Estructura básica de los anticuerpos

A continuación una explicación breve de los principales tópicos de la estructura de los anticuerpos. Este es un tema más extenso, la versión completa del resumen puede descargarse de manera gratuita haciendo click aquí. (116 KB)

Estructura de los anticuerpos.
CP = cadena pesada y el número indica el dominio.

Los anticuerpos son glicoproteínas secretadas por las células linfocitos B activos. La activación del linfocito B se da gracias a la interacción con un antígeno. Un antígeno se define como aquella sustancia capaz de ser reconocida por un anticuerpo. Todas estas definiciones son necesarias a la hora de estudiar al anticuerpo en sí, también es necesario saber que en este caso inmunoglobulina y anticuerpo son sinónimos.

La estructura de los anticuerpos está basado en la cadena peptídica, una secuencia de aminoácidos sucedidos uno tras otro y unidos por sus funciones amino y carboxilo. Esta gran cadena posee distintos niveles de organización: primario, secundario, terciario e incluso cuaternario.

Los anticuerpos están formados por dos subunidades, las cuales a su vez están compuestas por otras dos subunidades, una cadena liviana y una cadena pesada. Ambas cadenas se subdividen en una región constante y en una región variable. Esta última es la responsable de la unión del anticuerpo con el antígeno mientras que la región constante puede tener distintas funciones dependiendo del dominio. Existen distintos tipos de cadenas pesadas (mu, epsilon, alfa, gamma, delta) y distintos tipos de cadenas livianas (kappa y lambda), los cuales se encuentran determinados por la secuencia de aminoácidos de las regiones constantes.

Se ha podido determinar dos zonas dentro de las inmunoglobulinas, ambas generadas a base de experimentos  con enzimas. Un primer fragmento es el fragmento Fab (que puede unirse a los antígenos) y un segundo fragmento es el Fc (que no puede unirse a los antígenos pero sí puede servir como ligando de  receptores Fc)

Además, dentro de la región variable existen zonas más variables y regiones más conservadoras. Las primeras se denominan CDR y son 3, CDR1 , CDR 2, CDR 3. Esta última es la más variable. Se recomienda la lectura del resumen completo:

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Receptores celulares y señalización

Los receptores son moléculas cuya función es la de reconocer y ser capaces de unirse a moléculas que provienen del exterior celular con el fin de generar una señalización interna y finalmente una respuesta (efecto). Por lo general, los receptores tienen una naturaleza glucoproteica.

En este artículo solo nos limitaremos a mencionar los principales aspectos del mismo, para profundizar el tema se recomienda leer el Resumen de Receptores Celulares descargándolo aquí (170.5 KB).

Los receptores se clasifican en:

• Receptores de membrana
• Receptores intracelulares

Dentro de los receptores de membrana, se encuentran otros dos subgrupos. Los receptores de Tipo I y los receptores de Tipo II. Los primeros, al ser activados por la unión a su ligando, generan una segunda molécula que se desplaza hacia el interior de la célula y hace las veces de segundo mensajero. Será este segundo mensajero el encargado de producir el efecto. Mientras que en los receptores de Tipo II, no se produce segundo mensajero y su acción está determinada por la internalización (el receptor con su ligando se introducen en el compartimiento citoplasmático con el fin de desarrollar un efecto).

Dentro de los receptores de tipo II, encontramos otras subclasificaciones. Receptores metabotrópicos y Receptores Ionóforos. Los primeros se subdividen en receptores con actividad enzimática intrínseca y receptores asociados a proteína G.

Por último, los receptores intracelulares pueden localizarse tanto en el citoplasma como en el núcleo. Se clasifican según los dominios A/B que posee su estructura (leer en el resumen). Realizan acciones de regulación génica pudiendo estimular la síntesis proteica o interactuando con proteínas encargadas de dicha tarea.

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¿Qué es la lectina de tipo C?

Estudio de MRC1¹

 Las lectina de tipo C son proteínas lectinas que comparten un dominio proteico capaz de unirse a carbohidratos. La C hace referencia a su intrínseca necesidad de calcio para ser estabilizada y funcionar. Por ende, las proteínas C-lectina son aquellas que posean este tipo de dominio en su estructura, como aquellas que facilitan la unión célula-célula o aquellas necesarias para la unión con agentes patógenos y la apoptosis en la inmunidad.

Las Lectinas de tipo C se han clasificado clásicamente en 7 subgrupos, sin embargo, estudios posteriores y la continua investigación han ampliado dicho margen a 17. Entre estos subgrupos destacan el número III (llamado de las colectinas) en el que se encuentra la proteína MBL, el número IV (llamado de las selectinas), el V (receptores de células NK).

En este grupo puede encontrarse variadas proteínas como receptores de manosa MRC1 y MRC2, el versican, CD69, entre muchos otros. La MBL es también un ejemplo de lectina de tipo C perteneciente al grupo III de las colectinas, es capaz de activar la vía del complemento mediante la vía de las lectinas, claro está.

Referencias

1- http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2891106/

2- http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh?term=%22Lectins%2C%20C-Type%22%5BMesh%5D

Regulación del Sistema del Complemento

Se ha dicho con insistencia que el Sistema del Complemento resulta sumamente dañino para aquellas células sobre las que actúa. Es necesario evitar que su acción se propague más allá de donde se necesita. Por tal motivo, éste mecanismo se encuentra sumamente regulado.

Existen dos tipos de regulación:

1. Una regulación dada por la propia naturaleza lábil de sus componentes, los cuales requieren de estabilizarse uniéndose entre sí para desarrollar la cascada.
2. Una regulación basada en la actuación de proteínas reguladoras.

En el punto uno, se puede citar el típico caso de C3. Como ya se ha dicho, C3 es escindida en por el complejo  C4b2a (en la vía clásica y de las lectinas) y por el complejo C3bBb (en la vía alterna) formando C3b y C3a. También se pueden generar estos productos por hidrólisis espontánea.

C3b tiende a unirse a la superficie de células cercanas, sin embargo, su naturaleza lábil provoca una nueva hidrólisis. Se genera entonces C3bi, ésta ya no es capaz de unirse a las células y por lo tanto no puede continuar con la propagación del sistema.

Inactivación de C1 - vía clásica

Con respecto a la regulación mediada por proteínas, existe un grupo estudiado cuya función radica en la inhibición del desarrollo de la cascada del complemento.  La proteína C1Ihn (glucoproteína inhibidora de C1), actúa provocando la disociación del complejo C1 (recordar que estaba compuesto por tres tipos de subunidades) en C1q y por otro lado C1r-s. Con ello logra que C2 y C4 no puedan ser hidrolisadas,y  por lo tanto que la convertasa de C3 ( C4b2a ) no logre ensamblarse. Como C1qrs solo actúa en la vía clásica, la única vía que se verá afectada será ésta misma.

Por otro lado, también se ha descubierto proteínas que actúan regulando la activad de la 'convertasa de C3', tanto en la vía clásica y de las lectinas como en la vía alterna. Se les llama proteínas RCA y se codifican en el cromosoma 1 del humano.

Proteína de unión de C4b (C4bBP): es una proteína soluble que actúa tan en la vía común como en el de las lectinas. Se unen a C4b y favorecen al clivaje de éste por parte del Factor I, impidiendo que la convertasa se ensamble. Generan C4d (unida a la membrana) y C4c (soluble)

Proteína CR1: Esta proteínas es un receptor, como ya se ha descripto anteriormente. Se encuentra unido a la membtrana y tiene por función unirse tanto a C3b como C4b. Por lo tanto queda inhibida la formación de las convertasas ( C4b2a en la vía clásica y de las lectinas; C3bBb en la vía alterna). Aquí también actúa el Factor I para clivar e inhibir a C3b o C4b unida a CR1.

Proteína MCP: Ésta es una proteína unida a la membrana, actúa en las tres vías por función semejante a CR1 y acción conjunta con factor I. Como se ha visto, mientras las proteínas descriptas se unen a los constituyentes del complemento, reteniéndolos; el factor I se encarga de clivarlos.

Fig 2 - Inhibición de la Convertasa de C3.
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En el caso específico de la vía alterna, se dijo que tanto MCP como CR1 pueden actuar evitando la formación por retención de C3 y su posterior clivaje so acción del Factor I. Pero aquí también se agrega otra proteína con función análoga a MCP y CR1, el llamado Factor H. El clivaje de C3b genera C3bi y C3f. Un subsecuente clivaje de C3bi (que se encuentra unido a la membrana) generará C3c (soluble) y C3dg (unido a la membrana).

Factor DAF (CD55): tiene por función el acortamiento de la vida media de la convertasa de C3, generando su temprano desacoplamiento. 

Factor S: estabiliza y evita que el complejo C5b67 pueda dañar células sanas. Ésta complejo muchas veces puede escapar de su célula diana y dirigirse hacia células normales con posibilidad de continuar armando el poro en células sanas. El factor S es el encargado de evitar que esto suceda al unírsele.

Fig 3 - Diversas formas de inhibición en distintos puntos del sistema.
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HRF y MIRL (CD59): Son proteínas unidas a la membrana celular, tiene por función el bloqueo de C9 evitando la formación del poro.

Inihibdor de anafilatoxina: es una proteína soluble que inactiva a los productos C4a, C3a y C5a.

Sistema del Complemento: vía de las lectinas

Vía de las Lectinas - (Dibujo esquemático y fuera de escala)

Una última forma de accionar al sistema del complemento es la vía de las lectinas. Como ya se ha mencionado, todas las vías (vía clásica - vía alterna - vía de las lectinas) convergen en la formación de C5b, producto a partir del cual se desencadena el complejo de ataque a la membrana.

Dentro de la familia de las colectinas, se encuentra la proteína MBL la cual es capaz de unirse a un amplio espectro de hidratos de carbono, pudiendo ser: manosa, glucosa, L-fucosa, N-acetilglucosamina o N-acetilmanosamina. Estos hidratos de carbono se encuentran presentes con mucha frecuencia en las superficies celulares de varios microorganismos.

La unión de MBL a estos componentes desencadena la activación de proteasas asociadas a ella llamadas MASP-1 y MASP-2. Todo este complejo es similar al componente C1 que actúa en la vía clásica. (con sus subunidades C1q, C1r, C1s).

MASP-2 cumple una función análoga a C1s, toma como sustrato a C2 y C4 generando C2a, C2b, C4a y C4b. A partir de aquí se desarrolla la vía tal como en la vía clásica:

- Formación del complejo "convertasa de C3": C4b2a ¹
- Amplificación del proceso, generación de más C3b y C3a
- Unión de C3b al complejo C4b2a: formación de convertasa de C5 (C4b2a3b)
- Clivaje de C5 en C5a - C5b
- Unión de C5b a C6, C7, C8. Formación de un poro pequeño.
- Ensamblaje de C9 y formación del poro mayor con la consecuente muerte celular.

Referencia 1 : algunos autores le llaman C4b2b

Sistema del Complemento: vía alterna

Desarrollo de la vía alterna del Complemento.

Ésta vía se activa de manera más temprana que la vía clásica. Es independiente de complejos antígeno-anticuerpo, lo cual le permite ser catalogada como una vía intrínsecamente innata y vigilante de la inmunidad dado que puede actuar en ausencia de inmunoglobulinas. Intervienen en ella las proteínas C3, factor B, factor D y properdina.

La vía clásica involucra un paso llamado de amplificación, donde el complejo 'Convertasa de C3' genera C3a y C3b en cantidad. Este C3b interectuará opsonizando células blanco o agentes patógenos. También existe la posibilidad de que las proteínas C3 sufran una hidrólisis espontánea sin necesidad de que la vía clásica esté activada (recordar que esta vía actúa independientemente de la presencia de complejos antígeno-anticuerpo).

Diferentes formas de inicio de la Vía Alterna

Por lo tanto la activación puede ser mediante dos mecanismos:

1. Activación secundaria a la actividad de la vía clásica, que genera C3a y C3b.
2. Por hidrólisis espontánea de C3 que forma C3a y C3b.

El C3b generado por cualquiera de las dos vías, se unirá en la membrana a antígenos extraños. Una vez afianzado a éstos puede servir como sitio de unión del Factor soluble B.

El factor B unido a C3b genera el complejo C3bB que se encuentra estabilizado por magnesio y que sufre un clivaje por parte de otro factor llamado Factor D. Dicho clivaje produce a partir del factor B los productos Ba y Bb, el primero difunde hacia el plasma y el segundo queda anclado en el complejo formando C3bBb.

El complejo C3bBb funciona como Convertasa de C3 amplificando la reacción tal como en la vía clásica. Tiene por sustrato a C3 generando mayor cantidad de C3a y C3b. Pero para que el complejo C3bBb funcione requiere de la unión a una proteína sérica llamada Properdina. 

Cuando la properdina se une al complejo, éste se estabiliza prolongando su vida media hasta unos 30 minutos.

El C3b generado por el complejo C3bBb se une a este mismo constituyendo una molécula más grande llamada C3bBb3b, complejo análogo al C4b2a3b de la vía clásica también llamada 'Convertasa de C5'

C3bBb3b toma por sustrato a C5 generando C5a y C5b. C5a difunde hacia el plasma y C5b se fija a la membrana de la célula blanco para continuar con el desenlace común a todas las vías con la formación del complejo de ataque a la membrana. (C6 - C7 - C8 - C9).

Vía clásica del sistema del complemento

La vía clásica comienza casi siempre estimulada por la formación de complejos antígeno-anticuerpo. Ya se ha visto que tanto la Ig G como la Ig M pueden activar al complemento (a excepción de Ig G de tipo 4). Esta vía puede separarse en dos estadíos, uno primario en el que intervienen C1 - C2 - C3- C4 y una segunda etapa en común con el resto de las vías en la que intervienen C5 - C6 - C7 - C8 y C9.

Figura 1 - Activación del Sistema del Complemento

Primer etapa:

1 - Se forma el complejo antígeno-anticuerpo. La interacción entre estos suscita cambios en la conformación molecular del fragmento Fc de la inmunoglobulina en cuestión. Estos cambios generan un sitio de adhesión para C1 expuestos en la sección CH2 de la partícula del anticuerpo.

2 - La molécula de C1 está formada por subunidades C1q (que posee seis brazos helicoidales y un tallo), 2 subunidades C1r  y 2 subunidades C1s. Todas estas subunidades se encuentran estabilizadas por el ión calcio.

3 - Se desarrolla la interacción complejo anticuerpo-antígeno + cabezas globulares de la estructura helicoidal de C1q. Se requiere, por lo menos, la participación de dos sitios de unión a C1q. La Ig G solo posee un sitio de adhesión por partícula, por tal motivo se requieren como mínimo dos moléculas Ig G. 

La Ig M por su parte, expone más sitios de adhesión cuando se encuentra en forma de 'grapa'. Esto explica el
porqué la Ig M es más propensa a activar el sistema.

4 - La interacción entre la región Fc y C1q activa a C1r adquiriendo propiedades de serinproteasa, C1r . C1r por su parte, clivará a C1s generando su forma activa: C1s.

5 - C1s tiene dos sustratos, C2 y C4. Será primero C4 quien interactúe con él produciendo C4a (pequeño) y C4b (grande). C4b se fijará a la membrana de la célula blanco, C4a difunde hacia el plasma. C2 por su parte, encuentra un sitio de unión en C4b, como todo este complejo se encuentra cerca de C1s , C2 es clivado por ésta generando C2a y C2b. En este caso, el fragmento más pequeño es C2b (que difunde hacia el plasma) quedando unido a C4b el fragmento C2a.

6 - Queda formado el complejo C4b2a (C4b + C2a). A éste se le denomina "Convertasa de C3", porque justamente C3 es su sustrato a quien activa generando C3a y  C3b (tener en cuenta los pequeños fragmentos generados C3a, C4a, C5a para más adelante, se les llama anafilatoxinas). La convertasa  C4b2a es capaz de generar decenas de moléculas de C3b, por ello se le suele llamar a este paso "amplificador".

7-  C3b se unirá a  C4b2a generando C4b2a3b, complejo que recibe el nombre de "Convertasa de C5". La subunidad C3b de este complejo se unirá a C5 para que el resto lo hidrolize generando C5a y C5b. C5b es un componente clave para la formación del "sistema de ataque" a la membrana celular. Cabe destacar que no toda el C3b generado participa en el complemento, también hay una fracción que difunde hacia el plasma con función de opsonización.

Vídeo explicativo de la vía clásica del complemento

Segunda Etapa:

En esta etapa se da la convergencia de las tres vías. Participan aquí C5b, C6, C7, C8 y C9 con la finalidad de formar una estructura molecular conocida como complejo de ataque a la membrana. Éste se insertará en la  misma a fin de permitir el ingreso masivo de iones, partículas y agua provocando la pérdida de la estabilidad celular y su muerte.

1 - C5b se une a la membrana celular, siempre en la región hidrófila externa de esta.
2 - C5b se une a C6 formando C5b6.
3 - C5b6 interactúa con C7 formando un complejo que comienza a exponer regiones hidrófobas capaces de penetrar a la sección interna de la bicapa lipídica, el complejo recibe el nombre de C5b67
4 - C8 se une a C5b67 formando un pequeño poro de 10 amstrong capaz de destruir glóbulos rojos pero no células con núcleo.
5 - Finalmente, varias unidades C9 se unen al complejo C5b678 generando un poro que mide entre 70 y 100 Amstrong. Por él puede ingresar a la célula una gran cantidad de iones, moléculas y agua a la vez que se pierden electrolitos importantes desembocando en la muerte de la misma.

Proteínas de Fase Aguda

Se ha descubierto que la concentración de un grupo numeroso de proteínas plasmáticas se modifica según se dan a lugar distintos procesos de estrés tisular como inflamación, infección, neoplasias,  un infarto, extensas cirugías o un traumatismos.

Este cuantioso grupo de proteínas está compuesto no solo por aquellas que elevan su concentración, sino también por las que la disminuyen. El proceso por el cual se lleva a cabo la síntesis de estas proteínas con mayor ímpetu se le conoce como Reacción de Fase Aguda, en respuesta a la liberación de mediadores pro inflamatorios como puede ser IL-1, TNF-α. Además, este tipo de reacción lo que genera también son cambios en el plasma y sus propiedades de tal modo que la Velocidad de Segmentación Globular se ve aumentada.

Función

La función de las proteínas o reactantes de fase aguda es amplia, puede activar el complemento, inhibir el efecto de algunas proteasas, mediar la respuesta inmune mediante receptores de patrones humorales,  poseer actividad antioxidante, favorecer a la eliminación de restos celulares o moleculares del foco infeccioso, entre otros.

La proteína más estudiada de todas es la Proteína reactiva C que es muy útil para evaluar la evolución de un paciente infectado ante el tratamiento antibiótico, también sirve como indicador precoz de infección, entre otros.

Proteínas de Fase Aguda

Proteínas que aumentan	Proteínas que disminuyen
C1 - C3 - C4 - C9	Albúmina
Fibrinógeno	Transferrina
Proteína C Reactiva	IGF 1
Ceruloplasmina
Haptoglobina
α1-Glicoproteína-ácida
Ferritina
Angiotesinógeno
Hemopexina
α2 Macroglobulina
Alfa 1 antitripsina
LBP

Tabla 3 - Algunos ejemplos de proteínas de fase aguda.

¿Qué activa cada vía del complemento?

Vía clásica

La vía clásica puede ser activada por anticuerpos. Las inmunoglobulinas capaces de realizar esta acción son IgM, IgG 1, IgG 2, IgG 3, éstas al interactuar con el antígeno forman complejos inmunes que inducen al desarrollo de la reacción en cadena. Como se necesitan niveles altos de anticuerpos, este tipo de vía se hace presente en etapas más tardías de la infección cuando el agente patógeno es nuevo para el organismo.

Vía de las lectinas

La vía de las lectinas es activada principalmente por receptores de reconocimiento de patrones humorales, tal como MBL, ficolinas H y L.

Vía alterna

La vía alterna se desarrolla al ser activada por la interacción de los componentes del complemento con ciertas estructuras presentes en los agentes patógenoso bien por hidrólisis espontánea. Esta vía se desarrolla, sobre todo, en etapas tempranas; pues el nivel de anticuerpos circulante en sangre todavía es bajo como para activar a la vía clásica.
Sin embargo esto no es determinante, pues, en la vía clásica se genera gran cantidad de C3b. Esto puede llevar a una activación de la vía alterna a modo de secundarismo.

Propiedades del sistema del complemento

Este sistema puede ser considerado como el de mayor importancia para combatir infecciones bacterianas. Intervienen en él más de treinta proteínas y glucoproeteínas presentes en el plasma, siendo C3 la que se encuentra con mayor concentración. El hecho de que se mantenga conservada en la mayoría de los mamíferos permite que sea utilizable en experimentos de laboratorio.

Los componentes proteicos del Sistema del complemento realizan una función muy importante en el campo de la inmunología, tanto en su ambiente natural como in vitro, pues ha sido utilizado para diversos métodos de laboratorio y no son pocas las pruebas que se valen de él para obtener resultados. Las proteínas son denomidadas con números C1 a C9, también con letras como lo es el factor D, B, y otros nombres comunes.

La activación de este sistema requiere de la fragmentación de estas proteínas, generando diversos productos más pequeños. Generalmente, los fragmentos se nombran con el mismo número de la proteína pero indicando el producto más pequeño con una "a" y el más grande con una "b" (C3a - C3b). Aún más, luego se podrá observar que existen otros derivados, producto de fragmentaciones subsecuentes. Ejemplo de esto es la partícula C3d (necesaria para el funcionamiento del co-receptor del BCR y la generación de la segunda señal en linfocitos B)

Características del Sistema del Complemento:

• Sus componentes se sintetizan principalmente en hígado pero también puede ser generados por macrófagos, monocitos, epitelio genitourinario, epitelio digestivo, endotelio.
• Su modo de activación es en cascada, algo semejante a la cascada de coagulación.
• Se encuentra estrictamente regulada, puesto que es proinlfamatoria.
• Los componentes se encuentran libres en el plasma de forma inactiva, hasta ser inducidos a desarrollar la cascada de reacciones.
• La activación genera una amplificación de la respuesta.
• Algunas de ellas tienen función de opsonización para favorecer la fagocitosis. También pueden funcionar como ligandos de receptores para favorecer la respuesta específica B y también son capaces de ejercer un papel quimitáctico para reclutar leucocitos.

¿Qué es el sistema del complemento?

Como se sabe, la inmunidad innata cumple un papel de erradicación de los agentes patógenos gracias a procesos humorales y celulares. En el caso de la inmunidad humoral no específica, se puede mencionar el sistema del complemento.

Ante la entrada de un patógeno se ponen en marcha diversas vías capaces de erradicarlo, cada agente generará la activación de distintos sistemas. En el caso de la inmunidad inespecífica (innata) humoral, uno de sus protagonistas es el Sistema del complemento. Sin embargo, este protagonismo se pierde por ejemplo con la infección viral, puesto que los interferones alfa y beta cobran un papel fundamental.

En sí, el sistema del complemento es un conjunto de proteínas generadas en su mayoría por células hepáticas que se activan mediante clivaje, de manera ordenada, consecutiva, conformando una cascada de reacciones que culminan con la entrada masiva de iones y agua a la célula. Tal efecto provoca la muerte celular por explosión. Su accionar es pro inflamatorio, por tal motivo se encuentra estrictamente regulado.

Posee distintas propiedades y su activación puede realizarse de tres modos:

1. Vía clásica de activación del complemento
2. Vía alterna
3. Vía de las lectinas

Receptores de derivados del complemento

Como se verá en otros artículos, el sistema del complemento suele activarse generando la producción de derivados a partir de la proteólisis de varios de sus componenetes. Existe en mayor cantidad una partícula conocida como C3 que al activarse genera C3a y C3b. Este último suele escindirse proteolíticamente en otros más pequeños como C3bi, C3dg y C3d. Por lo tanto la opsonización del agente patógeno puede ser llevada a cabo por cualquiera de estos componentes que posteriormente serán reconocidos por receptores específicos para cada uno.

También sucede algo semejante con C4b, pero se expresa en mucha menor concentración.

Receptores:

CR1 (CD35): reconoce a los microorganismos que estén opsonizados por C3b, MBL, C1q, C4b. Y está presente en: Linfocitos B, monocitos, neutrófilos, eritrocitos, células dendríticas.

CR2 (CD21): Reconoce microorganismos que estén opsonizados con C3d, C3dg, C3bi. Está presente en linfocitos B y algunas células dendríticas. Forma parte del correceptor de BCR, el cual genera una estimulación mayor para la respuesta.

CR3 (CD11b o CD18): Reconoce microorganismos que estén opsonizados con C3bi, reconoce también ICAM-1 y fibrinógeno. Está presente en monocitos/macrófagos, neutrófilos, células dendríticas, linfocitos NK.

CR4: Reconoce microorganismos opsonizados con C3bi y está presente en monocítos, neutrófilos y macrófagos.

CR5a y CR3a: Son receptores para C5a y C3a respectivamente. Está presente en neutrófilos, eosinófilos, basófilos, células dendríticas, entre otros. Son importantes en la quimiotaxia.

¿Qué son los ITAM e ITIM en inmunología?

Los motivos ITAM (abreviado del inglés, immunoreceptor tyrosine-based activation motif) son secuencias de cuatro aminoácidos presentes en las colas intracelulares de ciertas proteínas que sirven de receptores dentro del sistema inmune. De esta manera, algunos receptores como el TCR (receptor de Linfocitos T) posee secuencias ITAM que al ser activadas desencadenan una reacción intracelular a base de fosforilaciones consecutivas (algo parecido a lo que sucede con los receptores de insulina). Para este fin se reclutan cinasas.

Estructura

Los motivos están formados por una tirosina separada de isoleucina o leucina por otros dos aminoácidos cualquiera. Además esta secuencia descrita se encuentra separada de otra igual por 12 aminoáciods cualquiera. Es decir, la conformación quedaría de la siguiente manera:

YxxL/IxxxxxxxxxxxxYxxL/I

Donde Y significa un aminoácido de tirosina, X un aminoácido cualquiera, L/I un aminoácido de Leucina ó Isoleucina (I).

Diferencia con ITIM:

La diferencia entre ITAM e ITIM radica en la función, pues mientras los primeros se encargan de la activación (de allí deriva su A), los segundos se encargan de la inactivación (de allí deriva su I en ITIM).

¿Dónde se encuentran?

Se pueden encontrar en las cadenas ζ del CD3, en el TCR, en el BCR, también en receptores Fc.

¿Qué función cumplen los RFc?

Los receptores RFc tienen como función el reconocimiento de los anticuerpos (Inmunoglobulinas) mediante el fragmento Fc que las compone. Por su parte RFc Gamma y RFc Alfa tienen un importante papel en la detección y eliminación de bacterias con cápsula. Esta cápsula, gracias a la presencia de diversos componentes como polisacáridos no permite a las células fagocíticas actuar reconociendo al agente y por esta razón la inmunidad mediada por anticuerpos resulta muy importante para este tipo de microbios.

Por su parte, la Ig E tiene un papel protagonista en la eliminación de ciertos parásitos. En este caso, receptores RFc épsilon (de tipo II) situados en células claves como mastocitos y eosinófilos, son activados por el complejo anticuerpo-antígeno desencadenando una reacción. (Ver más adelante). Es el responsable también de la hipersensibilidad de tipo I.

Además, la Ig G puede reconocer también células infectadas por virus y células tumorales, pues en ambos casos se expresan en la membrana varios antígenos susceptibles de ser reconocidos por esta inmunoglobulina. Gracias a la unión entre anticuerpo-antígeno pueden desarrollarse diversas respuestas como la citotoxicidad mediada por céulas NK, macrófagos/monocitos, etc.

Este tipo de reacción encabezada por la interacción antígeno-anticuerpo-RFc se la conoce con el nombre de CCDA (Citotoxicidad celular dependiente de anticuerpo) y también puede incluir a la reacción llevada a cabo por mastocitos y eosinófilos con Ig E, o la activación de células fagocíticas mediante IgA.

Pero además de mediar a CCDA y la fagocitosis, los RFc pueden mediar la liberación al medio de varios tipos de citoquinas que regularán el camino a seguir de la respuesta inmune.

Conclusión: Los RFc pueden mediar la fagocitosis de agentes patógenos, la CCDA y la inducción a la generación de citoquinas que servirán de señal para continuar o modular la respuesta inmune.

Receptores RRP solubles o humorales

Se ha dicho que los RRP forman un amplio grupo de receptores cuya existencia puede detectarse tanto en la membrana celular como en el espacio intracelular o extracelular. A estos últimos, que pueden estar presentes en la sangre, se les conoce con el nombre de RRP solubles o humorales.

Los RRP solubles más conocidos son:

• MBL (MBP) Proteína de unión a la manosa (y fucosa)
• Proteína C reactiva
• Ficolina H y Ficolina L
• Proteínas del surfactante pulmonar SP-A / SP-D

Siendo las tres primeras proteínas de fase aguda (secretadas por el hígado con mayor intensidad en procesos infecciosos) y las últimas, generadas por neumonocitos tipo II.

Tanto la proteína de unión a la manosa como las proteínas SP-A y SP-D forman parte de las proteínas colectinas, las cuales poseen la capacidad de activar el complemento por medio de la vía de las lectinas. El hecho de que las colectinas reconozcan hidratos de carbono podrían tornarlas eventualmente peligrosas para con las células de cualquier mamífero (incluido, por supuesto, el humano), sin embargo no reconocen ácido siálico ni galactosa, que son los HdC más comunes como azúcar terminal en las células mamíferas. Esto las torna más selectivas hacia agentes patógenos en donde puede reconocer por ejemplo, L-Fucosa, N-acetil-manosamina, etc.

MBL/MBP/Proteína de unión a la manosa:

Es una proteína sérica dependiente de calcio con un rol importante dentro de la respuesta inmune. Se une a carbohidratos sobre la superficie de agentes patógenos donde puede activar al complemento. ES producida por el hígado en fase aguda y es capaz de opsonizar microbios con el fin de tornarlos identificables para células fagocíticas.

Tienen una región similar al colágeno y otra región de lectina. Las lectinas son proteínas que se unen a los carbohidratos en superficies sobre todo bacterianas. Por su parte el dominio simil-colágeno será el que interactúe con los diversos componentes efectores del sistema inmunológico.

Esta proteína es causante (junto con otras) de la activación del sistema del complemento por la vía de las lectinas al unirse a otras proteínas séricas llamadas MASP.

Proteína C reactiva

Pertenece a la familia de las pentraxinas y es sintetizada de manera rápida ante los indicios de una infección, razón por la cual se la llama proteína de fase aguda. Su producción es inducida por Interleuquina 6 (que es generada por los macrófagos del foco infeccioso) y también por interleuquina 1 junto a TNF alfa.

Su función es la de unirse a residuos de fosfocolina presente en bacterias, virus, hongos, parásitos, células en necrosis, células apoptóticas con el fin de activar el complemento por la vía clásica y favorecer a la fagocitosis por interacción con los receptores Fc gamma.

Receptores Scavenger (SR)

En un principio los Scavenger Receptors fueron pensados como receptores únicamente de Lipoproteínas de baja densidad (LDL) modificadas por oxidación o acetilación, con lo cual se presuponía su participación en el desarrollo de la aterogénesis.

Actualmente se sabe que son capaces de mediar la respuesta inmune gracias al reconocimiento de agentes patógenos que expresen ciertos tipos de PAMP como lipoproteínas bacterianas, ADN no humano, etc.

Su función en sí siempre se ha considerado como "limpiador" del cuerpo, pues participa removiendo del mismo materiales inservibles ("basura") y sustancias extrañas gracias a su extensa especificidad para con un amplio espectro molecular.

Clases de Scavenger Receptors

Se describen clásicamente tres tipos o clases de receptores SR, pero también se han encontrados otros como los de clase E (LOX 1), los de clase F (SREC-I SREC-II), los de clase G (SR-PSOX), Clase D (CD 68).

Receptores de tipo A:

• Se encuentran dos tipos de receptores dentro de este grupo: SR-A1 y SRA2
• Tienen un dominio similar al colágeno que es esencial para la unión al ligando
• Ejemplos: MSR1, MARCO, SCARA3, SCARA4, SCARA5
• Se expresan mayormente en macrófagos,

Receptores de tipo B:

• Se encuentran en este tipo los receptores: CD36 y SCARB1
• Se encuentran concentrados en caveolas (invaginaciones de membrana)
• SCARB1 puede interactuar con HDL y LDL
• SCARB3 o CD36 involucrado en la adhesión celular, metabolismo de ácidos grasos y fagocitosis de células apoptóticas.

Receptores de tipo C:

Ejemplo de este existe en la mosca Drosophilia, receptores con dominios similares a la mucina.

Receptores para fragmento Fc (RFc)

Los receptores de tipo Fc forman parte del extenso grupo de receptores de membrana que pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas. Se encuentra en varios tipos celulares como linfocitos NK, neutrófilos, macrófagos y mastocitos. Su nombre se debe a que su ligando es la parte inferior (Fragmento Fc) de las inmunoglobulinas.

Su activación estimula la citotoxicidad mediada por células, la fagocitosis, la activación de mastocitos, la destrucción de microbios y células infectadas.

Existen diversos tipos de receptores Fc

Los receptores Fc están clasificados según el isotipo de anticuerpo que reconocen, de esta manera se encuentran Receptores para Ig G, Ig E, Ig A. El nombre pasa a escribirse entonces indicando el isotipo con una letra del alfabeto griego. Para receptores Fc de IgG el receptor será RFcγ, para IgE RFcε y para IgA RFcα.

Receptores Fc-gamma:

Son quizá los receptores que cobran mayor importancia dentro del grupo para la inducción de la fagocitosis de agentes patógenos opsonizados. Se encuentran diversos subgrupos como RFcγI (CD64), RFcγIIA (CD 32), RFcγIIB1 (CD32b1), RFcγIIB2 (CD 32b2), RFcγIIIA (CD 16a), RFcγIIIB (CD 16b). Como característica importante, RFcγI tiene un dominio extracelular que se compone de tres subdominios muy semejantes a inmunoglobulinas, lo cual le permite ser activado por un solo monómero de IgG a diferencia de otros que requieren múltiples.

Receptor	Presente en	Efecto
RFcγI	Macrófagos Células dendríticas Neutrófilos Eosinófilos	Activador
RFcγIIA	Neutrófilos C. dendríticas inm Macrófagos Plaquetas	Activador
RFcγIIB1	Linfocitos B Mastocitos	Inhibidor
RFcγIIB2	Neutrófilos Macrófagos Eosinófilos	Inhibidor
RFcγIIIA	Células NK Macrófagos Eosinófilos Mastocitos	Activador
RFcγIIIB	Neutrófilos	Anclaje

Receptores Fc - Epsilon

Los receptores Fc-epsilon se encuentran en mastocitos, basófilos y eosinófilos (en este último en categoría de inducible). Tienen alta afinidad por Ig E y se encuentran en dos tipos:

• RFcεI: Están expresados por mastocitos y basófilos los cuales fijan la IgE con una afinidad alta lo cual le permite captar IgE incluso en concentraciones séricas muy bajas. (Recordar que la concentración de IgE normal es de 0,0003 mg/ml). Se dice que una célula basófila humana puede llegar a contener en su superficie celular un total de cuarenta mil a noventa mil receptores de este tipo.
  Está compuesto por cuatro cadenas, una alfa, una beta y dos gamma. El receptor es capaz de interactuar con los dominios CH3/4 del Fc de la IgE gracias a dominios presentes en su cadena alfa. Por otra parte, una vez reconocido su ligando se gatillará hacia el interior celular una respuesta mediada por elementos de activación de inmunorreceptor basados en tirosina (ITAM) presentes en las cadenas gamma.
• FcεRII: Es el otro tipo de receptores epsilon caracterizado por ser específico solo para los dominios CH3 del sector Fc de la IgE, uniéndose a él con una afinidad mucho menor que la del precedente. Se encuentra en linfocitos B, células dendríticas, macrófagos, eosinófilos y plaquetas. En linfocitos B favorecería a la secreción de IgE y existe una forma soluble (sCD23) que puede unirse a esta inmunoglobulina y producir una activación linfocitaria B con secreción de este isotipo. Una persona atópica tendrá niveles más elevados en sangre de sCD23 y también de CD23 (en membrana) presente en linfocitos y macrófagos.

Receptores Fc-alfa:

Este tipo de receptor se encuentra en la superficie de eosinófilos, monocitos, macrófagos, neutrófilos y algunas células dendríticas. Se compone de dos dominios extracelulares y se relaciona con cadenas gamma para enviar una señal de activación intracelular. Este receptor también puede llamarse CD89. Puede reconocer y unirse con afinidad suficiente a IgA e IgM, razón por la cual también suele llamarsele RFcα/μ (receptor Fc alfa/mu)

Receptores para péptidos formilados

Si bien esta familia de receptores no están contemplados dentro de los RRP, algunos autores sí los incluyen en el grupo. Los receptores de peptidos formilados son parte de la familia de receptores asociados a proteína G relacionados con la quimiotaxis, estos receptores fueron originalmente identificados por su habilidad de unirse a péptidos N-formilados, tal como es el caso de N-formilmetionina producida por la degradación bacteriana tanto como por las células infectadas.

Este tipo de péptidos a los cuales los RPF se unen, median una importante actividad quimiotáctica sobre las células fagocíticas y en especial sobre los neutrófilos. Los RPF se componen entonces de siete dominios transmembrana (hidrofóbicos) los cuales interaccionan entre sí y con moléculas adyacentes a fin de generar una respuesta adecuada ante el estímulo externo (unión con su ligando). Están emparentados con receptores de C5a y C3a.

Señalización interna del receptor

Al ser un receptor de membrana requerirá de segundos mensajeros para la estimulación de una respuesta celular que puede ser en forma de modificaciones en el citoesqueleto (para garantizar una migración) o bien en forma de secreción (síntesis) de quemoquinas.

Por un lado la proteína G asociada al receptor generará la activación de la fosfolipasa C que posteriormente generará a partir del fosfatidilinositol 4,5 bifosfato (PIP2) los productos diacilglicerol (DAG) y fosfatidilinositol 3 fosfato (IP3). IP3 estimulará la apertura de canales de calcio produciendo un aumento en la concentración intracelular de este ión mientras que DAG inducirá a la activación de la proteinkinasa C (PKC) y sus correspondientes vías que pueden desembocar en la inducción génica.

Por otro lado la activación de una GTPasa llamada RAS activará una vía llamada de las MAPkinasas. (RAS activa a RAF, RAF a MEK, MEK a MAPk). Todo desembocará en la activación de ERK1 y ERK2 que mediarán la inducción génica para la síntesis de proteínas (citoquinas por ejemplo).

Finalmente, la activación de los FPR por parte de algunos ligandos puede desembocar en la inducción de CD38, una enzima relacionada con la membrana celular que mediante un segundo mensajero basado en NAD+ provocará la apertura de os canales de calcio en el retículo endoplasmático. El calcio es importante para la contracción del citoesqueleto y migración de la célula.

Receptores de Lectina tipo C

Los RLC forman una familia bastante grande de receptores capaces de reconocer hidratos de carbono presentes en los agentes patógenos. Tienen como característica distintiva la necesidad de la presencia de calcio para poder realizar su función. Reconocen no solo el tipo de hidrato de carbono (manosa, fucosa, galactosa) sino también los arreglos que estos pudieran llegar a sufrir.

Funciones principales

En primer lugar median la internalización de los microorganismos que expresen sus ligandos, de esta manera favorece al procesamiento y degradación que culminará con una presentación antigénica y el despertar de una respuesta inmunológica específica.Induce por otro lado a la secreción de citoquinas. Por otro lado es capaz de reconocer estas mismas secuencias en células propias normales.Por último, algunas veces puede conllevar a reacciones adversas como el aprovechamiento de los RLC por parte de ciertos agentes para invadir la célula y expandirse de manera acelerada.

Ejemplos de RLC

1. Langerin (CD207)
2. DC-SIGN (CD209)
3. BCDA-2
4. DEC-205 (CD205)
5. DCIR
6. DCAL-1
7. C-LEC

Receptores de tipo Toll

En 1996, científicos demostraron que ciertos receptores presentes en la mosca de la fruta (Drosophila) eran esenciales en el proceso de la inmunidad antifúngica. A partir de allí se encontraron similaridades con receptores en otras especies (incluidos mamíferos) que poseían una función similar en cuestión de inmunidad. Por esta razón se los llamó Toll (una expresión de festejo en idioma alemán).

Los TLR son constituidos por once tipos de receptores de membrana. Tiene en su estructura un componente similar que se encuentra presente en receptores de Interleuquina 1, razón por la cual se le denominó TIR (Toll/IL-1 receptor) al dominio.

Imagen: tabla de los receptores Toll-Like, hacer click para agrandar.

En la tabla puede observarse los diferentes receptores de patrones Toll-Like desde el 1 al 13 cada uno con su ligando característico, el agente que reconoce, el tipo de localización celular y las células en las que puede encontrarse.

¿Qué acción realizan los receptores Toll-like una vez que son activados?

Estos receptores pueden desencadenar la migración de las células presentadoras hacia los tejidos linfáticos secundarios, también provocar el incremento de la expresión de moléculas coestimuladoras para la respuesta inmune como B-7 (CD80/86), a su vez también estimula la expresión de HLA de tipo I y II.

Por último se inducirá mediante mecanismos de estimulación génica a la producción de citocinas.

En células con capacidad fagocítica, los TLR pueden actuar estimulando la fagocitosis además de aumentar el potencial microbiocida e inducción de quimiocinas y citocinas.

Los TLR en neutrófilos provocan el aumento de su vida media y lo activa para cumplir su función microbiocida.

Receptores de reconocimiento de Patrones (RRP)

Las células de la inmunidad innata, a lo largo de la evolución, han desarrollado ciertos procedimientos para reconocer a los agentes infecciosos. Cuentan con receptores de membrana llamados RRP que se encargan de reconocer algunos patrones moleculares presentes en la mayoría de los agentes infecciosos (PAMP). Estos patrones comunes pueden ser en algunos casos la proteína flagelina de ciertas bacterias o también el ADN viral.

Los PAMP son considerados como tal por los siguientes ítems:

• Encontrarse de manera extensa en los microorganismos pero no así en el cuerpo humano.



• Ser necesarios para la supervivencia del agente infeccioso.



• Poder ser reconocido por un RRP.

De esta manera el cuerpo puede reconocer aquello que le es propio en contraposición con aquello que es invasivo. Sin embargo, esta no es la única manera en que las células pueden reconocer agentes patógenos. Cabe destacar la función de los anticuerpos que marcan a los antígenos presentes en los cuerpos infectantes y que pueden ser reconocidos por receptores Fc presentes sobre todo en linfocitos NK. También el sistema del complemento utiliza este tipo de marcación.

Receptores RRP

Los receptores RRP pueden estar presentes tanto en la membrana celular y en el compartimiento intracelular, como también ser secretados a los líquidos del cuerpo. Se cuenta con:

• Receptores tipo Toll (TLR)



• Receptores de Lectina tipo C (RLC)



• Receptores Scavenger (SR)



• Receptores líquidos o solubles



• Receptores para péptidos formilados

Inmunidad innata

La inmunidad innata o inespecífica es aquella que se encuentra en todas las personas desde el momento de nacer y que se caracteriza por su capacidad de reconocer agentes patógenos gracias a la presencia de patrones moleculares conservados presentes en la superficie de estos, conocidos con el nombre de PAMP.

Los PAMP pueden ser reconocidos por unos receptores especiales llamados 'receptores de reconocimiento de patrones' (RRP) distribuidos de manera amplia en células fagocíticas.
Algunos PAMP pueden ser: lipopolisacáridos bacterianos, la proteína flagelina, los ácidos nucleicos virales, entre otros.

La activación de la inmunidad inespecífica es una puerta hacia la inmunidad adaptativa (específica), pues por ejemplo aquellas células dendríticas que poseyendo receptores RRP y reconociendo al agente, posteriormente, logran migrar hacia los órganos linfáticos secundarios donde generarán una presentación antigénica para despertar una respuesta específica con la presentación de los antígenos a linfocitos T CD4+ o CD8+.

Anticuerpos - estructura

La inmunología se encarga de estudiar todas las reacciones que se llevan a cabo en el cuerpo para la defensa y reconocimiento de lo que es propio de lo no propio.

Para comenzar a hablar de la estructura de los anticuerpos primero debemos aclarar cuál es el lugar donde vamos a encontrarlos. Hablamos entonces del suero, éste es uno de los componentes de la sangre, o mejor dicho una de las fracciones que queda de ella luego de un proceso de centrifugación y coagulación.

A los anticuerpos se los considera heterodímeos, cada dímero está compuesto por dos cadenas, una liviana y otra pesada. La cadena liviana posee un peso molecular de 25.000 daltons mientras que las pesadas un peso de 50.000 daltons.

Las cadenas livianas y pesadas se encuentran relacionadas y unidas gracias a enlaces disulfuro como también enlaces no covalentes. A su vez, dos combinaciones de cadena ligera-cadena pesada se encuentran unidos entre sí por puentes disulfuro, formando la inmunoglobulina en su totalidad. Es decir, una inmunoglobulina consta de cuatro cadenas en total, dos pesadas y dos livianas.

Con respecto a uno de sus extremos (el del amino terminal), posee una combinación de 110 aminoácidos variable que garantiza la diferente especificidad de cada molécula de Ig (inmunoglobulina). Se los conoce como región V: VL en cadenas livianas y VH en cadenas pesadas.

La estructura de la inmunoglobulina consta de una región Fab y otra Fc. La primera sirve como sitio de unión al antígeno mientras que la segunda como sitio de unión a los receptores de Ig.

Anticuerpos (Introducción)

Este artículo es de carácter introductorio, se recomienda la lectura del resumen completo disponible para descarga gratuita haciendo click aquí. (116 KB).

Los anticuerpos son protéicos, es decir estructuras a base de aminoácidos con uniones peptídicas. Tienen como función el reconocimiento y la unión a los antígenos. Son secretados por los linfocitos B, los cuales son activados por la interacción existente entre la célula B y el antígeno. Son considerados como los elementos efectores de la inmunidad humoral. Pues, cuando son secretados circulan por la sangre en la búsqueda de sus blancos a los cuales pueden tanto neutralizar como marcarlos para la eliminación.

Hay que aclarar además, que los anticuerpos sintetizados ante la activación por una reacción inmunogénica son de estructura heterogenea que reconocen diferentes epitopes. Estas estructuras son muy estudiadas por la inmunología, pues es uno de sus componentes principales.