El sistema inmunológico es una red de sistemas biológicos que protege a un organismo de enfermedades . Detecta y responde a una amplia variedad de patógenos , desde virus hasta gusanos parásitos , pasando por células cancerosas y objetos como astillas de madera , distinguiéndolos del propio tejido sano del organismo . Muchas especies tienen dos subsistemas principales del sistema inmunológico. El sistema inmunológico innato proporciona una respuesta preconfigurada a amplios grupos de situaciones y estímulos. El sistema inmunológico adaptativo proporciona una respuesta personalizada a cada estímulo al aprender a reconocer moléculas que ha encontrado previamente. Ambos utilizan moléculas y células para realizar sus funciones.
Casi todos los organismos tienen algún tipo de sistema inmunológico. Las bacterias tienen un sistema inmunológico rudimentario en forma de enzimas que protegen contra las infecciones virales . Otros mecanismos inmunológicos básicos evolucionaron en plantas y animales antiguos y permanecen en sus descendientes modernos. Estos mecanismos incluyen la fagocitosis , los péptidos antimicrobianos llamados defensinas y el sistema del complemento . Los vertebrados con mandíbulas , incluidos los humanos, tienen mecanismos de defensa aún más sofisticados, incluida la capacidad de adaptarse para reconocer patógenos de manera más eficiente. La inmunidad adaptativa (o adquirida) crea una memoria inmunológica que conduce a una respuesta mejorada ante encuentros posteriores con ese mismo patógeno. Este proceso de inmunidad adquirida es la base de la vacunación .
La disfunción del sistema inmunológico puede provocar enfermedades autoinmunes , enfermedades inflamatorias y cáncer . La inmunodeficiencia ocurre cuando el sistema inmunológico está menos activo de lo normal, lo que resulta en infecciones recurrentes y potencialmente mortales. En los seres humanos, la inmunodeficiencia puede ser el resultado de una enfermedad genética como la inmunodeficiencia combinada grave , afecciones adquiridas como el VIH / SIDA o el uso de medicamentos inmunosupresores . La autoinmunidad resulta de un sistema inmunológico hiperactivo que ataca los tejidos normales como si fueran organismos extraños. Las enfermedades autoinmunes comunes incluyen la tiroiditis de Hashimoto , la artritis reumatoide , la diabetes mellitus tipo 1 y el lupus eritematoso sistémico . La inmunología cubre el estudio de todos los aspectos del sistema inmunológico.
El sistema inmunológico protege a su huésped de la infección con defensas en capas de especificidad creciente. Las barreras físicas impiden que patógenos como bacterias y virus entren al organismo. [1] Si un patógeno traspasa estas barreras, el sistema inmunológico innato proporciona una respuesta inmediata, pero no específica. El sistema inmunológico innato se encuentra en todos los animales . [2] Si los patógenos evaden con éxito la respuesta innata, los vertebrados poseen una segunda capa de protección, el sistema inmunológico adaptativo , que se activa mediante la respuesta innata. [3] Aquí, el sistema inmunológico adapta su respuesta durante una infección para mejorar su reconocimiento del patógeno. Esta respuesta mejorada se conserva después de que el patógeno ha sido eliminado, en forma de memoria inmunológica , y permite que el sistema inmunológico adaptativo organice ataques más rápidos y más fuertes cada vez que se encuentra con este patógeno. [4] [5]
Tanto la inmunidad innata como la adaptativa dependen de la capacidad del sistema inmunológico para distinguir entre moléculas propias y ajenas . En inmunología, las moléculas propias son componentes del cuerpo de un organismo que el sistema inmunológico puede distinguir de sustancias extrañas. [6] Por el contrario, las moléculas no propias son aquellas reconocidas como moléculas extrañas. Una clase de moléculas ajenas se denomina antígenos (originalmente llamados así por ser generadores de anticuerpos ) y se definen como sustancias que se unen a receptores inmunitarios específicos y provocan una respuesta inmunitaria. [7]
Varias barreras protegen a los organismos de las infecciones, incluidas barreras mecánicas, químicas y biológicas. La cutícula cerosa de la mayoría de las hojas, el exoesqueleto de los insectos, las cáscaras y membranas de los huevos depositados externamente y la piel son ejemplos de barreras mecánicas que constituyen la primera línea de defensa contra las infecciones. [8] Los organismos no pueden sellarse completamente de su entorno, por lo que los sistemas actúan para proteger las aberturas del cuerpo como los pulmones , los intestinos y el tracto genitourinario . En los pulmones, la tos y el estornudo expulsan mecánicamente patógenos y otros irritantes del tracto respiratorio . La acción de lavado de las lágrimas y la orina también expulsa mecánicamente a los patógenos, mientras que la mucosidad secretada por el tracto respiratorio y gastrointestinal sirve para atrapar y enredar a los microorganismos . [9]
Las barreras químicas también protegen contra las infecciones. La piel y el tracto respiratorio secretan péptidos antimicrobianos como las β- defensinas . [10] Las enzimas como la lisozima y la fosfolipasa A2 en la saliva , las lágrimas y la leche materna también son antibacterianas . [11] [12] Las secreciones vaginales sirven como una barrera química después de la menarquia , cuando se vuelven ligeramente ácidas , mientras que el semen contiene defensinas y zinc para matar los patógenos. [13] [14] En el estómago , el ácido gástrico sirve como defensa química contra los patógenos ingeridos. [15]
Dentro de los tractos genitourinario y gastrointestinal, la flora comensal sirve como barreras biológicas al competir con las bacterias patógenas por el alimento y el espacio y, en algunos casos, cambiando las condiciones de su entorno, como el pH o el hierro disponible. Como resultado, se reduce la probabilidad de que los patógenos alcancen cantidades suficientes para causar enfermedades. [dieciséis]
Los microorganismos o toxinas que ingresan con éxito en un organismo se encuentran con las células y los mecanismos del sistema inmunológico innato. La respuesta innata generalmente se desencadena cuando los microbios son identificados por receptores de reconocimiento de patrones , que reconocen componentes que se conservan entre amplios grupos de microorganismos, [17] o cuando células dañadas, lesionadas o estresadas envían señales de alarma, muchas de las cuales son reconocidas por el mismos receptores que los que reconocen patógenos. [18] Las defensas inmunes innatas no son específicas, lo que significa que estos sistemas responden a los patógenos de forma genérica. [19] Este sistema no confiere inmunidad duradera contra un patógeno. El sistema inmunológico innato es el sistema dominante de defensa del huésped en la mayoría de los organismos, [2] y el único en las plantas. [20]
Las células del sistema inmunológico innato utilizan receptores de reconocimiento de patrones para reconocer estructuras moleculares producidas por patógenos. [21] Son proteínas expresadas, principalmente, por células del sistema inmunológico innato , como células dendríticas, macrófagos, monocitos, neutrófilos y células epiteliales [19] [22] para identificar dos clases de moléculas: patrones moleculares asociados a patógenos ( PAMP), que están asociados con patógenos microbianos , y patrones moleculares asociados a daños (DAMP), que están asociados con componentes de las células del huésped que se liberan durante el daño celular o la muerte celular. [23]
El reconocimiento de PAMP extracelulares o endosómicos está mediado por proteínas transmembrana conocidas como receptores tipo peaje (TLR). [24] Los TLR comparten un motivo estructural típico, las repeticiones ricas en leucina (LRR) , que les dan una forma curva. [25] Los receptores tipo Toll se descubrieron por primera vez en Drosophila y desencadenan la síntesis y secreción de citoquinas y la activación de otros programas de defensa del huésped que son necesarios para las respuestas inmunes tanto innatas como adaptativas. En humanos se han descrito diez receptores tipo peaje. [26]
Las células del sistema inmunológico innato tienen receptores de reconocimiento de patrones, que detectan infecciones o daños celulares en su interior. Tres clases principales de estos receptores "citosólicos" son los receptores tipo NOD , los receptores tipo RIG (gen inducible por ácido retinoico) y los sensores de ADN citosólico. [27]
Algunos leucocitos (glóbulos blancos) actúan como organismos unicelulares independientes y son el segundo brazo del sistema inmunológico innato. Los leucocitos innatos incluyen los fagocitos "profesionales" ( macrófagos , neutrófilos y células dendríticas ). Estas células identifican y eliminan patógenos, ya sea atacando patógenos más grandes mediante contacto o engullendo y luego matando microorganismos. Las otras células involucradas en la respuesta innata incluyen células linfoides innatas , mastocitos , eosinófilos , basófilos y células asesinas naturales . [28]
La fagocitosis es una característica importante de la inmunidad celular innata realizada por células llamadas fagocitos que engullen patógenos o partículas. Los fagocitos generalmente patrullan el cuerpo en busca de patógenos, pero las citoquinas pueden llamarlos a lugares específicos. [29] Una vez que un fagocito ha fagocitado a un patógeno, queda atrapado en una vesícula intracelular llamada fagosoma , que posteriormente se fusiona con otra vesícula llamada lisosoma para formar un fagolisosoma . El patógeno muere por la actividad de las enzimas digestivas o después de un estallido respiratorio que libera radicales libres en el fagolisosoma. [30] [31] La fagocitosis evolucionó como un medio para adquirir nutrientes , pero esta función se amplió en los fagocitos para incluir la absorción de patógenos como mecanismo de defensa. [32] La fagocitosis probablemente representa la forma más antigua de defensa del huésped, ya que se han identificado fagocitos tanto en animales vertebrados como invertebrados. [33]
Los neutrófilos y macrófagos son fagocitos que viajan por todo el cuerpo en busca de patógenos invasores. [34] Los neutrófilos normalmente se encuentran en el torrente sanguíneo y son el tipo de fagocito más abundante, representando del 50% al 60% del total de leucocitos circulantes. [35] Durante la fase aguda de la inflamación , los neutrófilos migran hacia el sitio de la inflamación en un proceso llamado quimiotaxis , y generalmente son las primeras células en llegar al lugar de la infección. Los macrófagos son células versátiles que residen dentro de los tejidos y producen una variedad de sustancias químicas que incluyen enzimas, proteínas del complemento y citoquinas, mientras que también pueden actuar como carroñeros que eliminan del cuerpo células desgastadas y otros desechos, y como células presentadoras de antígenos ( APC) que activan el sistema inmunológico adaptativo. [36]
Las células dendríticas son fagocitos en tejidos que están en contacto con el medio externo; por tanto, se localizan principalmente en la piel , nariz , pulmones, estómago e intestinos. [37] Reciben su nombre por su parecido con las dendritas neuronales , ya que ambas tienen muchas proyecciones en forma de espinas. Las células dendríticas sirven como vínculo entre los tejidos corporales y los sistemas inmunológicos innato y adaptativo, ya que presentan antígenos a las células T , uno de los tipos de células clave del sistema inmunológico adaptativo. [37]
Los granulocitos son leucocitos que tienen gránulos en su citoplasma. En esta categoría se encuentran los neutrófilos, los mastocitos, los basófilos y los eosinófilos. Los mastocitos residen en los tejidos conectivos y las membranas mucosas y regulan la respuesta inflamatoria. [38] Se asocian con mayor frecuencia con alergia y anafilaxia . [35] Los basófilos y eosinófilos están relacionados con los neutrófilos. Secretan mediadores químicos que intervienen en la defensa contra los parásitos y desempeñan un papel en las reacciones alérgicas, como el asma . [39]
Las células linfoides innatas (ILC) son un grupo de células inmunes innatas que se derivan de un progenitor linfoide común y pertenecen al linaje linfoide . Estas células se definen por la ausencia de un receptor de células T o B (TCR) específico de antígeno debido a la falta de un gen activador de recombinación . Las ILC no expresan marcadores de células mieloides o dendríticas. [40]
Las células asesinas naturales (células NK) son linfocitos y un componente del sistema inmunológico innato que no ataca directamente a los microbios invasores. [41] Más bien, las células NK destruyen las células huésped comprometidas, como las células tumorales o las células infectadas por virus, reconociendo dichas células mediante una condición conocida como "ausencia de uno mismo". Este término describe células con niveles bajos de un marcador de superficie celular llamado MHC I ( complejo mayor de histocompatibilidad ), una situación que puede surgir en infecciones virales de células huésped. [42] Las células NK no reconocen ni atacan las células normales del cuerpo porque expresan antígenos MHC propios intactos. Esos antígenos MHC son reconocidos por los receptores de inmunoglobulinas de las células asesinas que esencialmente frenan las células NK. [43]
La inflamación es una de las primeras respuestas del sistema inmunológico a la infección. [44] Los síntomas de la inflamación son enrojecimiento, hinchazón, calor y dolor, que son causados por un aumento del flujo sanguíneo hacia el tejido. La inflamación es producida por eicosanoides y citoquinas , que son liberadas por células lesionadas o infectadas. Los eicosanoides incluyen prostaglandinas que producen fiebre y la dilatación de los vasos sanguíneos asociada con la inflamación, y leucotrienos que atraen a ciertos glóbulos blancos (leucocitos). [45] [46] Las citoquinas comunes incluyen interleucinas que son responsables de la comunicación entre los glóbulos blancos; quimiocinas que promueven la quimiotaxis ; e interferones que tienen efectos antivirales , como detener la síntesis de proteínas en la célula huésped. [47] También se pueden liberar factores de crecimiento y factores citotóxicos. Estas citoquinas y otras sustancias químicas reclutan células inmunitarias en el sitio de la infección y promueven la curación de cualquier tejido dañado luego de la eliminación de los patógenos. [48] Los receptores de reconocimiento de patrones llamados inflamasomas son complejos multiproteicos (que consisten en un NLR, la proteína adaptadora ASC y la molécula efectora pro-caspasa-1) que se forman en respuesta a los PAMP y DAMP citosólicos, cuya función es generar activos. formas de las citoquinas inflamatorias IL-1β e IL-18. [49]
El sistema del complemento es una cascada bioquímica que ataca las superficies de las células extrañas. Contiene más de 20 proteínas diferentes y recibe su nombre por su capacidad para "complementar" la destrucción de patógenos mediante anticuerpos . El complemento es el principal componente humoral de la respuesta inmune innata. [50] [51] Muchas especies tienen sistemas complementarios, incluidos los no mamíferos como plantas, peces y algunos invertebrados . [52] En los seres humanos, esta respuesta se activa mediante la unión del complemento a los anticuerpos que se han adherido a estos microbios o la unión de las proteínas del complemento a los carbohidratos en las superficies de los microbios . Esta señal de reconocimiento desencadena una rápida respuesta asesina. [53] La velocidad de la respuesta es el resultado de la amplificación de la señal que se produce después de la activación proteolítica secuencial de las moléculas del complemento, que también son proteasas. Después de que las proteínas del complemento se unen inicialmente al microbio, activan su actividad proteasa, que a su vez activa otras proteasas del complemento, y así sucesivamente. Esto produce una cascada catalítica que amplifica la señal inicial mediante retroalimentación positiva controlada . [54] La cascada da como resultado la producción de péptidos que atraen células inmunes, aumentan la permeabilidad vascular y opsonizan (cubren) la superficie de un patógeno, marcándolo para su destrucción. Esta deposición de complemento también puede matar células directamente al alterar su membrana plasmática mediante la formación de un complejo de ataque a la membrana . [50]
El sistema inmunológico adaptativo evolucionó en los primeros vertebrados y permite una respuesta inmune más fuerte, así como una memoria inmunológica , donde cada patógeno es "recordado" por un antígeno característico. [55] La respuesta inmune adaptativa es específica de un antígeno y requiere el reconocimiento de antígenos "no propios" específicos durante un proceso llamado presentación de antígeno . La especificidad del antígeno permite la generación de respuestas que se adaptan a patógenos específicos o células infectadas por patógenos. La capacidad de generar estas respuestas personalizadas se mantiene en el cuerpo mediante "células de memoria". Si un patógeno infecta el cuerpo más de una vez, estas células de memoria específicas se utilizan para eliminarlo rápidamente. [56]
Las células del sistema inmunológico adaptativo son tipos especiales de leucocitos, llamados linfocitos. Las células B y las células T son los tipos principales de linfocitos y se derivan de células madre hematopoyéticas en la médula ósea . [57] Las células B participan en la respuesta inmunitaria humoral , mientras que las células T participan en la respuesta inmunitaria mediada por células . Las células T asesinas solo reconocen antígenos acoplados a moléculas MHC de clase I , mientras que las células T auxiliares y las células T reguladoras solo reconocen antígenos acoplados a moléculas MHC de clase II . Estos dos mecanismos de presentación de antígenos reflejan las diferentes funciones de los dos tipos de células T. Un tercer subtipo menor son las células T γδ que reconocen antígenos intactos que no están unidos a los receptores del MHC. [58] Las células T doblemente positivas están expuestas a una amplia variedad de autoantígenos en el timo , en los cuales el yodo es necesario para el desarrollo y la actividad del timo. [59] Por el contrario, el receptor específico del antígeno de las células B es una molécula de anticuerpo en la superficie de las células B y reconoce el antígeno nativo (sin procesar) sin necesidad de procesamiento del antígeno . Dichos antígenos pueden ser moléculas grandes que se encuentran en las superficies de los patógenos, pero también pueden ser pequeños haptenos (como la penicilina) unidos a una molécula portadora. [60] Cada linaje de células B expresa un anticuerpo diferente, por lo que el conjunto completo de receptores de antígenos de células B representa todos los anticuerpos que el cuerpo puede fabricar. [57] Cuando las células B o T encuentran sus antígenos relacionados, se multiplican y se producen muchos "clones" de las células que se dirigen al mismo antígeno. Esto se llama selección clonal . [61]
Tanto las células B como las T portan moléculas receptoras que reconocen objetivos específicos. Las células T reconocen un objetivo "no propio", como un patógeno, sólo después de que los antígenos (pequeños fragmentos del patógeno) se han procesado y presentado en combinación con un receptor "propio" llamado molécula del complejo principal de histocompatibilidad (MHC). [62]
Hay dos subtipos principales de células T: las células T asesinas y las células T auxiliares . Además, existen células T reguladoras que desempeñan un papel en la modulación de la respuesta inmunitaria. [63]
Las células T asesinas son un subgrupo de células T que matan células infectadas con virus (y otros patógenos) o que están dañadas o son disfuncionales. [64] Al igual que con las células B, cada tipo de célula T reconoce un antígeno diferente. Las células T asesinas se activan cuando su receptor de células T se une a este antígeno específico en un complejo con el receptor MHC Clase I de otra célula. El reconocimiento de este complejo MHC:antígeno es ayudado por un correceptor en la célula T, llamado CD8 . Luego, la célula T viaja por todo el cuerpo en busca de células donde los receptores MHC I transporten este antígeno. Cuando una célula T activada entra en contacto con dichas células, libera citotoxinas , como la perforina , que forman poros en la membrana plasmática de la célula diana , permitiendo la entrada de iones , agua y toxinas. La entrada de otra toxina llamada granulisina (una proteasa) induce a la célula diana a sufrir apoptosis . [65] La destrucción de células T de las células huésped es particularmente importante para prevenir la replicación de virus. La activación de las células T está estrictamente controlada y generalmente requiere una señal de activación de MHC/antígeno muy fuerte, o señales de activación adicionales proporcionadas por las células T "colaboradoras" (ver más abajo). [sesenta y cinco]
Las células T auxiliares regulan las respuestas inmunitarias tanto innatas como adaptativas y ayudan a determinar qué respuestas inmunitarias genera el cuerpo ante un patógeno en particular. [66] [67] Estas células no tienen actividad citotóxica y no matan las células infectadas ni eliminan los patógenos directamente. En cambio, controlan la respuesta inmune dirigiendo a otras células para que realicen estas tareas. [68]
Las células T colaboradoras expresan receptores de células T que reconocen el antígeno unido a moléculas MHC de clase II. El complejo MHC:antígeno también es reconocido por el correceptor CD4 de la célula auxiliar, que recluta moléculas dentro de la célula T (como Lck ) que son responsables de la activación de la célula T. Las células T auxiliares tienen una asociación más débil con el complejo MHC:antígeno que la observada para las células T asesinas, lo que significa que muchos receptores (alrededor de 200 a 300) en la célula T auxiliar deben estar unidos por un antígeno MHC:para activar la célula auxiliar, mientras que las células asesinas Las células T pueden activarse mediante la interacción de una única molécula MHC:antígeno. La activación de las células T colaboradoras también requiere una interacción más prolongada con una célula presentadora de antígeno. [69] La activación de una célula T auxiliar en reposo hace que libere citocinas que influyen en la actividad de muchos tipos de células. Las señales de citocinas producidas por las células T colaboradoras mejoran la función microbicida de los macrófagos y la actividad de las células T asesinas. [70] Además, la activación de las células T colaboradoras provoca una regulación positiva de las moléculas expresadas en la superficie de las células T, como el ligando CD40 (también llamado CD154 ), que proporciona señales de estimulación adicionales que normalmente se requieren para activar las células B productoras de anticuerpos. [71]
Las células T gamma delta (células T γδ) poseen un receptor de células T alternativo (TCR) a diferencia de las células T CD4+ y CD8+ (αβ) y comparten las características de las células T auxiliares, las células T citotóxicas y las células NK. Las condiciones que producen respuestas de las células T γδ no se comprenden completamente. Al igual que otros subconjuntos de células T "no convencionales" que portan TCR invariantes, como las células T asesinas naturales restringidas a CD1d , las células T γδ se encuentran en la frontera entre la inmunidad innata y adaptativa. [72] Por un lado, las células T γδ son un componente de la inmunidad adaptativa, ya que reorganizan los genes TCR para producir diversidad de receptores y también pueden desarrollar un fenotipo de memoria. Por otro lado, los diversos subconjuntos también forman parte del sistema inmunológico innato, ya que los receptores TCR o NK restringidos pueden usarse como receptores de reconocimiento de patrones . Por ejemplo, un gran número de células T humanas Vγ9/Vδ2 responden en cuestión de horas a moléculas comunes producidas por microbios, y las células T Vδ1+ altamente restringidas en los epitelios responden a células epiteliales estresadas. [58]
Una célula B identifica patógenos cuando los anticuerpos de su superficie se unen a un antígeno extraño específico. [74] Este complejo antígeno/anticuerpo es absorbido por las células B y procesado mediante proteólisis en péptidos . Luego, la célula B muestra estos péptidos antigénicos en sus moléculas MHC de clase II de superficie. Esta combinación de MHC y antígeno atrae una célula T auxiliar correspondiente, que libera linfocinas y activa la célula B. [75] A medida que la célula B activada comienza a dividirse , su descendencia ( células plasmáticas ) secreta millones de copias del anticuerpo que reconoce este antígeno. Estos anticuerpos circulan en el plasma sanguíneo y la linfa , se unen a patógenos que expresan el antígeno y los marcan para su destrucción mediante activación del complemento o para su captación y destrucción por los fagocitos . Los anticuerpos también pueden neutralizar los desafíos directamente, uniéndose a toxinas bacterianas o interfiriendo con los receptores que los virus y las bacterias utilizan para infectar las células. [76]
Los recién nacidos no tienen exposición previa a microbios y son particularmente vulnerables a las infecciones. La madre proporciona varias capas de protección pasiva. Durante el embarazo, un tipo particular de anticuerpo, llamado IgG , se transporta de la madre al bebé directamente a través de la placenta , por lo que los bebés humanos tienen altos niveles de anticuerpos incluso al nacer, con el mismo rango de especificidades antigénicas que su madre. [77] La leche materna o el calostro también contienen anticuerpos que se transfieren al intestino del bebé y protegen contra infecciones bacterianas hasta que el recién nacido pueda sintetizar sus propios anticuerpos. [78] Esto es inmunidad pasiva porque el feto en realidad no produce células de memoria ni anticuerpos, solo los toma prestados. Esta inmunidad pasiva suele ser de corta duración y dura desde unos pocos días hasta varios meses. En medicina, la inmunidad pasiva protectora también puede transmitirse artificialmente de un individuo a otro. [79]
Cuando las células B y T se activan y comienzan a replicarse, algunos de sus descendientes se convierten en células de memoria de larga duración. A lo largo de la vida de un animal, estas células de memoria recuerdan cada patógeno específico encontrado y pueden generar una fuerte respuesta si el patógeno se detecta nuevamente. Las células T reconocen patógenos mediante pequeñas señales de infección basadas en proteínas, llamadas antígenos, que se unen directamente a los receptores de superficie de las células T. [80] Las células B utilizan la proteína inmunoglobulina para reconocer patógenos por sus antígenos. [81] Esto es "adaptativo" porque ocurre durante la vida de un individuo como una adaptación a la infección con ese patógeno y prepara el sistema inmunológico para desafíos futuros. La memoria inmunológica puede adoptar la forma de memoria pasiva a corto plazo o de memoria activa a largo plazo. [82]
El sistema inmunológico participa en muchos aspectos de la regulación fisiológica del cuerpo. El sistema inmunológico interactúa íntimamente con otros sistemas, como el endocrino [83] [84] y el nervioso [85] [86] [87] . El sistema inmunológico también juega un papel crucial en la embriogénesis (desarrollo del embrión), así como en la reparación y regeneración de tejidos . [88]
Las hormonas pueden actuar como inmunomoduladores , alterando la sensibilidad del sistema inmunológico. Por ejemplo, las hormonas sexuales femeninas son inmunoestimuladores conocidos de las respuestas inmunes tanto adaptativas [89] como innatas. [90] Algunas enfermedades autoinmunes, como el lupus eritematoso , afectan preferentemente a las mujeres y su aparición suele coincidir con la pubertad . Por el contrario, las hormonas sexuales masculinas como la testosterona parecen ser inmunosupresoras . [91] Otras hormonas parecen regular también el sistema inmunológico, sobre todo la prolactina , la hormona del crecimiento y la vitamina D. [92] [93]
Aunque los estudios celulares indican que la vitamina D tiene receptores y probables funciones en el sistema inmunológico, no hay evidencia clínica que demuestre que la deficiencia de vitamina D aumente el riesgo de enfermedades inmunes o que la suplementación con vitamina D reduzca el riesgo de enfermedades inmunes. [94] Un informe del Instituto de Medicina de los Estados Unidos de 2011 declaró que "los resultados relacionados con... el funcionamiento inmunológico y los trastornos autoinmunes , y las infecciones... no podían vincularse de manera confiable con la ingesta de calcio o vitamina D y, a menudo, eran contradictorios". [95] : 5
El sistema inmunológico se ve afectado por el sueño y el descanso, y la falta de sueño es perjudicial para la función inmunológica. [96] Los circuitos de retroalimentación complejos que involucran citocinas , como la interleucina-1 y el factor de necrosis tumoral-α producidos en respuesta a la infección, también parecen desempeñar un papel en la regulación del sueño con movimientos oculares no rápidos ( REM ). [97] Por lo tanto, la respuesta inmune a la infección puede resultar en cambios en el ciclo del sueño, incluido un aumento del sueño de ondas lentas en relación con el sueño REM. [98]
En personas con falta de sueño, las vacunas activas pueden tener un efecto disminuido y pueden resultar en una menor producción de anticuerpos y una respuesta inmune más baja que la que se notaría en un individuo bien descansado. [99] Además, proteínas como NFIL3 , que se ha demostrado que están estrechamente entrelazadas tanto con la diferenciación de células T como con los ritmos circadianos , pueden verse afectadas por la alteración de los ciclos naturales de luz y oscuridad a través de casos de privación de sueño. Estas alteraciones pueden provocar un aumento de enfermedades crónicas como enfermedades cardíacas, dolor crónico y asma. [100]
Además de las consecuencias negativas de la falta de sueño, se ha demostrado que el sueño y el sistema circadiano entrelazado tienen fuertes efectos reguladores sobre las funciones inmunológicas que afectan tanto a la inmunidad innata como a la adaptativa. Primero, durante la etapa inicial del sueño de ondas lentas, una caída repentina en los niveles sanguíneos de cortisol , epinefrina y norepinefrina provoca un aumento en los niveles sanguíneos de las hormonas leptina , hormona del crecimiento pituitaria y prolactina . Estas señales inducen un estado proinflamatorio mediante la producción de citoquinas proinflamatorias interleucina-1, interleucina-12 , TNF-alfa e IFN-gamma . Estas citoquinas luego estimulan funciones inmunes como la activación, proliferación y diferenciación de las células inmunes . Durante este tiempo de respuesta inmune adaptativa que evoluciona lentamente, hay un pico en células indiferenciadas o menos diferenciadas, como las células T vírgenes y de memoria central. Además de estos efectos, el medio de las hormonas producidas en este momento (leptina, hormona del crecimiento hipofisario y prolactina) respalda las interacciones entre las APC y las células T, un cambio del equilibrio de las citocinas T h 1/T h 2 hacia uno que apoya a Th 1 , un aumento en la proliferación general de células T h y la migración de células T vírgenes a los ganglios linfáticos. También se cree que esto favorece la formación de una memoria inmunitaria duradera mediante el inicio de respuestas inmunitarias Th1. [101]
Durante los períodos de vigilia, las células efectoras diferenciadas, como las células asesinas naturales citotóxicas y los linfocitos T citotóxicos, alcanzan su punto máximo para provocar una respuesta eficaz contra cualquier patógeno intruso. Las moléculas antiinflamatorias, como el cortisol y las catecolaminas , también alcanzan su punto máximo durante los momentos activos de vigilia. La inflamación causaría graves deterioros cognitivos y físicos si ocurriera durante las horas de vigilia, y la inflamación puede ocurrir durante las horas de sueño debido a la presencia de melatonina . La inflamación provoca una gran cantidad de estrés oxidativo y la presencia de melatonina durante las horas de sueño podría contrarrestar activamente la producción de radicales libres durante este tiempo. [101] [102]
El ejercicio físico tiene un efecto positivo sobre el sistema inmunológico y dependiendo de la frecuencia e intensidad se moderan los efectos patógenos de las enfermedades causadas por bacterias y virus. [103] Inmediatamente después del ejercicio intenso hay una inmunodepresión transitoria, donde el número de linfocitos circulantes disminuye y la producción de anticuerpos disminuye. Esto puede dar lugar a una ventana de oportunidad para la infección y la reactivación de infecciones por virus latentes, [104] pero la evidencia no es concluyente. [105] [106]
Durante el ejercicio se produce un aumento de los glóbulos blancos circulantes de todo tipo. Esto es causado por la fuerza de fricción de la sangre que fluye sobre la superficie de las células endoteliales y las catecolaminas que afectan a los receptores β-adrenérgicos (βAR). [104] El número de neutrófilos en la sangre aumenta y permanece elevado hasta por seis horas y hay formas inmaduras . Aunque el aumento de neutrófilos (" neutrofilia ") es similar al observado durante las infecciones bacterianas, después del ejercicio la población celular vuelve a la normalidad aproximadamente a las 24 horas. [104]
El número de linfocitos circulantes (principalmente células asesinas naturales ) disminuye durante el ejercicio intenso, pero vuelve a la normalidad después de 4 a 6 horas. Aunque hasta el 2% de las células mueren , la mayoría migra de la sangre a los tejidos, principalmente a los intestinos y los pulmones, donde es más probable encontrar patógenos . [104]
Algunos monocitos abandonan la circulación sanguínea y migran a los músculos donde se diferencian y se convierten en macrófagos . [104] Estas células se diferencian en dos tipos: macrófagos proliferativos, que son responsables de aumentar el número de células madre y macrófagos restauradores, que participan en su maduración hasta convertirse en células musculares. [107]
El sistema inmunológico, particularmente el componente innato, juega un papel decisivo en la reparación de los tejidos después de una agresión . Los actores clave incluyen macrófagos y neutrófilos , pero también son importantes otros actores celulares, incluidas las células T γδ , las células linfoides innatas (ILC) y las células T reguladoras (Treg). La plasticidad de las células inmunes y el equilibrio entre las señales proinflamatorias y antiinflamatorias son aspectos cruciales de la reparación eficiente de los tejidos. Los componentes y vías inmunes también están involucrados en la regeneración, por ejemplo en anfibios como en la regeneración de extremidades de ajolote . Según una hipótesis, los organismos que pueden regenerarse ( p. ej. , los ajolotes ) podrían ser menos inmunocompetentes que los organismos que no pueden regenerarse. [108]
Se producen fallos en la defensa del huésped y se dividen en tres categorías amplias: inmunodeficiencias, [109] autoinmunidad, [110] e hipersensibilidades. [111]
Las inmunodeficiencias ocurren cuando uno o más de los componentes del sistema inmunológico están inactivos. La capacidad del sistema inmunitario para responder a los patógenos está disminuida tanto en los jóvenes como en los ancianos , y las respuestas inmunitarias comienzan a disminuir alrededor de los 50 años debido a la inmunosenescencia . [112] [113] En los países desarrollados , la obesidad , el alcoholismo y el uso de drogas son causas comunes de una función inmune deficiente, mientras que la desnutrición es la causa más común de inmunodeficiencia en los países en desarrollo . [113] Las dietas que carecen de proteínas suficientes se asocian con deterioro de la inmunidad mediada por células, la actividad del complemento, la función de los fagocitos, las concentraciones de anticuerpos IgA y la producción de citocinas. Además, la pérdida del timo a una edad temprana debido a una mutación genética o a una extirpación quirúrgica provoca una inmunodeficiencia grave y una alta susceptibilidad a las infecciones. [114] Las inmunodeficiencias también pueden heredarse o " adquirirse ". [115] La inmunodeficiencia combinada grave es un trastorno genético poco común caracterizado por la alteración del desarrollo de células T y células B funcionales causada por numerosas mutaciones genéticas. [116] La enfermedad granulomatosa crónica , en la que los fagocitos tienen una capacidad reducida para destruir patógenos, es un ejemplo de inmunodeficiencia hereditaria o congénita . El SIDA y algunos tipos de cáncer provocan inmunodeficiencia adquirida. [117] [118]
Las respuestas inmunes hiperactivas forman el otro extremo de la disfunción inmune, particularmente las enfermedades autoinmunes . Aquí, el sistema inmunológico no logra distinguir adecuadamente entre lo propio y lo no propio, y ataca parte del cuerpo. En circunstancias normales, muchas células T y anticuerpos reaccionan con péptidos "propios". [119] Una de las funciones de las células especializadas (ubicadas en el timo y la médula ósea) es presentar a los linfocitos jóvenes autoantígenos producidos en todo el cuerpo y eliminar aquellas células que reconocen los autoantígenos , previniendo la autoinmunidad. [74] Las enfermedades autoinmunes comunes incluyen tiroiditis de Hashimoto , [120] artritis reumatoide , [121] diabetes mellitus tipo 1 , [122] y lupus eritematoso sistémico . [123]
La hipersensibilidad es una respuesta inmune que daña los propios tejidos del cuerpo. Se divide en cuatro clases (Tipo I – IV) según los mecanismos implicados y el curso temporal de la reacción de hipersensibilidad. La hipersensibilidad tipo I es una reacción inmediata o anafiláctica , a menudo asociada con alergia. Los síntomas pueden variar desde una leve molestia hasta la muerte. La hipersensibilidad de tipo I está mediada por IgE , que desencadena la degranulación de mastocitos y basófilos cuando se reticulan con un antígeno. [124] La hipersensibilidad de tipo II ocurre cuando los anticuerpos se unen a antígenos en las propias células del individuo, marcándolas para su destrucción. Esto también se llama hipersensibilidad dependiente de anticuerpos (o citotóxica) y está mediada por anticuerpos IgG e IgM . [124] Los complejos inmunes (agregaciones de antígenos, proteínas del complemento y anticuerpos IgG e IgM) depositados en varios tejidos desencadenan reacciones de hipersensibilidad de tipo III. [124] La hipersensibilidad de tipo IV (también conocida como hipersensibilidad mediada por células o de tipo retardado ) generalmente tarda entre dos y tres días en desarrollarse. Las reacciones de tipo IV están implicadas en muchas enfermedades autoinmunes e infecciosas, pero también pueden implicar dermatitis de contacto . Estas reacciones están mediadas por células T , monocitos y macrófagos . [124]
La inflamación es una de las primeras respuestas del sistema inmunológico a la infección, [44] pero puede aparecer sin causa conocida.
La inflamación es producida por eicosanoides y citoquinas , que son liberadas por células lesionadas o infectadas. Los eicosanoides incluyen prostaglandinas que producen fiebre y la dilatación de los vasos sanguíneos asociada con la inflamación, y leucotrienos que atraen a ciertos glóbulos blancos (leucocitos). [45] [46] Las citoquinas comunes incluyen interleucinas que son responsables de la comunicación entre los glóbulos blancos; quimiocinas que promueven la quimiotaxis ; e interferones que tienen efectos antivirales, como detener la síntesis de proteínas en la célula huésped. [47] También se pueden liberar factores de crecimiento y factores citotóxicos. Estas citoquinas y otras sustancias químicas reclutan células inmunitarias en el sitio de la infección y promueven la curación de cualquier tejido dañado luego de la eliminación de los patógenos. [48]
La respuesta inmune puede manipularse para suprimir respuestas no deseadas resultantes de la autoinmunidad, la alergia y el rechazo de trasplantes , y para estimular respuestas protectoras contra patógenos que en gran medida eluden el sistema inmunológico (ver inmunización) o el cáncer. [125]
Los fármacos inmunosupresores se utilizan para controlar los trastornos autoinmunes o la inflamación cuando se produce un daño tisular excesivo y para prevenir el rechazo después de un trasplante de órgano . [126] [127]
Los medicamentos antiinflamatorios se utilizan a menudo para controlar los efectos de la inflamación. Los glucocorticoides son los más potentes de estos fármacos y pueden tener muchos efectos secundarios indeseables , como obesidad central , hiperglucemia y osteoporosis . [128] Su uso está estrictamente controlado. A menudo se utilizan dosis más bajas de fármacos antiinflamatorios junto con fármacos citotóxicos o inmunosupresores como el metotrexato o la azatioprina .
Los fármacos citotóxicos inhiben la respuesta inmunitaria al matar las células en división, como las células T activadas. Esta matanza es indiscriminada y otras células en constante división y sus órganos se ven afectados, lo que provoca efectos secundarios tóxicos. [127] Los fármacos inmunosupresores como la ciclosporina impiden que las células T respondan correctamente a las señales al inhibir las vías de transducción de señales . [129]
Las afirmaciones hechas por los comercializadores de diversos productos y proveedores de salud alternativos , como quiroprácticos , homeópatas y acupunturistas , de que pueden estimular o "impulsar" el sistema inmunológico generalmente carecen de explicación significativa y evidencia de efectividad. [130]
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La memoria activa a largo plazo se adquiere después de una infección mediante la activación de las células B y T. La inmunidad activa también se puede generar de forma artificial, mediante la vacunación . El principio detrás de la vacunación (también llamada inmunización ) es introducir un antígeno de un patógeno para estimular el sistema inmunológico y desarrollar inmunidad específica contra ese patógeno en particular sin causar enfermedades asociadas con ese organismo. [131] Esta inducción deliberada de una respuesta inmune tiene éxito porque explota la especificidad natural del sistema inmunológico, así como su inducibilidad. Dado que las enfermedades infecciosas siguen siendo una de las principales causas de muerte en la población humana, la vacunación representa la manipulación más eficaz del sistema inmunológico que haya desarrollado la humanidad. [57] [132]
Muchas vacunas se basan en componentes acelulares de microorganismos, incluidos componentes tóxicos inofensivos. [131] Dado que muchos antígenos derivados de vacunas acelulares no inducen fuertemente la respuesta adaptativa, la mayoría de las vacunas bacterianas cuentan con adyuvantes adicionales que activan las células presentadoras de antígenos del sistema inmunológico innato y maximizan la inmunogenicidad . [133]
Otra función importante del sistema inmunológico es identificar y eliminar tumores . Esto se llama vigilancia inmunológica . Las células tumorales transformadas expresan antígenos que no se encuentran en las células normales. Para el sistema inmunológico, estos antígenos parecen extraños y su presencia hace que las células inmunes ataquen a las células tumorales transformadas. Los antígenos expresados por los tumores tienen varias fuentes; [134] algunos se derivan de virus oncogénicos como el virus del papiloma humano , que causa cáncer de cuello uterino , [135] vulva , vagina , pene , ano , boca y garganta , [136] mientras que otros son proteínas del propio organismo que se producen en niveles bajos. niveles en las células normales pero alcanzan niveles altos en las células tumorales. Un ejemplo es una enzima llamada tirosinasa que, cuando se expresa en niveles elevados, transforma ciertas células de la piel (por ejemplo, los melanocitos ) en tumores llamados melanomas . [137] [138] Una tercera fuente posible de antígenos tumorales son proteínas normalmente importantes para regular el crecimiento y la supervivencia celular , que comúnmente mutan en moléculas inductoras de cáncer llamadas oncogenes . [134] [139] [140]
La principal respuesta del sistema inmunológico a los tumores es destruir las células anormales utilizando células T asesinas, a veces con la ayuda de células T auxiliares. [138] [142] Los antígenos tumorales se presentan en moléculas MHC de clase I de manera similar a los antígenos virales. Esto permite que las células T asesinas reconozcan la célula tumoral como anormal. [143] Las células NK también matan células tumorales de manera similar, especialmente si las células tumorales tienen menos moléculas de MHC de clase I en su superficie de lo normal; Este es un fenómeno común con los tumores. [144] A veces se generan anticuerpos contra las células tumorales, lo que permite su destrucción por el sistema del complemento . [139]
Algunos tumores evaden el sistema inmunológico y se convierten en cánceres. [145] [146] Las células tumorales a menudo tienen un número reducido de moléculas MHC de clase I en su superficie, evitando así la detección por parte de las células T asesinas. [143] [145] Algunas células tumorales también liberan productos que inhiben la respuesta inmune; por ejemplo, al secretar la citocina TGF-β , que suprime la actividad de macrófagos y linfocitos . [145] [147] Además, se puede desarrollar tolerancia inmunológica contra los antígenos tumorales, por lo que el sistema inmunológico ya no ataca las células tumorales. [145] [146]
Paradójicamente, los macrófagos pueden promover el crecimiento tumoral [148] cuando las células tumorales envían citocinas que atraen a los macrófagos, que luego generan citocinas y factores de crecimiento como el factor de necrosis tumoral alfa que fomentan el desarrollo del tumor o promueven la plasticidad similar a la de las células madre. [145] Además, una combinación de hipoxia en el tumor y una citocina producida por macrófagos induce a las células tumorales a disminuir la producción de una proteína que bloquea la metástasis y, por lo tanto, ayuda a la diseminación de las células cancerosas. [145] Los macrófagos antitumorales M1 se reclutan en las primeras fases del desarrollo del tumor, pero se diferencian progresivamente a M2 con efecto protumoral, un interruptor inmunosupresor. La hipoxia reduce la producción de citoquinas para la respuesta antitumoral y progresivamente los macrófagos adquieren funciones protumorales M2 impulsadas por el microambiente tumoral, incluidas IL-4 e IL-10. [149] La inmunoterapia contra el cáncer cubre las formas médicas de estimular el sistema inmunológico para atacar los tumores cancerosos. [150]
Algunos medicamentos pueden causar una respuesta inmune neutralizante, lo que significa que el sistema inmunológico produce anticuerpos neutralizantes que contrarrestan la acción de los medicamentos, particularmente si los medicamentos se administran repetidamente o en dosis mayores. Esto limita la eficacia de los fármacos basados en péptidos y proteínas más grandes (que suelen tener más de 6000 Da ). [151] En algunos casos, el fármaco en sí no es inmunogénico, pero puede coadministrarse con un compuesto inmunogénico, como es a veces el caso del Taxol . Se han desarrollado métodos computacionales para predecir la inmunogenicidad de péptidos y proteínas, que son particularmente útiles para diseñar anticuerpos terapéuticos, evaluar la probable virulencia de mutaciones en las partículas de la cubierta viral y validar los tratamientos farmacológicos propuestos basados en péptidos. Las primeras técnicas se basaban principalmente en la observación de que los aminoácidos hidrófilos estaban sobrerrepresentados en las regiones de epítopos que los aminoácidos hidrófobos ; [152] sin embargo, los desarrollos más recientes se basan en técnicas de aprendizaje automático que utilizan bases de datos de epítopos conocidos existentes, generalmente en proteínas virales bien estudiadas, como conjunto de entrenamiento . [153] Se ha establecido una base de datos de acceso público para catalogar epítopos de patógenos que se sabe que son reconocibles por las células B. [154] El campo emergente de los estudios de inmunogenicidad basados en la bioinformática se denomina inmunoinformática . [155] La inmunoproteómica es el estudio de grandes conjuntos de proteínas ( proteómica ) involucradas en la respuesta inmune. [156]
Es probable que con los primeros vertebrados surgiera un sistema inmunológico adaptativo multicomponente , ya que los invertebrados no generan linfocitos ni una respuesta humoral basada en anticuerpos. [157] Muchas especies, sin embargo, utilizan mecanismos que parecen ser precursores de estos aspectos de la inmunidad de los vertebrados. Los sistemas inmunológicos aparecen incluso en las formas de vida estructuralmente más simples, donde las bacterias utilizan un mecanismo de defensa único, llamado sistema de modificación de restricción, para protegerse de patógenos virales, llamados bacteriófagos . [158] Los procariotas ( bacterias y arqueas ) también poseen inmunidad adquirida, a través de un sistema que utiliza secuencias CRISPR para retener fragmentos de los genomas de fagos con los que han entrado en contacto en el pasado, lo que les permite bloquear la replicación del virus a través de una forma de interferencia de ARN . [159] [160] Los procariotas también poseen otros mecanismos de defensa. [161] [162] Los elementos ofensivos del sistema inmunológico también están presentes en los eucariotas unicelulares , pero los estudios sobre su papel en la defensa son pocos. [163]
Los receptores de reconocimiento de patrones son proteínas utilizadas por casi todos los organismos para identificar moléculas asociadas con patógenos. Los péptidos antimicrobianos llamados defensinas son un componente conservado evolutivamente de la respuesta inmune innata que se encuentra en todos los animales y plantas, y representan la principal forma de inmunidad sistémica de los invertebrados. [157] El sistema del complemento y las células fagocíticas también son utilizados por la mayoría de las formas de vida de invertebrados. Las ribonucleasas y la vía de interferencia del ARN se conservan en todos los eucariotas y se cree que desempeñan un papel en la respuesta inmune a los virus. [164]
A diferencia de los animales, las plantas carecen de células fagocíticas, pero muchas respuestas inmunitarias de las plantas implican señales químicas sistémicas que se envían a través de la planta. [165] Las células vegetales individuales responden a moléculas asociadas con patógenos conocidas como patrones moleculares asociados a patógenos o PAMP. [166] Cuando una parte de una planta se infecta, la planta produce una respuesta hipersensible localizada , mediante la cual las células en el sitio de la infección sufren una rápida apoptosis para prevenir la propagación de la enfermedad a otras partes de la planta. La resistencia sistémica adquirida es un tipo de respuesta defensiva utilizada por las plantas que hace que toda la planta sea resistente a un agente infeccioso particular. [165] Los mecanismos de silenciamiento del ARN son particularmente importantes en esta respuesta sistémica, ya que pueden bloquear la replicación del virus . [167]
La evolución del sistema inmunológico adaptativo se produjo en un antepasado de los vertebrados con mandíbulas . Muchas de las moléculas clásicas del sistema inmunológico adaptativo (por ejemplo, las inmunoglobulinas y los receptores de células T ) existen sólo en los vertebrados con mandíbulas. Se ha descubierto una molécula distinta derivada de linfocitos en vertebrados primitivos sin mandíbulas , como la lamprea y el mixino . Estos animales poseen una gran variedad de moléculas llamadas receptores variables de linfocitos (VLR) que, al igual que los receptores de antígenos de los vertebrados con mandíbulas, se producen a partir de sólo un pequeño número (uno o dos) de genes . Se cree que estas moléculas se unen a antígenos patógenos de forma similar a los anticuerpos , y con el mismo grado de especificidad. [168]
El éxito de cualquier patógeno depende de su capacidad para eludir las respuestas inmunitarias del huésped. Por lo tanto, los patógenos desarrollaron varios métodos que les permiten infectar con éxito a un huésped, evitando al mismo tiempo la detección o destrucción por parte del sistema inmunológico. [169] Las bacterias a menudo superan las barreras físicas secretando enzimas que digieren la barrera, por ejemplo, utilizando un sistema de secreción de tipo II . [170] Alternativamente, utilizando un sistema de secreción tipo III , pueden insertar un tubo hueco en la célula huésped, proporcionando una ruta directa para que las proteínas se muevan del patógeno al huésped. Estas proteínas se utilizan a menudo para desactivar las defensas del huésped. [171]
Una estrategia de evasión utilizada por varios patógenos para evitar el sistema inmunológico innato es esconderse dentro de las células de su huésped (también llamada patogénesis intracelular ). Aquí, un patógeno pasa la mayor parte de su ciclo de vida dentro de las células huésped, donde está protegido del contacto directo con las células inmunitarias, los anticuerpos y el complemento. Algunos ejemplos de patógenos intracelulares incluyen virus, la bacteria Salmonella que intoxica los alimentos y los parásitos eucariotas que causan la malaria ( Plasmodium spp. ) y la leishmaniasis ( Leishmania spp. ). Otras bacterias, como Mycobacterium tuberculosis , viven dentro de una cápsula protectora que impide la lisis por el complemento. [172] Muchos patógenos secretan compuestos que disminuyen o desvían la respuesta inmune del huésped. [169] Algunas bacterias forman biopelículas para protegerse de las células y proteínas del sistema inmunológico. Estas biopelículas están presentes en muchas infecciones exitosas, como las infecciones crónicas por Pseudomonas aeruginosa y Burkholderia cenocepacia características de la fibrosis quística . [173] Otras bacterias generan proteínas de superficie que se unen a los anticuerpos, volviéndolos ineficaces; los ejemplos incluyen Streptococcus (proteína G), Staphylococcus aureus (proteína A) y Peptostreptococcus magnus (proteína L). [174]
Los mecanismos utilizados para evadir el sistema inmunológico adaptativo son más complicados. El enfoque más simple es cambiar rápidamente los epítopos no esenciales ( aminoácidos y/o azúcares) en la superficie del patógeno, manteniendo ocultos los epítopos esenciales. Esto se llama variación antigénica . Un ejemplo es el VIH, que muta rápidamente, por lo que las proteínas de su envoltura viral , que son esenciales para entrar en la célula huésped, cambian constantemente. Estos cambios frecuentes en los antígenos pueden explicar los fracasos de las vacunas dirigidas a este virus. [175] El parásito Trypanosoma brucei utiliza una estrategia similar, cambiando constantemente un tipo de proteína de superficie por otro, lo que le permite ir un paso por delante de la respuesta de anticuerpos. [176] Enmascarar antígenos con moléculas del huésped es otra estrategia común para evitar la detección por parte del sistema inmunológico. En el VIH, la envoltura que cubre el virión se forma a partir de la membrana más externa de la célula huésped; Estos virus "autoencubiertos" dificultan que el sistema inmunológico los identifique como estructuras "no propias". [177]
La inmunología es una ciencia que examina la estructura y función del sistema inmunológico. Tiene su origen en la medicina y en los primeros estudios sobre las causas de la inmunidad a las enfermedades. La primera referencia conocida a la inmunidad fue durante 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. [179] En el siglo XVIII, Pierre-Louis Moreau de Maupertuis experimentó con veneno de escorpión y observó que ciertos perros y ratones eran inmunes a este veneno. [180] En el siglo X, el médico persa al-Razi (también conocido como Rhazes) escribió la primera teoría registrada sobre la inmunidad adquirida, [181] [182] señalando que un ataque de viruela protegía a sus supervivientes de futuras infecciones. Aunque explicó la inmunidad en términos de "exceso de humedad" que se expulsa de la sangre, evitando así una segunda aparición de la enfermedad, esta teoría explica muchas observaciones sobre la viruela conocidas durante este tiempo. [183]
Estas y otras observaciones de la inmunidad adquirida fueron posteriormente explotadas por Louis Pasteur en su desarrollo de la vacunación y su propuesta de teoría de la enfermedad por gérmenes . [184] La teoría de Pasteur estaba en directa oposición a las teorías contemporáneas sobre la enfermedad, como la teoría del miasma . No fue hasta las pruebas de Robert Koch en 1891 , por las que recibió el Premio Nobel en 1905, que se confirmó que los microorganismos eran la causa de las enfermedades infecciosas . [185] Los virus fueron confirmados como patógenos humanos en 1901, con el descubrimiento del virus de la fiebre amarilla por Walter Reed . [186]
La inmunología hizo un gran avance hacia finales del siglo XIX, a través de rápidos avances en el estudio de la inmunidad humoral y la inmunidad celular . [187] Particularmente importante fue el trabajo de Paul Ehrlich , quien propuso la teoría de la cadena lateral para explicar la especificidad de la reacción antígeno-anticuerpo ; Sus contribuciones a la comprensión de la inmunidad humoral fueron reconocidas con la concesión de un Premio Nobel conjunto en 1908, junto con el fundador de la inmunología celular, Elie Metchnikoff . [178] En 1974, Niels Kaj Jerne desarrolló la teoría de la red inmune ; Compartió el Premio Nobel en 1984 con Georges JF Köhler y César Milstein por teorías relacionadas con el sistema inmunológico. [188] [189]
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público : "Enfermedad de Hashimoto". Oficina de Salud de la Mujer, Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. 12 de junio de 2017. Archivado desde el original el 28 de julio de 2017 . Consultado el 17 de julio de 2017 .historia de la inmunidad humoral.
