La inmunología es una rama de la biología y la medicina [1] que abarca el estudio del sistema inmunológico [2] en todos los organismos .
La inmunología grafica, mide y contextualiza el funcionamiento fisiológico del sistema inmunológico tanto en estados de salud como de enfermedad; mal funcionamiento del sistema inmunológico en trastornos inmunológicos (como enfermedades autoinmunes , hipersensibilidades , [3] inmunodeficiencia , [4] y rechazo de trasplantes [5] ); y las características físicas, químicas y fisiológicas de los componentes del sistema inmunológico in vitro , [6] in situ e in vivo . [7] La inmunología tiene aplicaciones en numerosas disciplinas de la medicina, particularmente en los campos del trasplante de órganos, oncología, reumatología, virología, bacteriología, parasitología, psiquiatría y dermatología.
El término fue acuñado por el biólogo ruso Ilya Ilyich Mechnikov , [8] quien avanzó en los estudios sobre inmunología y recibió el Premio Nobel por su trabajo en 1908 con Paul Ehrlich "en reconocimiento a su trabajo sobre la inmunidad". Clavó pequeñas espinas en larvas de estrellas de mar y notó células inusuales que rodeaban las espinas. Esta fue la respuesta activa del cuerpo tratando de mantener su integridad. Fue Mechnikov quien observó por primera vez el fenómeno de la fagocitosis , [9] en el que el cuerpo se defiende contra un cuerpo extraño. Ehrlich acostumbró a los ratones a los venenos ricina y abrina. Después de alimentarlos con dosis pequeñas pero crecientes de ricina, comprobó que se habían vuelto "a prueba de ricina". Ehrlich interpretó esto como una inmunización y observó que ésta se iniciaba abruptamente al cabo de unos días y seguía existiendo al cabo de varios meses.
Antes de la designación de inmunidad , [10] de la raíz etimológica immunis , que en latín significa "exento", los primeros médicos caracterizaban órganos que luego se demostrarían como componentes esenciales del sistema inmunológico. Los órganos linfoides importantes del sistema inmunológico son el timo , [11] la médula ósea y los principales tejidos linfáticos como el bazo , las amígdalas , los vasos linfáticos , los ganglios linfáticos , las adenoides y el hígado . Sin embargo, muchos componentes del sistema inmunológico son de naturaleza celular y no están asociados con órganos específicos, sino que están incrustados o circulan en varios tejidos ubicados por todo el cuerpo.
La inmunología clásica se relaciona con los campos de la epidemiología y la medicina . Estudia la relación entre los sistemas del cuerpo, los patógenos y la inmunidad. La primera mención escrita de la inmunidad se remonta a la plaga de Atenas en el año 430 a.C. Tucídides señaló que las personas que se habían recuperado de un ataque anterior de la enfermedad podían cuidar a los enfermos sin contraer la enfermedad por segunda vez. [12] Muchas otras sociedades antiguas tienen referencias a este fenómeno, pero no fue hasta los siglos XIX y XX antes de que el concepto se convirtiera en una teoría científica.
El estudio de los componentes moleculares y celulares que componen el sistema inmunológico, incluidas su función e interacción, es la ciencia central de la inmunología. El sistema inmunológico se ha dividido en un sistema inmunológico innato más primitivo y, en los vertebrados , un sistema inmunológico adquirido o adaptativo . Este último se divide a su vez en componentes humorales (o anticuerpos ) y mediados por células . [ cita necesaria ]
El sistema inmunológico tiene la capacidad de autoreconocimiento y de no autorreconocimiento. [13] Un antígeno es una sustancia que activa la respuesta inmune. Las células implicadas en el reconocimiento del antígeno son los linfocitos. Una vez que lo reconocen, secretan anticuerpos. Los anticuerpos son proteínas que neutralizan los microorganismos que causan enfermedades. Los anticuerpos no matan directamente a los patógenos, sino que identifican los antígenos como objetivos de destrucción por parte de otras células inmunitarias, como los fagocitos o las células NK.
La respuesta (de anticuerpos) se define como la interacción entre anticuerpos y antígenos . [14] Los anticuerpos son proteínas específicas liberadas por una determinada clase de células inmunes conocidas como linfocitos B , mientras que los antígenos se definen como cualquier cosa que provoca la generación de anticuerpos ( generadores de anticuerpos ). La inmunología se basa en la comprensión de las propiedades de estas dos entidades biológicas y la respuesta celular a ambas.
Ahora está quedando claro que las respuestas inmunes contribuyen al desarrollo de muchos trastornos comunes que tradicionalmente no se consideran inmunológicos, [15] incluyendo afecciones metabólicas, cardiovasculares, cáncer y neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer. Además, el sistema inmunológico también tiene implicaciones directas en las enfermedades infecciosas (tuberculosis, malaria, hepatitis, neumonía, disentería e infestaciones por helmintos). Por tanto, la investigación en el campo de la inmunología es de primordial importancia para los avances en los campos de la medicina moderna, la investigación biomédica y la biotecnología.
La investigación inmunológica continúa volviéndose más especializada, persiguiendo modelos no clásicos de inmunidad y funciones de células, órganos y sistemas no asociados previamente con el sistema inmunológico (Yemeserach 2010).
La especificidad del enlace entre anticuerpo y antígeno ha convertido al anticuerpo en una excelente herramienta para la detección de sustancias mediante diversas técnicas de diagnóstico. Los anticuerpos específicos para un antígeno deseado se pueden conjugar con un marcador isotópico (radio) o fluorescente o con una enzima formadora de color para detectarlo. Sin embargo, la similitud entre algunos antígenos puede provocar falsos positivos y otros errores en dichas pruebas debido a la reacción cruzada de anticuerpos con antígenos que no son coincidencias exactas. [dieciséis]
El uso de componentes o antígenos del sistema inmunológico para tratar una enfermedad o trastorno se conoce como inmunoterapia . La inmunoterapia se usa más comúnmente para tratar alergias, trastornos autoinmunes como la enfermedad de Crohn , la tiroiditis de Hashimoto y la artritis reumatoide , y ciertos cánceres . La inmunoterapia también se utiliza a menudo en pacientes inmunodeprimidos (como los que tienen VIH ) y personas con otras deficiencias inmunitarias. Esto incluye factores reguladores como IL-2, IL-10, GM-CSF B, IFN-α.
La inmunología clínica es el estudio de las enfermedades causadas por trastornos del sistema inmunológico (fallo, acción aberrante y crecimiento maligno de los elementos celulares del sistema). También se trata de enfermedades de otros sistemas, en las que las reacciones inmunitarias desempeñan un papel en la patología y las características clínicas.
Las enfermedades causadas por trastornos del sistema inmunológico se dividen en dos grandes categorías:
Otros trastornos del sistema inmunológico incluyen diversas hipersensibilidades (como en el asma y otras alergias ) que responden de manera inapropiada a compuestos que de otro modo serían inofensivos .
La enfermedad más conocida que afecta al propio sistema inmunológico es el SIDA , una inmunodeficiencia caracterizada por la supresión de células T CD4+ ("colaboradoras") , células dendríticas y macrófagos por parte del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).
Los inmunólogos clínicos también estudian formas de prevenir los intentos del sistema inmunológico de destruir los aloinjertos ( rechazo de trasplantes ). [17]
La inmunología clínica y la alergia suelen ser una subespecialidad de la medicina interna o la pediatría . Los becarios de Inmunología Clínica suelen estar expuestos a muchos de los diferentes aspectos de la especialidad y tratan afecciones alérgicas, inmunodeficiencias primarias y afecciones autoinmunes y autoinflamatorias sistémicas. Como parte de su formación, los becarios pueden realizar rotaciones adicionales en reumatología , neumología , otorrinolaringología , dermatología y laboratorio inmunológico. [18]
Cuando las condiciones de salud empeoran hasta llegar a un estado de emergencia, se pueden extirpar quirúrgicamente partes de los órganos del sistema inmunológico, incluidos el timo, el bazo, la médula ósea, los ganglios linfáticos y otros tejidos linfáticos, para examinarlos mientras los pacientes aún están vivos.
La inmunología es fuertemente experimental en la práctica cotidiana pero también se caracteriza por una actitud teórica continua. Se han sugerido muchas teorías en inmunología desde finales del siglo XIX hasta la actualidad. A finales del siglo XIX y principios del XX se produjo una batalla entre las teorías de la inmunidad "celular" y "humoral". Según la teoría celular de la inmunidad, representada en particular por Elie Metchnikoff , eran las células, más precisamente los fagocitos, las responsables de las respuestas inmunitarias. Por el contrario, la teoría humoral de la inmunidad, sostenida por Robert Koch [19] y Emil von Behring , [20] entre otros, afirmaba que los agentes inmunes activos eran componentes solubles (moléculas) que se encontraban en los "humores" del organismo y no en sus células. . [21] [22] [23]
A mediados de la década de 1950, Macfarlane Burnet , inspirado por una sugerencia hecha por Niels Jerne , [24] formuló la teoría de la selección clonal (CST) de la inmunidad. [25] Sobre la base de la CST, Burnet desarrolló una teoría sobre cómo se desencadena una respuesta inmunitaria según la distinción entre uno mismo y lo no propio: los constituyentes "propios" (componentes del cuerpo) no desencadenan respuestas inmunitarias destructivas, mientras que las entidades "no propias" (p. ej., patógenos, un aloinjerto) desencadenan una respuesta inmunitaria destructiva. [26] La teoría se modificó posteriormente para reflejar nuevos descubrimientos relacionados con la histocompatibilidad o la compleja activación de "dos señales" de las células T. [27] La teoría de la inmunidad de uno mismo/no yo y el vocabulario de uno mismo/no yo han sido criticados, [23] [28] [29] pero siguen siendo muy influyentes. [30] [31]
Más recientemente, se han sugerido varios marcos teóricos en inmunología, incluidos puntos de vista " autopoiéticos ", [32] puntos de vista "inmunológicos cognitivos", [33] el " modelo de peligro " (o "teoría del peligro"), [28] y la "discontinuidad". " teoría. [34] [35] El modelo de peligro, sugerido por Polly Matzinger y sus colegas, ha sido muy influyente y ha suscitado muchos comentarios y debates. [36] [37] [38] [39]
La capacidad del cuerpo para reaccionar a los antígenos depende de la edad de la persona, el tipo de antígeno, los factores maternos y el área donde se presenta el antígeno. [40] Se dice que los recién nacidos se encuentran en un estado de inmunodeficiencia fisiológica, porque sus respuestas inmunológicas tanto innatas como adaptativas están muy suprimidas. Una vez nacido, el sistema inmunológico de un niño responde favorablemente a los antígenos proteicos, pero no tan bien a las glicoproteínas y polisacáridos . De hecho, muchas de las infecciones que adquieren los neonatos son causadas por organismos de baja virulencia como Staphylococcus y Pseudomonas . En los recién nacidos, la actividad opsónica y la capacidad de activar la cascada del complemento son muy limitadas. Por ejemplo, el nivel medio de C3 en un recién nacido es aproximadamente el 65% del encontrado en un adulto. La actividad fagocítica también se ve muy afectada en los recién nacidos. Esto se debe a una menor actividad opsónica, así como a una menor regulación positiva de los receptores de integrina y selectina , que limitan la capacidad de los neutrófilos para interactuar con las moléculas de adhesión en el endotelio . Sus monocitos son lentos y tienen una producción reducida de ATP , lo que también limita la actividad fagocítica del recién nacido. Aunque el número total de linfocitos es significativamente mayor que en los adultos, la inmunidad celular y humoral también se ve afectada. Las células presentadoras de antígenos en los recién nacidos tienen una capacidad reducida para activar las células T. Además, las células T de un recién nacido proliferan poco y producen cantidades muy pequeñas de citocinas como IL-2, IL-4, IL-5, IL-12 e IFN-g, lo que limita su capacidad para activar la respuesta humoral así como la actividad fagocítica de los macrófagos. Las células B se desarrollan temprano durante la gestación pero no están completamente activas. [41]
Los factores maternos también desempeñan un papel en la respuesta inmune del cuerpo. Al nacer, la mayor parte de las inmunoglobulinas presentes son IgG materna. Estos anticuerpos se transfieren desde la placenta al feto mediante el FcRn (receptor Fc neonatal). [42] Debido a que IgM, IgD, IgE e IgA no atraviesan la placenta, son casi indetectables al nacer. Parte de la IgA la proporciona la leche materna . Estos anticuerpos adquiridos pasivamente pueden proteger al recién nacido hasta por 18 meses, pero su respuesta suele ser de corta duración y de baja afinidad . [41] Estos anticuerpos también pueden producir una respuesta negativa. Si un niño se expone al anticuerpo de un antígeno en particular antes de estar expuesto al antígeno mismo, entonces el niño producirá una respuesta amortiguada. Los anticuerpos maternos adquiridos pasivamente pueden suprimir la respuesta de anticuerpos a la inmunización activa. De manera similar, la respuesta de las células T a la vacunación difiere en los niños en comparación con los adultos, y las vacunas que inducen respuestas Th1 en adultos no provocan fácilmente estas mismas respuestas en los recién nacidos. [41] Entre seis y nueve meses después del nacimiento, el sistema inmunológico de un niño comienza a responder con más fuerza a las glicoproteínas , pero generalmente no hay una mejora notable en su respuesta a los polisacáridos hasta que tienen al menos un año de edad. Esta puede ser la razón por la que se encuentran distintos plazos en los calendarios de vacunación . [43] [44]
Durante la adolescencia, el cuerpo humano sufre diversos cambios físicos, fisiológicos e inmunológicos desencadenados y mediados por hormonas , de los cuales el más significativo en las mujeres es el 17-β-estradiol (un estrógeno ) y, en los hombres, la testosterona . El estradiol suele empezar a actuar alrededor de los 10 años y la testosterona unos meses después. [45] Existe evidencia de que estos esteroides no solo actúan directamente sobre las características sexuales primarias y secundarias , sino que también tienen un efecto sobre el desarrollo y la regulación del sistema inmunológico, [46] incluido un mayor riesgo de desarrollar autoinmunidad pubescente y pospubescente. . [47] También hay cierta evidencia de que los receptores de la superficie celular en las células B y los macrófagos pueden detectar hormonas sexuales en el sistema. [48]
Se ha demostrado que la hormona sexual femenina 17-β-estradiol regula el nivel de respuesta inmunológica, [49] mientras que algunos andrógenos masculinos como la testosterona parecen suprimir la respuesta al estrés ante la infección. Otros andrógenos, sin embargo, como la DHEA , aumentan la respuesta inmune. [50] Al igual que en las mujeres, las hormonas sexuales masculinas parecen tener más control del sistema inmunológico durante la pubertad y la pospubertad que durante el resto de la vida adulta de un hombre.
Los cambios físicos durante la pubertad, como la involución tímica, también afectan la respuesta inmunológica. [51]
La ecoinmunología, o inmunología ecológica, explora la relación entre el sistema inmunológico de un organismo y su entorno social, biótico y abiótico.
La investigación ecoinmunológica más reciente se ha centrado en las defensas de los patógenos del huésped tradicionalmente consideradas "no inmunológicas", como la evitación de patógenos , la automedicación, las defensas mediadas por simbiontes y las compensaciones por la fecundidad. [52] La inmunidad conductual, una frase acuñada por Mark Schaller , se refiere específicamente a los impulsores psicológicos de evitación de patógenos, como el disgusto que despiertan los estímulos que se encuentran alrededor de personas infectadas con patógenos, como el olor a vómito . [53] En términos más generales, la inmunidad ecológica "conductual" se ha demostrado en múltiples especies. Por ejemplo, la mariposa monarca suele poner sus huevos en determinadas especies de algodoncillo tóxicas cuando está infectada con parásitos. Estas toxinas reducen el crecimiento de parásitos en la descendencia de la Monarca infectada. Sin embargo, cuando las mariposas monarca no infectadas se ven obligadas a alimentarse únicamente de estas plantas tóxicas, sufren un costo de aptitud física al reducir su esperanza de vida en comparación con otras mariposas monarca no infectadas. [54] Esto indica que poner huevos en plantas tóxicas es un comportamiento costoso en las monarcas que probablemente ha evolucionado para reducir la gravedad de la infección por parásitos. [52]
Las defensas mediadas por simbiontes también son hereditarias entre generaciones de huéspedes, a pesar de que la transmisión no tiene una base directa genética. Los pulgones , por ejemplo, dependen de varios simbiontes diferentes para defenderse de parásitos clave y pueden transmitir verticalmente sus simbiontes de padres a hijos. [55] Por lo tanto, es más probable que un simbionte que confiere protección contra un parásito con éxito se transmita a la descendencia del huésped, lo que permite la coevolución con los parásitos que atacan al huésped de una manera similar a la inmunidad tradicional.
Los tejidos inmunes conservados de especies extintas, como el tilacino ( Thylacine cynocephalus ), también pueden proporcionar información sobre su biología. [56]
El estudio de la interacción del sistema inmunológico con las células cancerosas puede dar lugar a pruebas diagnósticas y terapias con las que encontrar y combatir el cáncer. La inmunología se ocupa de las reacciones fisiológicas características del estado inmunológico.
Esta área de la inmunología se dedica al estudio de los aspectos inmunológicos del proceso reproductivo, incluida la aceptación del feto . El término también ha sido utilizado por las clínicas de fertilidad para abordar problemas de fertilidad, abortos recurrentes, partos prematuros y complicaciones peligrosas como la preeclampsia .
Medios relacionados con Inmunología en Wikimedia Commons
