La citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos ( ADCC ), también conocida como citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos, es un mecanismo de defensa inmunitaria mediada por células mediante el cual una célula efectora del sistema inmunitario mata a una célula diana, cuyos antígenos de superficie de membrana han sido unidos por anticuerpos específicos . [1] Es uno de los mecanismos a través de los cuales los anticuerpos, como parte de la respuesta inmunitaria humoral , pueden actuar para limitar y contener la infección. [2]
La ADCC es independiente del sistema del complemento inmunitario , que también lisa los objetivos, pero no requiere ninguna otra célula. La ADCC requiere una célula efectora, que clásicamente se conoce como células asesinas naturales (NK) que suelen interactuar con anticuerpos de inmunoglobulina G (IgG). [3] Sin embargo, los macrófagos , los neutrófilos y los eosinófilos también pueden mediar la ADCC, como los eosinófilos que matan a ciertos gusanos parásitos conocidos como helmintos a través de anticuerpos IgE. [4]
En general, la ADCC se ha descrito como la respuesta inmunitaria a las células recubiertas de anticuerpos que conduce en última instancia a la lisis de la célula infectada o no huésped. En la literatura reciente, su importancia en relación con el tratamiento de células cancerosas y el conocimiento más profundo de sus vías engañosamente complejas han sido temas de creciente interés para los investigadores médicos.
La ADCC típica implica la activación de células NK por anticuerpos en una progresión de múltiples niveles de control inmunológico. [5] Una célula NK expresa receptores Fcγ . Estos receptores reconocen y se unen a la porción recíproca de un anticuerpo , como IgG , que se une a la superficie de una célula diana infectada por un patógeno . El más común de estos receptores Fc en la superficie de una célula NK es CD16 o FcγRIII. Una vez que el receptor Fc se une a la región Fc del anticuerpo, la célula NK libera factores citotóxicos que causan la muerte de la célula diana.
Durante la replicación de un virus, algunas de las proteínas virales se expresan en la membrana de la superficie celular de la célula infectada. Los anticuerpos pueden unirse a estas proteínas virales. A continuación, las células NK que tienen receptores Fcγ recíprocos se unirán a ese anticuerpo, induciendo a la célula NK a liberar proteínas como perforina y proteasas conocidas como granzimas , lo que provoca la lisis de la célula infectada para impedir la propagación del virus.
Los parásitos grandes , como los helmintos, son demasiado grandes para ser engullidos y eliminados por fagocitosis . También tienen una estructura externa o tegumento que es resistente al ataque de sustancias liberadas por neutrófilos y macrófagos . Después de que la IgE cubra a estos parásitos, el receptor Fc (FcɛRI) de un eosinófilo reconocerá la IgE. Posteriormente, la interacción entre FcεRI y la porción Fc de la IgE unida al helminto indica al eosinófilo que se desgranule .
Existen varios métodos de laboratorio para determinar la eficacia de los anticuerpos o las células efectoras para provocar ADCC. Por lo general, una línea celular diana que expresa un determinado antígeno expuesto en la superficie se incuba con un anticuerpo específico para ese antígeno. Después del lavado, las células efectoras que expresan el receptor Fc CD16 se co-incuban con las células diana marcadas con anticuerpo. Las células efectoras son típicamente PBMC ( células mononucleares de sangre periférica ), de las cuales un pequeño porcentaje son células NK ( células asesinas naturales ); con menor frecuencia son células NK purificadas. En el transcurso de unas pocas horas se forma un complejo entre el anticuerpo, la célula diana y la célula efectora que conduce a la lisis de la membrana celular de la diana. Si la célula diana se cargó previamente con un marcador de algún tipo, ese marcador se libera en proporción a la cantidad de lisis celular. La citotoxicidad se puede cuantificar midiendo la cantidad de marcador en solución en comparación con la cantidad de marcador que permanece dentro de las células sanas e intactas.
El método clásico para detectar esto es el ensayo de liberación de cromo-51 [ 51 Cr]; el ensayo de liberación de azufre-35 [ 35 S] es una alternativa poco utilizada basada en radioisótopos. La lisis de la célula diana se determina midiendo la cantidad de radiomarcador liberado en el medio de cultivo celular por medio de un contador gamma o un contador de centelleo. Actualmente se utilizan ampliamente diversos métodos no radiactivos. Los métodos basados en fluorescencia incluyen cosas como el marcado directo con un colorante fluorescente como la calceína o el marcado con europio que se vuelve fluorescente cuando el Eu 3+ liberado se une a un quelante. La fluorescencia se puede medir por medio de fluorómetros de múltiples pocillos o por métodos de citometría de flujo . También hay ensayos basados enzimáticos en los que el contenido de las células lisadas incluye enzimas celulares como GAPDH que permanecen activas; el suministro de un sustrato para esa enzima puede catalizar una reacción cuyo producto puede detectarse por luminiscencia o por absorbancia .
Las células NK participan en la eliminación de células tumorales y otras células que pueden carecer de MHC I en su superficie, lo que indica que no son propias. Se ha demostrado que las células NK se comportan de manera similar a las células de memoria debido a su capacidad de reaccionar para destruir células no hospedadoras solo después de interactuar con una célula hospedadora. Como las células NK no son específicas de ciertas vías de control inmunológico, se utilizan la mayoría de las veces en ADCC como un destructor celular menos discriminante que los mecanismos de apoptosis específicos de anticuerpos. La capacidad de las células NK activadas ex vivo ha sido un tema de interés para el tratamiento de tumores. Después de que los primeros ensayos clínicos que involucraban la activación a través de citocinas produjeron malos resultados y graves efectos secundarios toxicológicos, estudios más recientes han logrado el éxito en la regulación de tumores metastásicos utilizando proteínas interleucina para activar la célula NK. [6]
En experimentos con ratones se ha demostrado que los efectos de los anticuerpos monoclonales de trastuzumab y rituximab contra tumores sólidos implican al ADCC como un mecanismo importante de acción terapéutica. [7] En la clínica, el polimorfismo FcgRIII 158V/F interfiere con la capacidad de generar respuestas ADCC in vitro durante el tratamiento con trastuzumab.
El mieloma múltiple se puede tratar con el anticuerpo monoclonal daratumumab (Darzalex). [8] Los estudios con materiales in vitro y materiales de pacientes indican que la ADCC es un mecanismo importante, junto con la CDC ( citotoxicidad dependiente del complemento ). [9]
El ADCC, tal como se utiliza en el control inmunológico, suele ser más útil para las infecciones virales que para las infecciones bacterianas debido a que los anticuerpos IgG se unen a los antígenos relacionados con el virus en las células procariotas. [10] En lugar de que el ADCC elimine las toxinas externas, las inmunoglobulinas neutralizan los productos de las bacterias infecciosas y encierran las células huésped infectadas en las que se han insertado toxinas bacterianas directamente a través de la membrana celular.
La ADCC también es importante en el uso de vacunas, ya que la creación de anticuerpos y la destrucción de antígenos introducidos en el cuerpo del huésped son cruciales para generar inmunidad a través de una pequeña exposición a proteínas virales y bacterianas. Algunos ejemplos de esto incluyen vacunas dirigidas a repeticiones en toxinas (RTX) que son estructuralmente cruciales para una amplia variedad de bacterias que lisan los eritrocitos, descritas como hemolisinas. [11] Estas bacterias se dirigen a la porción CD18 de los leucocitos, que históricamente se ha demostrado que afecta a la ADCC en células deficientes en adhesión. [12]