El procesamiento de antígenos , o vía citosólica , es un proceso inmunológico que prepara antígenos para su presentación a células especiales del sistema inmunológico llamadas linfocitos T. Se considera una etapa de las vías de presentación de antígenos. Este proceso involucra dos vías distintas para el procesamiento de antígenos de las propias proteínas (propias) de un organismo o patógenos intracelulares (p. ej. , virus ), o de patógenos fagocitados (p. ej., bacterias ); la presentación posterior de estos antígenos en moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I o clase II depende de qué vía se use. Tanto el MHC de clase I como el de clase II son necesarios para unirse a antígenos antes de que se expresen de manera estable en una superficie celular. La presentación de antígenos del MHC I típicamente (considerando la presentación cruzada ) involucra la vía endógena de procesamiento de antígenos, y la presentación de antígenos del MHC II involucra la vía exógena de procesamiento de antígenos. La presentación cruzada involucra partes de las vías exógena y endógena, pero en última instancia involucra la última porción de la vía endógena (p. ej., proteólisis de antígenos para unirse a moléculas del MHC I).
Si bien la distinción conjunta entre las dos vías es útil, hay casos en los que los péptidos derivados de fuentes extracelulares se presentan en el contexto del MHC de clase I y los péptidos citosólicos se presentan en el contexto del MHC de clase II (esto suele suceder en las células dendríticas ).
La vía endógena se utiliza para presentar fragmentos de péptidos celulares en la superficie celular en moléculas MHC de clase I. Si un virus hubiera infectado la célula, también se presentarían péptidos virales, lo que permitiría al sistema inmunológico reconocer y matar a la célula infectada. Las proteínas desgastadas dentro de la célula se ubiquitinan , marcándolas para la degradación del proteasoma . Los proteasomas descomponen la proteína en péptidos que incluyen algunos de alrededor de nueve aminoácidos de longitud (adecuados para encajar dentro de la hendidura de unión de péptidos de las moléculas MHC de clase I). El transportador asociado con el procesamiento de antígenos (TAP), una proteína que se extiende por la membrana del retículo endoplasmático rugoso , transporta los péptidos al lumen del retículo endoplasmático rugoso (RE). También dentro del RE rugoso, una serie de proteínas chaperonas , que incluyen calnexina , calreticulina , ERp57 y proteína de unión a inmunoglobulina (BiP) facilita el plegamiento adecuado del MHC de clase I y su asociación con la microglobulina β2 . La molécula de MHC de clase I parcialmente plegada interactúa entonces con TAP a través de tapasina (el complejo completo también contiene calreticulina y Erp57 y, en ratones, calnexina). Una vez que el péptido es transportado al lumen del RE, se une a la hendidura de la molécula de MHC de clase I que espera, estabilizando el MHC y permitiendo que sea transportado a la superficie celular por el aparato de Golgi .
La vía exógena es utilizada por células especializadas presentadoras de antígenos para presentar péptidos derivados de proteínas que la célula ha endocitado. Los péptidos se presentan en moléculas de MHC de clase II. Las proteínas son endocitadas y degradadas por proteasas dependientes de ácido en los endosomas ; este proceso dura aproximadamente una hora. [1]
La proteína MHC de clase II naciente en el RE rugoso tiene su hendidura de unión al péptido bloqueada por Ii (la cadena invariante ; un trímero) para evitar que se una a péptidos celulares o péptidos de la vía endógena. La cadena invariante también facilita la exportación de MHC de clase II desde el RE en una vesícula. Esta se fusiona con un endosoma tardío que contiene las proteínas degradadas y endocitadas. La cadena invariante se descompone luego en etapas, dejando solo un pequeño fragmento llamado "péptido de cadena invariante asociado a la clase II" ( CLIP ) que todavía bloquea la hendidura de unión al péptido. Una estructura similar a la de MHC de clase II, HLA-DM , elimina CLIP y lo reemplaza con un péptido del endosoma. El MHC de clase II estable se presenta entonces en la superficie celular. [2]
En la presentación cruzada , los péptidos derivados de proteínas extracelulares se presentan en el contexto de MHC clase I. La célula comienza con las vías exógenas pero desvía los antígenos (desviación citosólica) a la vía endógena. Esto puede permitir que la célula se salte las partes de la vía endógena que involucran la síntesis de antígenos de los genes antigénicos con maquinaria celular tras la infección, porque la vía endógena puede involucrar la infección antes de poder presentar antígenos con MHC I, y la presentación cruzada les ahorra el esfuerzo necesario para eso y permite que las células presentadoras de antígenos profesionales (células dendríticas) procesen y presenten antígenos sin infectarse, lo que no tiende a suceder con las células dendríticas y es un escenario bastante común de procesamiento de antígenos utilizando la vía endógena. [3] No todas las células presentadoras de antígenos utilizan la presentación cruzada.
Ciertas especies de la familia Cytolomegavirus pueden hacer que la célula infectada produzca proteínas como US2, 3, 6 y/o 11. US11 y US2 conducen erróneamente al MHC I al citoplasma; US3 inhibe el transporte de MHC I en el RE (una parte de la vía endógena y presentación cruzada); US6 bloquea el transporte de péptidos por TAP al MHC I.
Mycobacterium tuberculosis inhibe la fusión fagosoma-endosoma, evitando así ser destruido por el duro entorno del fagosoma. [4]
El ICP47 de algunos herpesvirus bloquea el transporte del péptido por TAP. El U21 de algunos herpesvirus humanos 7 se une y ataca a ciertas moléculas MHC I para su degradación lisosomal.
La E19 de algunos adenovirus bloquea el movimiento de MHC I a las ubicaciones adecuadas para la vía endógena.
Los Nef de algunas cepas del VIH mejoran el movimiento de las moléculas MHC de regreso al citoplasma, impidiendo que presenten antígenos.
Las células de Langerhans son un tipo particular de células dendríticas presentes en los tejidos no linfoides junto con las células intersticiales. Cuando estas células (en estado inmaduro) entran en contacto con células antigénicas o virus causantes de enfermedades, etc., estas células producen un estímulo inflamatorio y comienzan a procesar el antígeno y se desplazan hacia los ganglios linfáticos, donde estas células APC presentan el antígeno a los linfocitos T maduros.
Antígeno T dependiente: antígenos que requieren la asistencia de las células T para inducir la formación de anticuerpos específicos. Antígeno T independiente: antígenos que estimulan directamente a las células B.
Los linfocitos son uno de los cinco tipos de glóbulos blancos o leucocitos que circulan en la sangre. Aunque todos los linfocitos maduros tienen un aspecto bastante parecido, sus funciones son diversas. Los linfocitos más abundantes son:
Las células B se producen en la médula ósea. Los precursores de las células T también se producen en la médula ósea, pero abandonan la médula ósea y maduran en el timo (de ahí su denominación). Cada célula B y célula T es específica para un antígeno en particular, lo que simplemente significa que cada una de estas células es capaz de unirse a una estructura molecular particular (como un antígeno). La especificidad de la unión reside en un receptor específico para el antígeno: el receptor de células B (BCR) y el receptor de células T (TCR) para las células B y T, respectivamente. Tanto los BCR como los TCR comparten estas propiedades:
Cada receptor tiene un sitio de unión único . Este sitio se une a una porción del antígeno llamada determinante antigénico o epítopo . La unión, al igual que la que se produce entre una enzima y su sustrato, depende de la complementariedad de la superficie del receptor y la superficie del epítopo y se produce principalmente mediante fuerzas no covalentes. La unión exitosa del receptor de antígeno al epítopo, si se acompaña de señales adicionales, da como resultado:
Los BCR se unen a antígenos intactos (como el toxoide diftérico, la proteína introducida en la vacuna contra la difteria, el tétanos y la tos ferina). Pueden ser moléculas solubles presentes en el líquido extracelular o moléculas intactas que la célula B extrae de la superficie de las células presentadoras de antígenos, como los macrófagos y las células dendríticas. Las moléculas de antígeno unidas son engullidas por la célula B mediante endocitosis mediada por receptores. El antígeno es digerido en fragmentos peptídicos por varios proteosomas y luego se muestra en la superficie celular junto con una molécula de histocompatibilidad de clase II. Las células T colaboradoras específicas para esta estructura (es decir, con TCR complementarios) se unen a esta célula B y secretan linfocinas que:
Hay dos tipos de células T que difieren en su TCR:
El análisis que sigue a continuación se centra en las células T alfa/beta. El TCR (de las células T αβ) se une a un complejo bimolecular que se encuentra en la superficie de otras células, llamado célula presentadora de antígeno (CPA). Este complejo consta de: un fragmento de un antígeno que se encuentra dentro del surco de una molécula de histocompatibilidad . El complejo se ha comparado con un "perrito caliente dentro de un panecillo". [ cita requerida ]