cap. 14. Biología de las Células Dendríticas
Autor:
Ricardo Antonio Giuliani
Hay dos tipos de Células Dendríticas: Interdigitantes de origen hematopoyético y Foliculares
de origen mesenquimatoso. Ambas desempeñan tareas críticas en procesos de
presentación antigénica y son importantes para el funcionamiento del Sistema Inmune.
Las Células Dendríticas Foliculares (CDF) presentan antígeno intacto a Células
B en Centros Germinales de tejidos linfoides periféricos, activan su proceso
madurativo e inducen proliferación y cambio de clase de inmunoglobulinas. Mayores
detalles sobre CDF pueden encontrarse en Biología de Célula B (1).
Las Células Dendríticas Interdigitantes degradan previamente proteínas a péptidos de <25AA, instalan dichos fragmentos en moléculas tipo II de MHC y finalmente presentan a Células T CD4+ una versión “procesada” del antígeno.
Sobre procesamiento antigénico y ensamble en el surco presentador de moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) leer detalles en el capítulo correspondiente.
La literatura internacional utiliza la designación Célula Dendrítica (DC) para referirse directamente a Células Dendríticas Interdigitantes, por eso, de ahora en más DC será sinónimo de Interdigitantes y CDF significará Células Dendríticas Foliculares (2).
Las DCs regulan la amplificación de la respuesta inmune B y T y constituyen uno de
los puntos de contacto más formidables entre Sistemas Inmunes Innato y Adquirido (3).
La categoría Células Presentadoras de Antígeno (CPAs) incluye Células B, Macrófagos
y DC, pero a estas últimas se las considera “profesionales” por expresar MHCII
de manera constitutiva, tener una capacidad presentadora mil veces superior al resto
de las CPAs y ocupar un espacio importante en las estrategias de vacunación.
Las DCs tienen orígen en Progenitores Hematopoyéticos y se distribuyen por
todos los tejidos del organismo para vigilar su entorno y detectar moléculas asociadas
a patógenos (PAMPs). Cuando advierten señales de peligro (PAMPs) migran
hacia los nódulos linfáticos y allí presentan a Células T CD4+ Naif péptidos antigénicos
asociados a moléculas tipo II-MHC (4).
Para calificar como Dendrítica (DC) la Célula debe exhibir morfología
dendrítica y aparato presentador de antígenos procesados a Células T Naif. A
este fenotipo morfológico y funcional se puede llegar por dos rutas alternativas
de diferenciación celular: monocítico/macrofágico (mDCs) o linfoplasmocitoide
(pDCs). Obviamente ambas versiones tienen orígen en precursores hematopoyéticos
de médula ósea.
Para producir mDCs los monocitos requieren estímulo con GM-csf y para
difrenciarse en pDCs los progenitores linfoides se convierten inicialmente en Células
Productoras de Interferones alfa y beta (IPCs). Ambas versiones de DCs,
mieloide (mDCs) y linfoide (pDCs), pueden obtenerse mediante estímulo de precursores
mieloides con ligante de Flt-3 (5-10).
Las DCs de origen plasmocitoide o “linfoide” (pDCs) segregan grandes cantidades
de IFNα/β, igual que sus precursores inmediatos las células productoras
de interferon (IPCs). Esto demuestra que entre DCs mieloides y linfoides hay
diferencias funcionales y sugiere que la generación de una u otra versión de DC
podría responder a requerimientos vitales específicos. Pero sea como fuere, ambas
versiones de DCs, mieloides o plasmocitoides/linfoides, se caracterizan por exhibir
típica morfología dendrítica en estadío maduro y maquinaria apropiada para el
procesamiento y presentación de antígenos a Células T Naif (11).
Las DCs habitan tejidos de gran exposición al medio exterior, como piel y
submucosas de nariz, pulmones, estómago e intestinos. En piel toman el nombre
de quien las describiera por primera vez: Células de Langerhans. En sangre se las
encuentra en etapa inmadura, exhiben largos vellos y se las designa “Veiled Cells”
(VC). Una vez activadas adquieren morfología parecida a Dendritas y por este aspecto
se les llama “Células Dendríticas” (DC). Los tres nombres siguen en uso y los
tres se refieren al mismo linaje celular. Langerhans evoca su posición en piel, VCs su
etapa inmadura en sangre y DCs la morfología que adopta con su activación (12).
Los progenitores de DC tienen origen en el tejido hematopoyético de la Medula
Osea e inicialmente se transforman en VCs caracterizadas por gran actividad
endocítica y escasa capacidad para activar Celulas T. Estas células controlan
permanentemente su entorno mediante endocitosis de muestras biológicas y son
activadas cuando detectan patógenos virales, bacterianos o sicóticos (12).
Para discriminar entre patógenos y células inocuas o propias las DCs utilizan
Receptores de Patrones Moleculares Asociados a Patogenos (PAMP-R). Las moléculas
PAMP permanecieron intactas a lo largo de la evolución por desempeñar
tareas vitales para el mantenimiento de amplios grupos de microbios. Los organismos
multicelulares utilizaron dicha estabilidad estructural para desarrollar receptores
(PAMP-R) concectados a sistemas de defensa antomicrobiana.
Una versión de PAMP-R son los Toll Like Receptors (TLR), así llamados
por su parecido con el receptor Toll de la mosca Drosofila Melanogaster (DM).
Los genes Toll regulan el crecimiento dorsoventral de la mosca y habilitan la expresión
de moléculas con actividad antifúngica y antimicrobiana (13).
El carácter arcaico de los TLR se evidencia en el alto grado de preservación
estructural y funcional que presentan en diversos campos de la biología: plantas, insectos,
reptiles, mamíferos y humanos. La detección de PAMPs por TLR denuncia
la presencia de hongos, bacterias, virus u otros microorganismos (14).
Las DCs fagocitan y reducen PAMPs a fragmentos, estos son ubicados en el
surco presentador de proteínas tipo II de MHC y exhibidos para interacción con
TCRs sobre Células T CD4+. De esta manera los TLRs restringen la Célula T al
reconocimiento de péptidos provenientes de PAMPs e inducen en DCs su típico
aspecto morfológico (15,16).
La detección de PAMPs por TLRs advierte a las DC sobre la amenaza de
patógenos infectantes, estas incrementan la expresión de proteínas CD80, CD86,
CD40 y CCR7 e intensifican su interacción con Celulas T. La sobre-expresión de
CCR7 es crítica para el acceso de DC al torrente sanguíneo y linfático, para su
colonización en Bazo y Nódulos Linfáticos y para su interacción con Células T. Las
DCs activan Células T, Natural Killers (NK) y Células B. El tema PAMPs, TLR y
DC también se desarrolla en Biología de Célula T (17).
Ya hemos dicho que las DC pueden tener origen “Mieloide” (mDC) o “Linfoide/
Plasmocitoide” (pDC), pero cualquiera sea su origen cuando maduran adquieren
morfología dendrítica y fuerte capacidad presentadora de antígenos a células T Naif.
Las DCs de estirpe mieloide (mDCs) tienen marcadores mieloides, expresan
CD11c+, TLR2/TLR4 y segregan IL-12. Por otra parte las DCs de aspecto
plasmocitoide (pDCs) carecen de marcadores mieloides, expresan TLR7/TLR9,
segregan Interferon Alfa (IFN-α) y derivan de Células Productoras de Interferones
α y β (IPCs) (18).
Las DCs inmaduras expresan en su superficie proteínas Blood Dendritic Cells
Antigens (BDCA) y estas sirven para aislar y separar, FAC scanner mediante, células
pDCs (BCDA -2/ BCDA 4) de células mDCs (BDCA-3). Los antígenos
BDCA desaparecen cuando las DC progresan al estadio maduro.
Gran parte de la información sobre DCs se obtuvo de estudios in Vitro, a partir
de Monocitos (Mo-DC) o precursores hemtopoyéticos (HP-DC), pero debe señalarse
que entre modelos exvivo e invitro pueden haber importantes diferencias.
Los precursores hematopoyéticos de médula ósea estimulados con GM-csf
siguen un curso de diferenciación que culmina en monocitos o macrófagos, pero
retienen capacidad para transformarse en mDCs hasta estadíos avanzados de maduración.
Todo esto indica que Monocitos, Macrófagos y Dendríticas de orígen
mieloide comparten los mismos precursores (19).
Las mDCs pueden generanse in vitro mediante manipulación de Monocitos cosechados de Sangre Periférica (PBMC). Estos se adhieren y desarrollan en frascos para cultivo de tejido, bajo estímulo de Interleukina 4 (IL-4) y Factor de Crecimiento Granulocítico Macrofágico (GM-CSF), en una semana adquieren fenotipo DC inmaduras (iDC) y luego, con el agregado de Factor de Necrosis Tumoral alfa (αTNF) progresan a DC maduras.
Las mDCs pueden generar respuestas Th1 o Th2 acorde con la naturaleza del
antígeno. Las bacterias intracelulares y las infecciones virales inducen liberación de
citokinas Th1 (IFN-γ) y los parásitos extracelulares citokinas Th2 (IL-4) (20).
Las DC plasmocitoides (pDC) son de origen linfoide y fueron inicialmente
identificadas en biopsias de ganglios neoplásicos o reactivos, estrechamente asociados
a Vénulas de Endotelio Alto (21).
Por su morfología parecida a células plasmáticas recibieron la designación
“plasmocitoide”, pero luego se vio que en realidad eran DC inmaduras CD11c- o
pre-pDC. Estas células expresan CD4 pero carecen de TCR y CD3, tampoco
exhiben marcadores mieloides ni de linaje B. Cuando las pre-pDC alcanzan estadio
maduro producen grandes cantidades de IFN α y β en respuesta a estímulos
bacterianos o virales (22,23).
Todos esos elementos terminaron de confirmar su condición de miembros de
la familia DC, pero no ha sido probado que las células de linaje pDCs puedan
adquirir fenotipos VC o Langerhans como ocurre con las mDCs.
Las pDC carecen de la mayoría de los marcadores mieloides, marcan CD123 (IL-3R) y necesitan IL-3 en lugar de GM-csf para transformarse en células inmaduras pDC (24).
Sin embargo el concepto de que las pDC tengan origen linfoide ha sido desafiado
por algunas evidencias contradictorias: en realidad esta célula podría derivar
tanto de origen linfoide como mieloide (25).
De hecho en murinos se ha visto que ambas versiones, mieloide (mDC) y plasmocitoide
(pDC), pueden ser generadas indistintamente a partir de progenitores
linfoides o mieloides (26).
Las pDC humanas circulan en sangre de adultos y neonatos y pueden localizarse
en diversos tejidos linfoides periféricos. Estas céulas se acumulan en tejidos
inflamatorios como ocurre en hiperplasia linfoide de la piel, psoriasis, lúpus y dermatitis
de contacto (27,28).
Los Macrófagos y las DC maduras tienen una vida media de pocos días, pero las
DC inmaduras pueden permanecer en dicho estadio por períodos más extensos.
Las DC se comunican con diversas células del organismo mediante interacciones
directas (sinapsis) por contacto entre receptores y ligantes específicos como
ocurre con CD40/CD40L, CD28/CD80 e integrinas/proteínas adhesivas.
El contacto entre los TLR de una DC y PAMPs de algún agente microbiano, provoca la liberación de IL-12 y esta linfokina induce fenotipo Th-1 en Células CD4+ Naif. Las DC de origen linfoide producen grandes cantiddes de IFN-α, una citokina que atrae macrófagos y activa respuestas contra aquellas bacterias u hongos que dieron orígen al fragmento antigénico presentado a las Células T (29).
El reconocimiento de PAMPs no es tarea exclusiva de TLRs, dado que las
manosas también son PAMPs y pueden ser detectadas por “lectinas ligantes de
manosas” (MBL). Las proteínas MBL son lectinas tipo C y de estas existe una versión
relacionada con activación del complemento y otra vinculada a la activación de
DCs y Macrófagos. Estas células se encuentran adornadas con lectina DC-SIGN
o Dendritic Cell-Specific Intercelullar ahesion molecule -3-Grabbing Non-integrin,
molécula codificada por el gen CD209 (30).
La lectina DC-SIGN de Macrófagos y DC reconoce y liga manosas exhibidas
en la superficie de virus, bacterias y hongos. La interacción DC-SIGNMicrobios
activa la fagocitosis, promueve el rodamiento (“rolling”) celular
sobre endotelios, activa Células T CD4+ y promueve el reconocimiento de
haptenos patogénicos (31).
La DC-SIGN favorece la infección de Células T con virus HIV y HVC originados
en DC contaminadas. Esta lectina modula la función de los TLR y desempeña
un rol crítico durante la infección por Hepatitis Virus C (HVC) (32,33).
Las Celulas Productoras de Interferones alfa, beta y omega (IPCs) constituyen
un tipo celular muy importante en el campo de la inmunidad innata antiviral. Las
IPCs son CD11c-, también son conocidas como pre-pDCs por ser precursores de
p-DC y representan entre 0.2% y 0.8% de las células monocucleares periféricas
murinas y humanas. Tienen morfología plasmocitoide, expresan TLR-7 y TLR-9
y con estímulo viral pueden segregar grandes cantidades de IFN-α tipo 1 (34).
Mediante liberación de IFN-α tipo 1 las IPCs activan Células NKs, B, T
y m-DCs. En estadio final de diferenciación adquieren fenotipo DCs maduro,
regulan la función de Células T y sirven de concectores entre respuestas inmunes
innatas y adaptativas.
Como vemos, hay una diferencia bastante clara entre DCs “plasmocitoides”
(p-DCs) y DCs “mieloides” CD11c+ (m-DCs). Originalmente las pre-pDCs fueron
tipificadas como T plasmocitoides por expresar CD4+, pero en realidad no
expresan TCR ni CD3, por consiguiente NO son células T. Tampoco expresan
antígenos de estirpe mieloide (CD13, CD14, CD33) ni linfoide (CD19, CD20).
En síntesis, las pDCs se caracterizan por expresar MHC-II y CD4, producir
gran cantidad de IFN-α/β y desplegar un fuerte rol de presentación antigénica.
Todo esto confirma cláramente su condición de miembro de la familia de Células Dendríticas Interdigitantes (DCs) (34-36).
La infusion endovenosa de Flt-3 estimula fuertemente la diferenciación de progenitores hematopoyéticos en pDCs aumentando dramáticamente su concentración en sangre humana y también en sangre, tejidos linfoides, hígado y pulmón murinos (37,38).
La asociación Flt-3 con Trombopoyetina incrementa de manera sinérgica la generación pDCs y también aumenta la cantidad de Monocitos y mDCs (CD11c+) inmaduras.
Las pDCs evocan linaje linfoide por carecer de marcadores mieloides, expresar
CD123 (IL-3R) y requerir IL-3 para su diferenciación y expansión.
Sin embargo es probable que las versiones pDCs y mDCs representen estadios
madurativos resultantes de un ancestro común y no tengan el linaje linfoide o mieloide
que sugieren sus marcadores de superficie (36,40).
Las mDCs humanas pueden generarse a partir de células CD34+ estimuladas
con GM-CSF, C-Kit ligante y TNF-α y también a partir de monocitos estimulados
con GM-CSF e IL-4/IL13 (41,42).
Estas células mantienen la capacidad de captura y procesamiento antigénico
que caracteriza a las DCs inmaduras colectadas exvivo. Estas células exhiben típica
morfología dendrítica, carecen de CD14 y expresan altos niveles de MHC-II/I,
CD1, Fc gamma RII, CD40, CD80/86, CD44 y ICAM-1. Dichos marcadores
se ven incrementados significativamente por estímulo con TNF-α o CD40L. Su
eficacia como presentadoras de antígeno puede ser incrementada por anticuerpos
específicos mediante captura de antígeno mediada por FcR.
Interacciones entre DCs y Células NKs
Las células NKs activadas pueden inducir mauración en DCs por efecto directo o
por sinergismo con señales microbianas de baja intensidad. Las DCs maduras son
resistentes al efecto citolítico que provocan la NK autólogas sobre DCs inmaduras.
Las NKs inducen activación de DCs mediante liberación de TNF-α, IFN-γ e
interacciones célula-célula dependiente de NKp30. La citotoxicidad dependiente
de NKs depende de la cooperación del receptor NKp30 con las proteínas NKp46
y NKp44. NKp30 es el receptor más importante involucrado en la destrucción de
células tumorales e infectadas por virus mediada por células NKs. Por otra parte las
DCs activadas liberan in Vitro IL-12/IL-18, IL-15 e IFN-α/β y estas citokinas
activan la capacidad citotóxica de células NKs e inducen en ellas proliferación y
producción de IFN-γ (44).
La activación de DC inducida por Células NK depende tanto de la secreción
de TNF-α como IFN-γ como del contacto directo, Célula-Célula, que involucra
a la proteína NKp30.
Las interacciones entre Células DC y NK ocurren en tejidos linfoides y no
linfoides. La activación de NK por Células Tumorales provoca activación de DC
y promueve respuesta antitumoral mediada por Células T. Por otra parte las DC
activadas por TLR activan poderosos efectos antivirales en Células NK (45).
El co-cultivo de NKs con DCs demostró que la activación de DCs mediada por NKs require IL-12 y en menor medida también IL-2 pero también contacto célula-célula. Por otra parte las NKs de animales infectados con Plasmodium Falciparum inducen maduración de DCs con producción de IL-12 y estas activan Células T con incremento en proliferación y secreción de IFN gamma. Todas estas evidencias experimentales resaltan la importancia del diálogo entre DC y NK para la coordinación de respuestas inmunes adquiridas e innatas (46).
Comentarios Finales
Los datos actuales sobre DCs provienen mayormente de estudios in Vitro y fueron
obtenidos mediante manipulación de progenitores linfoides o mieloides, por
consiguiente es posible que en tiempo real e in vivo estas células tengan un comportamiento
algo diferente.
Hasta ahora han sido descubiertas DCs de linaje mieloide (mDCs) y plasmocitoide
(pDCs). Ambas versiones tienen en común su gran capacidad presentadora
de antígenos procesados a células T, pero divergen en expresión de marcadores de
superficie y secreción de citokinas. Es probable que el sistema inmune utilice una u
otra versión acorde con el gérmen infectante o tipo de célula involucrados.
Hace relativamente poco tiempo se descubrieron marcadores específicos de
mDCs y pDCs (BDCAs) que se presentan exclusivamente en etapa inmadura.
Mediante tecnología FAC scan dichos antígenos facilitan mucho la tarea de aislamiento
y manipuleo experimental de mDCs y pDCs. Seguramente el desarrollo
tecnológico permitirá entender mejor el funcionamiento de cada versión de DCs
en tiempos y ambitos reales.
Es evidente que la naturaleza de la respuesta inmune depende en gran medida
del tipo de DCs involucrado. Las pDCs por ejemplo, producen grandes cantidades
de IFNα/β y los interferones son citokinas muy importantes en respuesta inmune
antiviral. Sus precursores, las Células Productoras de Interferon (IPCs) expresan
CD4, son CD11c- y producen 200 a 1000 veces más cantidad de IFN que cualquier
otro tipo de célula. Por eso las IPCs y su forma madura pDCs constituyen
efectores críticos en respuesta inmune antiviral y antitumoral (34,47).
El estímulo con extractos microbianos induce en mDCs liberación de IL-12, esta
induce fenotipo Th1 en Células T CD4+ y reacción contra patógenos infectantes (48).
Las Células Dendríticas (DCs) mantienen diálogo constante con otras células
por comunicación directa célula-célula o liberación de citokinas. En Biología
de Célula T se describen diferentes sistemas interactivos entre DCs y Célula T:
CD80/CD28, CD86/CTLA4, CD40/CD40L u otros.
Entre otros recursos el virus HIV utiliza lectina DC-SIGN para ingresar a DCs,
luego estas migran a nódulos linfáticos y allí el virus es transferido a Células T. El HIV
persiste activo en DCs luego de aplicar terapia antiretroviral intensiva (HAART) (49).
Las DCs desempeñan un importante rol a nivel de mucosa intestinal mediante
modulación de células T efectoras, T reguladoras, Th 17, T NKs, NKs y monocitos/
macrófagos (50).
Los pacientes con Enfermedad de Crohn carecen de DCs inmaduras en sangre
en los perídos de recrudecimiento del sindrome. Es posible que estas células migren al
intestino y allí provoquen reacciones hiper-reactivas contra gérmenes comensales (51).
En pacientes que padecen Atritis Reumatoidea (AR) se encuentran DCs en el
líquido sinovial, con frecuencia en el centro de un agregado de linfocitos T. Estas
DCs expresan MHC-II, CD40, CD80, CD86, DC-SIGN y CCR7. Ya hemos
dicho que las DCs pueden polarizar Células T hacia fenotipos Th1 o Th2 acorde
con las citokinas de su medioambiente. Las DCs parecen ocupar un rol central en
patogénesis de la Artritis Reumatoidea: las citokinas del líquido sinovial las induce
a presentar autoantígenos a Células T (52).
La miocarditis autoimmune experimental (MAE) en ratas es un fenómeno
mediado por células T donde se ha podido demostrar un disbalance Th1/Th2. Para
su tratamiento es crítica la inducción de tolerancia antígeno-específica. La IL-10
es una citokina inmunomoduladora que funciona a diversos niveles de la respuesta
inmune, por eso se crearon in Vitro DCs productoras constitutivas de IL-10 y estas
fueron inyectadas a la rata cinco días después de la primer inmunización para inducción
de MAE. Esto permitió atenuar los efectos morfológicos y funcionales de
este fenómeno autoinmune y abre la posibilidad de su aplicación en otros modelos
de enfermedad autoinmune (53).
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Eritroferon S.R.L., 2011.
ISBN 978-987-27121-0-5
Ricardo Antonio Giuliani
Hay dos tipos de Células Dendríticas: Interdigitantes de origen hematopoyético y Foliculares
de origen mesenquimatoso. Ambas desempeñan tareas críticas en procesos de
presentación antigénica y son importantes para el funcionamiento del Sistema Inmune.
Las Células Dendríticas Foliculares (CDF) presentan antígeno intacto a Células
B en Centros Germinales de tejidos linfoides periféricos, activan su proceso
madurativo e inducen proliferación y cambio de clase de inmunoglobulinas. Mayores
detalles sobre CDF pueden encontrarse en Biología de Célula B (1).
Las Células Dendríticas Interdigitantes degradan previamente proteínas a péptidos de <25AA, instalan dichos fragmentos en moléculas tipo II de MHC y finalmente presentan a Células T CD4+ una versión “procesada” del antígeno.
Sobre procesamiento antigénico y ensamble en el surco presentador de moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) leer detalles en el capítulo correspondiente.
La literatura internacional utiliza la designación Célula Dendrítica (DC) para referirse directamente a Células Dendríticas Interdigitantes, por eso, de ahora en más DC será sinónimo de Interdigitantes y CDF significará Células Dendríticas Foliculares (2).
Las DCs regulan la amplificación de la respuesta inmune B y T y constituyen uno de
los puntos de contacto más formidables entre Sistemas Inmunes Innato y Adquirido (3).
La categoría Células Presentadoras de Antígeno (CPAs) incluye Células B, Macrófagos
y DC, pero a estas últimas se las considera “profesionales” por expresar MHCII
de manera constitutiva, tener una capacidad presentadora mil veces superior al resto
de las CPAs y ocupar un espacio importante en las estrategias de vacunación.
Las DCs tienen orígen en Progenitores Hematopoyéticos y se distribuyen por
todos los tejidos del organismo para vigilar su entorno y detectar moléculas asociadas
a patógenos (PAMPs). Cuando advierten señales de peligro (PAMPs) migran
hacia los nódulos linfáticos y allí presentan a Células T CD4+ Naif péptidos antigénicos
asociados a moléculas tipo II-MHC (4).
Para calificar como Dendrítica (DC) la Célula debe exhibir morfología
dendrítica y aparato presentador de antígenos procesados a Células T Naif. A
este fenotipo morfológico y funcional se puede llegar por dos rutas alternativas
de diferenciación celular: monocítico/macrofágico (mDCs) o linfoplasmocitoide
(pDCs). Obviamente ambas versiones tienen orígen en precursores hematopoyéticos
de médula ósea.
Para producir mDCs los monocitos requieren estímulo con GM-csf y para
difrenciarse en pDCs los progenitores linfoides se convierten inicialmente en Células
Productoras de Interferones alfa y beta (IPCs). Ambas versiones de DCs,
mieloide (mDCs) y linfoide (pDCs), pueden obtenerse mediante estímulo de precursores
mieloides con ligante de Flt-3 (5-10).
Las DCs de origen plasmocitoide o “linfoide” (pDCs) segregan grandes cantidades
de IFNα/β, igual que sus precursores inmediatos las células productoras
de interferon (IPCs). Esto demuestra que entre DCs mieloides y linfoides hay
diferencias funcionales y sugiere que la generación de una u otra versión de DC
podría responder a requerimientos vitales específicos. Pero sea como fuere, ambas
versiones de DCs, mieloides o plasmocitoides/linfoides, se caracterizan por exhibir
típica morfología dendrítica en estadío maduro y maquinaria apropiada para el
procesamiento y presentación de antígenos a Células T Naif (11).
Las DCs habitan tejidos de gran exposición al medio exterior, como piel y
submucosas de nariz, pulmones, estómago e intestinos. En piel toman el nombre
de quien las describiera por primera vez: Células de Langerhans. En sangre se las
encuentra en etapa inmadura, exhiben largos vellos y se las designa “Veiled Cells”
(VC). Una vez activadas adquieren morfología parecida a Dendritas y por este aspecto
se les llama “Células Dendríticas” (DC). Los tres nombres siguen en uso y los
tres se refieren al mismo linaje celular. Langerhans evoca su posición en piel, VCs su
etapa inmadura en sangre y DCs la morfología que adopta con su activación (12).
Los progenitores de DC tienen origen en el tejido hematopoyético de la Medula
Osea e inicialmente se transforman en VCs caracterizadas por gran actividad
endocítica y escasa capacidad para activar Celulas T. Estas células controlan
permanentemente su entorno mediante endocitosis de muestras biológicas y son
activadas cuando detectan patógenos virales, bacterianos o sicóticos (12).
Para discriminar entre patógenos y células inocuas o propias las DCs utilizan
Receptores de Patrones Moleculares Asociados a Patogenos (PAMP-R). Las moléculas
PAMP permanecieron intactas a lo largo de la evolución por desempeñar
tareas vitales para el mantenimiento de amplios grupos de microbios. Los organismos
multicelulares utilizaron dicha estabilidad estructural para desarrollar receptores
(PAMP-R) concectados a sistemas de defensa antomicrobiana.
Una versión de PAMP-R son los Toll Like Receptors (TLR), así llamados
por su parecido con el receptor Toll de la mosca Drosofila Melanogaster (DM).
Los genes Toll regulan el crecimiento dorsoventral de la mosca y habilitan la expresión
de moléculas con actividad antifúngica y antimicrobiana (13).
El carácter arcaico de los TLR se evidencia en el alto grado de preservación
estructural y funcional que presentan en diversos campos de la biología: plantas, insectos,
reptiles, mamíferos y humanos. La detección de PAMPs por TLR denuncia
la presencia de hongos, bacterias, virus u otros microorganismos (14).
Las DCs fagocitan y reducen PAMPs a fragmentos, estos son ubicados en el
surco presentador de proteínas tipo II de MHC y exhibidos para interacción con
TCRs sobre Células T CD4+. De esta manera los TLRs restringen la Célula T al
reconocimiento de péptidos provenientes de PAMPs e inducen en DCs su típico
aspecto morfológico (15,16).
La detección de PAMPs por TLRs advierte a las DC sobre la amenaza de
patógenos infectantes, estas incrementan la expresión de proteínas CD80, CD86,
CD40 y CCR7 e intensifican su interacción con Celulas T. La sobre-expresión de
CCR7 es crítica para el acceso de DC al torrente sanguíneo y linfático, para su
colonización en Bazo y Nódulos Linfáticos y para su interacción con Células T. Las
DCs activan Células T, Natural Killers (NK) y Células B. El tema PAMPs, TLR y
DC también se desarrolla en Biología de Célula T (17).
Ya hemos dicho que las DC pueden tener origen “Mieloide” (mDC) o “Linfoide/
Plasmocitoide” (pDC), pero cualquiera sea su origen cuando maduran adquieren
morfología dendrítica y fuerte capacidad presentadora de antígenos a células T Naif.
Las DCs de estirpe mieloide (mDCs) tienen marcadores mieloides, expresan
CD11c+, TLR2/TLR4 y segregan IL-12. Por otra parte las DCs de aspecto
plasmocitoide (pDCs) carecen de marcadores mieloides, expresan TLR7/TLR9,
segregan Interferon Alfa (IFN-α) y derivan de Células Productoras de Interferones
α y β (IPCs) (18).
Las DCs inmaduras expresan en su superficie proteínas Blood Dendritic Cells
Antigens (BDCA) y estas sirven para aislar y separar, FAC scanner mediante, células
pDCs (BCDA -2/ BCDA 4) de células mDCs (BDCA-3). Los antígenos
BDCA desaparecen cuando las DC progresan al estadio maduro.
Gran parte de la información sobre DCs se obtuvo de estudios in Vitro, a partir
de Monocitos (Mo-DC) o precursores hemtopoyéticos (HP-DC), pero debe señalarse
que entre modelos exvivo e invitro pueden haber importantes diferencias.
Los precursores hematopoyéticos de médula ósea estimulados con GM-csf
siguen un curso de diferenciación que culmina en monocitos o macrófagos, pero
retienen capacidad para transformarse en mDCs hasta estadíos avanzados de maduración.
Todo esto indica que Monocitos, Macrófagos y Dendríticas de orígen
mieloide comparten los mismos precursores (19).
Las mDCs pueden generanse in vitro mediante manipulación de Monocitos cosechados de Sangre Periférica (PBMC). Estos se adhieren y desarrollan en frascos para cultivo de tejido, bajo estímulo de Interleukina 4 (IL-4) y Factor de Crecimiento Granulocítico Macrofágico (GM-CSF), en una semana adquieren fenotipo DC inmaduras (iDC) y luego, con el agregado de Factor de Necrosis Tumoral alfa (αTNF) progresan a DC maduras.
Las mDCs pueden generar respuestas Th1 o Th2 acorde con la naturaleza del
antígeno. Las bacterias intracelulares y las infecciones virales inducen liberación de
citokinas Th1 (IFN-γ) y los parásitos extracelulares citokinas Th2 (IL-4) (20).
Las DC plasmocitoides (pDC) son de origen linfoide y fueron inicialmente
identificadas en biopsias de ganglios neoplásicos o reactivos, estrechamente asociados
a Vénulas de Endotelio Alto (21).
Por su morfología parecida a células plasmáticas recibieron la designación
“plasmocitoide”, pero luego se vio que en realidad eran DC inmaduras CD11c- o
pre-pDC. Estas células expresan CD4 pero carecen de TCR y CD3, tampoco
exhiben marcadores mieloides ni de linaje B. Cuando las pre-pDC alcanzan estadio
maduro producen grandes cantidades de IFN α y β en respuesta a estímulos
bacterianos o virales (22,23).
Todos esos elementos terminaron de confirmar su condición de miembros de
la familia DC, pero no ha sido probado que las células de linaje pDCs puedan
adquirir fenotipos VC o Langerhans como ocurre con las mDCs.
Las pDC carecen de la mayoría de los marcadores mieloides, marcan CD123 (IL-3R) y necesitan IL-3 en lugar de GM-csf para transformarse en células inmaduras pDC (24).
Sin embargo el concepto de que las pDC tengan origen linfoide ha sido desafiado
por algunas evidencias contradictorias: en realidad esta célula podría derivar
tanto de origen linfoide como mieloide (25).
De hecho en murinos se ha visto que ambas versiones, mieloide (mDC) y plasmocitoide
(pDC), pueden ser generadas indistintamente a partir de progenitores
linfoides o mieloides (26).
Las pDC humanas circulan en sangre de adultos y neonatos y pueden localizarse
en diversos tejidos linfoides periféricos. Estas céulas se acumulan en tejidos
inflamatorios como ocurre en hiperplasia linfoide de la piel, psoriasis, lúpus y dermatitis
de contacto (27,28).
Los Macrófagos y las DC maduras tienen una vida media de pocos días, pero las
DC inmaduras pueden permanecer en dicho estadio por períodos más extensos.
Las DC se comunican con diversas células del organismo mediante interacciones
directas (sinapsis) por contacto entre receptores y ligantes específicos como
ocurre con CD40/CD40L, CD28/CD80 e integrinas/proteínas adhesivas.
El contacto entre los TLR de una DC y PAMPs de algún agente microbiano, provoca la liberación de IL-12 y esta linfokina induce fenotipo Th-1 en Células CD4+ Naif. Las DC de origen linfoide producen grandes cantiddes de IFN-α, una citokina que atrae macrófagos y activa respuestas contra aquellas bacterias u hongos que dieron orígen al fragmento antigénico presentado a las Células T (29).
El reconocimiento de PAMPs no es tarea exclusiva de TLRs, dado que las
manosas también son PAMPs y pueden ser detectadas por “lectinas ligantes de
manosas” (MBL). Las proteínas MBL son lectinas tipo C y de estas existe una versión
relacionada con activación del complemento y otra vinculada a la activación de
DCs y Macrófagos. Estas células se encuentran adornadas con lectina DC-SIGN
o Dendritic Cell-Specific Intercelullar ahesion molecule -3-Grabbing Non-integrin,
molécula codificada por el gen CD209 (30).
La lectina DC-SIGN de Macrófagos y DC reconoce y liga manosas exhibidas
en la superficie de virus, bacterias y hongos. La interacción DC-SIGNMicrobios
activa la fagocitosis, promueve el rodamiento (“rolling”) celular
sobre endotelios, activa Células T CD4+ y promueve el reconocimiento de
haptenos patogénicos (31).
La DC-SIGN favorece la infección de Células T con virus HIV y HVC originados
en DC contaminadas. Esta lectina modula la función de los TLR y desempeña
un rol crítico durante la infección por Hepatitis Virus C (HVC) (32,33).
Las Celulas Productoras de Interferones alfa, beta y omega (IPCs) constituyen
un tipo celular muy importante en el campo de la inmunidad innata antiviral. Las
IPCs son CD11c-, también son conocidas como pre-pDCs por ser precursores de
p-DC y representan entre 0.2% y 0.8% de las células monocucleares periféricas
murinas y humanas. Tienen morfología plasmocitoide, expresan TLR-7 y TLR-9
y con estímulo viral pueden segregar grandes cantidades de IFN-α tipo 1 (34).
Mediante liberación de IFN-α tipo 1 las IPCs activan Células NKs, B, T
y m-DCs. En estadio final de diferenciación adquieren fenotipo DCs maduro,
regulan la función de Células T y sirven de concectores entre respuestas inmunes
innatas y adaptativas.
Como vemos, hay una diferencia bastante clara entre DCs “plasmocitoides”
(p-DCs) y DCs “mieloides” CD11c+ (m-DCs). Originalmente las pre-pDCs fueron
tipificadas como T plasmocitoides por expresar CD4+, pero en realidad no
expresan TCR ni CD3, por consiguiente NO son células T. Tampoco expresan
antígenos de estirpe mieloide (CD13, CD14, CD33) ni linfoide (CD19, CD20).
En síntesis, las pDCs se caracterizan por expresar MHC-II y CD4, producir
gran cantidad de IFN-α/β y desplegar un fuerte rol de presentación antigénica.
Todo esto confirma cláramente su condición de miembro de la familia de Células Dendríticas Interdigitantes (DCs) (34-36).
La infusion endovenosa de Flt-3 estimula fuertemente la diferenciación de progenitores hematopoyéticos en pDCs aumentando dramáticamente su concentración en sangre humana y también en sangre, tejidos linfoides, hígado y pulmón murinos (37,38).
La asociación Flt-3 con Trombopoyetina incrementa de manera sinérgica la generación pDCs y también aumenta la cantidad de Monocitos y mDCs (CD11c+) inmaduras.
Las pDCs evocan linaje linfoide por carecer de marcadores mieloides, expresar
CD123 (IL-3R) y requerir IL-3 para su diferenciación y expansión.
Sin embargo es probable que las versiones pDCs y mDCs representen estadios
madurativos resultantes de un ancestro común y no tengan el linaje linfoide o mieloide
que sugieren sus marcadores de superficie (36,40).
Las mDCs humanas pueden generarse a partir de células CD34+ estimuladas
con GM-CSF, C-Kit ligante y TNF-α y también a partir de monocitos estimulados
con GM-CSF e IL-4/IL13 (41,42).
Estas células mantienen la capacidad de captura y procesamiento antigénico
que caracteriza a las DCs inmaduras colectadas exvivo. Estas células exhiben típica
morfología dendrítica, carecen de CD14 y expresan altos niveles de MHC-II/I,
CD1, Fc gamma RII, CD40, CD80/86, CD44 y ICAM-1. Dichos marcadores
se ven incrementados significativamente por estímulo con TNF-α o CD40L. Su
eficacia como presentadoras de antígeno puede ser incrementada por anticuerpos
específicos mediante captura de antígeno mediada por FcR.
Interacciones entre DCs y Células NKs
Las células NKs activadas pueden inducir mauración en DCs por efecto directo o
por sinergismo con señales microbianas de baja intensidad. Las DCs maduras son
resistentes al efecto citolítico que provocan la NK autólogas sobre DCs inmaduras.
Las NKs inducen activación de DCs mediante liberación de TNF-α, IFN-γ e
interacciones célula-célula dependiente de NKp30. La citotoxicidad dependiente
de NKs depende de la cooperación del receptor NKp30 con las proteínas NKp46
y NKp44. NKp30 es el receptor más importante involucrado en la destrucción de
células tumorales e infectadas por virus mediada por células NKs. Por otra parte las
DCs activadas liberan in Vitro IL-12/IL-18, IL-15 e IFN-α/β y estas citokinas
activan la capacidad citotóxica de células NKs e inducen en ellas proliferación y
producción de IFN-γ (44).
La activación de DC inducida por Células NK depende tanto de la secreción
de TNF-α como IFN-γ como del contacto directo, Célula-Célula, que involucra
a la proteína NKp30.
Las interacciones entre Células DC y NK ocurren en tejidos linfoides y no
linfoides. La activación de NK por Células Tumorales provoca activación de DC
y promueve respuesta antitumoral mediada por Células T. Por otra parte las DC
activadas por TLR activan poderosos efectos antivirales en Células NK (45).
El co-cultivo de NKs con DCs demostró que la activación de DCs mediada por NKs require IL-12 y en menor medida también IL-2 pero también contacto célula-célula. Por otra parte las NKs de animales infectados con Plasmodium Falciparum inducen maduración de DCs con producción de IL-12 y estas activan Células T con incremento en proliferación y secreción de IFN gamma. Todas estas evidencias experimentales resaltan la importancia del diálogo entre DC y NK para la coordinación de respuestas inmunes adquiridas e innatas (46).
Comentarios Finales
Los datos actuales sobre DCs provienen mayormente de estudios in Vitro y fueron
obtenidos mediante manipulación de progenitores linfoides o mieloides, por
consiguiente es posible que en tiempo real e in vivo estas células tengan un comportamiento
algo diferente.
Hasta ahora han sido descubiertas DCs de linaje mieloide (mDCs) y plasmocitoide
(pDCs). Ambas versiones tienen en común su gran capacidad presentadora
de antígenos procesados a células T, pero divergen en expresión de marcadores de
superficie y secreción de citokinas. Es probable que el sistema inmune utilice una u
otra versión acorde con el gérmen infectante o tipo de célula involucrados.
Hace relativamente poco tiempo se descubrieron marcadores específicos de
mDCs y pDCs (BDCAs) que se presentan exclusivamente en etapa inmadura.
Mediante tecnología FAC scan dichos antígenos facilitan mucho la tarea de aislamiento
y manipuleo experimental de mDCs y pDCs. Seguramente el desarrollo
tecnológico permitirá entender mejor el funcionamiento de cada versión de DCs
en tiempos y ambitos reales.
Es evidente que la naturaleza de la respuesta inmune depende en gran medida
del tipo de DCs involucrado. Las pDCs por ejemplo, producen grandes cantidades
de IFNα/β y los interferones son citokinas muy importantes en respuesta inmune
antiviral. Sus precursores, las Células Productoras de Interferon (IPCs) expresan
CD4, son CD11c- y producen 200 a 1000 veces más cantidad de IFN que cualquier
otro tipo de célula. Por eso las IPCs y su forma madura pDCs constituyen
efectores críticos en respuesta inmune antiviral y antitumoral (34,47).
El estímulo con extractos microbianos induce en mDCs liberación de IL-12, esta
induce fenotipo Th1 en Células T CD4+ y reacción contra patógenos infectantes (48).
Las Células Dendríticas (DCs) mantienen diálogo constante con otras células
por comunicación directa célula-célula o liberación de citokinas. En Biología
de Célula T se describen diferentes sistemas interactivos entre DCs y Célula T:
CD80/CD28, CD86/CTLA4, CD40/CD40L u otros.
Entre otros recursos el virus HIV utiliza lectina DC-SIGN para ingresar a DCs,
luego estas migran a nódulos linfáticos y allí el virus es transferido a Células T. El HIV
persiste activo en DCs luego de aplicar terapia antiretroviral intensiva (HAART) (49).
Las DCs desempeñan un importante rol a nivel de mucosa intestinal mediante
modulación de células T efectoras, T reguladoras, Th 17, T NKs, NKs y monocitos/
macrófagos (50).
Los pacientes con Enfermedad de Crohn carecen de DCs inmaduras en sangre
en los perídos de recrudecimiento del sindrome. Es posible que estas células migren al
intestino y allí provoquen reacciones hiper-reactivas contra gérmenes comensales (51).
En pacientes que padecen Atritis Reumatoidea (AR) se encuentran DCs en el
líquido sinovial, con frecuencia en el centro de un agregado de linfocitos T. Estas
DCs expresan MHC-II, CD40, CD80, CD86, DC-SIGN y CCR7. Ya hemos
dicho que las DCs pueden polarizar Células T hacia fenotipos Th1 o Th2 acorde
con las citokinas de su medioambiente. Las DCs parecen ocupar un rol central en
patogénesis de la Artritis Reumatoidea: las citokinas del líquido sinovial las induce
a presentar autoantígenos a Células T (52).
La miocarditis autoimmune experimental (MAE) en ratas es un fenómeno
mediado por células T donde se ha podido demostrar un disbalance Th1/Th2. Para
su tratamiento es crítica la inducción de tolerancia antígeno-específica. La IL-10
es una citokina inmunomoduladora que funciona a diversos niveles de la respuesta
inmune, por eso se crearon in Vitro DCs productoras constitutivas de IL-10 y estas
fueron inyectadas a la rata cinco días después de la primer inmunización para inducción
de MAE. Esto permitió atenuar los efectos morfológicos y funcionales de
este fenómeno autoinmune y abre la posibilidad de su aplicación en otros modelos
de enfermedad autoinmune (53).
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*capitulo extraído del libro: El Sistema Inmune: Genética, Biología Molecular, Clínica, Farmacología / Autores: Ricardo Antonio Giuliani y Eleno Martínez Aquino - 1a. Ed. - Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.
Eritroferon S.R.L., 2011.
ISBN 978-987-27121-0-5
