cap. 15. Inmunidad de Mucosas
Autor:
Dr. Ricardo Antonio Giuliani
En conjunto, las mucosas del humano alcanzan una extensión de casi 400 metros cuadrados. Esto incluye mucosas del aparato digestivo, respiratorio, genitourinario, glándulas sudoríparas, hígado y páncreas.
Piel y Mucosas representan una barrera física contra potenciales agresiones de patógenos ambientales. La preservación de la esterilidad de las cavidades corporales interiores depende de la integridad de dicha barrera y del sistema inmune asociado a la misma.
Las membranas mucosas se encuentran expuestas a un constante bombardeo de gérmenes y esto resulta particularmente crítico a nivel del tubo digestivo, donde es preciso detectar potenciales patógenos entre una catarata de micro-organismos inocuos e incluso útiles para la vida humana (1,2,3).
La mayoría de los patógenos humanos invade el organismo a través de superficies mucosas respiratorias, gastrointestinales o genitourinarias. De hecho, las únicas vías de ingreso no mucoso de microbios son la mordedura, la inyección o las transfusiones de sangre o hemoderivados (4).
Anticuerpos sIgA
En Mucosas una de las primeras líneas de defensa contra patógenos invasores son los anticuerpos (Ab), versión soluble de los receptores de células B (BCR). Ya hemos escrito sobre genética y biología de las células que intervienen en la producción de Ab y sabemos que se trata de grandes proteínas, producidas por células B, que pueden unirse y neutralizar agentes patógenos.
Las mucosas producen una variante de Ab llamada IgA secretora o sIgA. Esta resulta de la unión covalente entre dos monómeros de IgA2, ligados mediante una cadena J Joint a nivel de las regiones FC (Fracción Cristalizable). La cadena J es un polipéptido de 15 kDa, rico en Cisteína y de estructura completamente diferente al resto de las cadenas de Igs.
Una vez segregada por las Células Plasmáticas de Lámina Propia (CPLP), el dí380 mero IgA2 es captado por Células Epiteliales de Mucosas (CEM) mediante el Receptor de Inmunoglobulina Polimérica (pIgR).
El dímero IgA2 reacciona con la proyección extracelular del receptor pIgR formando complejo IgA2-pIgR y este se desplaza hacia el lumen intestinal. Allí el ensamble IgA2-pIgR es seccionado por digestión enzimática, quedando adherido al dímero IgA2 una parte del ectodominio del pIgR de 585 AA. Este último recibe el nombre de componente secretor o “S” y brinda a la molécula (sIgA2) alto grado de resistencia a la digestión enzimática.
El péptido “S” contiene cinco dominios tipo-V de Inmunoglobulinas, está fuertemente glicosilado y tiene siete sacáridos ligados a residuos asparagina (N-linked), que contribuyen en 22% al total de la masa de la proteína.
Nótese que la forma Monomérica o sérica es IgA1 y que el receptor pIgR sólo puede reconocer a la forma Dimérica constituida por IgA2, que es la que se encuentra en grandes cantidades en secreciones mucosas. El componente “S” puede también encontrarse no ligado a IgA2 y en esta forma “libre” podría también intervenir en respuesta inmune de mucosas.
La forma secretora de IgA2 (sIgA) es la principal inmunoglobulina que se encuentra en lágrimas, saliva, calostro, jugo intestinal, fluido vaginal, respiratorio y prostático.
La sIgA tiene fuerte avidez por superficies mucosas y puede resistir su degradación en ambientes críticos como los tractos digestivo y respiratorio. Las enormes cantidades de sIgA que bañan las superficies mucosas constituyen la primer línea de defensa contra bacterias, virus, parásitos y hongos. La sIgA puede neutralizar ciertos virus y evitar su adherencia a las superficies mucosas, pero también facilita la excreción de patógenos y previene el ensamble de partículas virales maduras.
Las Células T Citotóxicas Intestinales pueden reaccionar contra patógenos invasores destruyéndolos de manera directa o en cooperación con la sIgA intestinal. Las Células T Intestinales (CTI) pueden trasladarse a lo largo de los tejidos mucosos, mediante receptores de anidamiento o “homing receptors” ubicados en las CEM.
Significa entonces que si se produce una reacción inmune en algún sitio del intestino, las CTI allí activadas pueden desplazarse hacia sitios mucosos de pulmón o cavidades nasales, ampliando la protección a superficies mucosas más extensas.
Diversos estudios han demostrado que la estimulación del sistema inmune a nivel sistémico (inyectable), genera exclusiva protección humoral (Ab) y celular (CT) en el ámbito interno estéril, no extensible a mucosas. Pero la estimulación inmune a nivel de mucosas resulta en la inducción de protección mediada por Células B y T, tanto a nivel de mucosas como a nivel sistémico (interno). A pesar de esto, por cuestiones técnicas bastante complejas, son muy pocas las vacunas “mucosas” desarrolladas hasta ahora. Una de ellas es la Vacuna Oral contra el Virus de la Poliomielitis.
El objetivo de las estrategias actuales de vacunación es evitar la colonización inicial del patógeno a nivel de mucosas y bloquear su eventual desarrollo posterior. La vas381 ta mayoría de las vacunas disponibles actualmente solo puede frenar la enfermedad una vez que el germen invade el ámbito sistémico estéril, pero no evita que colonice y atraviese la barrera mucosa. Las vacunas “mucosas” tienen diversas ventajas sobre las vacunas tradicionales: pueden administrarse vía oral, son mejor recibidas por la gente y son simples de distribuir y administrar.
Mucosa Intestinal
Placas de Peyer
Las Placas de Peyer son formaciones ovales o redondeadas similares a folículos linfoides, de pocos centímetros de largo, que se desarrollan en la Lamina Propia y llegan hasta la Submucosa Intestinal.
Estos agregados de tejido linfoide se encuentran habitualmente en Intestino Delgado y su mayor concentración se registra en Ileo Terminal (5,6).
En sus Folículos Centro Germinales predominan Linfocitos B y en los espacios Inter-Foliculares Células T. Hay además Células Dendríticas (DC) y Macrófagos (MF). En el epitelio que recubre las Placas de Peyer habitan Células “M” especializadas en la toma de muestras antigénicas del lumen intestinal y su transferencia a DCs o MF. Estas últimas Presentan Antígenos (CPA) a Células T CD4 (5-7).
Las CPAs ocupan una estructura con aspecto de “bolsillo” ubicada en la cara basolateral de las Células M. Es en las Placas de Peyer donde las CPA presentan sus moléculas antigénicas a las Células B Naif y Memoria. Estas últimas pasan luego a los Ganglios Linfáticos del Mesenterio (GLM), donde tiene lugar la amplificación de la respuesta inmune intestinal. Luego alcanzan la corriente sanguínea vía Conducto Torácico y anidan eventualmente en el sitio donde se originó la estimulación inmune inicial o en zonas más alejadas de la misma u otras mucosas, pero siempre
en Lámina Propia.
Los GLM desempeñan tareas críticas para la tolerancia antigénica intestinal (8).
Células Dendríticas (DC), Placas de Peyer y sIgA
Mediante el uso de microesferas magnéticas recubiertas con anticuerpo anti-CD11c es posible purificar Células Dendríticas (DC), con 90% de pureza, a partir de preparados crudos de Placas de Peyer. Por otra mediante, con laser scanning confocal microscopy es posible escrutar preparados gruesos y estudiar la interacción entre DC de Placas de Peyer (DCPP) e sIgA. El fenotipo de estas células, confirmado mediante Citometría de Flujo, es CD11c+/CD11b+ en DC mieloides y CD11c+/CD8+ en DC linfoides.
Recientemente fue posible identificar un nuevo subtipo de DCPP, caracterizado por marcadores CD11c+/ CD19+. Con estos recursos se demostró que la variante linfoide CD11c+/CD8+ no interactúa con sIgA, mientras que las versiones mieloide CD11c+/CD11b+ y CD11c+/CD19+ si lo hacen. El ligante de esta reacción es la propia IgA y no el péptido S.
La sIgA protege la integridad de la barrera intestinal por efecto antimicrobiano directo e indirecto. Los complejos sIgA-Antígeno son eliminados por peristalsis intestinal o reabsorbidos para estimulo de Células Dendríticas de Placas de Peyer (DCPP).
La sIgA se adhiere a las Células “M” que cubren las Placas de Peyer, es “retro” transportada a la cara basal de las mismas y entregada a las DCPP. Los complejos sIgA/Ag reabsorbidos desde intestino delgado son captados e internalizados por las DCPP.
Las ratas que reciben vía oral un híbrido de sIgA compuesto por IgA murino y fragmento “S” humano, reaccionan generando anti-“s” humano. Esto demuestra que la sIgA puede ser reabsorbida y estimular de manera super-selectiva al sistema inmune asociado a la mucosa intestinal.
Las respuestas inmunes específicas están acompañadas por sostenida expresión de IL-10 y TGF-β a nivel de los nódulos mesentéricos linfoides y el bazo. La sIgA induce la migración de DC hacia regiones ricas en Células T de la Placas de Peyer (PP) y regula también la expresión de CD80 y CD86 sobre las DC tanto en PP, Bazo como Nódulos Mesentéricos (9,10).
Todo esto demuestra que la sIgA que es segregada a la luz intestinal para ejercer actividad antimicrobiana, reingresa en parte al organismo como transportador de antígeno. Contribuye de esta manera con rutas efectoras y reguladoras a nivel del compartimiento mucoso.
La polarización Th2/Th3, la regulación de las poblaciones microbianas del lumen intestinal y la presentación antigénica bajo condiciones no inflamatorias, son funciones de la sIgA que contribuyen al gobierno de la homeostasis de la mucosa intestinal.
En definitiva, la sIgA combina funciones de agente neutralizante de microbios y modulador de la respuesta inmune asociada a la mucosa intestinal.
Linfocitos Intraepiteliales
La presencia de Linfocitos Intraepiteliales (IELs) es un criterio de primer orden para el diagnóstico de Enfermedad Celíaca, pero en verdad los IELs constituyen un fenómeno normal en Mucosa Duodenal. En individuos normales es posible encontrar hasta 25 IELs por cada 100 células epiteliales (11).
En Humanos, los IELs de Intestino Delgado expresan CD8αβ+, TCRαβ+ y CD28-, intervienen en tareas de vigilancia inmune y despliegan funciones Citolíticas e Inmunoreguladoras mediadas por liberación de Citokinas.
En el contexto de la Inmunidad Intestinal la Proteína de Origen Biliar (BGP) “Biliary Glyco Protein”, reemplazaría la función inmuomoduladora de la proteína CTLA-4 (12). Ver Biología de Célula T.
BGP tendría a su cargo la tarea de decrementar la función de los IELs activados.
Una porción importante de los IELs humanos de Intestinos Delgado y Grueso marcan CD8αβ+/CD45+, expresan un limitado repertorio TCRαβ+ y menor aún TCRγδ+. Acorde con esta caracterización fenotípica los IELs serían Células T Memoria, localizadas en la cara basolateral de las Células Epiteliales, abocadas al reconocimiento de antígenos presentados en moléculas MHC-I o CD-I (13).
Dado que los IELs marcan CD28-, son otras las moléculas coestimulatorias que intervienen en la amplificación de la activación mediada por complejo TCR/CD3. Las proteínas que podrían reemplazar la tarea del CD28 en IELs son CD2, CD101, BY-55 e integrina αEβ7 (14).
Por otra parte los IELs activados, como ocurre con otras Células T activadas, requieren de algún mecanismo moderador de la reacción. Un modelo interesante es el receptor KIR “killer inhibiory receptor” que es activado por interacción con MHC-I. Las proyecciones intracitoplasmáticas de KIR característicamente expresan dominios ITIM: Motivos Inmuno Modulatorios basados en Tirosina: I/L/VxYxxL/V. La activación de KIR por MHC-I induce la fosforilación de la Tirosina (Y) del ITIM y esta sirve de sitio de enlace, en el contexto de la mencionada secuencia, para las fosfatasas SHP-1 y SHP-2. Estas fosfatasas son las encargadas de desfosforilar a los ITAM del complejo CD3/Zeta asociado al TCR. Un mecanismo parecido se registra cuando CTLA-4 reacciona con CD86. Los IELs no expresan CTLA-4, CD86, KIR o MHC-I. Sin embargo hay bases bastante sólidas para pensar que la proteína CD66a o BGP, de la familia del Antígeno Carcino Embrionario, podría integrar una dupla moduladora de IELs. Esta proteína de membrana se expresa en células epiteliales intestinales y tiene dos módulos ITIM en su proyección intracelular. Similar al caso del KIR la fosforilación de sus ITIMs atrae a la membrana Tirosin Fosfatasas que desfosforilan receptores tirosin kinasa
involucrados en la activación de células epiteliales de intestino. También se ha demostrado la expresión de CD66a en IELs activados y otras Células T. Aparentemente CD66a reemplazaría en IELs la función moduladora que ejerce CTLA4 en versiones sistémicas de Células T (15).
Comentarios al pie de la figura:
La activación de la ruta MICA/NKG2D interviene en Enfermedad Celíaca, específicamente en la destrucción del epitelio intestinal mediado por IELs. MICA está fuertemente expresado a nivel de la superficie de la mucosa duodenal, en pacientes con Enfermedad Celíaca. En modelos in vitro la estimulación con Gliadina o con el péptido p31-49 derivado de esta, incrementa su expresión en células intestinales de mucosa. La proteína MICA provoca activación directa y coestimulación de
IELs por activación del receptor NKG2D y esto genera citotoxicidad innata contra blancos epiteliales a la vez que incremento en la respuesta adaptativa dependiente de TCR/CD8 (citotóxica).
En definitiva la atrofia intestinal que se observa en la Enfermedad Celiaca podría estar generada por daño epitelial intestinal relacionado con la interacción MICA/NKG2.
La ruta MICA/NKG2 tendría un rol importante en la activación de la inmunidad intraepitelial como respuesta al peligro biológico.
Es importante señalar que aparentemente TODOS los linfocitos T que se encuentran en intestino serían educados en el Timo. Señalamos esto porque en las últimas décadas se instaló la idea de que los linfocitos T intestinales podrían originarse fuera del Timo.
Lamina Propia de la Mucosa
Llamamos Lámina Propia a la fina capa de tejido conectivo laxo que encontramos inmediatamente debajo del epitelio mucoso. De hecho, Mucosa es Epitelio más Lámina Propia. Esto vale para cualquier mucosa: intestinal, genitourinaria o respiratoria. En la Lamina Propia se encuentran capilares, vasos linfáticos, tejido linfoide y glándulas cuyos conductos se abren al epitelio mucoso. Estas glándulas producen mucus y secreciones serosas.
Las células intestinales responsables de la defensa contra organismos patogénicos todavía se encuentran bajo intenso escrutinio. En Intestino Delgado las Células Dendríticas de Lámina Propia (DCLP) expresan CD11c(high)/CD11b(high) y Toll-Like Receptor 5 (TLR-5) (16,17).
Las DCLP activadas vía TLR-5 por interacción con su ligante Flagelina, inducen la diferenciación de Células B Naif a Células Plasmáticas productoras de IgA.
Además, las DCLP activadas por el mismo mecanismo (vía TLR-5), promueven la diferenciación de Células Helpers productoras de IL-17 y Th-1. A diferencia de las Células Dendríticas (DC) de Bazo, las DCLP pueden producir Acido Retinoico, el cual de manera dosis dependiente sostiene la generación y retención en LP de las Células Productoras de IgA y regula de manera positiva la diferenciación de Células Helpers productoras de IL-17. Queda claro entonces que las DCLP tienen
propiedades singulares y que el TLR-5 desempeña tareas muy importantes al servicio de la respuesta inmune adaptativa en intestino.
Células de Paneth
Las Células de Paneth (PC) proveen defensa antimicrobiana en intestino y funcionalmente son el equivalente intestinal de los Neutrófilos. La activación de las PC por exposición a Bacterias o sus Antígenos, induce la liberación al lumen de moléculas antimicrobianas y de esta manera contribuyen al mantenimiento de la Barrera Mucosa Intestinal.
En las Criptas de la Mucosa Intestinal conviven PC con Stem Cells Intestinales (SCI) y estas últimas son las responsables de la constante reposición de CEM que mueren o se pierden a nivel de las velocidades intestinales. La proximidad entre PC y SCI permite suponer que una de las funciones más importantes de las PC, es preservar la integridad anatómica y funcional de las SCI.
Las moléculas más importantes segregadas por las PC son las Defensinas Alfa, también conocidas como “criptidinas”. Estas proteínas catiónicas son fuertemente hidrofóbicas y esta propiedad es la que le facilita su instalación en las membranas de Bacterias, Hongos o Envolturas Virales. Estas proteínas interactúan entre sí para formar poros de membrana que conducen a la lisis del microorganismo blanco de su ataque. Ya hemos discutido la importancia de estos antibióticos y en
particular el caso de las Defensinas Alfa producidas por Neutrófilos y PC. Los Fosfolípidos de las Membranas Bacterianas tienen una carga eléctrica negativa mucho más alta que los Fosfolípidos de Membranas de Vertebrados, por eso atacan los microorganismos y respetan las membranas de células de vertebrados. Las PC liberan Defensinas Alfa toda vez que toman contacto con Bacterias Gram positivas o negativas o sus productos Lipopolisacáridos, Muramildipéptido y Lípido A.
A diferencia de otras células, las PC migran a la base de la cripta intestinal y tienen 28 días de vida media. Las PC se caracterizan por poseer un prominente aparato secretor y gran cantidad de gránulos en su citoplasma. Los gránulos contienen enzimas digestivas como fofolipasas y peptidasas, mucinas y factores antimicrobianos como lisozima y defensinas. También se encuentra en su citoplasma IgA que le es donada por las Células Plasmáticas de la Lámina Propia (18).
REFERENCIAS
1. Mowat AM. (2003) Anatomical basis of tolerance and immunity to intestinal antigens. Nat Rev Immunol. 3(4):331-341
2. Mayer L. (2003) Mucosal Immunity. Pediatrics 111(6)1595-1600.
3. MacDonald TT, Monteleone G (2005) Immunity, inflammation and allergy in the gut. Science 307 (5717) 1920-1925.
4. Vulcano M, Danese S, Sica A. (2008) Tolerance in intestinal inflammation and cancer. Curr Drug Targets. 9(5):404-12
5. Kelsall B, Strober W. (1999) Gut-associated lymphoid Tissue. Antigen handling and T-lymphocyte responses. In: Ogra P (Eds). Mucosal Immunology. San Diego: Academic Press.
6. McGhee JR. (1999) The Mucosal Immune System. In: Fundamental Immunology. Paul WE (Ed). 4th edition, Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
7. Iwasaki A, Kelsall BL (1999) Freshly isolated Peyer’s patch, but not spleen, dendritic cells produce interleukin 10 and induce the differentiation of T helper type 2 cells. J. Exp. Med. 190: 229–239.
8. Spahn TW, Weiner HL, Rennert PD et al (2002) Mesenteric lymph nodes are critical for the induction of high dose oral tolerance in the absence of Peyer´s patches. Eur J Immunol 32 (4) 1109-1113
9. Khoo UY, Proctor IE, Macpherson AJ. (1997) CD4+ T cell down-regulation in human intestinal mucosa: evidence for intestinal tolerance to luminal bacterial antigens. J Immunol 158 (8): 3626-34.
10. Slavin AJ, Maron R, Weiner HL. Mucosal administration of IL-10 enhances oral tolerance in autoimmune encephalomyelitis and diabetes. Int Immunol 2001; 13 (6): 825-33.
11. Hayat M, Cairns A, Dixon MF, O’Mahony S (2002) Quantitation of intraepithelial lymphocytes in human duodenum: what is normal? J Clin Pathol. 55(5): 393–394.
12. Morales V, Christ A, Watt S et al (1999) Regulation of human intestinal intraepithelial lymphocyte cytolytic function by biliary glycoprotein (CD66a). J Immunol 163:1363-1370.
13. Perez Cano FJ, Castellote C, Gonzalez Castro AM et al (2005) Developmental Changes in Intraepithelial T Lymphocytes and NK Cells in the Small Intestine of Neonatal Rats. Pediatric Research 58(5) 885-891
14. Melgar S, Hammarström S, Oberg A et al (2004) Cytolytic capabilities of lamina propria and intraepithelial lymphocytes in normal and chronically inflamed human intestine. Scand J Immunol. 60(1-2):167-177.
15. Hüe S, Mention JJ, Monteiro RC. (2004) A direct role for NKG2D/MICA interaction in villous atrophy during celiac disease. Immunity. 21(3):303-304.
16. Cario E. (2005) Bacterial interactions with cells of the intestinal mucosa: Toll-like receptors and NOD2. Gut 54 (8) 1182-1193.
17. Abreu MT, Fukata M, Arditi M (2005) TLR signaling in the gut in health and disease. J Immunol 174 (8): 445344-60.
18. ContractoN, Louten J, Kim L et al (2004) Cutting Edge: Peyer’s Patch Plasmacytoid Dendritic Cells (pDCs) Produce Low Levels of Type I Interferons: Possible Role for IL-10, TGF_, and Prostaglandin E2 in Conditioning a Unique Mucosal pDC Phenotype1. Immunity 21 (3) 367-377
*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
Dr. Ricardo Antonio Giuliani
En conjunto, las mucosas del humano alcanzan una extensión de casi 400 metros cuadrados. Esto incluye mucosas del aparato digestivo, respiratorio, genitourinario, glándulas sudoríparas, hígado y páncreas.
Piel y Mucosas representan una barrera física contra potenciales agresiones de patógenos ambientales. La preservación de la esterilidad de las cavidades corporales interiores depende de la integridad de dicha barrera y del sistema inmune asociado a la misma.
Las membranas mucosas se encuentran expuestas a un constante bombardeo de gérmenes y esto resulta particularmente crítico a nivel del tubo digestivo, donde es preciso detectar potenciales patógenos entre una catarata de micro-organismos inocuos e incluso útiles para la vida humana (1,2,3).
La mayoría de los patógenos humanos invade el organismo a través de superficies mucosas respiratorias, gastrointestinales o genitourinarias. De hecho, las únicas vías de ingreso no mucoso de microbios son la mordedura, la inyección o las transfusiones de sangre o hemoderivados (4).
Anticuerpos sIgA
En Mucosas una de las primeras líneas de defensa contra patógenos invasores son los anticuerpos (Ab), versión soluble de los receptores de células B (BCR). Ya hemos escrito sobre genética y biología de las células que intervienen en la producción de Ab y sabemos que se trata de grandes proteínas, producidas por células B, que pueden unirse y neutralizar agentes patógenos.
Las mucosas producen una variante de Ab llamada IgA secretora o sIgA. Esta resulta de la unión covalente entre dos monómeros de IgA2, ligados mediante una cadena J Joint a nivel de las regiones FC (Fracción Cristalizable). La cadena J es un polipéptido de 15 kDa, rico en Cisteína y de estructura completamente diferente al resto de las cadenas de Igs.
Una vez segregada por las Células Plasmáticas de Lámina Propia (CPLP), el dí380 mero IgA2 es captado por Células Epiteliales de Mucosas (CEM) mediante el Receptor de Inmunoglobulina Polimérica (pIgR).
El dímero IgA2 reacciona con la proyección extracelular del receptor pIgR formando complejo IgA2-pIgR y este se desplaza hacia el lumen intestinal. Allí el ensamble IgA2-pIgR es seccionado por digestión enzimática, quedando adherido al dímero IgA2 una parte del ectodominio del pIgR de 585 AA. Este último recibe el nombre de componente secretor o “S” y brinda a la molécula (sIgA2) alto grado de resistencia a la digestión enzimática.
El péptido “S” contiene cinco dominios tipo-V de Inmunoglobulinas, está fuertemente glicosilado y tiene siete sacáridos ligados a residuos asparagina (N-linked), que contribuyen en 22% al total de la masa de la proteína.
Nótese que la forma Monomérica o sérica es IgA1 y que el receptor pIgR sólo puede reconocer a la forma Dimérica constituida por IgA2, que es la que se encuentra en grandes cantidades en secreciones mucosas. El componente “S” puede también encontrarse no ligado a IgA2 y en esta forma “libre” podría también intervenir en respuesta inmune de mucosas.
La forma secretora de IgA2 (sIgA) es la principal inmunoglobulina que se encuentra en lágrimas, saliva, calostro, jugo intestinal, fluido vaginal, respiratorio y prostático.
La sIgA tiene fuerte avidez por superficies mucosas y puede resistir su degradación en ambientes críticos como los tractos digestivo y respiratorio. Las enormes cantidades de sIgA que bañan las superficies mucosas constituyen la primer línea de defensa contra bacterias, virus, parásitos y hongos. La sIgA puede neutralizar ciertos virus y evitar su adherencia a las superficies mucosas, pero también facilita la excreción de patógenos y previene el ensamble de partículas virales maduras.
Las Células T Citotóxicas Intestinales pueden reaccionar contra patógenos invasores destruyéndolos de manera directa o en cooperación con la sIgA intestinal. Las Células T Intestinales (CTI) pueden trasladarse a lo largo de los tejidos mucosos, mediante receptores de anidamiento o “homing receptors” ubicados en las CEM.
Significa entonces que si se produce una reacción inmune en algún sitio del intestino, las CTI allí activadas pueden desplazarse hacia sitios mucosos de pulmón o cavidades nasales, ampliando la protección a superficies mucosas más extensas.
Diversos estudios han demostrado que la estimulación del sistema inmune a nivel sistémico (inyectable), genera exclusiva protección humoral (Ab) y celular (CT) en el ámbito interno estéril, no extensible a mucosas. Pero la estimulación inmune a nivel de mucosas resulta en la inducción de protección mediada por Células B y T, tanto a nivel de mucosas como a nivel sistémico (interno). A pesar de esto, por cuestiones técnicas bastante complejas, son muy pocas las vacunas “mucosas” desarrolladas hasta ahora. Una de ellas es la Vacuna Oral contra el Virus de la Poliomielitis.
El objetivo de las estrategias actuales de vacunación es evitar la colonización inicial del patógeno a nivel de mucosas y bloquear su eventual desarrollo posterior. La vas381 ta mayoría de las vacunas disponibles actualmente solo puede frenar la enfermedad una vez que el germen invade el ámbito sistémico estéril, pero no evita que colonice y atraviese la barrera mucosa. Las vacunas “mucosas” tienen diversas ventajas sobre las vacunas tradicionales: pueden administrarse vía oral, son mejor recibidas por la gente y son simples de distribuir y administrar.
Mucosa Intestinal
Placas de Peyer
Las Placas de Peyer son formaciones ovales o redondeadas similares a folículos linfoides, de pocos centímetros de largo, que se desarrollan en la Lamina Propia y llegan hasta la Submucosa Intestinal.
Estos agregados de tejido linfoide se encuentran habitualmente en Intestino Delgado y su mayor concentración se registra en Ileo Terminal (5,6).
En sus Folículos Centro Germinales predominan Linfocitos B y en los espacios Inter-Foliculares Células T. Hay además Células Dendríticas (DC) y Macrófagos (MF). En el epitelio que recubre las Placas de Peyer habitan Células “M” especializadas en la toma de muestras antigénicas del lumen intestinal y su transferencia a DCs o MF. Estas últimas Presentan Antígenos (CPA) a Células T CD4 (5-7).
Las CPAs ocupan una estructura con aspecto de “bolsillo” ubicada en la cara basolateral de las Células M. Es en las Placas de Peyer donde las CPA presentan sus moléculas antigénicas a las Células B Naif y Memoria. Estas últimas pasan luego a los Ganglios Linfáticos del Mesenterio (GLM), donde tiene lugar la amplificación de la respuesta inmune intestinal. Luego alcanzan la corriente sanguínea vía Conducto Torácico y anidan eventualmente en el sitio donde se originó la estimulación inmune inicial o en zonas más alejadas de la misma u otras mucosas, pero siempre
en Lámina Propia.
Los GLM desempeñan tareas críticas para la tolerancia antigénica intestinal (8).
Células Dendríticas (DC), Placas de Peyer y sIgA
Mediante el uso de microesferas magnéticas recubiertas con anticuerpo anti-CD11c es posible purificar Células Dendríticas (DC), con 90% de pureza, a partir de preparados crudos de Placas de Peyer. Por otra mediante, con laser scanning confocal microscopy es posible escrutar preparados gruesos y estudiar la interacción entre DC de Placas de Peyer (DCPP) e sIgA. El fenotipo de estas células, confirmado mediante Citometría de Flujo, es CD11c+/CD11b+ en DC mieloides y CD11c+/CD8+ en DC linfoides.
Recientemente fue posible identificar un nuevo subtipo de DCPP, caracterizado por marcadores CD11c+/ CD19+. Con estos recursos se demostró que la variante linfoide CD11c+/CD8+ no interactúa con sIgA, mientras que las versiones mieloide CD11c+/CD11b+ y CD11c+/CD19+ si lo hacen. El ligante de esta reacción es la propia IgA y no el péptido S.
La sIgA protege la integridad de la barrera intestinal por efecto antimicrobiano directo e indirecto. Los complejos sIgA-Antígeno son eliminados por peristalsis intestinal o reabsorbidos para estimulo de Células Dendríticas de Placas de Peyer (DCPP).
La sIgA se adhiere a las Células “M” que cubren las Placas de Peyer, es “retro” transportada a la cara basal de las mismas y entregada a las DCPP. Los complejos sIgA/Ag reabsorbidos desde intestino delgado son captados e internalizados por las DCPP.
Las ratas que reciben vía oral un híbrido de sIgA compuesto por IgA murino y fragmento “S” humano, reaccionan generando anti-“s” humano. Esto demuestra que la sIgA puede ser reabsorbida y estimular de manera super-selectiva al sistema inmune asociado a la mucosa intestinal.
Las respuestas inmunes específicas están acompañadas por sostenida expresión de IL-10 y TGF-β a nivel de los nódulos mesentéricos linfoides y el bazo. La sIgA induce la migración de DC hacia regiones ricas en Células T de la Placas de Peyer (PP) y regula también la expresión de CD80 y CD86 sobre las DC tanto en PP, Bazo como Nódulos Mesentéricos (9,10).
Todo esto demuestra que la sIgA que es segregada a la luz intestinal para ejercer actividad antimicrobiana, reingresa en parte al organismo como transportador de antígeno. Contribuye de esta manera con rutas efectoras y reguladoras a nivel del compartimiento mucoso.
La polarización Th2/Th3, la regulación de las poblaciones microbianas del lumen intestinal y la presentación antigénica bajo condiciones no inflamatorias, son funciones de la sIgA que contribuyen al gobierno de la homeostasis de la mucosa intestinal.
En definitiva, la sIgA combina funciones de agente neutralizante de microbios y modulador de la respuesta inmune asociada a la mucosa intestinal.
Linfocitos Intraepiteliales
La presencia de Linfocitos Intraepiteliales (IELs) es un criterio de primer orden para el diagnóstico de Enfermedad Celíaca, pero en verdad los IELs constituyen un fenómeno normal en Mucosa Duodenal. En individuos normales es posible encontrar hasta 25 IELs por cada 100 células epiteliales (11).
En Humanos, los IELs de Intestino Delgado expresan CD8αβ+, TCRαβ+ y CD28-, intervienen en tareas de vigilancia inmune y despliegan funciones Citolíticas e Inmunoreguladoras mediadas por liberación de Citokinas.
En el contexto de la Inmunidad Intestinal la Proteína de Origen Biliar (BGP) “Biliary Glyco Protein”, reemplazaría la función inmuomoduladora de la proteína CTLA-4 (12). Ver Biología de Célula T.
BGP tendría a su cargo la tarea de decrementar la función de los IELs activados.
Una porción importante de los IELs humanos de Intestinos Delgado y Grueso marcan CD8αβ+/CD45+, expresan un limitado repertorio TCRαβ+ y menor aún TCRγδ+. Acorde con esta caracterización fenotípica los IELs serían Células T Memoria, localizadas en la cara basolateral de las Células Epiteliales, abocadas al reconocimiento de antígenos presentados en moléculas MHC-I o CD-I (13).
Dado que los IELs marcan CD28-, son otras las moléculas coestimulatorias que intervienen en la amplificación de la activación mediada por complejo TCR/CD3. Las proteínas que podrían reemplazar la tarea del CD28 en IELs son CD2, CD101, BY-55 e integrina αEβ7 (14).
Por otra parte los IELs activados, como ocurre con otras Células T activadas, requieren de algún mecanismo moderador de la reacción. Un modelo interesante es el receptor KIR “killer inhibiory receptor” que es activado por interacción con MHC-I. Las proyecciones intracitoplasmáticas de KIR característicamente expresan dominios ITIM: Motivos Inmuno Modulatorios basados en Tirosina: I/L/VxYxxL/V. La activación de KIR por MHC-I induce la fosforilación de la Tirosina (Y) del ITIM y esta sirve de sitio de enlace, en el contexto de la mencionada secuencia, para las fosfatasas SHP-1 y SHP-2. Estas fosfatasas son las encargadas de desfosforilar a los ITAM del complejo CD3/Zeta asociado al TCR. Un mecanismo parecido se registra cuando CTLA-4 reacciona con CD86. Los IELs no expresan CTLA-4, CD86, KIR o MHC-I. Sin embargo hay bases bastante sólidas para pensar que la proteína CD66a o BGP, de la familia del Antígeno Carcino Embrionario, podría integrar una dupla moduladora de IELs. Esta proteína de membrana se expresa en células epiteliales intestinales y tiene dos módulos ITIM en su proyección intracelular. Similar al caso del KIR la fosforilación de sus ITIMs atrae a la membrana Tirosin Fosfatasas que desfosforilan receptores tirosin kinasa
involucrados en la activación de células epiteliales de intestino. También se ha demostrado la expresión de CD66a en IELs activados y otras Células T. Aparentemente CD66a reemplazaría en IELs la función moduladora que ejerce CTLA4 en versiones sistémicas de Células T (15).
Comentarios al pie de la figura:
La activación de la ruta MICA/NKG2D interviene en Enfermedad Celíaca, específicamente en la destrucción del epitelio intestinal mediado por IELs. MICA está fuertemente expresado a nivel de la superficie de la mucosa duodenal, en pacientes con Enfermedad Celíaca. En modelos in vitro la estimulación con Gliadina o con el péptido p31-49 derivado de esta, incrementa su expresión en células intestinales de mucosa. La proteína MICA provoca activación directa y coestimulación de
IELs por activación del receptor NKG2D y esto genera citotoxicidad innata contra blancos epiteliales a la vez que incremento en la respuesta adaptativa dependiente de TCR/CD8 (citotóxica).
En definitiva la atrofia intestinal que se observa en la Enfermedad Celiaca podría estar generada por daño epitelial intestinal relacionado con la interacción MICA/NKG2.
La ruta MICA/NKG2 tendría un rol importante en la activación de la inmunidad intraepitelial como respuesta al peligro biológico.
Es importante señalar que aparentemente TODOS los linfocitos T que se encuentran en intestino serían educados en el Timo. Señalamos esto porque en las últimas décadas se instaló la idea de que los linfocitos T intestinales podrían originarse fuera del Timo.
Lamina Propia de la Mucosa
Llamamos Lámina Propia a la fina capa de tejido conectivo laxo que encontramos inmediatamente debajo del epitelio mucoso. De hecho, Mucosa es Epitelio más Lámina Propia. Esto vale para cualquier mucosa: intestinal, genitourinaria o respiratoria. En la Lamina Propia se encuentran capilares, vasos linfáticos, tejido linfoide y glándulas cuyos conductos se abren al epitelio mucoso. Estas glándulas producen mucus y secreciones serosas.
Las células intestinales responsables de la defensa contra organismos patogénicos todavía se encuentran bajo intenso escrutinio. En Intestino Delgado las Células Dendríticas de Lámina Propia (DCLP) expresan CD11c(high)/CD11b(high) y Toll-Like Receptor 5 (TLR-5) (16,17).
Las DCLP activadas vía TLR-5 por interacción con su ligante Flagelina, inducen la diferenciación de Células B Naif a Células Plasmáticas productoras de IgA.
Además, las DCLP activadas por el mismo mecanismo (vía TLR-5), promueven la diferenciación de Células Helpers productoras de IL-17 y Th-1. A diferencia de las Células Dendríticas (DC) de Bazo, las DCLP pueden producir Acido Retinoico, el cual de manera dosis dependiente sostiene la generación y retención en LP de las Células Productoras de IgA y regula de manera positiva la diferenciación de Células Helpers productoras de IL-17. Queda claro entonces que las DCLP tienen
propiedades singulares y que el TLR-5 desempeña tareas muy importantes al servicio de la respuesta inmune adaptativa en intestino.
Células de Paneth
Las Células de Paneth (PC) proveen defensa antimicrobiana en intestino y funcionalmente son el equivalente intestinal de los Neutrófilos. La activación de las PC por exposición a Bacterias o sus Antígenos, induce la liberación al lumen de moléculas antimicrobianas y de esta manera contribuyen al mantenimiento de la Barrera Mucosa Intestinal.
En las Criptas de la Mucosa Intestinal conviven PC con Stem Cells Intestinales (SCI) y estas últimas son las responsables de la constante reposición de CEM que mueren o se pierden a nivel de las velocidades intestinales. La proximidad entre PC y SCI permite suponer que una de las funciones más importantes de las PC, es preservar la integridad anatómica y funcional de las SCI.
Las moléculas más importantes segregadas por las PC son las Defensinas Alfa, también conocidas como “criptidinas”. Estas proteínas catiónicas son fuertemente hidrofóbicas y esta propiedad es la que le facilita su instalación en las membranas de Bacterias, Hongos o Envolturas Virales. Estas proteínas interactúan entre sí para formar poros de membrana que conducen a la lisis del microorganismo blanco de su ataque. Ya hemos discutido la importancia de estos antibióticos y en
particular el caso de las Defensinas Alfa producidas por Neutrófilos y PC. Los Fosfolípidos de las Membranas Bacterianas tienen una carga eléctrica negativa mucho más alta que los Fosfolípidos de Membranas de Vertebrados, por eso atacan los microorganismos y respetan las membranas de células de vertebrados. Las PC liberan Defensinas Alfa toda vez que toman contacto con Bacterias Gram positivas o negativas o sus productos Lipopolisacáridos, Muramildipéptido y Lípido A.
A diferencia de otras células, las PC migran a la base de la cripta intestinal y tienen 28 días de vida media. Las PC se caracterizan por poseer un prominente aparato secretor y gran cantidad de gránulos en su citoplasma. Los gránulos contienen enzimas digestivas como fofolipasas y peptidasas, mucinas y factores antimicrobianos como lisozima y defensinas. También se encuentra en su citoplasma IgA que le es donada por las Células Plasmáticas de la Lámina Propia (18).
REFERENCIAS
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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
