Introducción al sistema inmune I: historia y conceptos clave de inmunología

INTRODUCCIÓN AL SISTEMA INMUNE I

INTRODUCCIÓN A LA INMUNOLOGÍA A TRAVÉS DE SU HISTORIA

Mensaje a retener: la falta de unidad anatómica del sistema inmune retrasó su reconocimiento. El corazón, el sistema circulatorio, el pulmón, los riñones ... todo, desde la antigüedad, se entendía. Sin embargo, en cuanto al sistema inmune, si que es verdad que tenemos unos órganos linfoides primarios y secundarios, pero el concepto de entenderlo todo como una unidad anatómica "virtual" era más complicado para las personas de la época.

• No preguntarán de historia, lo más seguro, pero es importante ver cómo se ha desarrollado. Es a partir del siglo XX cuando hay un gran desarrollo y cada vez va ampliando.

LA ANTIGÜEDAD

Magia-Dioses: Antes de cristo se sabia que había epidemias y se pensaba que estas epidemias eran un castigo de dios y que eran algo mágico

Todo lo que veremos relacionado a la inmunología se refiere a la inmunología frente a infecciones > el concepto del sistema inmunológico como un sistema que reconoce lo extraño

Más adelante, en la Antigua Grecia, Tucídides (padre de la historiografía científica) observó una protección durante las epidemias que acompañaron las guerras del Peloponeso. Una de las principales epidemias fue la viruela y se observó que aquellos que ya la habían pasado eran los que podían cuidar a los enfermos dado que no se contagiaban de nuevo. Es decir, había una inmunidad frente a este microorganismo.

Después, los romanos crearon el nombre de "immunitas", palabra latina que significa "exento" y se aplicaba originalmente a los impuestos o las obligaciones militares. Ellos se dieron cuenta de que la gente realmente estaba protegida.

Datos extra para curiosos: se sabe que el permafrost, una capa del subsuelo del planeta, se está descongelando. Esto puede provocar que aparezcan cadáveres, en perfecto estado debido a la congelación, con determinadas bacterias que ya supuestamente habían desaparecido.

EDAD MEDIA Y MODERNA

Avicena (Uzbekistán, 980-1037), básicamente galénico, expande aspectos de teoría infecciosa de las enfermedades y la utilidad de la cuarentena.

Girolamus Fracastoro (Verona 1478-1553), padre de la epidemiología y microbiología moderna. "Del contagio y de las enfermedades contagiosas", aquí Francastoro nos habla por primera vez del término contagium vivium como causa de enfermedades infecciosas con la sífilis y la tuberculosis.

Estos se dieron cuenta de que había algo (microorganismos) que era lo que se transmitía en infecciones y que el contagio podía ser por contacto directo, a distancia del agente infeccioso o "fomes" (este último se refiere a través de contacto con superficies contaminadas)

Más adelante, Edward Jenner (Berkeley, 1749-1823), el padre de la inmunología, desarrolló la primera vacuna, que fue de la viruela. Se dio cuenta de que las personas, sobre todo mujeres (eran las principales personas en las granjas y que sacaban la leche a las vacas, las cuales tenían una enfermedad parecida a la viruela, pero menos grave), no se infectaban o tenían una infección más débil de la viruela. A raíz de este descubrimiento, desarrolló la vacuna.

Anteriormente en el siglo XV (en oriente) y más tarde en el siglo XVIII (en Inglaterra), en los países de oriente, se cogían las costras de las personas que tenían la viruela, las diluían y se lo ponían a la gente para disminuir los contagios, aunque aún podría provocar más muertes. Esto se conoce como variolización.

A nivel de España, la expedición Balmis con Isabel Zeldan crearon el primer programa internacional de vacunación. Llevaban niños de los hospicios, huérfanos, infectados por unas cepas atenuadas y utilizaban sus póstulas para hacer la variolización. Primero se utilizó en Latinoamérica y luego se llevo al sureste asiático.

Pasteur y Emile Roux descubren los gérmenes atenuados y cómo pueden proteger de la enfermedad igual que los virulentos. Estos se podían utilizar para las vacunas, es decir, aquellos que tienen la capacidad antigénica de responder, pero no producen la enfermedad (cólera aviar o la rabia, por ejemplo). Se les conoce como toxoides.

Además, hay microrganismos que tienen toxinas, que son las que producen la patogenicidad. Alexandre Yersin descubre la toxina diftérica. Más adelante veremos que estas toxinas cuando no tienen esta capacidad de producir daño pueden servir para vacunas o para producir anticuerpos en otros individuos (caballos, por ejemplo).

DESCUBRIMIENTO DE LOS ANTICUERPOS

Emil Von Behring y Shibasaburo Kitasato descubrieron la capacidad neutralizante o antitoxina del suero de cobayas previamente infectadas por una toxina tratada con yodo, demostrando así la existencia de anticuerpos y nace la sueroterapia. Se trata de un tipo de inmunoterapia pasiva (la activa sería la vacunación) dado que se pone suero contra una determinada toxina.

METHOD

Comi 2022-2023 (mejor explicado)

En el experimento A inyectaron un suero de un animal que no había estado expuesto a la difteria, a una cobaya sana, y entonces, esta pasaba la enfermedad.

En el experimento B administraron un suero subletal de la toxina de la difteria (cepa A) y posteriormente se le inoculó la toxina A y se observó que no enfermaba. Es decir, aquí debía de haber unos componentes (los anticuerpos) que bloqueaban la difteria.

En el experimento C, inyectaron la toxina de la cepa B, le administraron el suero de un animal con toxina B y una dosis de la cepa A. La cobaya enfermó y se comprobó que estaba inmunizada para la cepa B, pero no para la A, es decir, vieron que había especificidad.

DESCUBRIMIENTO DE LA INMUNIDAD CELULAR Y DEL COMPLEMENTO

Lliá Metchnikoff (Rusia 1845-1916) descubre los fagocitos e inspirado por Darwin propone que la fagocitosis y la competición entre los gérmenes y las células regulan la inmunidad. Descubrió que las células fagocíticas tienen un importante papel en la eliminación de microorganismos.

Jules Bordet (Bélgica 1870-1961) descubrió la capacidad hemolítica del suero frente a los hematíes, abriendo un nuevo mecanismo para entender las enfermedades. Los anticuerpos pueden destruir células eucariotas. Estudió el funcionamiento del sistema complemento y descubrió que estos componentes solubles pueden matar bacterias. Surgieron así los conceptos de inmunidad celular (Metchnikoff) y humoral (Emil Adolf Von Behring). Dadas las diferencias entre los países, se creía que una de ellas tenía que ser errónea pero finalmente se vio que estas eran sinérgicas y que ambas participaban en la respuesta inmunológica. Un hecho que lo demostraba era la opsonización, descubierta por Wright.

LA TEORIA DE LA SELECCIÓN CLONAL

¿Cómo las células reconocen lo que es extraño? A finales del siglo XIX y a principios del XX el investigador Paul Ehrlich (Polonia 1854-1915), que hizo la hipótesis de las cadenas laterales. Propuso que había unos receptores en las membranas de unas células, (que serían los linfocitos, pero en ese momento no sabían que existían), que reconocerían los antígenos. Cuando estos se ponían en contacto, estimulaban la producción de anticuerpos, que, según la hipótesis, no tenían una distribución clonal. Sin embargo, esta teoría instructiva no es correcta. Lo que si es cierto es la teoría de la selección clonal.

TEORÍA DE LA SELECCIÓN CLONAL (importante)

Estos son los padres de la selección clonal y cada uno dijo una cosa:

• Niels Jerne: dijo que hay una gran cantidad de linfocitos en el cuerpo antes de cualquier infección. La entrada de un antígeno en el cuerpo produce la selección de un solo tipo de linfocito, que es el que produce el tipo de anticuerpo capaz de unirse al antígeno.
• Frank Macfariane Burnet presenta la hipótesis más ajustada con el concepto de memoria inmunológica. Se producen unas células de memoria de manera que responderemos mejor en un segundo contacto. Esto ocurre por una recombinación somática entre los genes de las inmunoglobulinas con el receptor de la célula T.
• Susumu Tonegawa resuelve el misterio de la diversidad demostrando la recombinación somática de los genes de las inmunoglobulinas y del TCR.

Hay unos segmentos génicos que se recombinan y pueden producir hasta billones de recombinaciones. Cada linfocito que tenemos tiene un receptor único clonal y cuando este reconoce un antígeno se produce una proliferación clonal. Por tanto, queremos tener muchos de estos linfocitos para que ejerzan su función: producir anticuerpos o producción de citocinas. Todo esto se produce al azar dado que hay muchos tipos de linfocitos y se produce la selección de un solo linfocito (es teórico, normalmente se producen varios dado que a lo mejor un mismo antígeno puede ser reconocido por diferente clones).

GENERACIÓN DE UN BILLÓN (1012 ) DE CLONAS DE DISTINTOS LINFOCITOS

Es debido a una reordenación al azar de genes de determinados cromosomas. Esto puede suponer riesgos:

• Respuesta contra componentes propios (autoinmunidad): es posible que la combinación generada de alelos sea perjudicial y que provoque que el HLA reconozca antigenos propios y los ataque.
• Respuesta contra componentes inocuos del medio ambiente (alergias).

El conjunto de mecanismos que reduce el riesgo de que se produzcan estas respuestas inmunes inapropiadas es la tolerancia inmunológica (será explicada en la clase 19).

PRINCIPIOS DE LA INMUNIDAD HUMORAL Y CELULAR

CONCEPTOS

Anticuerpos: proteínas (inmunoglobulinas) circulantes que reaccionan con los componentes de los microorganismos (antígenos)

Antígeno: toda sustancia que reacciona con los elementos de defensa de la respuesta inmune. Es lo que detectamos en el laboratorio con los anticuerpos y las células inmunes.