotelial alta de la placa de Peyer

mDC intestinales CD103ligandos de a4b7

baja densidad De ligandos de L-

selectina

Vénula Endotelial Alta (HEV) del ganglio

alta densidadde ligandos de

L-selectina

49

Tema 2 (continuación) Conceptos básicos en Inflamación e interacciones celulares

Adhesión leucocito endotelio vascular e infiltración tisularSinapsis entre células inmunológicas

Polarización de células ThApendices

InflamaciónIniciación inflamasoma caspasa 1 IL-1b

Tipos de inflamación Quimioquinas y quimiorreceptoresOtras moléculas de la inflamación

50

Interacciones celulares adhesión de leucocitos a células endoteliales

• MoviesEl proceso de extravasación y migración

En la respuesta inflamatoria

http://www.dnatube.com/video/4140/Leukocyte-Rolling-Adhesion

Expresión de proteínas de estrésNecrosis celular

Activación del endotelio vascular

Secreción de mediadores proinflamatorios

2. ReclutamientoInfiltraciónamplificación

Migración al focoinflamatorio

TNF Amplificación de

la inflamación local

Adhesión leucocitariaIL-1, IL-6 y TNFa

desencadenantes de la respuesta de fase aguda

Secreción de mediadores proinflamatorios

por leucocitos infiltrantes

Vaso sanguíneo

Tejido infectadoDaño tisular

1. Activación de células residentesAlarma local

HígadoHipotálamoMédula ósea

Proteínas de fase agudaPCR, Fiebre, Ab.

1, Alarma local, 2 amplificación local, 3 repercusión sistémica

3. Inflama- ción OLSActivación EndotelioHEV

4. Repercusión sistémica

Retorno linfático a sangre de mediadores y cels

Drenaje ag. y mediadoresEndocitosis y Migración a OLS de DCs

Roll

Adhesión

Reclutamiento leucocitario en vasos inflamados

• Los neutrófilos son las primeras células que atraviesan la pared del vaso sanguíneo para

dirigirse a los sitios de infección.

• Después van los monocitos (MCP-1) y las células dendríticas.

• Analogias: Neutrófilos bomberos Monocitos policía, DC soplones infiltrados, policia científica,

• Tras expansión clonal de los linfocitos T llegan los linfocitos T efectores

– Linfo T CD4+ investigador al mando

– LT ef CD8+ caza recompensas (blade runner)

N M /DC L T ef

521º2º 3º

53

Diferenciación de los monocitos extravasados

• En ausencia de inflamación los monocitos se extravasan, migran y patrullan

los tejidos dando lugar a:

– macrófagos tisulares de distintos tipos y polarizaciones. Su función es recoger

basura (restos de células dañadas o apoptóticas) y vigilar para iniciar la alarma

inflematoria

• M1 clásica

• M2 alternativa.

• Modelo in vitro MDM 14d

• En presencia de inflamación los monocitos se transforman en DC por acción

de GM-CSF e IL-4

– Las DC también pueden polarizarse en DC1(IL-12) y DC2

– Transportarán moléculas del patógeno a los OLS

54

El proceso de extravasación y migración http://www.dnatube.com/video/4140/Leukocyte-Rolling-Adhesion

1. Disminución de flujo y 2. marginación las Interaciones de selectinas con sialil Lewis inician rodamiento.

–3. Interacciones entre quimoquinas y quimioreceptores producen un cambio de conformación de integrinas que inicia la adhesión estable.–4. Diapédesis interacciones CD31-CD31–5. Migración a favor de gradientes de concentración de quimioquinas dirigida por quimiorreceptores

•Diferenciación mono-DC expresión nuevos Quimiorreceptores segunda migración hacia los OLS

55

RODAMIENTOde 1 a 20 s

ACTIVACIÓN DE INTEGRINAS

DIAPÉDESIS± 10 min

ADHESIÓNESTABLE

reversible en min

MIGRACIÓNSUBENDOTELIAL

CONTACTOALEATORIO

4000 mm/s

CAPTURA40 mm/s

Integrinas:a4/b1a4/b7aL/b2aM/b2 aX/b2

Integrinas b1 y b2CD44

Integrinas:a4/b1a4/b7aL/b2aM/b2 aX/b2aV/b3CD31

Receptores de quimioquinas y

citoquinasligandos de CD62E

CD31

CD62LCLA

Sialil Lewis a, xa4/b1a4/b7

ICAM-1ICAM-2VCAM-1

MadCAM-1

ICAM-1VCAM-1

CD31

QuimioquinasCD62ECD31

CD62PCD62ECD34

MadCAM-1VCAM-1

MOLÉCULASEXPRESADAS PORCÉLULAS ENDOTELIALES

MOLÉCULASEXPRESADAS PORLEUCOCITOS

segundos minutos

Moléculas de adhesión celular e Inflamación regulan el proceso de adhesión y extravasación

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Distintos niveles de selectividad de la infiltración celular.

1. Mecanismos “menos Selectivos” (receptores en casi todas las células inflamatorias): anafilotoxinas (C3a, C5a) Neutrófilos

2. Selectiva ligandos en célula endotelial. Sólo los leucocitos que tienen ligandos se infiltran.

– Moléculas de adhesión (regionales) especificas de territorio (CLA)– Quimioquinas (células inflamatorias Th1/Th2): – Quimoquinas CXC neutrófilos, CC células mononucleares

3. Selectiva antígeno-específica (linfocitos T efectores): Reconocimiento de antígenos presentados en moléculas de histocompatibilidad de células endoteliales

– Inducción por IFNg de la expresión de MHC de clase I y clase II en células endoteliales

– Los que reconocen antígeno se infiltran.

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Más Interacciones celulares en el SI• Sinapsis inmunológica• Unión estrecha , estable y organizada• Video Immunological synapse• APC-T

– Presentación antigénica – B-T– Cooperación por distintos Tipos de linfocitos Th

• Th1 producen IFNg• Th2 producen IL-4• Th9 producen TGFb y la IL-9 • Th17 producen IL-17.

– Las citocinas producidas dirigen los cambios de isotipo en las células B• Citotoxicidad secretan citotoxinas: perforinas y granzimas

– Presentación antígeno extraño CTL-Célula diana– Presentación fallida NK-Célula diana

2. Central-supramolecularActivation cluster

(c-SMAC) 1. Anillo de moléculas de adhesión

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Tipos de interacciones sinápticas en el sistema inmune:

• Las células presentadoras de antígeno (APCs) presentan péptidos antigénicos en moléculas de histocompatibilidad de clase I (a T CD8) y de clase II (a TCD4).

• Presentación antigénica que estimula cooperación – Los linfocitos TCD4 (Th) cooperan con las células presentadoras

profesionales (MO,DC, B) por medio de citocinas.• Presentación antigénica que estimula citotóxicidad celular – Los linfocitos TCD8 (Tc) (lisan) a las células infectadas por medio de

citotoxinas. • Presentación de antígenos glicolipídicos en moléculas de CD1 a

linfocitos T especiales, los linfocitos NKT y los Tgd estás células también pueden producir citocinas y citotoxinas

El yin y el yang de las interacciones, cooperación vs. citotóxicidad

• Las células presentadoras de antígeno (APCs)

presentan péptidos antigénicos en

moléculas de histocompatibilidad de clase I

(a T CD8) y de clase II (a TCD4)

• Los linfocitos TCD4 (Th) cooperan con las

células presentadoras por medio de citocinas

• Los linfocitos TCD8 (Tc) las matan por medio

de citotoxinas

• Analogía policial:

• Poli bueno CD4, Poli malo CD8

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Cooperación : ¿Cómo interaccionan y comparten información las células B y las células T?

Th

Célula B recoge endocita y presenta ag. y célula T CD4 lo reconoce y coopera con la célula B

Una vez que la tolerancia se ha roto tenemos células B auto-reactivas que no sólo producen autoanticuerpos, capturan y presentan autoantígenos con los que activan a los linfocitos T auto-reactivos.Rituximab (Anti CD20 Mo Ab) interrumpe este circulo vicioso de estimulación mutua al eliminar a gran parte de las células B

¿Reconoces tu lo mismo que yo?

Th2 ¡Dale fuerte! ¡A ese

grandullón pégale con IgE

en todo el antígeno

Th1 ¡ Es un mierdecilla pero se oculta dentro de nuestras células haz IgG para que lo fagocitemos

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Diferenciación (polarización) de linfocitos T helper cooperadores es resultado de la

interacción con la APC

IL-10

iTregFoxp3 IL-10

TGF- β Anti IL-4

Inhibe respuestas inflamatorias

IgE responses

IgA responses

IgG1, IgG3 responses

Extra

definidos por expresión de factores transcripcionales y perfiles de expresión de citocinas

IL-10

Th2 lucha contra Grandes criminales

T reg Fuera de servicio

Th17 Narcóticos

Th0Recién SalidoDe la Academia

Th9 Policía portuario

Th1 Homicidios

Factores polarizantes factores transcripcionales citocinas producidas isotipos Ig

Jefe dirige ladiferenciación

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Cuadro resumen de la polarización de ThTipo de linfocito

Factor polarizante(APC)

Factor transcrip-cional

Función Secretan

Favorecen producción de Ab.

Células efectoras

Patógenos

Th1 IL-12 T-bet IFNg IgG1, IgG3 FcIgGRMacrófago mDC

Virus, bacterias y parásitos intracelulares

Th17 IL-23 ROR-gT IL17 IgG1, IgG3 FcIgGRNeutrófilos

Bacterias extracel

Th2 IL-4 GATA-3 IL-4 IgE Mastocitos basofilos eosinófilos

Parásitos multicelulares no fagocitables

Th9 IL-4 + TGFb ¿? IL-9 Ig A Eosinófilos Parásitos en cavidad gastro intestinal

T reg IL-10 FoxP3 IL-10 -- --- Antígenos propios

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Bibliografía• Janeway

Inmunobiología• www2.uah.es/

problembasedlearning

Dudas tema 2

• 16 recirculación • 10 Polarización • 8 mecanismos de

respuesta inflamatoria frente a daño

• 5Diferenciación y compromiso

• 5 DP y DN• Presentación ag.

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65

Apéndices

Respuesta inflamatoria

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Inflamación (respuesta inflamatoria)• La inflamación es una respuesta fisiológica de los tejidos vascularizados a una

agresión.

• La respuesta inflamatoria opera tanto en las respuestas inmunes innatas como en las antígeno específicas.

1. Tiene un origen espacial (foco) y temporal (a partir de un estímulo).

2. Se caracteriza por una extravasación selectiva de células inflamatorias que intentan reconocer y eliminar al agente causal.

3. Las células acuden al foco de la respuesta y recogen información molecular del tejido inflamado la llevan al OLS donde: 1 se escogen las células reactivas (antígeno especificas) y se polariza la respuesta.

4. En los OLS se producen mediadores que retornan a la sangre y actúan de modo “endocrino” sobre centros termorreguladores, médula ósea e hígado. Respuesta de fase aguda cambia el perfil de proteínas séricas.

5. La inflamación finaliza por efecto de mediadores anti-inflamatorios y con procesos de regeneración tisular y fibrosis.

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¿Por qué la inflamación es importante?1. Es un conjunto de mecanismos que defienden y

mantienen la integridad del tejido ante la agresión.

2. A su vez los procesos inflamatorios pueden producir daño tisular y en ausencia o exceso de reparación, enfermedad.

3. Los procesos inflamatorios participan en numerosas enfermedades y condiciones normales:– autoinmunes, alérgicas, e infecciosas– Deportistas

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Respuesta inmune e inflamación.

La inflamación puede iniciarse por mecanismos antígeno específicos (sensibilización previa) o no antígeno específicos:

• Inflamación antígeno específica es una respuesta inflamatoria iniciada por anticuerpos o células memoria. Los linfocitos T o células accesorias con receptores para Fc de anticuerpos (IgG o IgE) reconocen el antígeno iniciador específico.

• Los receptores implicados son ag especificos BCR y TCR

• La inflamación no antígeno específica se inicia por productos bacterianos (LPS, toxinas PAMP), por reacción a cuerpos extraños, traumatismos o productos resultantes de la necrosis tisular (DAMP).

• Los receptores implicados son los DAMPR y los PAMPR

Iniciación de reacciones inflamatorias: IL-1

• Reacción inflamatoria respuesta al daño en tejidos inflamados

• Recogida de pruebas e investigación de su origen

• Reconocimiento de PAMP y DAMP retroalimenta positivamente la respuesta inflamatoria• Inflamasoma (complejo

multiproteico que activa enzimáticamente la IL-1)

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Inflamasoma

• Caspasa 1 cistein aspartasa 1 • enzima conversora de

Interleucina 1• Debe ser hidrolizada para ser

activa • 1º PAMP estimula síntesis• Caspasa 1 hidroliza y produce

IL- 1 activa que actúa sobre endotelio

70

1ª 2ª

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Seguridad en cadena en iniciación de la inflamación

• TNFa primero se transcribe gen se traduce y se produce como molécula de membrana que después se libera por acción enzimática,

• Lo hidroliza la TACE (TNF alfa converting enzime)• ¿Os suena esto de algo?• ¿Conocéis alguna otra molécula con la que

ocurra algo parecido?

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Distintos tipos de reacciones inflamatorias 1. Inflamación clásica Th1-Th17 IgG :

Inflamación clásica frente a patógenos fagocitables IFNg, IgG, fagocitosis,

citotoxicidad celular, ADCC, y CTL).

1. Desencadenada por Ag. que forman inmunocomplejos con IgG (CCR2,CCR5,

IgG FcR).

2. Estimulada por monocitos, mDC productoras de IL-12,

3. Células efectoras

• macrófagos IgG FcR.

• Neutrófilos IgG FcR (Th17).

• Linfocitos T productores de IFNg.

– activa fagocito aumenta su presentación antigénica

– Aumenta la expresión de MHC I

– aumenta actividad de CTL

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2. Inflamación tipo Th2-IgE (en respuesta a helmintos)

La respuesta frente a patógenos en los que fracasa la fagocitosis (ej. Helmintos) y la alergia o respuesta de hipersensibilidad inmediata son formas especiales de inflamación promovidas por células Th2 productoras de IL-4.1. Desencadenada por Ag reconocidos por IgE (CCR3, IgE

FcR).2. Estimulada por Linfocitos T productores de IL-4 (Th2)

cambio de isotipo hacía IgE.3. Células efectoras• Células B secretoras de IgE • Eosinófilos IgE FcR. ADCC• Basófilos y mastocitos IgE FcR.

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Inflamación Th2 variante Th9-IgA

• Respuesta a helmintos que viven en cavidad intestinal• El TGFb y la IL-9 estimulan respuestas de secrección

de IgA eficaces frente a helmintos como Trichurus.• Eosinófilos IgA FcR. ADCC• • El TGFb participa también en la reparación del tejido

tras la inflamación. • Su secreción en exceso produce fibrosis del tejido

inflamado.

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Mecanismos Anti-inflamatorios

• Células anti inflamatorias Treg y Breg– CTLA4 inhiben a APC que pasa a secretar

mediadores antiinflamatorios – IL-10 CSIF

• Antagonistas de las moléculas inflamatorias– sTNFr– IL-Ra

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TNFa, IL-1, IL-6 STNFR, IL-10, IL-1Ra

Equilibrio entre mediadores proinflamatorios y antiinflamatorios

Regula la intensidad de la respuesta inflamatoria

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Resolucion vs. Cronificación de la inflamación • Si el agente extraño es eliminado, finaliza la estimulación proinflamatoria y los

mediadores anti-inflamatorios finalizan el proceso.

• Si el agente no es eliminado completamente, el proceso inflamatorio persiste y

evoluciona hacia una inflamación crónica.

• Autoinmunidad inflamación crónica.

• Alergia inflamación se produce cuando aparece alérgeno (a. estacionales)

• La destrucción y degradación tisular producto de la Inflamación se sigue de

procesos de reparación tisular, que puede producir

– En espacio extravascular fibrosis y remodelación,

– Dentro de vasos supone degradación de coágulos y engrosamiento de la pared del vaso.

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Webgrafía y Ejercicios

• CDs http://www.biolegend.com/essential_markers

• http://memorize.com/immuno-i/obinno59

• Profundización mecanismos extravasación• https://www.youtube.com/watch?v=297HcgD

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