immunologia Flashcards
definició d’immunitat
estat de resistència o protecció contra malalties infeccioses i no infeccioses. Ve del llatí “immunis”, que vol dir exempt.
definició d’immunologia
ciència que estudia els mecanismes moleculars i cel·lulars implicats en la defensa de l’organisme contra agressions externes (micoorganismes patògens p.ex) o internes (p. ex càncer)
definició de sistema immunitari
conjunt de teixits, cèl·lules i molècules que ens donen la resistència enfront agressions (sistema d’homeostasi general de l’individu que vetlla per la seva integritat). Disseminat però tot reunit=tamany del cervell
definició d’antígen
qualsevol substància reconeguda específicament pel sistema immunitari mitjançant receptors específics d’antígens
funcions/importància del sistema immunitari
- defensa contra infeccions (deficiència augmenta la susceptibilitat de patir infeccions com SIDA, vacunació estimula el sistema immunitari protegint-nos)
- defensa contra tumors (immunoteràpia del càncer)
- rebuig d’empelts de teixits i proteïnes exògenes (barrera per als transplantaments i les teràpies biològiques i gèniques)
- font d’eines altament específiques per detectar qualsevol classe de molècula (com antisèrums poli o monoclonals) (utilització en assaigs diagnòstics del lab com test d’embaràs i a la recerca biomèdica i en teràpies biològiques).
premi nobel 1901, E von Behring
antitoxines en el sèrum
premi nobel 1905, R. Koch
immunitat cel·lular/tuberculosi
PN 1908, E. Metchnikoff i P. Ehrlich
fagocitosi i immunitat cel·lular/antitoxines i immunitat humoral
PN 1913 C. Richet
anafilaxi
PN 1930 K. LANDSTEINER
grups sanguinis
PN 1919 J. BORDET
bacteriolisi pel complement
PN 1951 M. THEILER
vacuna febre groga
PN 1960 F.M. BURNET I P. MEDAWAR
Selecció clonal i tolerància adquirida
PN 1972 R.R. PORTER I G.M. EDELMAN
estructura química dels anticossos
PN 1977 R.R. YALOW
RADIOIMMUNOASSAIG
PN 1980 G. SNELL, J.DAUSSET I B.BENACERRAF
complex major d’histocompatibilitat
PN 1984 C. MILSTEIN, G.KÖHLER I N.JERNE
anticossos monoclonals i teoria de regulació idiotípica
PN 1987 S. TONEGAWA
reordenament dels gens d’immunoglobulines
PN 1990 E.D. THOMAS I J.E. MURRAY
immunologia del transplantament
PN 1996 P.C. DOHERTY I R.M. ZINKERNAGEL
restricció MHC de la resposta dels LT
PN 2002 S. BRENER, R. HORVITZ I J. SULSTON
control genètic de la mort cel·lular programada (apoptosi)
PN 2008 F. BARRÉ-SINOUSSI I L.MONTAINGNIER
descobriment virus de l’immunodeficiència humana, VIH
PN 2011 R. STEINMAN, J. HOFFMANN I B. BEUTLER
cèl·lules dendrítiques, immunitat innata, toll-like receptors
PN 2018 J.P. ALLISON, T. HONJO
immunoteràpia del càncer amb anti-CTL1-4 i anti-PD-1
efectivitat vacunació: Edward Jenner 1796
va sistematitzar la vacunació a partir de mostres de pústules bovines, 1r pacient=James Phipps. Vacuna realment inventada per xinesos-> “allò que mata, salva”.
Francisco Balmis 1806
va aconseguir que tothom es vacunés de la verola, erradicació verola 1979
Erradicació de malalties USA
2004, 0 casos de diftèria i polio i reducció amb molta eficàcia de les altres (sarampió, parotiditis, tosferina, rubeola, tetanus, grip B, hepatitis B la pitjor)
evolució i immunitat
sistema immunitari actual és el fruit de mutacions espontànies-> avantatges contra patògens-> selecció dels sistemes immunitaris més adaptats. S.I. actual és el resultat de la coevolució dels patògens amb els humans en funció del tipus (virus, bacteris…), habitat i via d’entrada.
tipus d’immunitat: immunitat innata (introducció)
ràpida (min, h)
no té memòria ni canvia amb el temps
inespecífica
a tots els animals i plantes
la + antiga filogenèticament
PRIMERA LÍNEA DE CONTACTA, PROTECCIÓ INICIAL SENSE NECESSITAT DE CONTACTE PREVI AMB L’AG
tipus d’immunitat: immunitat adquirida (introducció)
lenta (dies)
millora qualitativa i quantitativament amb contactes successius amb l’Ag
específica
només en vertebrats mandibulats (limfòcits disseminats i ac), mamífers i ocells tb tenim ganglis limfàtics.
relació resposta innata-adquirida
la resposta innata (p.ex fagòcits) activa la resposta adquirida a través d’un feedback positiu i després l’immunitat adaptativa (LT o LB) potencien les respotes innates.
elements de la immunitat innata
-barreres fisicoquímiques
-cels fagocítiques: macrofags, granulòcits i dendrítiques mieloides
-cels citotòxiques (limfòcits NK)
-mastòcits i eosinòfils
-sistema complement
-sistema de coagulació
-citocines com IFN alfa
-quimiocines IL-8
-proteïnes de fase aguda
-pèptids antimicrobians
-enzims proteolítics
elements de la immunitat adquirida
-limfòcits B->anticossos
-limfòcits T->citocines i citotoxicitat
-cels presentadores d’antigen (APC)
immunitat en organismes invertebrats
protozous, esponges, anèlids i artròpodes. tenen només fagòcits (anèlids tb limfòcits NK).
immunitat en organismes vertebrats
elasmobranquis, teleosteos, anfibios, reptiles, pàjaros y mamíferos.
tenen fagòcits, limfòcits NK, LB i LT i anticossos.
A més, ocells i mamífers tenen ganglis limfàtics.
Cada espècie presenta diferents anticossos.
elasmobranquis (IgM), teleosteos(IgM), anfibios(2 o 3 classes), reptiles(3), pàjaros(3) y mamíferos(7 o 8).
resposta immunitaria=inflamació
agressió externa/interna -> activació sistema innat (complement, mastòcits, macròfags) -> inflamació (alliberació al medi d’amines vasoactives, citocines, quimiocines…)-> vasodilatació, augment permeabilitat capilar i augment molècules d’adhesió de l’endoteli -> migració dels leucòcits a la zona de la lesió, extravasació de proteïnes sèriques (complement, anticossos) ACTIVACIÓ SISTEMA ADAPTATIU
immunopatologia: excés de funció
reaccións d’hipersensibilitat (al·lèrgia)
immunopatologia: defecte de funció
immunodeficiències (faciliten l’aparició d’infeccions, càncer) i autoimmunes (manca de mediadors que eviten que s’activi la resposta immunitaria, tot hi hacer una sobreactivació del sistema immunitari)
tipus de components de la immunitat innata
Ø Cel·lulars: Són les barreres epitelials, els endotelis, cels fagocítiques (neutròfils, macròfags i cels dendrítiques mieloides), els limfòcits NK (natural killer) i els mastòcits.
Ø Humorals: Sistema del complement, sistema de coagulació, citocines, quimiocines, proteïnes de fase aguda, enzims proteolítics i pèptids antimicrobians.
Cel1. Barreres cutani-mucoses
IMMUNITAT INNATA
Primera protecció contra els patògens, suposen una barrera física que ofereix resistència mecànica gràcies a les unions cel·lulars entre les cels epitelials. No només estem parlant de la pell sino també de les membranes mucoses (epiteli intestinal, respiratori…).
intervenen en la immunitat de forma passiva perquè:
Ø No deixen passar els antigens per les unions oclusives entre les cels i els cilis que moltes presenten
(defensa física).
Ø Moltes vegades existeix un flux d’aire, fluid o mucus a la part apical de l’epiteli que dificulta que els patogens puguin entrar a l’interior de l’organisme (defensa física).
Ø Síntesi de forma normal de lisozima (saliva, suor, llàgrimes), pepsina (estómac) i pH baix (estómac) que dificulta la supervivència dels patògens (defensa tipus químic). La temperatura de l’interior del cos també dificulta la supervivència de patògens i més encara durant la febre.
Tot i així no podem dir que el seu rol sigui passiu perquè quan entren en contacte amb patògens adapten un paper molt actiu i sintetitzen components que intervenen en defensa de tipus químic. Són:
Ø Citocines inflamatòries: Com són els interferons tipus I (IFNa, IFNb), les interleucines IL-1 o IL-6, el factor de necrosi tumoral a (TNFa)…
Ø Quimiocines: Atrauen els leucòcits al punt on es sintetitzen perquè s’expandeixen des d’allà en forma de gradient que atreu limfòcits… Un exemple és IL-8.
Ø Pèptids antimicrobians: Destaquem les defensines, les catelicidines i les criptidines.
al voltant dels epitelis trobem cels que intervenen en la immunitat innata, com:
IMMUNITAT INNATA
Ø Limfòcits intraepitelials de tipus innat: Es troben entre les cels epitelials i són limfòcits natural killer
(NKT), Tgd o els innate lymphoid cells (ILC).
Ø Flora microbiana: Ocupa espai sobre l’epiteli i absorbeix nutrients. Això suposa una competició contra els patògens que intenten unir-se, dificultant el seu creixement i unió a l’epiteli. Aquesta flora també és capaç de produir pèptids antimicrobians i per tant també intervé en la defensa de tipus químic. Per tant, la fora forma part del sistema immunològic innat i és important preservar-la.
NOTA: Durant el tractament amb antibiòtics es produeix la mort de gran part de la flora microbiana i això pot afavorir l’aparició d’infeccions. És típic en aquest cas l’aparició d’un bacteri anomenat Clostridium difficile que causa diarrea i destrueix els enteròcits, de manera que els neutròfils, eritròcits… passaran a l’intestí, tal i com apareix a la foto.
Cel2. Fagòcits:
IMMUNITAT INNATA
E.Metchnikoff al 1908 el Premi Nobel pel seu descobriment. La seva funció és endocitar i així destruir microorganismes i agents estranys, en aquest cas de forma inespecífica. Tenim dos tipus de cels fagocítiques:
* Granulòcits polimorfonuclears neutròfils: Només els neutròfils, la resta de granulòcits (eosinòfils i basòfils) no intervenen en aquest tipus de defensa.
* Macròfags (són monòcits diferenciats), monòcits i cels dendrítiques immadures
Quan endociten un patogen secreten interleucines i altres pèptids que intervenen en defensa química
(citocines).
Cel3. Natural Killers:
IMMUNITAT INNATA
limfòcits grans granulars/LGL, com cèl·lula citocida o com NK.
Es tracta d’un tipus de limfòcit que participa en la resposta innata. Tenen grànuls en el seu citoplasma de subs citotòxiques que quan s’alliberen destrueixen cels estranyes, sigui perquè estiguin infectades, malignitzades o perquè pertanyin a un altre individu. Tractarem aquest tipus cel·lular en detall a una altra classe.
Cel4. Mastòcits
IMMUNITATA INNATA
cels cebades. S’assemblen als basòfils i també tenen un origen mieloide, però tenen un origen independent al dels granulòcits (basòfils, eosinòfils i neutròfils).
Són les cels per excel·lència de la inflamació, perquè estan “cebades” de grànuls plens de subs que alliberen quan són activats. Trobem que alliberen 3 tipus de subs:
Ø Vasoactives: com histamina, heparina, serotonina
Ø Mediadors de la inflamació: com prostaglandines i citocines Ø Quimiocines
Hum1. Sistema complement:
IMMUNITAT INNATA
La seva funció és activar-se vers la presència d’un patogen. En aquest moment destrueix per lisi els patògens de forma directa, i a continuació allibera fragments proteics (propis) que és el que es coneix com a complement.
Aquest complement permet l’opsonització, procés que es basa en cobrir les superfícies del patogen per tal de facilitar la seva fagocitació.
Alguns d’aquests fragments proteics també tenen funció de quimiotaxis (atreuen cels fagocítiques), i s’anomenen anafilotoxines.
Treballarem aquest sistema més endavant.
Hum2: Sistema coagulació:
IMMUNITAT INNATA
Hum3. Citocines i quimiocines:
IMMUNITAT INNATA
Glicoproteïnes que gràcies a la seva petita mida poden difondre fàcilment i allunyar-se del punt en què es sintetitzen per tal d’activar la resposta immunitària adaptativa. Com hem vist poden ser sintetitzades per diferents tipus cel·lulars.
Les quimiocines generen un gradient que permet la migració de neutròfils per atracció cap a la zona del patògen. Són exemples l’IL-8 i el MCP-1.
D’altra banda les citocines promouen diferents funcions:
Ø Activació de la inflamació i promoure síntesi de proteïnes de fase aguda (IL-1, IL-6, TNFa)
Ø Diferenciació de les cels de la resposta adaptativa (IL-12, IL-18)
Ø Activació de la medul·la òssia per a formar noves cels immunitàries i sanguínies (G-CSF, M-CSF…) Ø Inhibició de la inflamació per evitar danys excessius (són l’IL10 i el TGFb)
Hum4. Proteïnes o reactants de fase aguda:
IMMUNITAT INNATA
Són proteïnes que es sintetitzen en els hepatòcits i en estat normal són indetectables, però la seva concentració en sang augmenta a vegades exponencialment de forma ràpida (hores màxim, 6-48h) davant la presència de patògens per la senyalització conjunta de IL-6, IL-1 i TNFa. Les seves funcions poden ser:
Ø Funció microbiostàtica (aturen creixement patogen) i/o microbicida (maten el patogen). Un exemple de subst microbicida és la fosfolipasa A2.
Ø Protecció de l’organisme durant la inflamació: a1-antitripsina inhibeix les proteases. (dèficit->mucoviscidosis) La seva manca s’ha relacionat amb fibrosi quística, i aquesta falta provoca danys irreparables en l’arbre bronquial durant la inflamació. La ceruloplasmina és un altre exemple, antioxidant.
Ø Components del complement: factor B, C3, C5 (convertases, degraden C3 i C5 en fragments opsonitzants).
Ø Pèptids que participen en l’activació del component i promouen fagocitosi
Ø Factors de coagulació: com són el fibrinogen, la protrombina i el plasminogen. Participen en el sistema de coagulació.
Especialització a l’immunitat innata:
Les respostes del sistema innat no seran iguals en funció de si estem actuant contra un virus, un bacteri o un virus, tot i que recordem que NO són respostes específiques. Aquesta especialització s’explica per la coevolució i la selecció dels individus amb millor sistema immunitari. Així:
Ø El complement és especialment eficaç contra bacteris, perquè afavoreixen la seva fagocitosi per opsonització.
Ø Les cels NK (interferons alfa i beta) són especialment eficaces contra virus, perquè eliminen les cels infectades.
Ø Eosinofils, basòfils i mastòcits sobretot paràsits.
Reconeixement a la immunitat innata:
Es deu gràcies a receptors que s’anomenen PRR (patern-recognition receptors). Estan codificats a la línia germinal i són gens que sempre estan actius. No són gens polimòrfics, de manera que tothom té els mateixos gens PRR.
Tenen una expressió no clonal, el que vol dir que són compartits per diferents cels del mateix tipus. Això vol dir que tots els macròfags tenen els mateixos PRR, mentre que si es tractés d’una expressió clonal, cada macròfag tindria un PRR específic. Es troben a dos llocs:
Ø Superfície cèl·lules: Permeten reconèixer de forma inespecífica patògens.
Ø Proteïnes solubles circulants: També poden actuar com a receptors unint-se als patògens.
Aquests receptors reconeixeran PAMPs (pathogen-associated molecular paterns), que són estructures dels microorganismes molt conservades i per tant presents a microorganismes diferents.
Són vitals per aquests patògens, de manera que la seva falta o alteració provoca que el patogen no sigui viable o molt menys virulent. És important que els PAMPs no es troben en les cels humanes, i per tant aquesta diana permet atacar microorganismes exclusivament. Per tant, molt difícilment els PRR participaran en respostes autoimmunes.
Cal destacar que existeix un altre concepte més general, les MAMPs (microorganism-associated molecular patern) que fa referència a la mateixa idea però no només referint-se a aquestes estructures dels patògens sinó també d’altres microorganismes no patogènics com la flora.
Exemples de PAMP’s: lipopolisacàrids dels bacteris gram negatiu, peptidglicà i àcid lipoteicoic dels gram positiu, manans i betaglicans dels fongs, RNA víric dels virus i quitines de la cutícula als paràsits.
Avui dia sabem que els PRRs a més de detectar PAMPs o MAPs poden detectar molècules pròpies que s’alliberen davant de danys al propi organisme, que s’anomenen DAMPs. Aquestes són indicadors d’estrès i dany tissular.
Tant quan s’uneixen a MAPs com quan s’uneixen a DAMPs, els PRR iniciaran una resposta inflamatòria.
exemple de reconeixement a la immunitat innata
La manosa i el N-acetilglucosamina són dos monosacàrids que es troben a la superfície de molts bacteris de forma molt abundant, i per tant es poden considerar PAMPs. També els trobem a cels humanes, però en molta menys proporció i amb diferent orientació.
Tenim RPPs que detecten aquest PAMP distribuïts de forma no clonal a totes les cels d’un mateix llinatge, com bé podrien ser els macròfags.
Un RPP que reconeix tots dos PAMPs és el MBL (mannose binding lectin), que es fixa a aquests monosacàrids i en fer-ho activa el sistema del complement, que facilitarà la opsonització i inactivació del patogen i per tant la seva fagocitosi.
Com trobem molta menys manosa i N-acetilglucosamina a cels humanes i la que hi ha té una orientació diferent, és molt poc probable que el MBL s’activi en front cels humanes, mentre que sí que ho farà molt eficaçment davant d’aquests bacteris.
per què està mediada la immunitat adquirida/adaptativa
Està mediada per dos tipus de cels, els limfòcits T i B, que tenen receptors clonotípics, que vol dir que només es troba a un limfòcit i a la seva descendència (clona).
Són a més receptors específics per a un Ag. Aquests receptors són molt polimòrfics, de manera que són molt diferents de persona a persona, i entre cels, i no estan disponibles des de l’inici de la vida, sinó que s’han de generar per recombinació somàtica de diversos gens, mecanismes que només es poden donar als limfs.