15 Tolerancia Inmunológica

(Ver capitulo actualizado en www.inmunologiaenlinea.es  

R. Pujol-Borrell, F. García-Cozar, J. Peña  y  M. Santamaría


  Tolerancia T Central Periférica Tolerancia B Mecanismos escape Tolerancia adulto  Regulación tolerancia


 

INtroduccion. 

Una característica fundamental del  sistema inmune es la de no reaccionar frente a los componentes propios del individuo, aún cuando posee la cualidad de responder frente a cualquier antígeno extraño al mismo. Esta capacidad de reconocimiento y aceptación de los componentes propios del organismo se debe al fenómeno de tolerancia inmunológica. Gracias a este fenómeno,   de entre los  receptores especificos de antígeno producidos al azar, se produce una inactivación física o funcional de todos aquellos que reconozcan antígenos propios. Hoy se entiende por  tolerancia inmunológica la ausencia específica de respuesta del sistema inmune frente a un antígeno, ya sea propio (autoantígeno) o extraño.  

En condiciones fisiológica la tolerancia inmunológica a los componentes propios se adquiere en edades tempranas de la vida Por ejemplo un injerto de piel entre ratones que expresan distintas moléculas de histocompatibilidad es rechazado de manera sistemáticas, pero cuando el injerto es realizado en ratones recién nacidos (Figura 15.1), el injerto no es rechazado, lo que se interpreta como que ha habido una tolerancia al mismo. La naturaleza inmunológica de la tolerancia quedó demostrada mediante experimentos en los que linfocitos de ratones sensibilizados frente a un injerto se transfieren a otro ratón de la misma cepa al tiempo que se le practica un injerto. En este caso, el rechazo se produce de una forma mucho mas rápida que en el primer transplante, lo que demuestra que los linfocitos están implicados en este fenómeno (Figura 15.2). Mediante estos experimentos realizados por Medawar en los años 40, pudo demostrarse que el fenómeno de aceptación y en consecuencia el de rechazo de injertos de piel esta regido por el sistema inmune.  

 Las características de la tolerancia son, en consecuencia es:

 

1.       Un fenómeno de naturaleza inmunológica

2.       Específica frente a cada antígeno

3.       Adquirida y es

4.       Inducida mas fácilmente en linfocitos inmaduros. 

Originariamente se pensaba que la tolerancia se producía exclusivamente  a nivel  de órganos linfoides centrales, por la delección de los clonos autoreactivos en el timo y en la médula ósea (clonos T y B respectivamente) y que el adulto no poseía clonos con capacidad autorreactiva, por lo que en circunstancias normales no había reacciones del sistema inmune propio con componentes del mismo individuo, salvo en situaciones de enfermedades autoinmunes. Sin embargo hoy sabemos que en el adulto hay clonos con capacidad de reconocer a los componentes propios, lo que quiere decir, en primer lugar que en el timo y en la médula ósea no se ha producido una eliminación completa de todos ellos y segundo que en el adulto, de alguna manera, los clones autorreactivos que persisten tienen que estar controlados (regulados) a nivel periférico para evita una autodestrucción masiva del organismos donde asientan. Efectivamente hoy sabemos que el individuo desarrolla tolerancia frente a lo propio mediante deleccón de los clonos autorreactivos  a nivel central y también que para aquellos clones que escapan a ésta delección, existen mecanismos periféricos de control mediante ignorancia clonal , anergia u otros formas de bloqueo funcional de los mismos.

Así los principales mecanismos de adquisición y mantenimiento de la tolerancia son: delección, anergia e ignorancia clonal. Cada uno de ellos puede intervenir a nivel central (timo o médula ósea para las células T y B respectivamente) o periférico (órganos linfáticos secundarios y otros tejidos). Existirían además otros mecanismos: supresión e interacciones idiotípicas, que si bien tendrían un papel en la regulación de la respuesta inmune, se ha propuesto que puedan también intervenir en el mantenimiento de la tolerancia (Tabla 15.I).

TOLERANCIA T     

Tolerancia central    

Como se ha estudiado previamente en capítulos anteriores, en el timo tienen lugar dos procesos aparentemente contradictorios: la selección positiva de aquellos linfocitos cuyo receptor es capaz de reconocer las moléculas propias del MHC y la selección negativa que consiste en la eliminación de las células T autorreactivas (Figura 15.3). La muerte de los timocitos en todas estas circunstancias se consigue por apoptosis.

El mecanismo  predominante en la adquisición de tolerancia a nivel central  ‑aunque no el único‑ es la deleción clonal. Las evidencias que apoyan este hecho, son: 

1.    La gran proporción de timocitos que mueren en el timo sin pasar a la periferia.

2.    La aparición de enfermedades autoinmunes en animales timectomizados.

3. La demostración de muerte intratímica de aquellos timocitos que reconocen determinados autoantígenos. Esto pudo demostrarse en ratones transgénicos que expresan de forma predominante TCR autorreactivos, los timocitos  portadores de estos TCR  no pasan a la periférica sino que mueren en el timo. Efectivamente, cuando se inyectan linfocitos de ratones machos (expresan los antígenos H-Y) a hembras (no expresan los antígenos H-Y), estas últimas generan células T con actividad anti H-Y. Esto se debe a que en las hembras al no poseer el antigeno H-Y no se realiza la delección correspondiente de los timocitos que reconocen éste antigeno en el timo. Por otra parte, utilizando animales transgénicos, para el TCR anti H-Y en animales machos, no se expresan células T con el receptor TCR anti H-Y porque al expresarse el antígeno H-Y en el timo, se deleccionan los timocitos que reconcen el antígeno H-Y. Por el contrario en las hembras transgenicas, se observa que estas expresan  células T con el TCR anti H-Y porque no se deleccionan en el timo al no expresar este animal los antígenos H-Y.

4.   La implantación temprana en el timo de células que expresan aloantígenos (antígenos propios de un individuo pero distintos de la misma especie) determina la tolerancia hacia dichos aloantígenos.  

En el timo se produce también tolerancia mediante otros mecanismos como la  generación de células reguladoras y el establecimiento de anergia clonal, si bien este último mecanismo, es mas importante a nivel periférico.  En la figura 15.4 se recoge un esquema de las diferentes formas de inducción de tolerancia.

Tolerancia periférica   

En el timo el proceso de delección de clonos autorreactivas no puede ser exhaustivo so pena de reducir dramáticamente el repertorio de linfocitos T disponible para responder a los antígenos ajenos, por lo que se mantienen en circulación clonos capaces de reconocer antígenos propios de los tejidos "periféricos". Se ha demostrado por ejemplo la existencia en animales normales de clonos capaces de reconocer colágeno tipo II y proteína básica de la mielina, así como receptores de acetil colina y antígenos de los islotes de Langerhans. Normalmente estos clonos autorreactivos no responden a los antígenos periféricos. Los mecanismos que subyacen a esta “no respuesta específica” son muy variados y entre ellos se incluyen ignorancia clonal, anergia, delección, inhibición y supresión.  

Ignorancia clonal  

Se entiende por ignorancia clonal el mecanismo por el cual los linfocitos T no detectan la presencia de células propias de manera adecuada. Esto podría ser por la presencia de barreras anatómicas interpuestas entre las propias células autorreativas del organismos y los linfocitos T o por otras causas. Entre estas causas se podrían destacar que una  mayor parte de las células parenquimatosas de los tejidos periféricos ‑desde las células musculares a las neuronas‑ no expresan moléculas de MHC de clase II, un requerimiento esencial para el reconocimiento de los antígenos por parte de los linfocitos CD4+ de tipo colaborador. Estas células periféricas no expresan tampoco normalmente moléculas de adhesión (por ejemplo ICAM‑1) que faciliten el contacto con ellas de linfocitos o APC, ni las células endoteliales de los capilares que las rodean expresan niveles elevados de moléculas de adhesión o de receptores de homing (receptores que participan en el anidamiento de la célula en un lugar determinado). La circulación de linfocitos a través de estos tejidos periféricos es, en situación normal, muy reducida y por tanto la probabilidad de encuentro con su autoantígeno en forma inmunogénica, es remota. El resultado es que los clonos autorreactivos se mantendrán indiferentes frente a células periféricas que si bien contienen antígenos reconocibles por ellos, los mantienen en forma inmunológicamente irreconocibles.

El mecanismo de ignorancia clonal fue puesto de manifiesto cruzando una línea de ratones transgénicos que expresaban un antígeno viral en un tejido periférico (las células beta del páncreas) con otra línea que expresaba el transgen para las cadenas alfa  y beta  del TCR capaz de reconocer dicho antígeno viral (de hecho un péptido) en ese contexto de MHC. A pesar de que se daban todas las condiciones para que algunos linfocitos pudieran encontrar a su antígeno "periférico", los ratones doblemente transgénicos no reaccionaron ni mediante el establecimiento de tolerancia ni mediante una respuesta inmune a la expresión en el páncreas de la proteína viral, de ahí el término ignorancia. Sólo cuando se les inoculó virus a estos ratones y en el curso de la respuesta anti‑vírica, se constató una respuesta contra la proteína viral de los islotes, que fueron destruidos (Figura 15.5). En la figura se expresa como un ratón transgénico para RIP‑GP expresa la glicoproteína vírica exclusivamente en las células beta de los islotes de Langerhans (gracias al uso de un promotor que solo se transcribe en dichas células). El ratón transgénico TCR‑GP tiene células T que expresan el TCR (cadenas alfa y beta) que reconoce un péptido de la glicoproteína del LCMV. Al cruzar ambas líneas de ratones transgénicos se favorece el reconocimiento de GP aunque se exprese sólo en islotes pancreáticos por la alta frecuencia de células T específicas. Sin embargo y paradójicamente, las células T ni se activan, ni se anergizan, ni ven su fenotipo modificado (ignorancia clonal). Con la inoculación de virus vivo se produce una respuesta inmune contra GP y la infiltración por linfocitos del páncreas con la consiguiente destrucción de los islotes de Langerhan (suspensión de la ignorancia clonal).  En el caso particular de los animales transgénicos para el TCR (como es el caso del TCR que reconoce el antígeno GP en el ejemplo inmediatamente anterior o aquel que reconoce el antígeno H-Y al hablar de tolerancia central), hay que hacer notar que dado que este transgen codifica para las cadenas ya reordenados del TCR, aquel reordenamiento que corresponde con el TCR que reconoce a un antígeno determinado, la expresión del TcR en el estadio de timocito, evitará cualquier otro reordenamientoy por tanto prácticamente todos los linfocitos T reconocerán a ese antígeno. El uso de ratones transgénicos para un determinado TcR, nos permitirá estudiar lo que ocurre cuando se produce la estimulación antigénica, cosa que resulta imposible en individuos no transgénicos puesto que al estimular con un antígeno, solamente estaremos afectando a unos pocos linfocitos que en condiciones normales forman parte del clon que reconoce a cada antígeno y por tanto no podremos objetivarlo fácilmente.

Anergia clonal  

Se ha demostrado que algunas células T circulantes autorreactivas no proliferan en respuesta a la presentación del autoantígeno en el contexto apropiado. Se ha considerado que dichas células están en una situación de no respuesta denominada anergia, que a veces se consigue revertir experimentalmente mediante tratamiento con concentraciones altas de IL‑2. Se cree que la inducción de este estado de anergia es debido a una activación incompleta del linfocito. Este concepto se basa en la necesidad para la plena activación de la célula T de una segunda señal al mismo tiempo que la primera señal, derivada del reconocimiento del antígeno: Los linfocitos para su completa activación requieren, además de reconocer el complejo MHC-péptido apropiado (primera señal), otras señales de activación que se han denominado señales coestimuladoras (señal 2) y que normalmente son proporcionadas por las células presentadoras de antígeno profesionales (es decir macrófagos y células dendríticas). Esta segunda señal solo se produce cuando las células presentadoras de antígenos entran en contacto con determinadas moléculas presentes en agentes patógenos, de modo que si esto no sucede y están presentando exclusivamente antígenos propios (procedentes por ejemplo de la fagocitosis de tejidos dañados), no expresarán moléculas coestimuladoras y los linfocitos que reconozcan los péptidos propios en ausencia de moléculas coestimuladoras no solo no responderán sino que quedarán en una situación de no respuesta ante ulteriores estímulos denominada anergia que en muchos casos es fundamental para prevenir la respuesta frente a antígenos propios. El factor determinante para el desarrollo de anergia parece estar relacionado con la activación del linfocito sin que se produzca una subsiguiente proliferación al no recibir suficiente coestimulación para producir la IL2 necesaria (Figura 15.6).

Experimentos in vitro han demostrado que la presentación incompleta (ausencia de señal 2) mediada por células que carecen de dicha actividad coestimuladora o mediante el bloqueo de algúna molécula coestimuladora durante el reconocimiento antígenico, induce en los linfocitos el llamado estado de "anergia". La actividad coestimuladora mejor estudiada es la generada por la ocupación del receptor CD28 por sus ligandos  CD80/CD86 que están presentes en la membrana de las células presentadoras de antígenos. Otras moléculas tales como citocinas e incluso ciertas moléculas de adhesión y los co-receptores CD4 y CD8, probablemente contribuyan a la segunda señal que puede variar según el estadio madurativo de los linfocitos. Dado que en la periferia las células parenquimatosas, incluso cuando expresan MHC de clase II, no poseen, que se sepa, actividad coestimuladora, al interaccionar con los linfocitos autorreactivos los anergizarán. Este mecanismo se ha propuesto en base a experimentos en ratones transgénicos en los que se expresaba MHC de clase II en células de tejidos periféricos. 

Inhibición clonal

En el momento de la estimulación se ponen en marcha una serie de mecanismos reguladores que terminaran por inhibir la proliferación del clon correspondiente. De entre estos mecanismo inhibidores el mas conocido es el que implica a la molécula de superficie CTLA-4 (cytotoxic-T-lymphocyte associated protein 4) también denominado CD152 y del que hablaremos en el apartado dedicado a la regulación del sistema inmune.

Supresión clonal

El descubrimiento por Gershon en 1974 de que en el curso de la respuesta inmune se generaba actividad supresora, es decir, mediadores capaces de inhibir la reacción inmunológica en marcha, llevó a la especulación sobre la existencia de células T con actividad supresora de la respuesta inmune. De acuerdo con esta hipótesis existirá un repertorio de células T supresoras (que inicialmente se pensó serían de fenotipo CD8+) inhibiendo constantemente a células T helper autorreactivas. Las dificultades para clonar células T con actividad supresora, la ambivalencia de actividades supresora‑colaboradora de algunos clonos obtenidos‑ y la falta de caracterización a nivel molecular del fenómeno de supresión, mantiene un interrogante sobre este aspecto de la regulación de la respuesta inmune. Siguen existiendo datos experimentales que indican que la supresión existe, como es el hecho de que cuando a ratones con el TCR transgénico para la proteína básica de mielina se le inyecta esta proteína, junto a adyuvante, se produce una encefalitis que remite espontáneamente, sin embargo esta remisión no se produce si se eliminan algunas subclases de linfocitos T. Como veremos en el apartado de regulación del sistema inmune el concepto de supresión sigue en candelero, si bien las células implicadas actualmente en esta forma de regulación del sistema inmune son bien distintas centrándose mas en determinadas subclases de linfocitos CD4.

TOLERANCIA B   

Tal como se ha demostrado repetidamente en estudios del repertorio B, entre los linfocitos B circulantes son muy numerosas las células capaces de reconocer autoantígenos. Afortunadamente estos linfocitos B autorreactivos no se activan por si solos ya que para la mayor parte de las respuestas, los linfocitos B requieren señales (citocinas y contacto directo) de las células T cooperadoras (lo que denominamos “ayuda T”) cuyo repertorio es mucho menos autorreactivo y está mucho mas regulado. Esta limitación no es absoluta y de hecho falla cuando el sistema se enfrenta a un autoantígeno que contiene (en la misma molécula o en moléculas físicamente asociadas) determinantes antigénicos B asociados a determinantes T no propios (el caso de un fármaco unido a una proteína propia); la célula B autorreactiva puede entonces recibir ayuda para producir autoanticuerpos de una célula T que reconoce un epítopo ajeno.

La alta frecuencia de linfocitos B autorreactivos se explica porque éstos no sufren un proceso de selección negativa tan riguroso como el de los linfocitos T en el timo y de hecho se ha postulado que la autorreactividad B ‑de baja afinidad‑ es normal. Además la generación de diversidad de los receptores (Ig) de los linfocitos B incluye un mecanismo, la hipermutación somática, que actúa en el curso de la respuesta inmune y que expandiendo de nuevo el repertorio puede generar autoanticuerpos de alta afinidad.

Probablemente es por esta tendencia de las células B a la autorreactividad, por lo que son necesarios mecanismos de delección  clonal y de anergia clonal de células B para asegurar un grado de tolerancia B. Al igual que en el caso de las células T, la delección clonal parece ser el principal mecanismo de la tolerancia central (es decir en la médula ósea) y la anergia el de tolerancia periférica. 

Delección clonal

En ratones que transgénicamente expresan anticuerpos contra antígenos de membrana celular de amplia distribución, tales como proteínas eritrocitarias y antígenos de histocompatibilidad, no se detectan en la periferia las células B portadoras de la Igs autorreactivas. Este hecho, junto con la dificultad para romper la tolerancia B hacia este tipo de autoantígenos sugiere la existencia de un mecanismo de delección clonal a nivel central. La propiedad esencial de un autoantígeno para inducir la delección de las células B parece ser su expresión abundante en la membrana celular lo que determinara la multimerización del receptor de la célula B, señal que en ausencia de una segunda señal (probablemente ocupación de CD40 mediante contacto con una célula T colaboradora) determinará la apoptosis de las células B.  

Anergia clonal

La intervención de este mecanismo en el mantenimiento de la tolerancia B se ha demostrado en dos tipos de experimentos:

Experimentos en cepas de ratones afectos de ciertas inmunodeficiencias y   recurriendo al uso de ratones transgénicos.

En el segundo caso se generó una línea de ratones que producen transgenicamente altos niveles de lisozima de huevo de gallina (HEL, hen egg lysozyme) frente a la que resultaron ser perfectamente tolerantes. Una segunda línea de ratones expresaban los genes reordenados codificantes de las cadenas pesadas y ligeras de un anticuerpo anti‑lisozima. Estos ratones tenían un repertorio B prácticamente reducido a la expresión del anticuerpo anti‑lisozima en todos sus linfocitos B. Al cruzar ambas líneas se mantuvo la tolerancia ante la lisozima (no había anticuerpos anti‑HEL circulantes) y aunque el repertorio B seguía dominado por los linfocitos que expresaban anti‑HEL,  el receptor para el antígeno (BCR) de éstas células, era incapaz de transmitir determinadas señales estimuladoras al interior de la célula. Este es el fenotipo característico de las células B anérgicas. Sin embargo, cuando en un experimento continuación de éste, HEL se expresó como proteína de membrana indujo delección clonal en vez de anergia. 

Mecanismos de escape de la tolerancia    

A pesar de los múltiples mecanismos tanto centrales como periféricos encargados de inducir y mantener un estado de tolerancia inmunológica, en muchos casos fallan y se producen enfermedades autoinmunes. Existen diversas circunstancias que explican que se produzca un ruptura de la tolerancia: 

·         Grado de expresión del autoantígeno en el timo, apoyado por el hecho de que un gen que modula laexpresión intratímica de insulina se ha encontrado asociado con el desarrollo de diabetes autoinmune.

·         Contacto del sistema inmune con autoantígenos que normalmente no son accesibles, como ocurre en situaciones de daño tisular.

·         Activación de un gran número de clones mediante superantígenos. Antigenos en muchos casos procedentes de componentes bacterianos capaces de activar a un gran número de clones de linfocitos T.

·         Inducción de citoquinas activadoras y moléculas coestimuladoras por infecciones intercurrentes.

·         Similitud estructural de antígenos de patógenos y autoantígenos (“mimetismo molecular”) lo que haría que la respuesta inmune generada por los patógenos durante una infección atacara posteriormente a antígeno propios.

Las tres últimos factores mencionados como responsables de la ruptura de tolerancia están relacionados con el desarrollo de infecciones, que incluso se han considerado elementos causantes de enfermedades autoinmunes como la esclerosis múltiple o la diabetes tipo I.

Sin embargo, es importante resaltar que el desarrollo de infecciones en algunos casos puede dar lugar al desarrollo de poblaciones reguladoras, como se desprende del hecho de que múltiples infecciones en el primer año de vida, se asocien con una disminución significativa del riesgo de padecer determinadas enfermedades autoinmunes. 

El caso especifico de las células B, como veíamos anteriormente, necesitan para su completa activación la ayuda de los linfocitos T, por lo que aunque existan mas clones autorreactivos de células B, basta con que no lo sean los clones de linfocitos T que reconocen el mismo antígeno (aunque distintos epitopos), para que éstas se vuelvan anérgicas. Sin embargo, en algunos casos se producen mecanismos de escape de la tolerancia (T cell by-pass). Esto se debe a que las células B autorreactivas pueden reconocer epitopos de un antigeno que contiene otros epitopos reconocidos por las células T, con lo que al procesar y presentar esos epítopos a las células T éstas se activan y mandan segundas señales a los linfocitos B suficientemente intensas que hagan que salgan de su estado de reposo y pasen a una nueva situación de autorectovidad.

 

INDUCCIÓN DE TOLERANCIA EN EL ADULTO    

En múltiples circunstancias es necesario inducir un estado de tolerancia como medio terapéutico ideal para evitar específicamente la destrucción de ciertos antígenos en casos de enfermedades autoinmunes y o para evitar el rechazo de órganos transplantados. Hasta ahora el único tratamiento disponible para estas situaciones era la Inmunosupresión, que aunque mejoraba la supervivencia del órgano transplantado o la enfermedad autoinmune, al no ser específica, dejaba al individuo en una situación de inmunodeficiencia yatrogénica. El estado de tolerancia, no así el de inmunosupresión, permite la persistencia de antígenos útiles, mientras que el sistema inmune conserva la capacidad de luchar contra las infecciones.

Si bien la tolerancia a los antígenos propios es el aspecto fisiológico mas importante de la tolerancia y se establece fundamentalmente en el sistema inmune inmaduro del feto o del animal recién nacido, se ha demostrado que es posible inducir experimentalmente tolerancia en el animal adulto. Esta posibilidad ha despertado obviamente un gran interés para su aplicación práctica en el trasplante de órganos.

Los experimentos pioneros fueron los de Mitchinson que demostró que la inyección endovenosa previa durante varios días de un antígeno soluble, podía inducir según la dosis administrada, tolerancia o inmunidad a la inyección ulterior ‑al cabo de al menos una semana‑ del mismo antígeno con adyuvante de Freund. Mientras que la inyección de 10‑9g de proteínas inducía tolerancia, la administración de 10‑6 a 10‑3g inducía inmunidad (memoria) y dosis superiores a 10‑2g inducían de nuevo tolerancia. Este experimento es además revelador de muchos de los factores que influyen en la inducción de  la respuesta inmune:  

1.  La vía de administración, la vía endovenosa ‑raramente observada en la naturaleza‑ es muy poco inmunogénica mientras que la vía subcutánea es muy inmunogénica y mas si se reclutan macrófagos mediante un adyuvante y se les hace expresar moléculas coestimuladoras gracias a la presencia de componentes bacterianos en el adyuvante completo.

2.   La cantidad de antígeno. En la Figura 15.7 se puede apreciar como dosis muy bajas o muy altas de antígenos inducen tolerancia mientras que existe una dosis media que dependen de cada uno de los antígenos que son capaces de inducir una respuesta inmue optima.

3. Las características físico‑químicas del antígeno, siendo los antígenos apolares y solubles los menos inmunogénicos. También cabe recordar que antígenos de peso molecular inferior a 6000  Daltons no suelen ser por sí mismos inmunogénicos (probablemente porque difícilmente atraen a las células presentadoras de antígenos).

4. La necesidad de un intervalo de varios días para establecer la memoria (de respuesta o de tolerancia) lo que probablemente indica que cualquier tipo de respuesta incluyendo la tolerancia precisa de cierto grado de expansión clonal.

5. La dependencia de la memoria inmune de la persistencia de antígeno.  

Otra situación de mayor interés práctico es la demostración de tolerancia que se consigue en el trasplante de órganos mediante la administración de algunas terapias inmunosupresoras. Este estado de tolerancia, demostrado en el animal de experimentación por la aceptación de trasplantes de piel del mismo donante pero no de terceros individuos (es decir no estamos ante una situación de inmunosupresión) es atribuible al efecto inhibidor de la producción de IL‑2 que puede originar situaciones de activación incompleta (sin segunda señal) en el tejido trasplantado, generando anergia hacia sus antígenos de histocompatibilidad. Existen grandes esperanzas en la actualidad de que el mejor conocimiento de los mecanismos de anergia periférica en el animal adulto pueda conducir al diseño de protocolos de alo y xenotrasplante que no requieran el uso prolongado de inmunosupresores.Sin embargo en la mayoría de los ensayos realizados hasta ahora, mientras que la inducción de tolerancia puede prevenir en mucho casos la aparición de enefermedades autoinmunes o el rechazo de injertos, en muy pocos casos existen estrategias que permitan revertir enfermedades autoinmunes ya establecidas. 

Mecanismos de inducción de tolerancia 

Con la intención de aprovechar las ventajas clínicas que se derivan del estado de tolerancia, se están desarrollando diversos métodos que aprovechan los factores que antes veíamos que influían en el desarrollo de la respuesta inmune. 

Administración endovenosa. Permite la inducción de tolerancia a factor VIII en pacientes hemofílicos que estaban siendo tratados con este factor y habían desarrollado anticuerpos contra él. En otros casos la administración endovenosa del antígeno también ha permitido la inducción de tolerancia, previniendo el desarrollo de encefalitis autoinmune experimental (modelo para la esclerosis múltiple), diabetes y algunos tipos de alergias.

Tolerancia oral La administración oral del antígeno ha permitido en muchos casos prevenir el desarrollo de artritis, anafilaxia, diabetes y encefalitis autoinmunes en diversos modelos experimentales, sin embargo en otros casos ha dado lugar a una exacerbación de los síntomas.

Administración intranasal. También se ha ensayado con éxito la administración oral e intranasal del ADN que codifica para péptidos de algunos autoantígenos como método para inducir tolerancia.

Administración de péptidos antagonistas. Estos péptidos unirían el mismo receptor que el autoantígeno pero en vez de estimularlo lo bloquearían.

Bloqueo de coestimulación En la actualidad se están ensayando con éxito diversos mecanismo para bloquear las moléculas coestimuladoras durante la presentación de los antígenos que queremos proteger, entre ellas cabe destacar el cultivo de médula ósea de donante con células del receptor en presencia de CTLA4 recombinante fusionado a un dominio de Inmunoglobulina (CTLA-4Ig) o el tratamiento con CTLA-4Ig junto con anticuerpos bloqueantes de la interacción de CD40 y CD40L necesario para la coestimulación de las células B. El bloque de la coestimulación asociado a determinadas terapias inmunosupresoras esta abriendo la posibilidad de inducir tolerancia duradera en pacientes transplantados, lo cual permitirá disminuir e incluso interrumpir a medio plazo las terapias inmunosupresoras, evitando los efector indeseables asociados a las mismas. 

No debemos entender que en los diferentes métodos de inducción de tolerancia hay implicados mecanismos moleculares dispares sino que por el contrario parece que se trata de formas distintas de inducir la expresión de los mismos genes, como lo demuestran resultados recientes de uno de los autores en los que se evidencia que los genes activados en métodos tan dispares como la tolerancia oral y la estimulación en ausencia de coestimulación, son los mismos. 

MECANISMOS REGULADORES DE LA RESPUESTA INMUNE   

La intensidad y calidad de una respuesta inmune viene determinada por factores inherentes al antígeno, a la dosis, la vía de administración y el fondo genético del animal, especialmente de sus genes MHC.

Una vez establecida una respuesta adaptativa, su grado y persistencia depende fundamentalmente de la dinámica del aumento de concentración y de la eliminación del antígeno. Un antígeno cuya concentración aumenta rápidamente ‑como ocurre con un microorganismo invasor‑ evocará una respuesta progresivamente más intensa hasta que la cantidad de antígeno resulte masiva en cuyo caso se produce una respuesta de parálisis inmunológica. Los antígenos persistentes evocan una respuesta crónica muchas veces con tendencia a ser de baja intensidad.  Por otra parte a medida que la cantidad de antígeno libre disminuye y es enmascarado por el anticuerpo ya formado, disminuye la respuesta. Finalmente, parece que un proceso de apoptosis reduce las poblaciones de linfocitos expandidas antígeno especificas una vez estas células ya no son necesarias.

Los mecanismos de regulación de estos perfiles de respuestas son conocidos de forma incompleta.  

Papel regulador de los anticuerpos 

La presencia de anticuerpos en exceso se sabe que frena la respuesta probablemente porque bloquea el contacto del antígeno con la célula B correspondiente, evitando la activación y diferenciación de nuevas células B. Los complejos Ag-Ac favorecen la presentación de antígenos por las células presentadoras de antígeno ya que estas células tienen receptores Fc y receptores para algunos componentes del sistema del complemento. De hecho se ha observado que existe una población de células especializadas en captar inmunocomplejos situadas en el centro de los centros germinales de los ganglios linfáticos (las células foliculares dendríticas). 

Papel regulador de las linfocinas 

Las linfocinas especialente la IL-10 y el TGF-beta ejercen una función inhibidora sobre las respuestas inmune, sobre todo la de tipo celular. Como es sabido, existen dos tipos funcionales de células T CD4+, conocidas como Th1 y Th2 que producen un perfil de citoquinas con funciones mutuamente inhibidoras. Las células Th1 producen sobre todo IL‑2 e IFN‑gamma y favorecen el desarrollo de una respuesta de tipo celular con expansión de las correspondientes células citotóxicas CD8+ y atracción de numerosos macrófagos. Las células Th2 producen sobre todo IL‑4, IL‑5, IL‑6 e IL‑10 y favorecen el reclutamiento de células B que desarrollen una respuesta humoral intensa. Estos tipos de respuesta son mutuamente excluyentes pero en humanos pueden evolucionar de la una a la otra (esto se observa en ciertas infecciones como la lepra). El tipo de respuesta es fundamental para su eficacia, la regulación del paso de una forma a otra es de gran importancia y parece depender de la citocinas y del contexto de la presentación.  

Papel regulador de los linfocitos T reguladores (CD25+) 

Durante la expansión de la respuesta autoinmune actúan varios mecanismos reguladores cuya importancia fisiológica es aún poco conocida. Como comentábamos al hablar de la supresión, la existencia de células T con esta actividad ha estado en entredicho durante algunos años, sin embargo en la actualidad con la identificación de diversas poblaciones CD4+ con actividad supresora está cobrando un renovado papel. Entre estas poblaciones destacan las células Tr1 resultantes de cultivar células CD4 en presencia de IL-10 y las células Th3 aisladas en ratones tras la administración oral de antígeno. A éstas células con actividad supresora se les ha dado en llamar células reguladoras y aunque aun no se ha identificado un marcador inequívoco que las identifique, parece que la expresión mantenida de CD25 es un rasgo común en todas ellas. El mecanismo de supresión de estas células reguladoras, no solo implica  la expresión de citocinas con efecto inhibidor:(IL‑10 y TGF-beta), sino que en muchos casos participan molécula de superficie aún no identificadas, por cuánto se conoce que es necesaria la interacción de la célula respondedora con la célula reguladora para que se produzca supresión. 

Papel regulador de los receptores CTLA-4

Cuando un linfocito se activa, entre otras cosas, expresa en su superficie la molécula CTLA-4. CTLA-4 se une a los receptores B7 (CD80/CD86) de las células presentadoras de antígeno del mismo modo que CD28, pero en este caso, va a trasnmitir señales inhibidoras. Por otro lado al tener CTLA-4 mucha mayor afinidad por B7 que CD28, compite con éste evitando su estimulación y dejando a la célula sin la segunda señal y por tanto contribuyendo probablemente a los fenómenos de anergia observados tras la inyección continuada de antígeno. 

Papel regulador de los receptores inhibidores NK

Estos receptores ejercen una función inhibidora fundamental en las células NK pero también en muchas subpoblaciones de linfocitos T en donde  se encuentran presentes .

Teoría de la red de idiotipo-antidiotipo. 

Otro mecanismo de regulación inmune es el que propuso en 1974 Jerne (Figura 15.8), quien llamó la atención sobre el hecho de que los determinantes antigénicos configurados por las partes variables de las cadenas H y L de las inmunoglobulinas (idiotipos) constituían en sí un amplio repertorio de autoantígenos. Estos autoantígenos están en muy pequeña cantidad para ser destruidos por el sistema inmune, pero cuando un determinado clon es estimulado por su antígeno, el sistema inmune ya no podría ignorarlo y originaría una respuestas contra ellos en forma de segundos anticuerpos (anti‑idiotipos) que encajarían con los primeros y tendrían además un efecto modulador que puede ser positivo o negativo. A este proceso se le denominó "teoría de la red de anticuerpos". Es posible que una interacción similar entre linfocitos T ejerza un papel regulador pues hemos de considerar que el receptor T posee, al igual que las inmunglobulinas, idiotipos, esto es estructuras por donde se acopla el receptor a los epítopos y las moléculas de histocompatibilidad que reconocen. Se ha propuesto que una disregulación de estos mecanismos daría lugar a la pérdida de tolerancia y en consecuencia al desarrollo de respuestas autoinmunes. Aunque todos estos conceptos resultan atractivos no se han validado plenamente en el sistema inmune humano. 

Control genético de la respuesta inmune

Es conocido como cada individuo responde de una manera diferente a cada uno de los antígenos. Esto ha podio ser estudiado de manera precisa en animales, especialmente en ratones, aprovechando la existencia de cepas congénicas (idénticas genéticamente entre sí pero distintas unas de otras) y se ha comparado la capacidad de respuesta con la existencia de ciertos caracteres genéticos. De estos estudios ha resultado que existe cierta relación (Figura 15.9) entre la intensidad de respuesta a ciertos antígenos y el haplotipo de moléculas de histocompatibilidad que presenta el animal. Así a ciertos antígenos sintéticos responden de manera mas intensa los ratones C57L que los BALB/c/ o los CBA. 

A pesar del gran avance en el conocimiento de los procesos moleculares subyacentes a la generación de la diversidad de los anticuerpos y del TCR, del reconocimiento celular y de las funciones de las citocinas, es preciso indicar que aún nos hallamos lejos de comprender con cierto detalle como se regula  la respuesta inmune y mas lejos aún de entender el funcionamiento global del sistema inmune. Muestra de ello es la gran cantidad cuestiones que quedan por resolver y entre las que en relación con el tema que nos ha ocupado, podemos enunciar las siguientes:

¿Cual es el mecanismo y cuáles las células responsables de la selección negativa en el timo?. ¿Existe expresión de antígenos periféricos en el timo?. ¿Son diferentes los repertorios tolerizados de células CD4+ y CD8+?. ¿Cómo evoluciona la función del timo a lo largo de la vida del individuo?. ¿Intervienen las células B1 (autorreactivas) en la configuración del repertorio T y de las células B2?. ¿Recirculan las células T sensibilizadas en la periferia por el timo para ser reseleccionadas?. ¿Cómo se mantiene la memoria de la tolerancia?.

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Capitulo de Inmunología-online coordinado por  J. Peña