TTema 13 - Immunitat de les mucoses (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 4º curso
Asignatura Immunologia
Año del apunte 2016
Páginas 16
Fecha de subida 20/12/2016
Descargas 8
Subido por

Vista previa del texto

Immunologia Parcial 2 Tema 13 – Immunitat de les mucoses IMMUNITAT EN BARRERES EPITELIALS – Tracte gastrointestinal 1-12-16 Parlarem del teixit limfoide associat a mucoses. Dins aquests, tenim el sistema de la pell, els del tub digestiu (gastrointestinal) i altres mucoses: la respiratòria o genitourinària.
En aquest tema parlarem del sistema més important quant a volum de respostes immunitàries que suporta, que es el tracte gastrointestinal.
CARACTERÍSTIQUES GENERALS – Immunitat en les barreres epitelials Els sistemes immunològics en les barreres epitelials comparteixen una organització anatòmica bàsica, amb una capa epitelial exterior que impedeix la invasió microbiana, una part de teixit connectiu subjacent que conté cèl·lules de diversos tipus que medien la resposta immune a organismes patògens o comensals que travessen l'epiteli, i nodes limfàtics de drenatge més distants en els que s'inicien i s’amplifica la resposta immune adaptativa als microbis invasors.
Totes les barreres anatòmiques a través de les quals entren els patògens tenen una part externa i un teixit subjacent que té cèl·lules del sistema immunitari que patrullen per allà. Les diferències entre els diferents sistemes són diverses; de fet hi ha diferències molt evidents si comparem la mucosa epitelial amb la gastrointestinal: la segona és tova, calenta i humida. La pell en canvi és seca, de superfície tosca, i freda. Per tant el tipus de microorganismes que els colonitzaran són diferents.
Una característica del sistema immunitari en zones en contacte amb l’exterior (mucosa: exterior del cos, pell: exterior de l’ambient) és que el sistema ha de conviure amb milions de microorganismes comensals que no són perillosos.
107 Immunologia Parcial 2 Hi ha un equilibri doncs molt delicat per poder-nos defensar de patògens que entren per les mateixes vies que un patogen necessari i no perjudicial. Per exemple: si mengem un aliment contaminat. Hem de poder discernir el patogen que ha entrat amb el menjar i és nociu, dels que estan involucrats en la seva digestió i no ho són.
En aquest quadre tenim el número de limfòcits que hi ha a cada teixit diferent. Tenim més de 500 ganglis, i la majoria tenen limfòcits. L’intestí és el lloc on pràcticament hi ha més limfòcits, exceptuant el lloc propi generador de limfòcits (la medul·la òssia).
Immunitat en el sistema gastrointestinal La mucosa combinada de l'intestí prim i gruixut té una superfície total de més de 200 m2 (de la mida d'una pista de tennis), composta principalment per petites vellositats intestinals i microvellositats.
La superfície de la mucosa té molts plecs i vellositats. Si l’estenguéssim tindria més de 200 m2. És lògic que hi hagi un gran nombre de limfòcits per cobrir aquesta extensió.
La llum de l'intestí està plena de microbis. S'estima que més de 500 espècies diferents de bacteris, que ascendeixen a aproximadament 1014 cèl·lules, viuen en l'intestí dels mamífers.
Això és 10 vegades més que el nombre total de cèl·lules del cos.
La llum de l'intestí està repleta i plena de bacteris que conviuen amb nosaltres. Som un 90% microbis i un 10% humans.
Tenim una llum, i sota tenim cèl·lules que s’organitzen en òrgans similars als ganglis però que no estan encapsulats. Un òrgan encapsulat necessita un vas aferent, un no encapsulat no té un recobriment que el diferenciï de la resta de teixits; una cèl·lula o substància pot entrar lliurement.
108 Immunologia Parcial 2 En aquesta imatge tenim un esquema general de la mucosa intestinal: tenim una capa unicel·lular (no com la pell) que diferencia la llum de les capes successives. Tenim una membrana basal i sota la làmina pròpia, on hi ha diferents tipus de cèl·lules representatives del sistema immunitari.
En alguns llocs sota la membrana de l’epiteli mucós es poden organitzar aquestes cèl·lules del sistema immune que no estan disperses sinó organitzades com un gangli. Per exemple: tenim plaques de Peyer, que són agrupacions limfoides sota mucosa on podem trobar fol·licles amb cèl·lules B en desenvolupament, algunes cèl·lules T, etc.
A part dels òrgans no encapsulats, lluny de la superfície, tenim ganglis limfàtics prop de la mucosa.
Tenim els mesentèrics, anomenats així per la seva localització anatòmica (membrana que delimita una estructura corporal). Aquests drenen antígens que venen des de l’intestí a través de vasos limfàtics perquè sí que estan encapsulats.
109 Immunologia Parcial 2 La immunitat innata en el tracte gastrointestinal Com a tota localització anatòmica, hi ha una part innata i una no. En aquest cas, les pròpies cèl·lules epitelials de l’intestí són una part molt important integral del sistema innat.
Quan parlem d’immunitat innata, les pròpies cèl·lules immunes són importants perquè fan funcions essencials.
Les cèl·lules epitelials intestinals que recobreixen l'intestí prim i gruixut són una part integral del sistema immune innat gastrointestinal, que participen en les respostes a patògens, en la tolerància als organismes comensals, i en la presentació d'antigen per al lliurament del mateix al sistema immunitari adaptatiu a l'intestí.
Sota certs estímuls, es poden expressar algunes selectines i algunes merdes que estimulen la resposta. Dins les cèl·lules epitelials tenim: - - - - Cèl·lules caliciformes secretores de moc (resideixen a la part superior de les vellositats intestinals). Cèl·lules secretores de mucus; molt importants per mantenir la barrera física.
Estan a la part de dalt de les vellositats.
Cèl·lules epitelials d'absorció que secreten citocines. Les cèl·lules absortives que són capaces de secretar citocines sota certs estímuls. Serien totes les de la capa monocel·lular.
Cèl·lules M que presenten antígens (en les estructures en forma de cúpula especialitzades que recobreixen els teixits limfoides). Cèl·lules M, especialitzades en transportar antígens des de la llum de l’intestí fins les capes de sota, perquè el sistema immunitari pugui estar testant el contingut de la llum de l’intestí. Tindríem una cèl·lula M sobre plaques de Peyer, on agafen antígens de la llum i els porten als pseudoganglis.
Cèl·lules Paneth secretores de pèptids anti-bacterians (es troben a la part inferior de les criptes). Especialitzades en secretar pèptids antibacterians, sobretot defensines.
Per tant, tenim una sèrie de cèl·lules epitelials que recobreixen el tub digestiu.
Les mucines: són proteïnes àmpliament glicosilades que serveixen de barrera física viscosa que impedeix que els microbis entrin en contacte amb les cèl·lules del tracte gastrointestinal.
Distingim entre les mucines secretades vs les que estan unides a la membrana (formant part del glicocàlix).
La funció de les mucines és evitar el contacte directe dels bacteris a la llum de l’intestí amb les cèl·lules epitelials. La majoria són comensals i no patògens, però tot i això s’ha d’evitar el contacte.
El Ruyer diu que l’Actimel està molt bé i ens fan feina bruta però si ens entren a la sang xunguito. Només són amics nostres a la llum.
Per tant les mucines formen aquest moc dens. N’hi ha de secretades i n’hi ha de membrana., que fan una mena de matriu extracel·lular que aproximadament té uns 700 micròmetres.
Tenint en compte que un bacteri típic fa 1 micròmetre, tenim una barrera de moc bastant important.
110 Immunologia Parcial 2 Les pròpies cèl·lules epitelials a la part apical tenen mucines unides a membrana que formen una part molt més curta. Encara seria una capa de moc més espès i evitaria més el contacte.
Com són proteïnes transmembrana, la capa és de l’ordre de 300 nm o 500 nm, seria mitja micra... una basuri.
Les mucines es produeixen constitutivament però diversos estímuls ambientals i immunològics diferents poden induir un augment espectacular de la producció de mucina.
Entre ells, tenim les citocines (IL-1, IL-4, IL-6, IL-9, IL-13, TNF, interferons de tipus I), alguns productes dels neutròfils (com ara l'elastasa), i proteïnes adhesives microbianes.
Aquestes mucines se secreten de manera constitutiva, però responen davant certs estímuls: citocines, productes de neutròfils, interferons de tipus 1... qualsevol cosa que indiqui presència de patogen. Un dèficit de certes mucines està relacionat a malalties inflamatòries del tracte gastrointestinal; hi ha defectes en l’equilibri de la mucosa.
Defensines: estan produïdes per les cèl·lules epitelials intestinals (cèl·lules de Paneth) i donen protecció immune innata contra els bacteris luminals. Els defectes en la seva producció estan associats amb la invasió bacteriana i amb malalties inflamatòries intestinals.
Els TLRs i NLRs expressats per les cèl·lules epitelials intestinals promouen una resposta immune als patògens invasors, però també limiten les respostes inflamatòries als bacteris comensals.
Les cèl·lules immunitàries juguen un paper molt important en la resposta immunitària. La gràcia és que els TLRs i NLRs, en el tracte gastrointestinal, tenen una funció lleugerament diferent que en un context de resposta normal, en el sentit que el llindar d’activació és molt més elevat, per evitar respostes excessives contra microorganismes que són comensals.
Hi ha molts mecanismes per evitar la inflamació (en algun context és bona, per combatre un patogen de forma efectiva per exemple, però la inflamació a l’intestí altera la capa epitelial i pot provocar una entrada en massa de microorganismes). Per tant, si no és realment necessari, no hi ha inflamació en el tracte gastrointestinal.
La lligació d'alguns TLRs resulta en l'augment de la força de les unions estretes entre les cèl·lules epitelials i també augmenta la motilitat epitelial intestinal i la proliferació; incrementa la funció de barrera, però no la inflamació.
Alguns TLRs, en aquestes cèl·lules epitelials, el que provoquen és que es fortifica la unió hermètica entre cèl·lules i augmenta la motilitat intestinal, que dificulta el progrés de molts paràsits. Moltes vegades, la situació d'aquests TLRs augmenta la barrera física, però no indueix la inflamació.
111 Immunologia Parcial 2 En situació de condicions homeostàtiques, veiem com a mesura que el moc es fa més dens no poden contactar amb les cèl·lules. En canvi en una situació d’infecció, la barrera es trenca.
La conclusió és que hi ha una expressió diferencial de TLRs per evitar una inflamació excessiva innecessària.
En la imatge de la dreta, tenim l’expressió d’alguns TLRs per compartiments; alguns TLRs només s’expressen a la part basal i no en l’apical. Aquests TLRs només reconeixeran patògens que hagin travessat la barrera, i aquests SÍ que són molt perillosos, perquè l’apical sempre està en contacte amb algun patogen, però que pot ser de l’organisme. Per tant, hi ha una expressió polaritzada de TLRs.
Els NLRs estan plenament actius també al citosol, perquè si un patogen està travessant la cèl·lula, és que es tracta de patògens també molt perillosos.
Les cèl·lules dendrítiques i els macròfags de la làmina pròpia de l'intestí inhibeixen la inflamació i serveixen per mantenir l'homeòstasi (excepte si és estrictament necessari).
Alguns macròfags intestinals tenen un fenotip únic, cosa que els permet fagocitar i matar microbis, però al mateix temps els serveix per secretar citocines antiinflamatòries, com la IL10. Aquest fenotip és aparentment induït en el medi ambient local de les mucoses pel TGF-β.
L’expressió de TLR4 tant en macròfags com en cèl·lules dendrítiques en la làmina pròpia és menor que en altres teixits. Això pot ser un mecanisme evolucionat per evitar la inflamació nociva en resposta als bacteris comensals i productes bacterians que poden travessar la barrera epitelial.
112 Immunologia Parcial 2 Un macròfag normal secreta citocines, però en el tracte gastrointestinal els macròfags fan la funció d’eliminar patògens però no promouen la inflamació; secreten citocines ANTI inflamatòries. Això esta induït pel TGFβ, una citocina de caire antiinflamatori que té la funció important de modular la resposta en el tracte gastrointestinal.
Les cèl·lules limfoides innates (del grup 3) que produeixen IL-17 i IL-22 es troben principalment en la mucosa intestinal i contribueixen a la defensa immune contra alguns bacteris, així com també funcionen com a barrera de la mucosa epitelial; són similars a les cèl·lules TH17.
Aquestes citocines estimulen la funció de barrera de la mucosa intestinal mitjançant l'estimulació de la producció de moc i de defensines, i mitjançant la millora de la funció de les unions estretes de l’epiteli. Les citocines també milloren el transport d'IgA en el lumen intestinal, que és un component crític de la immunitat adaptativa a l'intestí.
Algunes cèl·lules limfoides innates tenen patrons de citocines similars als patrons de les cèl·lules T helper però no són limfòcits pròpiament. Les del grup 3 secreten citocines (les mateixes que les TH17) que augmenten la funció de la barrera intestinal (augmenta la motilitat, etc.).
La immunitat adaptativa en el tracte gastrointestinal Fins ara hem parlat de la immunitat innata, on juguen un paper important les DC i els macròfags però amb un rol diferent que en la resposta a altres teixits; la resposta al tracte està compromesa a evitar la inflamació excessiva i a respondre dins l’equilibri que s’ha de mantenir.
En malalties inflamatòries hi ha una desregulació d'aquest equilibri, hi ha una mala absorció de l’aliment...etc. Ara anem a veure la resposta de la immunitat adaptativa.
La forma principal de la immunitat adaptativa en l'intestí és la immunitat humoral dirigida als microbis al lumen, que està intervinguda pels anticossos IgA dimèrics que se secreten en el lumen de l'intestí. Quantitats significatives d'anticossos IgG i IgM també són presents al lumen intestinal i contribueixen a la immunitat humoral en aquesta ubicació.
Hi ha bacteris patògens entre els comensals, i hem de poder respondre. La forma principal de fer-ho és la resposta humoral. Aquesta esta bàsicament mediada pels IgA que se secreten a la llum. També se secreten IgG i IgM en molta menys quantitat. Aquesta seria la principal immunitat adaptativa.
La resposta immune dominant protectora mediada per cèl·lules consisteix en cèl·lules efectores TH17, que són el subconjunt de cèl·lules T efectores més nombrós que es troba a la mucosa intestinal.
Un mecanisme important en el control de les respostes a l'intestí és l'activació de les cèl·lules T reguladores (Treg). El sistema immune adaptatiu a l'intestí ha de suprimir de forma contínua potencials respostes immunes a antígens dels aliments i antígens microbians comensals per evitar reaccions inflamatòries que comprometen la barrera de la mucosa epitelial.
113 Immunologia Parcial 2 Enlloc més en tot el nostre cos hi ha un compromís tant extensiu del sistema immunològic per mantenir la tolerància davant antígens estranys. Alguns subconjunts de Treg són més abundants en els teixits limfoides associats a la mucosa (MALT) que en els altres òrgans limfoides.
Un dels mecanismes per controlar la resposta adaptativa és la presència de cèl·lules reguladores, que n’hi ha el doble que en cap altre tipus de teixit.
La resposta immune adaptativa a l'intestí s'inicia en col·leccions discretament organitzades de limfòcits i d’APCs estretament associades amb el revestiment epitelial de la mucosa de l'intestí (GALT, Gut-Associated Lymphatic Tissue) i en els ganglis limfàtics mesentèrics.
Les estructures GALT més prominents són les plaques de Peyer.
Una via important en la presentació d'antígens des del lumen a la GALT és a través de cèl·lules especialitzades dins de l'epiteli intestinal anomenades cèl·lules microplegades (M).
A diferència dels macròfags o de les cèl·lules dendrítiques, les cèl·lules M no s'involucren en el processament de les substàncies que absorbeixen, sinó que mouen les partícules i molècules a través de vesícules endocítiques a través del citosol i les lliuren per exocitosi a la membrana basolateral de les cèl·lules dendrítiques en les regions en forma de cúpula subjacents a les plaques de Peyer i als fol·licles limfoides de la làmina pròpia.’ Independentment d’on passi (en Peyer o en els ganglis mesentèrics) hi ha d’haver un reconeixement d’antigen, i bàsicament els antígens estan a la llum , per tant entren en joc les cèl·lules M pel transport d’antígens des de la llum.
Aquestes cèl·lules no tenen tanta microvellositat, poden fer endocitosi i no processen l’antigen a diferència de les DC: el transporten sense processar, nomes endociten, i tal i com l’han agafat l’alliberen a l’altra banda, on el capten les DC. La Salmonella s’aprofita d’aquesta porta d’entrada per infectar! 114 Immunologia Parcial 2 Els antígens microbians en la llum de l'intestí poden ser presentats per les cèl·lules dendrítiques de la làmina pròpia, les prolongacions citoplasmàtiques de les quals s'estenen entre les cèl·lules epitelials intestinals.
Els ganglis limfàtics mesentèrics recullen antígens ganglis transmeses des dels intestins prim i gruixut, i són llocs de diferenciació dels limfòcits efectors i reguladors que de tornada a casa a la làmina pròpia.
Hi ha d’entre 100 a 150 d'aquests ganglis limfàtics situats entre les capes membranoses del mesenteri.
Una altra manera de captar antígens és la següent: les DC poden passar entre aquestes cèl·lules i captar antígens directament. Després aquests antígens poden viatjar fins els ganglis limfàtics mesentèrics. Hi ha entre 100 i 150 ganglis mesentèrics repartits entre la membrana mesentèrica; és una proporció important de ganglis.
Propietats de homing dels limfòcits intestinals Els limfòcits efectors que es generen al GALT i als ganglis limfàtics mesentèrics estan dotats d’integrines selectives (i receptors de quimiocines) amb propietats dependents del homing a l’intestí, que circulen des de la sang cap a la làmina pròpia de l'intestí.
La gràcia és que els limfòcits T activats tenen un patró de circulació que els fa tornar a la lamina pròpia. Com s'adquireix aquest imprinting? Bàsicament expressant receptors de quimiocines i integrines que les redirigeixin.
Sobre les integrines: la integrina principal del homing de cèl·lules B i T a l'intestí és la α4β7, que s’uneix al seu lligand, la proteïna MadCAM-1 (mucosal vascular addressin cell adhesion molecule 1) expressada en capil·lars i vènules de la mucosa gastrointestinal per sota la lamina pròpia de l'intestí.
115 Immunologia Parcial 2 Sobre les quimiocines: el homing a l’intestí també requereix l'expressió de CCR9 en els limfòcits B i T, i el seu lligand CCL25, que és produït per les cèl·lules epitelials intestinals.
L'expressió combinada de MadCAM-1 i CCL25 es limita a l'intestí.
Pel homing també necessiten quimiocines. El receptor principal és CCR9, expressat tant en cèl·lules B com T en aquesta regió. S’uneixen a un lligand produït per les cèl·lules epitelials: CCL25. CCR9 recordem que també s’expressava en els precursors de les cèl·lules T que entren al tim responent al CCL25 que s’expressa al còrtex del tim. En el tim no s’experssen les integrines, per tant aquí no hi ha confusió.
El fenotip gut-homing de les cèl·lules B productores d’IgA i de les cèl·lules T efectores és impremtat per les DCs a través de l'acció de l'àcid retinoic durant el procés d’activació de les cèl·lules T.
Els teixits limfoides intestinals estan exposats a la vitamina A de la dieta. Les DCs en GALT i els ganglis limfàtics mesentèrics expressen RALDH (deshidrogenases de la retina), l'enzim necessari per a la síntesi d'àcid retinoic de la vitamina A (mentre que les DCs en altres teixits no ho fan). Les cèl·lules epitelials intestinals expressen també RALDH i poden sintetitzar àcid retinoic. Per què aquí aquestes cèl·lules expressen això i els altres ganglis no? Perquè hi ha unes DC que produeixen una sèrie de factors que promouen aquesta expressió en concret.
Bàsicament tenim un factor important, que és la vitamina A de la dieta, que s’absorbeix en el tracte gastrointestinal. Aquesta és usada per les DC de l’intestí o dels ganglis mesentèrics que expressen l’enzim necessari, RALDH, i provoquen, a través de degradar-lo, la síntesi d’àacid retinoic que és fonamental perquè les DC expressin aquests receptors de quimiocines i limfòcits T.
Per tant la vitamina A de la dieta absorbida per l’intestí provoca que les DC que expressen aquest enzim generin un producte que és l’àcid retinoic, i quan una cèl·lula B s’activa en gangli el que fa és expressar α4β7 i CCR9 i això fa que aquesta cèl·lula quan surti del gangli torni a la làmina pròpia perquè serà on s’expressa CCL25 i MadCAM1.
116 Immunologia Parcial 2 La immunitat humoral en el tracte gastrointestinal La funció principal de la immunitat humoral en el tracte gastrointestinal és neutralitzar microbis luminals, i aquesta funció és mediada principalment per les IgA produïdes en el GALT i transportades a través de l'epiteli de la mucosa en el lumen.
Un cop les cèl·lules estan a la làmina pròpia, intervé la immunitat humoral. No tots els patògens de la llum són accessibles directament, per tant el més efectiu són els anticossos.
Bàsicament la resposta ve mediada per IgA produïts a la làmina pròpia per les celules plasmàtiques activades, i són transportats al lumen.
També se secreten quantitats més petites però significatives d’IgG i IgM que també han de ser transportats al lumen intestinal.
L’anticòs IgA es produeix en quantitats majors que qualsevol altre isotip d'anticòs (60% 70% de la producció total d'anticossos).
A causa que la síntesi d’IgA es produeix principalment en el teixit limfoide de les mucoses i la major part de la IgA produïda localment és transportada de manera eficient al lumen de les mucoses, aquest isotip constitueix menys d'un quart de l'anticòs en el plasma i és un component menor de la immunitat humoral sistèmica en comparació amb IgG i IgM .
És a dir, de tots els anticossos produïts a tot el cos, el 60-70% és IgA, perquè al tracte gastrointestinal hi ha moltes mes cèl·lules. Ara bé, està restringida a la mucosa, per tant en sèrum és poc abundant. Però si tu dius, d’una persona, quina és la forma secretada més abundant en un dia, és la IgA.
La IgA va directament a la llum de l’intestí.
El canvi d'isotip IgA en cèl·lules B en GALT i en els ganglis limfàtics mesentèrics El canvi de classe a IgA a l'intestí pot produir-se per mecanismes dependents de T i per mecanismes independents de T.
El TGF-β és la principal citocina necessària per al canvi d'isotip IgA en l'intestí (així com en altres compartiments de la mucosa), citocina produïda per les cèl·lules epitelials intestinals i cèl·lules dendrítiques en GALT.
La commutació independent de T de IgA (i IgG) requereix que la citocina APRIL actuï sobre les cèl·lules B. Les cèl·lules epitelials intestinals produeixen APRIL en resposta a lligands de TLR fets per bacteris comensals.
Les cèl·lules epitelials intestinals també produeixen TSLP en resposta a senyals de TLR. La TSLP estimula la producció addicional d’APRIL per les cèl·lules dendrítiques GALT.
117 Immunologia Parcial 2 El TGFβ és la principal citocina, i és molt abundant. Això explica perquè la majoria canvien a IgA. Aquest TGFβ està produït per les cèl·lules intestinals, també per les dendrítiques que estan en el GALT i per tant aquest TGFβ és el principal driver del canvi d’isotip a igA.
El canvi pot ser independent de les cèl·lules T, perquè el propi TGFβ i altres citocines poden mediar el canvi d’isotip, com ara APRIL; les cèl·lules epitelials intestinals produeixen APRIL en resposta a lligands de TLRs. Això fa que les cèl·lules B canviïn d’isotip sense dependre de T.
També tenim el TSLP, Thymic Stromal LymphoPoietin, que també està localitzat al tracte gastrointestinal.
Els lligands de TLR també augmenten l'expressió de la òxid nítric sintasa induïble (iNOS) en les cèl·lules dendrítiques, induint la producció d’òxid nítric (NO). L’òxid nítric promou el canvi de classe d’IgA, tant dependent de T com independent de T, i millora la senyalització del TGF-β en les cèl·lules B i també la síntesi d’APRIL per de les DCs en GALT.
Tots els mecanismes van encaminats al mateix: hi ha molts mecanismes diferents que contribueixen al switching cap a la IgA. Un és l’òxid nítric per part de les dendrítiques, quan detecten, a través del TLR, que hi ha patògens. El que fan és expressar l’enzim necessari, produeixen òxid nítric i augmenten la senyalització del TGF-β, d’APRIL, i de tot el còctel necessari.
En el canvi de classe cap a IgA dependent de T, les cèl·lules dendrítiques situades a la cúpula subepitelial de les plaques de Peyer capturen antígens bacterians lliurats per les cèl·lules M i migren a la zona de interfol·licular, on presenten els antígens a les cèl·lules T CD4+ naives. Les cèl·lules T activades es diferencien en cèl·lules T helpers amb un fenotip T helper fol·licular i participen en les interaccions de les cèl·lules B presentadores d'antigen IgM+ IgD+, que també han absorbit i processat l'antigen bacterià. El canvi de classe en cèl·lules B cap a IgA s'estimula a través de la unió CD40L de les cèl·lules T al CD40 de les cèl·lules B, juntament amb l'acció del TGF-β. Aquesta via dependent de cèl·lules T genera anticossos IgA d’alta afinitat.
En aquesta imatge tenim el switching cap a IgA a l’intestí dependent de cèl·lules T: les cèl·lules M capten l’antigen, el porten a les DC que han captat el patogen, expressen TGFβ, expressen òxid nítric, i quan la cèl·lula B està activa, pot col·laborar amb la cèl·lula T en una resposta dependent de T i fer el switch a IgA o pot fer-ho amb el còctel de substàncies que no necessiten la presència de les cèl·lules T. Total, que al final hi ha IgA i s’ha de transportar a la llum de l’intestí.
118 Immunologia Parcial 2 En aquesta imatge tenim el switching cap a IgA a l’intestí independent de cèl·lules T: El canvi de classe a IgA independent de T implica l'activació de cèl·lules dendrítiques de les cèl·lules B IgM+ IgD+, incloent les cèl·lules B-1. Les cèl·lules dendrítiques activades per lligands TLRs secreten citocines que indueixen el canvi de classe IgA, citocines que inclouen BAFF, ABRIL, i TGF-β. . Aquesta via independent de cèl·lules T genera anticossos IgA de baixa afinitat als bacteris intestinals.
Com veiem a la imatge, les DC secreten APRIL, BAFF (B-cell activating factor), TGFβ i tal. A diferència de la via dependent de T, aquesta cèl·lula plasmàtica serà de vida més curta, els anticossos generats seran de menys afinitat i la mateixa resposta de canvi d’isotip mediada amb una T tindria anticossos més afins i la vida seria més llarga.
La IgA secretada és transportada a través de les cèl·lules epitelials cap al lumen intestinal per un receptor Fc específic d'IgA/IgM anomenat receptor Poli-Ig.
La IgA és produïda en forma de dímer, quedant unida per la cadena J. Les cèl·lules plasmàtiques de la mucosa produeixen cadena J en abundància, més que les cèl·lules plasmàtiques en els teixits no mucosos, i la IgA en sèrum normalment es troba en forma de monòmer, sense la cadena J. La IgA en forma dimèrica es transporta a través de l'epiteli al lumen pel receptor de poli-Ig.
La IgM és produïda com un pentàmer associat covalentment amb la cadena J. El receptor de Poli-Ig també transporta IgM en les secrecions intestinals.
La producció del receptor de poli-Ig (sintetitzat per part de les cèl·lules epitelials de la mucosa) està regulat de forma positiva per IL-17.
IgA s’ha de transportar activament al lumen, i és transportat per un receptor Fc específic de la IgA i de la IgM. Aquest receptor pot transportar tant IgA com IgM. L’IgA el transporta com a dímer a través d’unir-se a la cadena J. Les cèl·lules plasmàtiques de la mucosa produeixen molta cadena J alhora que produeixen l’anticòs perquè així facin els dímers. La IgA dimèrica s’uneix al receptor de poli-Ig i és transportat al lumen, i el mateix per la IgM en forma de pentàmer.
119 Immunologia Parcial 2 El receptor no s’uneix a les porcions Fc, sinó a una porció de la J; per això transporta IgM i IgA, perquè estan les dues unides a la cadena J tant en forma pentamèrica com en forma dimèrica.
El receptor interioritza l’anticòs a una vesícula. El transport és unidireccional cap a la membrana apical. Un cop allà, esclata una part del receptor i s’allibera tant el receptor com un tros del receptor Poli-Ig. Això s’anomena component secretor: es creu que és el trosset de receptor que protegeix la vida de les immunoglobulines dels enzims de la llum.
Això es veu en aquesta imatge i s’explica més a fons en el següent apartat.
Transport d'IgA (i IgM) a través de les cèl·lules epitelials La IgA secretada dimèrica i la IgM pentamèrica s'uneixen al receptor de Poli-Ig en les cèl·lules epitelials de la mucosa a través d'un domini de la cadena J. El complex del receptor és endocitat i les vesícules es dirigeixen cap a la llum i es fusionen amb la part apical (luminal) de la membrana plasmàtica de la cèl·lula epitelial (transcitosi).
A la superfície cel·lular, el receptor de poli-Ig s'escindeix proteolíticament, els seus dominis transmembrana i citoplasmàtics es queden units a la cèl·lula epitelial, i el domini extracel·lular del receptor, que porta la molècula d'IgA, s'allibera al lumen intestinal. La part escindida del receptor de poli-Ig, anomenat el component secretor, roman associat amb la IgA dimèrica en el lumen. Es creu que el component secretor unit protegeix IgA (i IgM) de la proteòlisi pels enzims presents al lumen intestinal. El receptor de poli-Ig també és responsable de la secreció d'IgA a la bilis, llet, esput, saliva i suor.
El transport d'IgG a les secrecions mucoses és portat a terme pel receptor neonatal de Fc (FcRn). El receptor del Poli-Ig du a terme un transport unidireccional, mentre que el FcRn du a terme un transport bidireccional de la IgG.
És a dir, el receptor de les IgG, el receptor Fc neonatal (el que capta IgG de la mare en els nadons i l’introdueix a la circulació abans que el sistema immune del bebè sigui madur), pot anar en les dues direccions: IgG làmina pròpia – llum, o viceversa.
120 Immunologia Parcial 2 La IgA produïda en els teixits limfoides en la glàndula mamària se secreta al calostre i a la llet materna madura a través de la transcitosi mediada pel receptor poli-Ig i intervé en la immunitat de la mucosa passiva en nens alimentats amb llet materna. En el part, la concentració de IgA és transportada a la llet a través del poli-Ig pel fenomen de la transcitosi (procés de transport d’una substància sense ser processada).
La immunitat mediada per cèl·lules T en el tracte gastrointestinal Les cèl·lules T es troben dins de la capa epitelial de l'intestí, disperses per tota la làmina pròpia i per tota la submucosa, i dins de les plaques de Peyer i altres col·leccions organitzades de fol·licles.
En els éssers humans, la majoria de les cèl·lules T intraepitelials són cèl·lules CD8 +.
En els éssers humans, aproximadament el 10% dels limfòcits intraepitelials són cèl·lules γδ.
Les cèl·lules T poden estar a varis llocs: en humans són bàsicament CD8 i un 10% són les γδ, que no són molt abundants, però bàsicament prenen una importància superior quan estan en la immunitat de mucoses.
Les intraepitelials tenen una diversitat antigènica limitada: no expressen tota la diversitat possible, i es creu que aquesta diversitat limitada il·lustra que aquestes cèl·lules estan especialment dirigides a reconèixer patògens de mucosa.
Tant els limfòcits intraepitelials que expressen TCR αβ com γδ mostren diversitat limitada de receptors d'antígens.
Les cèl·lules T de làmina pròpia són majoritàriament CD4+, i la majoria tenen el fenotip de cèl·lula efectora activada o de cèl·lules T de memòria. Bàsicament tenim els 2 tipus principals de CD4+.
Les cèl·lules Th17 estan induïdes per certes classes de bacteris (bacteris filamentosos segmentats). Les cèl·lules Th17 semblen tenir un paper especial en el manteniment de la funció de la barrera de mucosa de l'epiteli. Aquí juguen un paper la IL-17 i la IL-22. Els receptors d’aquestes dues citocines s'expressen en les cèl·lules epitelials intestinals, i tots dos indueixen l'expressió de proteïnes importants per a la funció de barrera, com ara mucines i βdefensines, que protegeixen les cèl·lules epitelials contra lesions induïdes per microbis.
Les Th17 tenen el rol de mantenir la barrera a través de la IL17 i la IL22. Les cèl·lules epitelials responen augmentant les unions i secretant mucines.
Les cèl·lules Th2 intervenen en les infeccions per helmints intestinals i indueixen una forta resposta Th2, induint la producció de IL-4 i IL-13, que estimulen les secrecions de líquid i de moc i la inducció de la contracció del múscul llis i la motilitat intestinal.
Les Th2 estan molt dirigides a les infeccions d’helmints o paràsits la via d’entrada dels quals és majoritàriament intestinal, a través d’ingerir aliments o aigua contaminats, larves... etc.
121 Immunologia Parcial 2 Regulació de la immunitat en el tracte gastrointestinal Les cèl·lules T reguladores Les cèl·lules T reguladores són abundants en GALT i prevenen reaccions inflamatòries contra els microbis comensals intestinals.
La proporció de FoxP3 + Treg entre les cèl·lules CD4+ és aproximadament 2 vegades més gran en la làmina pròpia que en altres teixits limfoides perifèrics.
L’elevada quantitat de cèl·lules T reguladores il·lustra la necessitat de regular respostes en l’intestí.
Els factors que contribueixen a la generació de Treg en GALT són les cèl·lules dendrítiques CD103 +, l'àcid retinoic (promou l'expressió FoxP3), i el TGF-β (el propi microambient del tracte gastrointestinal).
El mecanisme dominant d'acció de les Treg en l’intestí és la producció de la citocina IL-10.
Les citocines Les citocines TGF-β, IL-10 i IL-2 tenen un paper crucial en el manteniment de l'homeòstasi en el sistema immune intestinal. Deficiències en aquestes citocines o els seus receptors resulten en inflamació intestinal patològica.
122 ...