unidad vi - inmunología - la medicina es así

Unidad VI - Inmunología

Rosana Pelayo

Instituto Mexicano del Seguro Social, Centro de Investigación Biomédica de Oriente, Laboratorio de Oncoinmunología. Puebla,México.

Juan Carlos Balandrán

Instituto Mexicano del Seguro Social, Centro de Investigación Biomédica de Oriente, Laboratorio de Oncoinmunología. Puebla,México.

Alejandro Ruiz Argüelles

Clínica Ruiz. Puebla, México

Introducción

Cada hora, la producción de las distintas células que conforman el sistema inmune asciende amás de 100 millones y, finamente, es regulada a través del proceso de hematopoyesis, por elcual se forman todos los linajes de la sangre. Tanto el tejido sanguíneo como el sistemainmune exhiben altas tasas de recambio y tienen su origen en las células troncaleshematopoyéticas, que constituyen una población seminal de características únicas y decapacidad multipotente. La hematopoyesis derivada de estas células se presenta comooleadas en la vida embrionaria, mientras que después del nacimiento, su continua y gradualdiferenciación en el contexto de nichos especializados de la médula ósea y regida por unaestructura biológicamente jerárquica, provee al organismo de los elementos celulares para eltransporte de oxígeno, reparación de tejido y respuesta inmune efectora.Los dos programas dominantes de diferenciación hematopoyética, el mieloide y el linfoide,operan de forma paralela a lo largo de la vida y exhiben atributos importantes de plasticidadque se manifiestan en condiciones de emergencia, haciendo factibles cambios en lasdecisiones tempranas de linaje a favor de las demandas celulares para la respuesta inmune yla protección inmediata del individuo.Hematopoyesis temprana

El sistema inmune tiene su origen en el sanguíneoLas principales líneas de defensa se producen gracias al proceso continuo de hematopoyesis,encargado de originar a toda la serie blanca, glóbulos rojos y plaquetas.1,2 La hematopoyesises el proceso por el cual se derivan todas las células del tejido sanguíneo a partir de unapoblación muy especial de HSC (células troncales hematopoyéticas) que reside en nichosespecializados en la MO (médula ósea). A más de 55 años de su descubrimiento, el sistemahematopoyético se ha convertido en el paradigma de la diferenciación celular normal y


maligna.2 Durante las etapas fetales, el proceso inicia en el saco vitelino a partir de la tercerao cuarta semana de gestación, de donde se traslada al hígado fetal, bazo y timo fetal, paradurante el segundo trimestre de gestación comenzar a establecerse en la MO de los huesoslargos y planos, tales como fémur, tibia, peroné, costillas, esternón, pelvis, etc.2

A través de hematopoyesis, se producen los dos linajes mayoritarios de la sangre: el linajemieloide, que comprende a los eritrocitos, plaquetas, granulocitos, monocitos y célulasdendríticas, y el linaje linfoide, que incluye a los linfocitos T y B, células NK (asesinasnaturales), otras ILC (células linfoides innatas ILC) y varias subpoblaciones de célulasdendríticas. Dentro de la MO, diversos factores de crecimiento y citocinas favorecen laretención celular en los nichos, controlan los programas de proliferación y brindan las señalesmicroambientales necesarias para las correctas decisiones de linaje.3 Así, la MO es el órganolinfoide central y primario que dirige la formación de los todos los elementos formes de lasangre y del sistema inmune. (Figura 1)

Con excepción de los linfocitos T, todas las células llevan a cabo su proceso de diferenciaciónen la MO y algunas concluyen la maduración funcional en la periferia o en órganos linfoides


secundarios, como las células plasmáticas secretoras de anticuerpos en los centrosgerminales del ganglio tras su activación antigénica. Por su parte, los progenitores que daránlugar a los linfocitos T que migran desde la MO y colonizan el timo.El microambiente hematopoyético dentro de la MO está conformado por múltiples célulasajenas al tejido hematopoyético, que incluye osteoblastos, adipocitos, células endoteliales,poblaciones de células mesenquimales y células del sistema nervioso central.3 En conjunto,brindan las señales tempranas necesarias para asegurar la homeostasia del sistema inmune alo largo de la vida.Células troncales hematopoyéticas

En 1960, las HSC fueron descubiertas en Canadá por James Till y Ernest McCuloch, despuésde realizar trasplantes de MO en ratones que habían sido sometidos a grandes dosis deradiación que provocaban depleción de todo el sistema hematopoyético. Los autoresobservaron que el bazo de los animales receptores de trasplante aumentó de tamaño ycontenía colonias cuyo estudio microscópico indicó el origen hematopoyético. Notablemente,gracias a dicho procedimiento, los ratones sobrevivieron a las dosis letales de radiación, ycuando se tomaron las células del bazo, llamadas CFU-S (en inglés, colony forming units-spleen) y se inyectaron en otro ratón, estas células formaron otra vez colonias en el bazo delos nuevos receptores.4 Ya que el número de colonias estaba en proporción al número decélulas inyectadas, estos experimentos revelaron, de forma indirecta y por primera vez, lasdos propiedades que identifican a las células troncales: la auto-renovación y lamultipotencialidad.El desarrollo de los anticuerpos monoclonales, la citometría de flujo y los ensayos funcionaleshan perfilado los mapas de diferenciación, primero en el modelo de ratón y posteriormente enlos humanos, lo que señala que el sistema hematopoyético corresponde a un sistemajerárquico centralizado en la población de HSC.1,5,6

Las HSC en la médula ósea de los humanos se encuentran enriquecidas en la fracciónCD34+CD38–Lin– (donde Lin –linaje- se refiere a CD3, CD11c, CD14, CD16, CD19, CD56 yCD235a), es decir, no expresan CD38 ni los marcadores celulares de superficie clásicos de lascélulas maduras, pero sí la molécula CD34.1,7 (Tabla 1 y figura 2)

Tabla 1.Los fenotipos del Sistema Inmune

Población celular Inmunofenotipo clásico


Célula troncal (HSC) CD45+CD34+CD38–CD45RA–Lin–(CD3, CD11c, CD14, CD16,CD19, CD56, CD235a)

Progenitor multipotente(MPP) CD45+CD34+CD38+CD45RA+Lin–

Progenitor multilinfoide(MLP) CD45+CD34+CD38–CD45RA+CD10+RAG+Lin–

Progenitor linfoidecomún (CLP) CD45+CD34+CD38+CD45RA+ CD10+CD127+RAG+Lin-/lo

Progenitor mieloidecomún (CMP) CD45intCD34+CD38+GM-CSF+CD127–RAG–Lin-/lo

Granulocitos CD45intCD3–CD19–CD56–CD16+

Monocitos CD3–CD19–CD56–CD14+

Células NK CD3–CD19–CD56+

Células dendríticasconvencionales CD3–CD19–CD56–CD11c+

Células dendríticasplasmacitoides CD3–CD19–CD56–CD123+

Linfocitos B CD45intCD3–CD19+CD56–; CD20+CD22+

Linfocitos T CD4+ CD45hiCD3+CD19–CD56–CD4+

Linfocitos T CD8+ CD45hiCD3+CD19–CD56–CD8+


En la médula ósea, las HSPC (células troncales y progenitores hematopoyéticos), señaladosen rojo, pertenecen al compartimiento CD34+Lin–, en tanto los progenitores comprometidos alos distintos linajes, en azul, corresponden a la fracción CD34+Lin+ y las células en maduracióny maduras comprenden a la población CD34–Lin+ (A). En la periferia, parámetros comocomplejidad, tamaño y expresión de CD45 y marcadores estables de superficie permiten laidentificación de células sanguíneas. Los linfocitos B expresan CD19 pero carecen demarcadores celulares para células NK (CD56) y células T (CD3, CD4 y CD8) (B, panel superiory medio). Algunas herramientas citométricas permiten realizar análisis de componentesprincipales, agrupando a las poblaciones inmunológicas por funciones (citotoxicidad,cooperación, fagocitosis y presentación de antígeno) o por tipo de inmunidad en la queparticipan, innata o adaptativa (B, panel inferior).La frecuencia de esta población celular es muy escasa dentro de la MO (< 0.01 % de lascélulas nucleadas) y 97 % de ellas se encuentra en dormancia o quiescencia, es decir, fueradel ciclo celular (G0) o en la fase G1 temprana y en un estado de bajo metabolismo, lo quepermite que su acervo reconstituya al sistema inmuno hematopoyético durante toda la vida


del individuo.8 Las HSC originan a los MPP (progenitores multipotentes) que pueden engendrara todos los linajes sanguíneos pero carecen de potencial de auto-renovación. Conformeprogresa la vía, los progenitores de la línea mieloide y linfoide adquieren compromiso yespecificidad hacia las diferentes categorías celulares, concomitante a la reducción deopciones alternas de diferenciación.9 Casi al final de la vía, el compartimiento de losprecursores, que contiene a más de 90 % de las células de la MO, es altamente reconociblepor su morfología a través de tinciones y microscopía de luz. Prácticamente, cada categoríacelular tiene un precursor específico, cuya diferenciación es irreversible en condicionesnormales.El éxito del trasplante de las HSC se debe al injerto funcional de células seminales, en lascuales la capacidad de auto-renovación es fundamental para el establecimiento de lahematopoyesis a largo plazo. Estudios recientes han señalado que los progenitores juegan unpapel crucial en dirigir las etapas de expansión celular.5 Por otro lado, a partir de ensayosrobustos de reconstitución hematopoyética en ratones inmunodeficientes condicionados, seha encontrado que el surgimiento de los diferentes linajes con respecto al tiempo esconstante, ordenado y en concordancia con las necesidades fisiológicas, donde las primerascategorías celulares en aparecer son la eritroide y megacariocítica, seguida de la de célulasmieloides de la respuesta inmune innata, principalmente de granulocitos, monocitos y célulasdendríticas, células linfoides innatas NK e ILC y, por último, aquellas de la respuesta inmuneadaptativa, los linfocitos T y B.10,11 (Figura 3)


La combinación de ensayos de xenotrasplante humano ratón, el estándar de oro para elestudio del desarrollo hematopoyético, y co-cultivos en monocapas estromales han sido útilespara construir los mapas de diferenciación del sistema inmune.Los primeros estadios de la diferenciación linfoide: decisiones de


linaje y compromiso

Los procesos de diferenciación linfoide comienzan con la transcripción del locus de larecombinasa RAG1, cuyo papel primordial en el sistema inmune adaptativo es larecombinación de los genes V(D)J que codifican para las regiones variables de lasinmunoglobulinas y de los receptores de las células T (TCR).12,13 En el ratón, la poblacióncelular RAG1+ que marca el inicio del programa de desarrollo linfoide es la de los ELP(progenitores linfoides tempranos), la que exhibe un alto potencial de producción de célulasB, T, NK y células dendríticas.14 En el humano, el progenitor linfoide más temprano descrito yposiblemente contraparte del ELP es el MLP (progenitor multilinfoide),9 a partir del cual sediferenciarán los precursores oligopotentes B y NK.Linfopoyesis de células T

El desarrollo de las subpoblaciones de células T se lleva a cabo en el timo, otro órganolinfoide primario. Debido a que este tejido no tiene la capacidad de dar soporte a la auto-renovación de HSC ni producir los progenitores tempranos del linaje T, estos tienen que serimportados directamente de la MO vía circulación sanguínea.15 Interesantemente, son los ELPlos que exhiben las mayores habilidades de colonización del timo, resultado de la expresiónde los receptores CCR7 y CCR9 que responden a las quimiocinas CCL19/21 y CCL25 las queson secretadas por las células del estroma tímico.16 De este modo, los progenitores migrancontinuamente de la MO hacia este órgano tímico, y en su transición son seleccionadosaquellos con la propiedad única de establecimiento por quimiotaxis, fracción a la que sedenomina TSP (en inglés, Thymic Seeding Progenitors) y que se convertirá en ETP (Early T-cell

progenitors), con un característico fenotipo en humanos CD34+CD7+CD44+IL-7R+.17

Estos progenitores dan inicio a la linfopoyesis de células T en el timo, a través de variaspoblaciones en diferenciación progresiva: las células DN (doble negativas), llamadas asíporque no expresan CD4 ni CD8 y comprenden cerca de 5 % de las células tímicas; las célulasDP (doble positivas), que constituyen casi 80 % de la población del timo y expresan tanto CD4como CD8, y finalmente las células que adquieren el compromiso hacia T-CD4 o T-CD8 en unafrecuencia de 10 % y 5 %, respectivamente.14 Se sabe que dentro de la fracción DN existencélulas con potencial de diferenciación para linaje B, NK, mieloide y dendrítico, y que losverdaderos progenitores de células T son escasos. Los programas transcripcionalestempranos en la adquisición de compromiso T requieren la participación de los factores detranscripción Ikaros, E2A, TCF-1, Notch1 y Gata3.14 (Figura 4)


Factores de transcripción que participan en la especificación y compromiso en los programasde diferenciación para cada linaje hematopoyético (A). Los tipos de nichos hematopoyéticos,así como las citocinas y factores de crecimiento necesarios para el mantenimiento yregulación microambiental apropiada a lo largo de la diferenciación celular (B).Al final del proceso, las células CD4+ o CD8+ recién generadas saldrán del timo al encuentrocon su antígeno en condición de linfocitos vírgenes o inmaduros, para, posteriormente,continuar sus funciones en el tejido linfático periférico.Para la formación de células T, el microambiente juega un papel fundamental. Ladependencia de la linfopoyesis de células T intra-tímicas de la interleucina 7 (IL-7) haquedado clara a través de estudios in vitro y de la evidencia clínica mostrada por losindividuos que padecen SCID (inmunodeficiencia combinada grave), cuya afectacióninmunológica es producto de mutaciones en la cadena gamma común que forma parte de losreceptores de IL-2, IL-4, IL-7, IL-9 e IL-15.17 Por otro lado, el estroma medular tímico expresaabundantemente ligandos de Notch, cuya señalización favorece el compromiso hacia el linajeT apagando las otras opciones de diferenciación.15 Adicionalmente, dicho estroma expresauna gran variedad de antígenos propios, por lo que los procesos de selección positiva ynegativa y de tolerancia inmunológica se llevan a cabo también en este órgano.Los modelos animales de los que se extrae el timo en etapas tempranas (atímicos) y aquellosque fueron genéticamente modificados en el gen FOXN1 y fenotípicamente carecen de pelo(ratones desnudos) han sido muy útiles para estudios in vivo debido a la función tímicainhabilitada por esta mutación y a la consecuente carencia de esta línea de defensa.18 Estetipo de ratones inició la revolución de la implementación de modelos inmunodeficientes paraestudios oncológicos y en la medicina del trasplante.Linfopoyesis de células B

A diferencia del desarrollo de células T, la linfopoyesis temprana del linaje B se completa en laMO. El CLP (progenitor linfoide común), que da origen a linfocitos B y NK, proviene de los ELPo de los MLP.13 Fenotípicamente, la expresión de CD19 marca de forma irreversible elcompromiso del linaje B, mientras que los progenitores de las células NK son seleccionados através del receptor de IL-15 y la expresión de CD56.19,20 En el pasado, el estudio de esta rutade diferenciación en el ratón dio mucha luz al conocimiento, especialmente, elfraccionamiento jerárquico y funcional llevado a cabo por Hardy y sus colaboradores.De acuerdo con este, después de los progenitores tempranos, el compartimiento másprimitivo de la MO con compromiso linfoide B fue denominado Fracción A de Hardy, queincluía una población conspicua de precursores pre-proB con potencial único de células B, yuna mezcla de progenitores de células NK y otras células linfoides innatas, así como decélulas dendríticas plasmacitoides.21,22 La transición de las poblaciones murinas pre-proB se


lleva a cabo en condiciones independientes del antígeno, pero críticamente dependientes deIL-7. Sin embargo, en los humanos, esta dependencia parece no ser tan estricta como en lalinfoyesis de ratón, de acuerdo a la observación de que los pacientes con SCID son capacesde producir algunas células B, aunque sean disfuncionales.21 La regulación de las primerasetapas de este linaje lo llevan a cabo factores de transcripción como PU.1, Ikaros, E2A, EBF yPax5, en donde este último, además de un factor de transcripción maestro, también es unrepresor transcripcional muy potente de otros genes linfoides no B y de genes mieloides.23

(Figura 4)Fenotípicamente, los progenitores B y NK residen en la población ProB CD34+CD10+CD19+, yde manera gradual originan a células pre-BI grandes (en proliferación) CD34+CD10+CD19+

pre-BII grandes CD34–CD10+CD19+, pre-BII pequeñas CD34–CD10+CD19+, B inmadurasCD34–CD10+CD19+sIgM+ hasta el estadio de células B maduras CD34–CD10–CD19+

sIgM+sIgD+.24 Las células B vírgenes viajan a través de la circulación hacia los ganglioslinfáticos y tras su encuentro con el antígeno y la consecuente señalización a través del BCR,maduran y forman los centros germinales en favor de la amplificación clonal.Diferenciación de las células linfoides innatas

Recientemente, las CLI han sido las más descritas dentro del linaje linfoide y provienen de unprecursor común, que cumple características del CLP y se caracteriza por la expresión de laproteína Id2. Estas células se han clasificado en tres subtipos:ILC1: corresponden en general a la población de células NK.1.

ILC2: son células cooperadoras y productoras de2.

ILC3: tienen la capacidad de remodelar tejidos infectados y producir citocinas.253.El inicio de la diferenciación se da en la MO, en donde el compromiso hacia el linaje NK esmarcado en los precursores CD34+CD56+ por las señales de IL-15. La actividad transcripcionalde E4bp4 es esencial a todo lo largo de la diferenciación de este linaje, por su parte, el Id2reprime transcripcionalmente la manifestación de linajes alternos. (Figura 4)La ontogenia de las poblaciones ILC2 e ILC3 sigue siendo materia de intensa investigación,pero se conoce que Notch, RORa y Gata3 son de relevancia para la generación de ILC2,mientras que el factor de transcripción RORgt dirige la producción de ILC3.22,26 (Figura 4)Las funciones de las ILC2 parecen tener cierta analogía a las células T cooperadoras, pero enla contraparte de inmunidad innata. Estas producen IL-5, IL-9 e IL-13 y su papel ha sido mejordescrito en la respuesta contra filarias y otros parásitos multicelulares. Por su parte, las ILC3producen IL-17, IL-22 e INF-g y participan en la reparación de la barrera intestinal y contra


tumores.25

Las células dendríticas en contexto

Las células dendríticas pueden derivar de los linajes linfoide o mieloide, aunque la frecuenciade estas últimas es mayor. Los recientes estudios de seguimiento poblacional, a través decódigo de barras molecular, han sugerido la clasificación de las células dendríticas como unlinaje independiente, aunque aún es incierto si su segregación en el mapa jerárquico se da enparalelo con la linfopoyesis o la mieloipoyesis.9 Las PDC CD123+ (células dendríticasplasmacitoides) se derivan principalmente de los ELP, y defectos en la señalización de IL-7han confirmado el pasado linfoide de esta población, en la cual las señales por Flt3 y STAT3son cruciales.17 (Figura 4)En contraste, a las CDC (células dendríticas convencionales) CD11c+ se les atribuye un origenmieloide, ya que su progenitor directo depende de señales de Flt3, c-kit y M-CSF (en inglés,Macrophage colony-stimulating factor). Otra categoría descrita en ratón es la de IKDC (eninglés, Interferon killer dendritic cell), cuyas funciones son parecidas a las clásicas de las NK,pero intensificadas en la capacidad de reconocimiento de células tumorales, lo que lasconvierten en efectores potenciales de terapia antitumoral. Desafortunadamente, suhomólogo en el humano aún se encuentra en investigación.27

Desarrollo del linaje mieloide

La formación de las células encargadas de la fagocitosis y primera línea de defensa mieloidese lleva a cabo en la MO con el inicio del programa mieloide en los MPP, que posteriormentedan origen a progenitores eritroides-megacariocíticos y a los CFU-GM (unidades formadorasde granulo-monocíticos).28 En el progreso de la ruta de diferenciación, se derivan las CFU-M(unidades formadoras de colonias monocíticas), precursoras de monoblastos, promonocitos ymonocitos que madurarán a macrófagos en sus tejidos de residencia. En paralelo, sesegregan las CFU-M , que en línea con la maduración granulocítica transitarán a través depoblaciones de mieloblastos, promielocitos, mielocitos y metamielocitos, hasta granulocitosmaduros.29 Dentro de los reguladores de la biología de estos progenitores están el GM-CSF(factor estimulante de colonias de granulocitos y monocitos), el G-CSF (factor estimulante decolonias de granulocitos), el M-CSF (factor estimulante de colonias de monocitos), IL-3, IL-6,SCF y Flt3-L.29

Microambiente hematopoyético y nichos de diferenciación

La suma de las características físicas y metabólicas que aportan las células que dan soporte ala hematopoyesis a lo largo de la vida en la MO es a lo que denominamos microambiente


hematopoyético, es decir, el bien logrado microscópico ecosistema, cuyo fin es concertartodos los eventos de proliferación, diferenciación y quiescencia o dormancia necesarios paramantener una arquitectura perfecta y perpetuar la homeostasis del sistema.2

La interdependencia total de las HSC y los progenitores con su microambiente ha sidocomprobada tras varios intentos frustrados de preservar la propiedad de auto-renovaciónseminal ex vivo y a través de experimentos de mantenimiento y diferenciación a largo plazoen co-cultivos con monocapas de células estromales de MO.30 Además, los modelos de ratónhan sido poderosamente útiles, tanto para el conocimiento de la ontogenia del sistemainmune del humano, como en el estudio de los nichos hematopoyéticos donde estas célulasse originan. El estándar de oro en la investigación de la hematopoyesis normal y maligna esel xenotrasplante en cepas de ratones inmunodeficientes, en donde la derivación dehematopoyesis humana a partir de HSC y progenitores indica que el microambiente murinocomparte características estructurales y moleculares con la MO humana.31

Los componentes del estroma medular que hasta la fecha se han identificado son las célulasperivasculares de origen mesenquimal, células endoteliales, osteoblastos, nervios simpáticos,así como los osteoclastos que son los macrófagos residentes de la MO.32‑34 En conjunto,otorgan un soporte físico, mecánico y metabólico que permite la producción de factores decrecimiento, citocinas, gradientes de iones y otros metabolitos, así como mantener zonas dehipoxia, todas ellas relevantes para una hematopoyesis estable. Por lo menos, son cuatro lasfunciones que el nicho hematopoyético ejerce sobre las HSC: retención, promoción de estadosde quiescencia, control de la proliferación y expansión celular y regulación de los procesos dediferenciación.34 De crucial importancia para la medicina, los nichos hematopoyéticos en laMO también sufren remodelaciones con el envejecimiento y en condiciones de malignidad. Enpersonas adultas, la elevada adipogénesis se asocia a un fenotipo represor de la linfopoyesise incrementada actividad mieloide, mientras que durante la infancia la linfopoyesis esfavorecida.35

La identidad del nicho linfoideLos experimentos seminales para el descubrimiento de los nichos que permiten el desarrollode células linfoides han sido realizados en ratones reporteros y genéticamente modificados.Los ratones deficientes en la producción de IL-7 carecen de todas las células del sistemalinfoide, por lo que este es uno de los factores linfopoyéticos clave. Como se mencionóanteriormente, en el humano esto no ha sido claro para el desarrollo de células B debido aque los individuos SCID pueden generar algunos linfocitos B.36

En etapas previas a la expresión del receptor de IL-7, existe otra molécula que regula eldesarrollo linfoide, que fue definido inicialmente como SDF-1 (factor derivado de estroma 1) yposteriormente identificado como la quimiocina CXCL12, que, principalmente, estimulaba la


proliferación de linfocitos B.32 De forma reiterada, los modelos experimentales han permitidoseñalar que el CXCL12 es expresado por osteoblastos que forman el nicho linfoide mástemprano del que se tiene conocimiento, ya que la interrupción genética de esta quimiocinaproduce un decremento en los CLP pero no del HSC o de los progenitores mieloides.37

La expresión funcional de CXCR4 (el receptor de CXCL12) es esencial para la produccióneficiente de linfocitos B, NK y pDC además de ser indispensable para el mantenimiento deHSC en el nicho,38 por lo que su interrupción es detrimental para la linfopoyesis. El ratónreportero de CXCL12 ha evidenciado a las células reticulares como la mayor fuente de estaquimiocina en la MO, por lo que fueron denominadas células CAR (en inglés, CXCL12-

abundant reticular cells).39 Las investigaciones más recientes señalan que IL-7 y SCF tambiénson producidas abundantemente por poblaciones de CAR, lo que las coloca como el principalnicho linfoide.40 (Figura 5)


Diversas poblaciones no hematopoyéticas rigen la homeostasis del desarrollo inmuno-hematopoyético a lo largo de la vida, fundamentada en la alta organización celular de lamédula ósea y la función reguladora de nichos especializados con baja tensión de oxígeno. Elnicho endosteal se conforma primordialmente por células osteoblásticas ubicadas en elendosteo, en constante convivencia con osteoclastos que remodelan el hueso, en tanto lascélulas endoteliales que recubren los sinusoides y otras vénulas que irrigan a este órgano dansoporte al nicho endotelial y las poblaciones especializadas de células mesenquimales comolas CAR constituyen el nicho perivascular y reticular. El microambiente es un continuumcelular que provee a las células en formación los factores de crecimiento y citocinasnecesarias para su diferenciación, mantenimiento y proliferación.Hasta la fecha, se desconoce si las células de memoria coexisten en los mismos nichos quesus progenitores, pero se postula que se sostienen por poblaciones de célulasmesenquimales. De gran interés, las células mesenquimales han sido investigadas por suspropiedades inmunoreguladoras, ya que son altamente productoras de IL10, lo que favorecela formación de subpoblaciones reguladoras. Hasta el momento se desconoce su papel en eldesarrollo de los componentes celulares de inmunovigilancia, pero fuertes evidenciasderivadas del estudio de neoplasias hematológicas malignas sugieren su participacióninhibitoria o activadora de fenotipos inmunosupresores en la MO, lo que potencialmentetendría valor en la dinámica de crecimiento tumoral y vigilancia inmunológica.Nichos mieloidesAdemás de estar constituido por poblaciones de vida relativamente corta y alto recambio, elsistema mieloide parece ser más flexible que el linfoide en términos de necesidadesmicroambientales, aunque el aporte de SCF, Flt3-L, CXCL12 se encuentra ampliamentedistribuido entre los diferentes nichos físicos.41 El análisis de los elementos solublesproducidos en los estromas derivados de MO en humanos señala la elevada producción defactores mieloides como GM-CSF, G-CSF, M-SCF, IL3 e IL6, entre otros. (Figura 5)Posiblemente la vasta producción de los elementos microambientales que regulan lamielopoyesis está en correlación con su participación fisiológica en la respuesta inmuneinnata.Inmuno hematopoyesis emergente

Desde su origen, las HSC y los progenitores tempranos son provistos de un gran repertorio dePRR (receptores de reconocimiento de patrones), de los cuales los primeros en ser estudiadosfueron los TLR (receptores tipo Toll).42 En situaciones de insulto generadas por la exposicióncelular a patrones moleculares asociados a patógenos o a daño tisular (PAMPs y DAMPs,respectivamente), las poblaciones seminales en la MO pueden recibir señales liberadas porestas moléculas a través de sus receptores específicos. En contraste a la activación defunciones efectoras del sistema inmune innato desencadenada por la vía de TLR-MyD88, elefecto neto final de su señalización en células indiferenciadas es la redirección de las


decisiones de linaje a favor del desarrollo de células innatas, mieloides y NK, que ayuden a laeliminación del agente o bien a la reparación del daño.Por ejemplo, el estímulo del compartimiento HSC y CMP a través de TLR4 promueve la intensaproducción de células mieloides, en tanto la exposición del compartimiento ELP y CLP aligandos de TLR9 bloquea la producción del linaje B y promueve la diferenciación de célulasNK y células dendríticas.43

Estos hallazgos han mostrado una nueva perspectiva del reconocimiento inmunológico deagentes extraños y de las respuestas más tempranas en beneficio de la producciónincrementada de elementos del sistema innato. Por tanto, para comprender la patobiología depadecimientos sistémicos crónicos que generan fenómenos proinflamatorios, seráindispensable incluir la inmuno hematopoyesis de emergencia que puede modificar lainmunidad desde el nivel central de la hematopoyesis.Diferenciación maligna de las células del sistema inmune

El conjunto de enfermedades del sistema hematopoyético de mayor importancia clínica yepidemiológica en todo el mundo son las neoplasias malignas, particularmente las leucemiasagudas. Dentro de la MO, la proliferación descontrolada y la imposibilidad de una correctadiferenciación en poblaciones precursoras da lugar a estas patologías, en las cuales losprecursores leucémicos aprovechan los nichos hematopoyéticos normales y desplazanpaulatinamente a los progenitores sanos para instalar el tumor y remodelar el microambientea su favor.44,45 Los signos y síntomas de los individuos con leucemia se conforman por distintos cuadros que resultan de pancitopenia severa, problemas hemostáticos e infeccionesrecurrentes debido a la carente formación de los elementos celulares que lleven a cabo estasfunciones. Tanto los linajes linfoides como mieloides pueden verse afectados por lastransformaciones malignas, en la edad pediátrica prevalentemente por la leucemialinfoblástica aguda, mientras que en la población adulta por la alta recurrencia de leucemiasmieloides.7 (Figura 6)


La identidad de poblaciones de precursores malignos puede establecerse por citometría deflujo con tinciones de anticuerpos contra antígenos de superficie celular conjugados afluorocromos. En las leucemias linfoblásticas, prevalece la acumulación y alta frecuencia deprecursores linfoides de linaje B en la médula ósea del paciente (panel superior), mientrasque en las leucemias mieloides se afecta la vía de diferenciación de dicho linaje (panelinferior).El diagnóstico integral de las neoplasias hematológicas incluye el estudio de translocaciones,citogenética, morfología, histoquímica y citometría de flujo multiparamétrica, que ademáspermiten la estratificación de grupos de riesgo para un tratamiento óptimo y control de laenfermedad. Basado en su heterogeneidad molecular, biológica y clínica, las leucemias sonaltamente complejas, por lo que su investigación y tratamiento deben ser integrales. A pesardel éxito de los diferentes esquemas terapéuticos actuales, la creciente casuística de recaídas


tempranas acompañadas de resistencia al tratamiento y la infiltración a órganosextramedulares, como el sistema nervioso central o gónadas y desenlace fatal, han hechoprioritario el estudio de las células iniciadoras o fundadoras de la leucemia, así como lainstalación de programas sistemáticos de detección temprana en países y grupos de mayorprevalencia y riesgo.46,47

El trasplante de células hematopoyéticas y la reconstitución inmunológica en el individuooncológico es una alternativa para los grupos de pronóstico desfavorable. Indudablemente, laconsideración del microambiente hematopoyético y de novedosas poblaciones reguladoras ysupresoras del sistema inmune será de crucial importancia en la conducción de estosprotocolos, así como para la investigación de índices inmunológicos que contribuyan a lareconstitución inmunológica.La onco-hematología es, sin duda, el área de la práctica médica que más se ha beneficiado delas técnicas de análisis celular y constituye uno de los mejores ejemplos del traslado oportunoy rápido de los conocimientos básicos a la práctica clínica. El entendimiento de losmecanismos normales de la hematopoyesis ha permitido comprender también los desvíosque condicionan la leucemogénesis y, en algunos casos, ha resultado en variantesterapéuticas que hubiesen parecido inconcebibles. Tal es el caso del empleo del ácido holo-trans-retinoico en el tratamiento de la variante promielocítica de la leucemia mieloide, en laque una traslocación recíproca t (15;17) tiene como resultado la formación del gen híbridoPML-RARa responsable de la interrupción del progreso de la maduración del linaje mieloidepor resistencia al ácido retinoico.Sin duda, en el futuro a mediano plazo, se estarán diseñando pruebas de diagnóstico muysensibles y específicas, así como formas exitosas de terapias farmacológicas obiotecnológicas con fundamento en el conocimiento cada vez más preciso de los mecanismosde la hematopoyesis.Conclusiones

El sistema inmune se deriva de las células troncales hematopoyéticas a partir de un procesobiológicamente jerárquico y altamente regulado denominado hematopoyesis. Ladiferenciación y desarrollo de los linajes linfoide y mieloide que constituyen las líneas dedefensa inmunológica se lleva a cabo en nichos altamente especializados en la médula ósea yson dependientes de las señales microambientales generadas por células estromalesresidentes. En condiciones de emergencia, verbi gratia, durante una infección, proceso pro-inflamatorio o escenarios de malignidad, el sistema inmuno-hematopoyético responde desdelas etapas más tempranas de diferenciación, produciendo de forma extraordinaria células delsistema inmune innato. Los nuevos retos en el ámbito de la ontogenia de la inmunidadincluyen la identificación clonal de precursores de poblaciones reguladoras y la explotación desu plasticidad para el robustecimiento de linajes y nichos especializados en beneficio laMedicina Moderna de Precisión.


Agradecimientos

Los proyectos realizados en el Laboratorio de Oncoinmunología del CIBIOR reciben el apoyode la Coordinación de Investigación en Salud del IMSS (Instituto Mexicano del Seguro Social) yCONACYT (Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología).

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