Trabajo de investigación Parra Ramírez Jorge Saul 5 – 09 Análisis clínicos III Inmunología Felipe Torres INMUNIDAD DE ESPECIE En el cual un microorganismo patógeno para una especie no puede producir enfermedad en otra. Por ejemplo, el ser humanos es resistente al virus del moquillo aviar, los conejos son inmunes a la gonorrea, las ratas son resistentes a la difteria (el ser humano es muy vulnerable).  INMUNIDAD RACIAL En el cual ciertos grupos raciales son susceptibles a sufrir determinadas infecciones con mayor frecuencia o con mayor gravedad. Por ejemplo, los negros son más susceptibles a la coccidio micosis y a la tuberculosis que los blancos. Sin embargo, los negros son resistentes a la infección por plasmodium vivax mientras que la mayoría de los blancos son susceptibles a ella.  INMUNIDAD INDIVIDUAL es este caso la resistencia a una enfermedad puede ser modificada por la alimentación, costumbres, edad, sexo.  Aglutinación Cuando un antígeno particulado reacciona con su anticuerpo específico (divalente por lo menos) se observa la formación de grumos o agregados de estas partículas, esto se conoce como aglutinación. En estas reacciones el determinante antigénico está sobre la superficie de una partícula o de una célula. Precipitación La reacción de precipitación ocurre cuando se combina un anticuerpo, por lo menos divalente, con un antígeno soluble y esto conlleva a la formación de agregados que precipitan. Como las reacciones de precipitación son fácilmente observables "in vitro", éstas resultan pruebas serológicas muy útiles, especialmente para medir concentraciones de anticuerpos. Para que la precipitación ocurra en forma máxima se necesita que tanto el antígeno como el anticuerpo estén en concentraciones óptimas, cuando cualquiera de los reaccionantes están en exceso no se pueden formar grandes agregados antígeno-anticuerpo. Inmunoelectroforesis La inmunoelectroforesis es el nombre genérico que reciben un amplio número de métodos bioquímicos para la separación y caracterización de proteinas basadas en la electroforesis y la reacción con anticuerposTodas las variantes de la inmunoelectroforesis requieren inmunoglobulinas, anticuerpos que van a reaccionar con las proteínas que se desea separar o caracterizar. Los métodos fueron desarrollados y usados ampliamente durante la segunda mitad del siglo xx Se suele utilizar un gel de agarosa al 1% con un grosor cercano al milímetro, y un ph en torno al 8,6. Esto sirve tanto para la electroforesis como para la reacción con los anticuerpos. Se prefiere la agarosa como matriz de soporte porque tiene un tamaño de poro mayor que otros medios, que permiten el libre paso y separación de las proteínas, pero en cambio es lo suficientemente estrecho como para impedir el paso de los complejos antígeno-anticuerpo. El elevado pH se utiliza porque, en esas condiciones, los anticuerpos son prácticamente inmóviles. Se suele emplear una bañera de electroforesis de tipo horizontal. Los complejos de inmunoprecipitación se pueden ver en el mismo gel de agarosa, pero requieren ser teñidos con colorantes para proteínas tales como el Azul Coomassie. En contraste con la electroforesis en gel SDS, la electroforesis en gel de argarosa permite que las proteínas estén en forma nativa (estructura cuaternaria), por lo que la inmunoelectroforesis permite la caracterización de la actividad enzimática y la unión a ligandos además de la separación electroforética. TIPOS En orden de aparición, los métodos inmunoelectroforéticos fueron: Análisis inmunoelectroforético (Inmunoelectroforesis de una dimensión) Inmunoelectroforesis cruzada (Inmunoelectroforesis cuantitativa en dos dimensiones) Inmunoelectroforesis en cohete (Inmunoelectroforesis cuantitativa de una dimensión) Contrainmunoelectroforesis Inmunoelectroforesis de afinidad El Análisis inmunoelectroforético es el más clásico de los ensayos. Se fundamenta en la separación de las proteínas por electroforesis, tras la que se aplica, sobre el gel de agarosa, el suero de anticuerpos sobre las proteínas ya separadas, tras lo que se forma un precipitado tras un período adecuado de difusión, para permitir que las proteínas se encuentren con sus anticuerpos específicos. La introducción de este ensayo conllevó un gran avance de la química de las proteínas, y muchos de los descubrimientos de proteínas en líquidos y extractos biológicos se realizaron por este método: permitió caracterizar un gran número de proteínas en suero y además se pudo establecer la existencia de distintas clases de inmunoglobulinas y sus diferentes características electroforéticas. La inmunoelectroforesis cruzada, también llamada Inmunoelectroforesis cuantitativa de dos dimensiones, difiere del método anterior en el hecho de que las proteínas, tras su electroforesis inicial, no se incuba con anticuerpos. En su lugar, se vuelven a someter a una segunda electroforesis, esta vez en un gel que además de buffer y agarosa, contiene los propios anticuerpos contra la proteína de interés., de forma que es durante esta segunda operación cuando se forman los inmunoprecipitados, de tal manead que cada precipitado tendrá sus propias características migratorias, con lo cual, cada banda que veamos corresponderá a un antígeno diferente, y además podremos, según la posición del precipitado, conocer la cantidad de proteína así como la cantidad de anticuerpo específico en el gel, de manera que se puede realizar una relativa cuantificación de los componentes. La sensibilidad de este ensayo es similar al análisis inmunoelectroforético convencional, pero hay múltiples variaciones de la técnica que la hacen mas útil según el propósito concreto. Este tipo de inmunoelectroforesis ha sido especialmente usado en estudios de proteínas serias y extractos biológicos. La inmunoelectroforesis en cohete se denomina así por la forma característica del precipitado que se forma en el gel. El principio consiste en cargar en el gel, de forma consecutiva y en perpendicular a la dirección del campo eléctrico, diluciones seriadas con progresivo aumento de la cantidad de antígeno, mientras que el anticuerpo se encuentra repartido por el gel. Esto dará lugar a un precipitado cada vez mayor (a medida que hay mas antígeno) que da un aspecto cónico que recuerda a un cohete). Estos métodos se utilizan para la cuantificación de proteínas serias antes de que aparecieran los métodos automatizados. La contrainmunoelectroforesis consiste en el aprovechamiento de la distinta movilidad electroforética de los dos componentes implicados. Dado que las inmunoglobulinas migran hacia el polo negativo y las proteínas, dada su carga neta negativa, lo hacen hacia el positivo, se colocan de forma inversa a su migración, forzando así su encuentro. Es decir, cerca del polo positivo colocaremos el suero con los anticuerpos que irán contra nuestro antígeno, migrando estos hacia el polo negativo, mientras que cerca del polo negativo se cargarán los antígenos de interés, a sabiendas de que migrarán hacia el polo positivo. De este modo, ambos se encontrarán (según su movilidad electroforética) a una distancia intermedia, asegurando así la interacción. Por último, la Inmunoelectroforesis de afinidad está basada en los cambios del patrón electroforético de las proteínas debido a su interacción específica con sus ligandos. Esta técnica se utiliza para estimar constantes de uníón. Algunas variantes de esta inmunoelectroforesis son similares a la cromatografía de afinidad dado el uso de ligandos inmovilizados. La estructura laxa del gel permite la unión adicional de anticuerpos marcados radiactivamente para revelar proteínas específicas. Esta variación se ha usado en la identificación de alérgicos a través de su reacción con IgE. Existen dos factores que determinan porque los métodos inmunoelectroforesis no son los más utilizados. Por un lado, requieren un trabajo intensivo y cierta experiencia manual. Además, requieren largos stocks de anticuerpos policlonales. Hoy en día, la electroforesis en gel es el método de elección para la caracterización de proteínas, ya que es fácil de realizar, altamente sensible y requiere un bajo número de anticuerpos específicos. Además, las proteínas son separadas sobre la base de su peso molecular, lo cual no sucede en la inmunoelectroforesis, aunque este método sigue siendo práctico cuando no se requieren condiciones reductoras. Lisianas La lisina (abreviada Lys o K) es un aminoácido componente de las proteínas sintetizadas por los seres vivos. Es uno de los 10 aminoácidos esenciales para los seres humanos. Estructura química Actúa químicamente como una base, al igual que la arginina y la histidina, ya que su cadena lateral contiene un grupo amino protonable que a menudo participa en puentes de hidrógeno y como base general en catálisis. Este grupo amino, además de proveer de carga positiva a las proteínas, es acetilable por enzimas específicas, conocidas como acetiltransferasas. Se considera que esta acetilación es una modificación post-traduccional, puesto que se produce después de la traducción de la proteína a partir del ARN mensajero. Sin embargo, sus modificaciones post-traduccionales más comunes incluyen la metilación del grupo ε-amino, que da como resultado la metil-, dimetil- y la trimetillisina. Esto último ocurre en la calmodulina. El colágeno contiene hidroxilisina, que se deriva de la lisina a través de la lisil hidroxilasa. La O-glicosilación de los residuos de lisina en el retículo endoplásmico o en el aparato de Golgi se utiliza para marcar ciertas proteínas para la secreción de la célula. Las células plasmáticas también denominadas plasmocitos pertenecen al sistema inmunitario y su papel consiste en la secreción de grandes cantidades de anticuerpos. Se diferencian a partir de los linfocitos B gracias a la estimulación de los linfocitos T CD4+, más específicamente los linfocitos Th2. Los linfocitos B actúan como células presentadoras de antígenos (APC), consumiendo un patógeno agresor. Éste se incorpora a la célula por endocitosis mediada por receptor y una vez dentro es troceado en el interior de los endosomas tras la fusión con lisosomas, liberando enzimas proteolíticas sobre el patógeno. Tras la proteólisis de éste, sus pedazos (los llamados péptidos antigénicos) son cargados en moléculas del tipo MHC II y presentadas en su superficie extracelular. Una vez allí, los linfocitos T CD4+ colaboradores se unirán al complejo MHC II/antígeno y provocarán la activación del linfocito B, lo que implica su diferenciación en célula plasmática y subsiguiente generación de anticuerpos contra el patógeno que ha sido consumido. Enfermedades de las células plasmáticas El cáncer de células plasmáticas se denomina mieloma múltiple. Esta afección se identifica porque las células plasmáticas malignas continúan produciendo anticuerpos que se detectan como paraproteínas. Se piensa que el síndrome variable común de inmunodeficiencia se debe a un problema en la diferenciación celular de los linfocitos en células plasmáticas. El resultado es bajos niveles de anticuerpos séricos y un aumento del riesgo de infección. Epitopo Estructura tridimensional de los epítopes de la gliadina, mediadores de la enfermedad celíaca. Un epítopo o determinante antigénico es la porción de una macromolécula que es reconocida por el sistema inmunitario, específicamente la secuencia a la que se unen los anticuerpos,1 que son los receptores de las células B o de las células T en estado soluble. Aunque se piensa que los epítopos provienen de proteínas no propias, las secuencias que se obtienen del huésped que pueden ser reconocidas son también clasificadas como epítopos. Hapteno Un hapteno es una sustancia química de pequeño peso molecular (menos de 10.000 daltones) que no induce por sí misma la formación de anticuerpos pero al unirse a una proteína transportadora como la albúmina estimula una respuesta inmunitaria. En resumen un hapteno es la parte de un antígeno que por sí sola no dispara la respuesta inmune, pero sí posee especificidad. Los haptenos son antigénicos pero incapaces de inducir por si mismas una reacción inmunitaria específica, es decir, carecen de inmunogenicidad. El acoplamiento químico de un hapteno a una proteína inmunógena grande, llamada portador, genera un conjugado hapteno-portador inmunógeno. La inmunización con tal conjugado produce anticuerpos específicos para tres tipos de determinantes antigénicos, anticuerpos contra el hapteno (principalmente), anticuerpos contra el portador y anticuerpos contra el hapteno y el portador. Un compuesto orgánico pequeño como el 2,4-dinitrofenol por sí solo no activa anticuerpos anti-dinitrofenol, pero relacionado químicamente con una proteína portadora grande como la albúmina sérica, formarán un complejo hapteno-portador que es inmunológicamente activo. En las reacciones adversas de tipo inmune de los fármacos, éstos se pueden comportar como un hapteno, uniéndose a otras moléculas, generalmente inmunoglobulinas, induciendo la producción de anticuerpos anti-eritrocitarios o anti-leucocitarios. La unión del anticuerpo con el hapteno no produce la precipitación del complejo como ocurriría al unirse un antígeno y un anticuerpo. Las células NK Célula Natural Killer Las células NK (por las siglas de su denominación en inglés, natural killer, "asesina natural" en español) también conocidas como células asesinas son un tipo de linfocito pertenecientes al sistema inmunitario. También se las conoce como células nulas. Morfológicamente son prácticamente indistinguibles a los linfocitos grandes excepto por los gránulos que contienen. También se les llama tercera población ya que cuando se conocieron bien los linfocitos T y B por marcadores, las células NK no acoplaban estos marcadores (ni de B ni de T). Características Se les conoce también como células LGG (Linfocito Grande Granuloso) debido a que son linfocitos llenos de grandes gránulos citoplasmáticos. No expresan un receptor de membrana especial de los linfocitos, el TCR o receptor de linfocito T (la Ig de membrana típica de linfocitos B, CD3, etc.). Además, no madura en el timo, como lo hacen las células T. Tampoco expresan marcadores celulares fenotípicos que tradicionalmente identifican al resto de las subpoblaciones de linfocitos. En sus membranas sólo expresan CD2, CD16 y LFA-1, diferenciándolas de las células T que siempre son CD3+ y CD16-. Se localizan principalmente circulando en sangre y en el bazo, rara vez en otros tejidos. Funciones Las células asesinas tienen la capacidad de diferenciar las células infectadas por un virus, o las células tumorales que han sufrido transformaciones malignas. Son capaces de identificar qué células son propias del hospedador y cuales son foráneas. Esto pasa gracias a que los receptores de membrana de la célula asesina detectan la presencia de las MHC de clase 1 o moléculas de histocompatibilidad en este tipo de células dañadas y receptores inhibidores en células sanas. Este sistema sencillo de reconocimiento de las células sanas y de las células dañadas es muy eficaz. Además de este sistema liberan interferón y otras citocinas para desencadenar su respuesta inespecífica y destruir la célula que ha expulsado dicha sustancia, al verse atacada por una acción vírica. El reconocimiento de células diana induce a la movilización de gránulos hacia el sitio de contacto, los cuales contienen granzimas y perforinas. Estas proteínas forman un complejo, junto con una tercera proteína que actúa como carrier, el cual es endocitado por la bacteria. Esta endocitosis esta mediada por el receptor manosa 3-fosfato. Las perforinas desestabilizan la membrana del endosoma, liberando a las granzimas, que inducen apoptosis celular Célula dendrítica Las células dendríticas son un tipo de células especializadas características del sistema inmunitario de los mamíferos. Aunque forman parte de la inmunidad innata, siendo capaces de fagocitar patógenos, su función principal es procesar material antigénico, devolverlo a su superficie y presentarlo a las células especializadas (inmunidad adaptativa:linfocitos B y T) del sistema inmunitario. En este sentido actúa como vínculo entre ambos sistemas. Así pues, las células dendríticas son células presentadoras de antígeno. Las células dendríticas existen en diferentes grupos de vertebrados, pero sus características difieren entre un grupo y otro e incluso en el interior de un mismo grupo. Aunque son típicas de los mamíferos, también se han detectado en pollos y tortugas. Su nombre hace referencia a unas proyecciones ramificadas que se desarrollan en un cierto punto de su maduración, similares a las dendritas de las neuronas. Las células dendríticas fueron descubiertas en 1868 por Paul Langerhans cuando estudiaba el epitelio cutáneo humano aunque originalmente creyó que formaban parte del sistema nervioso;6 su auténtico papel no fue revelado hasta un siglo más tarde. Un estudio reciente reveló la presencia de células dendríticas en el cerebro, donde podrían representar una segunda línea de defensa contra los patógenos que consigan atravesar la barrera hematoencefálica. Éstas forman parte de la llamada "microglía heterogénea" FAGOCITOSIS Este es un tema muy sencillo por el cual las células blancas nos ayudan protegiéndonos de organismos a veces patógenos que nos atacan.Antes que nada empezaremos con una sencilla pregunta: ¿Qué es la fagocitosis? Es una función de células especializadas del sistema inmune, capaces de remover cuerpos extraños y combatir infecciones del sistema inmune como primera linea de defensa natural. ¿Qué funciones tiene? En muchos organismos superiores, la fagocitosis es tanto un medio de defensa ante microorganismos invasores como de eliminación e incluso el reciclaje de tejidos muertos, además es como una forma de nutrición para las células que realizan ésta función. Células fagocitarias La fagocitosis se lleva acabo en células especializadas llamadas fagocitos, varias células en el cuerpo humano ejercen funciones fagocitarias principalmente las células blancas como: Neutrófilos, Eosinófilos, Basófilos, Monocitos, Macrófagos TAPAS DE LA FAGOCITOSIS Comprende: Quimiotaxis  Adherencia  Ingestión  Digestión  Excreción QUIMIOTAXIS La quimiotaxis se presenta como un proceso fisiológico en donde el glóbulo blanco combate las sustancias patógenas que han producido inflamación, este glóbulo se margina del flujo sanguíneo, que en estas zonas de inflamación es turbulento, luego se adhiere a la pared del vaso y transmigra a través de este para llegar a los entes patógenos para fagocitarlos. Este proceso es considerado desde los fenómenos de transporte electroquímico, flujos eléctricos y de concentración, entre otros.     ADHERENCIA Otros receptores sobre la membrana de los leucocitos y otros fagocitos actúan como mecanismos de adherencia sobre los microorganismos, sea a productos microbianos específicos o sobre opsoninas del sistema inmune del hospedador como: Receptor de manosa. Este receptor tiene afinidad por los componentes de manosa presentes en las glucoproteínas y glucolípidos de las paredes celulares microbianos. cavenger. Estos receptores se unen directamente a microorganismos y a moléculas de LDL modificadas. CD14. Es un ligando con preferencia específica al lipopolisacárido presente en ciertas bacterias y está asociado a un receptor tipo Toll. INGESTIÓN La unión a receptores de adherencia promueve señales de comunicación intracelular que resultan en la invaginación de la membrana del fagocito rodeando al receptor y su ligando patogénico. Al rodear por completo al complejo receptor: molécula, la membrana se une en sus extremos y libera al interior de la célula un fagosoma. Esto puede ocurrir en más de un punto de la membrana celular. DIGESTIÓN Una vez que el fagosoma está en el citoplasma comienza la desintegración del mismo, proceso que se realiza por mecanismos dependientes o independientes de Oxígeno. El primero se da tras activarse rutas metabólicas que consumen oxigeno, lo cual produce la liberación de radicales libres del oxígeno, que son tóxicos para los microorganismos. En el segundo caso es donde intervienen los lisosomas, los cuales se unen al fagosoma conformando un fagolisosoma, y liberando enzimas hidrolíticas que destruirán al antígeno. EXCRECIÓN En el proceso de digestión queda una vesícula que contiene desechos, o el mismo antígeno (Dado que no siempre puede ser desintegrado), por lo que esto debe estar fuera de la célula para traer futuros inconvenientes. Entonces, la forma de deshacerse de estos residuos es mediante la exocitosis (es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática y liberan su contenido. Esto sucede cuando llega una señal extracelular). Interferón Los interferones son unas proteínas producidas naturalmente por el sistema inmunitario de la mayoría de los animales como respuesta a agentes patógenos, tales como virus y células cancerígenas. Los interferones son glicoproteínas de la clase de las citocinas. Reciben su nombre debido a su capacidad para interferir en la replicación de los virus en las células hospedadoras. Se unen a receptores en la superficie de las células infectadas, activando diferentes vías de señalización en las que participan diversas proteínas antivirales (como la PKR), para impedir la replicación de una amplia variedad de virus de ARN y ADN. Cumplen, además, otras funciones: activan células inmunes, como los macrófagos y las células NK; incrementan el reconocimiento de células cancerígenas o infecciones al dinamizar la presentación de antígenos a los linfocitos T y, finalmente, incrementan la capacidad de las células sanas para resistir a nuevas infecciones víricas. Ciertos síntomas como el dolor muscular y la fiebre están relacionados con la producción de interferones durante la infección. El descubrimiento de estas moléculas, en 1950, proviene de la observación de que los individuos infectados por un virus son resistentes a la infección por un segundo tipo de virus. En los seres humanos hay tres tipos principales de interferón: El primer tipo está compuesto por 14 diferentes isoformas del interferón alfa, e isoformas individuales beta, omega, épsilon y kappa. El segundo tipo consiste en el interferón gamma. Recientemente se ha descubierto una tercera clase de interferón, el lambda, con 3 isoformas diferentes. Existen hongos en la naturaleza como Ganoderma lucidum que favorecen en forma natural la producción de interferón gamma en el cuerpo humano. Los interferones se pueden producir de manera natural pero también de manera artificial, es decir en laboratorios en forma de inyección o de pastillas para las personas que padecen de alguna enfermedad autoinmune como la esclerosis múltiple, síndrome de sjogren, etc. Quimiotaxis Es la reacción de algunas células ante la concentración de determinados agentes químicos en el medio ambiente. Este fenómeno permite, por ejemplo, que una bacteria se dirija hacia la zona donde existe una mayor cantidad de sustancias alimenticias y se aleje del lugar en el cual hay elementos tóxicos. La quimiotaxis, por lo tanto, es muy importante para la supervivencia, el desarrollo y la reproducción de las especies. Cuando el movimiento que impulsa la quimiotaxis ocurre hacia el sitio donde existe una concentración más alta del agente químico, se habla de quimiotaxis positiva. En cambio, si el organismo se desplaza en la dirección contraria, estamos ante un caso de quimiotaxis negativa. Prueba de Coombs La prueba de Coombs (también conocida como prueba de antiglobulina) es un examen de sangre que se usa en inmunología y hematología. Este análisis puede detectar la presencia de anticuerpos en suero que reaccionan con antígenos en la superficie de los glóbulos rojos. Hay dos tipos distintos de la prueba de Coombs: el directo y el indirecto. La prueba de Coombs directa detecta anticuerpos ya unidos a la superficie de los glóbulos rojos, y la prueba de Coombs indirecta detecta anticuerpos libres que pueden reaccionar in vitro con glóbulos rojos que tienen antígenos específicos. Prueba de Coombs directa Esta prueba se usa para determinar si hay complemento o anticuerpos ya fijados a los eritrocitos tomados directamente del paciente. Estas células, alcanzadas de una venopunción, se lavan y se agrega el reactivo de Coombs. Los anticuerpos del reactivo se unen a IgG, IgM, o complemento que está unido a la superficie de los glóbulos rojos. Estos se aglutinan, produciendo grupos de células que indican un resultado positivo. Trastornos asociados con un resultado positivo Anemias hemolíticas inducidas por fármacos Anemias hemolíticas inmunitarias Reacciones a transfusión Enfermedad hemolítica del recién nacido Trastornos linfoproliferativos, como leucemia linfocítica crónica Mononucleosis infecciosa Algunas enfermedades pueden causar hemólisis no inmunitaria, como la esferocitosis hereditaria y la talasemia. Estos trastornos no son asociados con un resultado positivo en la prueba de Coombs porque no son causados por anticuerpos hemolíticos. Prueba de Coombs indirecta Se detectan anticuerpos específicos de ciertos antígenos que no necesariamente están presentados en los glóbulos rojos del paciente, pero puede estar en glóbulos rojos de otras personas. Si se mezcla suero tomado de un paciente que contiene estos anticuerpos con glóbulos rojos que sí muestran estos antígenos específicos, los glóbulos rojos se van a cubrir con anticuerpo. Una vez cubiertas, las células se van a aglutinar después de una exposición al reactivo de Coombs. En el diagnóstico de eritroblastosis fetal, el suero tomado de la madre Rh- no reacciona con su propia sangre, sino con la de su feto Rh+. El suero de la madre, que contiene anticuerpos específicos del factor Rh, se mezcla con glóbulos rojos Rh+. Los anticuerpos del suero se unen a las células. Luego, se agregan anticuerpos antihumanos para aglutinar los glóbulos rojos. Se puede diluir el suero y hacer la prueba repetidas veces, para cuantificar los anticuerpos en el suero.