Inmunología Básica 2011 Departamento de Salud Animal y Medicina Preventiva (SAMP) Integrantes del curso: Guillermo Arroyo, M. V. Silvia Estein, M. V. Dr.. Analía Etcheverría, M. V. Dr. Lidia Gogorza, M. V. Dr. Silvina Gutiérrez, M. V. Dr. Paula Lucchesi, Ing. Agr., Dr. Claudia Lützelschwab, M.V. Dr. Alberto Parma, Bqco. Dr.. Noralía Padola, M. V. Dr. Marcelo Sanz, M.V. Dr.

¿Qué es la inmunología? Es la ciencia que estudia todos los mecanismos fisiológicos, específicos e inespecíficos, que intervienen en la defensa de un organismo. Maerial de lectura: Regueiro, pag.1-6

¿Qué es el sistema inmune? ¿Qué es la inmunidad? Immunidad es el estado de resistencia a: – Enfermedades infecciosas – Cáncer – Transplante de órganos ¿Qué es el sistema inmune? Es el conjunto de los órganos, las células y las moléculas responsables de la inmunidad.

¿Cuál es el objetivo del sistema inmune? El sistema inmune surge como una función esencial para la vida en un medio donde coexisten agentes patógenos y hospedadores Reconocer lo “propio” Destruir lo “no propio” Recordar al “enemigo”

SEÑAL EXTRAÑA QUEMADURAS VIRUS DAÑO EN TEJIDOS PARASITOS TUMORES HONGOS SUSTANCIAS QUÍMICAS BACTERIAS

¿Qué es un antígeno o inmunógeno? Es cualquier sustancia capaz de generar una respuesta inmune completa. ¿Qué hace que una sustancia sea inmunogénica? Material de lectura:Tizard, pag. 9 -17 Entre otras características… Carácter de extraño. Tamaño. Complejidad química

Carácter de extraño: A mayor distancia filogenética, mayor inmunogenicidad

Tamaño molecular A mayor tamaño (> 1000 Da) y mayor complejidad química, mayor inmunogenicidad En general, las proteínas son buenos inmunógenos. Los polisacáridos son potencialmente inmunogénicos. Los lípidos y los ácidos nucleicos no son normalmente inmunogénicos,

Epitope Epitope o determinante antigénico es la porción del antígeno que se combina con los receptores y anticuerpos de la inmunidad adquirida Epitopes Conformacionales Localizados en la superficie del antígeno (estructura secundaria, terciaria) Secuenciales Determinados por la estructura primaria de la molécula (secuencia de aminoácidos)

¿Cómo logra el sistema inmune cumplir su función? Barreras naturales Sistema Inmune innato o natural Sistema Inmune adquirido o adaptativo

¿cómo se compone el sistema inmune? Sistema inmune innato Sistema inmune adaptativo

Inmunidad innata vs adaptativa Células iguales en una misma población Células diferentes en una misma población Especificidad limitada Es específica Actividad Inmediata Actividad tardía No tiene memoria Tiene memoria Corta duración Larga duración

¿Cómo distingue el sistema inmune lo “no propio”? Mediante señales Inmunidad Innata: Receptores para estructuras comunes a varios microorganismos. Receptores conservados. Inmunidad Adquirida: Receptores capaces de reconocer estructuras únicas presentes en un microorganismo. Cuenta con gran número de receptores diferentes.

Moléculas propias de microorganismos (PMAP) Sustancias o moléculas comunes a varios patógenos que tienen estructuras conservadas y diferentes de las de las células propias Lipopolisacáridos (LPS) Acido lipoteicoico Azúcares ramificados complejos Acidos nucleicos diferentes (ARN bicatenario, secuencias CpG)

Receptores de reconocimiento Superficies celulares Receptor de detritos celulares CD14 Receptor de manosa (MMR) Receptores tipo Toll (TLR) Solubles Proteína fijadora de manosa (MBP) Proteína fijadora de LPS (LBP) Proteína C Reactiva (PCR) Amiloide A Sérico (AAS)

(Pathogen-Associated molecular patterns – PAMPs) PATRONES MOLECULARES ASOCIADOS A PATÓGENOS (Pathogen-Associated molecular patterns – PAMPs) Estructura Microorganismo Ubicación LPS Bacterias Gram (-) Pared Peptidoglucano Bacterias Gram (+) Ácido lipoteicoico Bacterias Gram (+) Levaduras Flagelina Bacterias Flagelos Pilina Pilis Glúcidos ricos en manosa Bacterias Hongos Glucoproteínas y glucolípidos N-formylmetionina Proteínas CpG ADN Bacterias Virus ADN ARN ds Virus ARN

Características diferenciales entre PAMPs y factores de patogenicidad Productos invariables de vías metabólicas conservadas. Varían entre diferentes patógenos. Evolucionaron para desarrollar funciones fisiológicas esenciales para los microorganismos. Evolucionaron como resultado de la adaptación del patógeno al hospedador. No exclusivos de los patógenos. Exclusivos de los patógenos. Producidos por todos los microorganismos de una clase. Blancos de reconocimiento inmune. No reconocidos directamente por PRRs. Algunos factores de virulencia pueden interactuar con ellos para manipular la respuesta inmune.

TLRs y reconocimiento de PAMPs Origen de los PAMPs PAMPs TLR 1 Bacterias Gram (+) Lipopéptidos TLR 2 Lipoproteínas, peptidoglucano, ácido lipoteicoico, lipoarabinomanano TLR 3 Virus ARN doble cadena TLR 4 Bacterias Gram (-) LPS TLR 5 Bacterias Gram (+) y (-) flagelina TLR 6 Bacterias TLR 7 ARN cadena simple TLR 8 TLR 9 CpG ADN nm (*) TLR 10 ? TLR 11 Bacterias uropatogénicas (*) dinucleótidos de guanina-citocina no metilados

¿Cómo logra el sistema inmune cumplir su función? Barreras naturales Sistema Inmune innato o natural Sistema Inmune adquirido o adaptativo

Barreras naturales Físicas Químicas Biológicas

Barreras Naturales Desecación Descamación Ac. grasos Flora normal Integridad de epitelios pH ácido Moco Flujo de líquido Lisozima Enzimas proteolíticas Condiciones anaeróbicas Flora normal Criptidina Flujo de lágrimas Lisozima Turbulencia Estornudo Moco Cilias Tos Flujo de leche Lisozima Lactoferrina Lactoperoxidasa Flujo de saliva

Sistema Inmune innato Sólo reacciona contra lo que no es propio Células Macrófagos Células dendríticas Neutrófilos Basófilos Eosinófilos Linfocitos NK LB1 LTgd Mastocitos Moléculas Complemento Citoquinas Proteínas de Fase Aguda

Células del Sistema Inmunitario Pluripotencial Progenitor Mieloide Progenitor Linfoide Eritrocitos Plaquetas B T NK B1 Tgd Basófilo Mastocito Eosinofilo Neutrófilo Monocito Macrófago C. Dendrítica 3

Fagocitos: Sistema Fagocítico Mononuclear Tejidos Monocito Rinón Hígado Piel Pulmón Cerebro Macrófago Sangre Cél. Kupffer Cél. Mesangio Cél. Langerhans M. Alveolares Microglia

Sistema Mieloide: Granulocitos Neutrófilo Eosinófilo Basófilo Fagocitosis Lisis Exocitosis Daño Inflamación 6

Sistema Mieloide: Mastocitos Preformados Sintetizados de novo

Receptores del Neutrófilo tipo Toll LPS (CD 14) CR1, CR3 y CR4 FcRs IL-8R Receptor para Productos Bacterianos

Receptores del Macrófago LPS (CD 14) Manosa- Fucosa FcRs R. de detritos Receptores de Anticuerpos de C´ CR1, CR3, CR4 tipo Toll

Factores del complemento Fagocitosis: Etapas Opsoninas Fagolisosoma Quimiotaxis Factores del complemento Prod. Bacterianos Prod. celulares Adherencia Ingestión Digestión 19

Opsonización Es el proceso por el cual se facilita la fagocitosis de Opsoninas Es el proceso por el cual se facilita la fagocitosis de una sustancia extraña por medio de la deposición de proteínas, llamadas opsoninas, sobre su superficie

Factores del complemento Fagocitosis: Etapas Opsoninas Fagolisosoma Quimiotaxis Factores del complemento Prod. Bacterianos Prod. celulares Adherencia Ingestión Digestión 19

Mecanismos Microbicidas de los Fagocitos Productos Mecanismos Acidificación pH 3.5-4.0 Derivados Tóxicos del O2 O2-, H2O2, O2l, OHl, OCl- Derivados Tóxicos del N NO Péptidos Antimicrobianos Defensinas, Prot.Catiónicas Enzimas Lisozima, Hidrolasas ácidas Competidores Lactoferrina 7

Mecanismos independientes del O2 Gránulos primarios Defensinas MPO Hidrolasas ácidas Lisozima Gránulos secundarios Lactoferrina Colagenasa

Receptores de Células Dendríticas LPS (CD 14) Receptores tipo Toll CR1, CR3 y CR4 FcRs Receptores lectina Receptores proteínas de shock térmico

Células Asesinas Naturales (NK) No tienen receptores para el Ag. No requieren “educación” en el timo. Se encuentran en sangre y órganos linfoides secundarios. Se parecen a linfocitos grandes con gránulos citoplasmáticos. Producen lisis celular utilizando mecanismos similares al LTc. Producen citoquinas (INFg) Participan de la respuesta inmune contra virus, parásitos intracelulares y tumores

Ontogenia de NK

Características Morfológicas De ubicación Fenotípicas Rc activadores NK. 2001 Garland Science Características CD16 CD56 Rc activadores Rc inhibidores Morfológicas De ubicación Fenotípicas

Heterogeneidad de las células NK CD56 brillante CD56 débil Justo cuando me entero de que hay un tipo celuar NK resulta que hay subtipos Con distintos receptor profiles and innate immune functions.. CD56brightCD16dim/neg (Rojo) NK cells produce abundant immunoregulatory cytokines (some of which are depicted here) and exhibit potent LAK activity but are less effective mediators of ADCC and natural cytotoxicity. By contrast, CD56dimCD16bright NK cells (azul) produce low levels of NK-derived cytokines and are potent mediators of ADCC, LAK activity, and natural cytotoxicity.11,12 CD56bright NK cells have a less granular morphology when compared with CD56dim NK cells.5 CD56dim NK cell exhibit much higher levels of KIR, whereas resting CD56bright NK cells have high expression of CD94/NKG2A.14,15 L-selectin is highly expressed on CD56bright NK cells, whereas CD56dim NK cells express PEN5/PSGL1 which appears to mediate interactions with L-selectin.15,16

Funciones de las NK Representan la primera línea de defensa contra infecciones por microorganismos intracelulares y células tumorales

Mecanismo de acción de las NK 1- Producen citoquinas y quimoquinas 2- destruyen células anormales

Mecanismo de acción secretorio de NK Complejo perforinas/ granzimas 28

Mecanismo de acción secretorio de NK Muerte celular NK 28

NK CMH I MPR fas Célula no es atacada CELULA NORMAL

NK fasL MPR fas Sist. CASPASAS APOPTOSIS CELULA ANORMAL

Mecanismos de acción citotóxica Exocitosis polarizada de gránulos con citotoxinas NK cell Moléculas de membrana FasL caspasas NK cell

Activadas por: IFN tipo I IL 2 IL 15 *IL 12 *IL 18

Linfocitos T g/d Linfocitos B1 (CD 5+) Subpoblación abundante en rumiantes y cerdos Superficies corporales, Mantenimiento de la integridad de los epitelios Actividad citolítica Producen IFN, quimioquinas (linfotactina) Linfocitos B1 (CD 5+) Cavidad peritoneal y pleural Producción de anticuerpos naturales (anti – polisacáridos) Origen: hígado y omento fetal

Destrucción del agente extraño El sistema inmune innato y el adquirido se complementan para eliminar al agente extraño Anticuerpos Complemento Macrófago Linfocito T Destrucción del agente extraño

CONDICIONES DE APROBACIÓN DE TP * Actividades obligatorias: 7 (5 TP y 2 Talleres) * Para tener la condición de regular deben tener 5 actividades obligatorias aprobadas *Para poder recuperar, como mínimo deben tener 4 actividades obligatorias aprobadas *Se recupera el 50% de las actividades obligatorias desaprobadas. Los ausentes sin certificado no se recuperan * Los certificados médicos se deben traer dentro de las 48 hs de la inasistencia (hasta martes siguiente inclusive) * Un ausente con certificado a una actividad obligatoria se recupera el viernes siguiente

Evaluación de talleres Evaluación de TP Cuestionario al final del TP con 4 preguntas - Aprueban con 2 preguntas bien contestadas y una regular Evaluación de talleres - Cuestionario con 4 preguntas: 4 multiple choice (1p c/u) 1 pregunta V/F justificando (2p) - Aprueban con 3 p

Cronograma del Curso Inmunología Básica 2011   Sem Horario teórico Tema Clase Horario TP Tema de TP 1 (1/4) 10:30-12:30 Introducción al curso T1: Introducción al sistema inmunitario. Células de la Inmunidad Innata 13:30-15:30 T 2: Componentes humorales de la Inmunidad Innata 2 (8/4) T 3: Organización del Sistema Inmunitario. Células de la Inmunidad Adaptativa. Organización sistema de mucosas 8:30-10:30 13-15 15-17 TP 1: Toma y conservación de muestras 3 (15/4) T 4: Receptores de antígeno. Procesamiento y presentación. Tolerancia TP2 Pruebas de interacción primaria: fundamentos 4 (29/4) T 5: Respuesta Inmunitaria Humoral . Funciones biológicas de anticuerpos. Síntesis de Ig en mucosas 8:00-10:00 TALLER 1 5 (6/5) T 6: Respuesta Inmunitaria celular. Tolerancia TP3 Enzimoinmunoensayo (ELISA)

Recuperatorio parcial 6 (13/5) 10:30-12:30 T 7: Respuesta inmune en acción 8:30-10:30 13-15 15-17 TP4 Pruebas de interacción secundaria 7 (27/5) T 8: Inmunoprevención TP5 Aglutinación y precipitación 8 (3/6) Integración de TP Respuesta a bacterias y virus 9 (10/6) 8:30-10:15 10:30-12:15 Taller 2 14:00-15:00 Recuperación de TP 10 (17/6) 8:00-10:00 Parcial 11 (24/6) Recuperatorio parcial T 9: Regulación de la respuesta inmunitaria