miércoles, 3 de enero de 2018

Mecanismos reguladores

Como era de esperar, existen muchos mecanismos reguladores para evitar la activación incontrolada del complemento.


La activación proteolítica del C1r y C1s es inhibida por una proteína plasmática nombrada C1 (C1 INH). Si el C1q se une a un anticuerpo comienza el porceso de activación del complemento, el C1 INH pasa a ser una Diana de la actividad enzimática del C1r-C1s unido. El C1 INH impide la acumulación del C1r-C1s con actividad enzimática en el plasma.



El ensamblaje de los componentes de las convertasas de C3 y C5 es inhibido por la unión de proteínas reguladoras. Si se deposita el C3b, la proteína cofactor de membrana (MCP), CR1, factor acelerador de la degradación (DAF) y el factor H. El C4b se une al DAF, CR1, MCP y la proteína ligadora del C4.



El C3b asociado a la célula es degradado por proteólisis que se activa en presencia de proteínas reguladoras. La MCP, factor H, C4BP y CR1 sirven de factores de escisión mediada por el factor 1 de C3b y C4b, generando los fragmentos llamados iC3b, C3b y C3dg, que no participan en la activación del complemento, pero son reconocidos por receptores situados en los fagocitos y linfocitos B.



La formación del MAC es inhibida por CD59, la cual inhibe la adición consiguiente de moléculas de C9.









Bibliografía

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27100/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3956958/

Inmunología celular y molecular, Octava Edición Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai. Editorial Elsevier Saunders

VÍAS DE ACTIVACIÓN

Vías de activación


La vía clásica de activación del complemento se considera parte de la respuesta inmunitaria adaptativa porque empieza con la formación de complejos de antígeno-anticuerpo. Estos complejos pueden ser solubles, o pueden formarse cuando un anticuerpo se une a determinantes antigénicos, o epítopos, situados sobre membranas celulares de virus, hongos, parásitos o bacterias. Los complejos de anticuerpo-antígeno solubles a menudo se denominan inmunocomplejos, y sólo los complejos formados por IgM o ciertas subclases de anticuerpos IgG son capaces de activar la vía clásica del complemento.

El complejo antígeno IgM o IgG/anticuerpose unen a C1q (primera proteína de la cascada) que conduce a la activación de C1r, que a su vez escinde C1s. Esto a su vez activa las serina proteasas que conducen a la escisión de C4 y C2, lo que lleva a la formación de C4bC2a (C3 convertasa), que a su vez escinde C3 en C3a y C3b. Mientras que C3a actúa como un reclutador de células inflamatorias (anafilatoxina), C3b se une al complejo C4b2a para formar C5 convertasa (C4b2a3b). La convertasa C5 inicia la formación del Complejo de Ataque de Membrana (MAC), que se inserta en la membrana creando poros funcionales en las membranas bacterianas que conducen a su lisis.



Vía alternativa. Pillemer basándose en observaciones de que el sistema del complemento podría activarse mediante la unión directa de bacterias y levaduras independientemente de la interacción del anticuerpo propuso la vía alternativa del complemento antes conocida como la 'ruta de la properdina' La vía alternativa no es tanto una vía de activación, ya que es una falla para regular la formación continua de bajo nivel de una convertasa C3 soluble. El enlace tioéster interno de C3 es altamente reactivo y se hidroliza espontáneamente dando como resultado una molécula conocida como C3 (H2O) que se asemeja a C3b. Esto puede vincularse al factor B y procesarse en una convertasa C3 soluble de vida corta que puede generar más C3b. Si este C3b se une a una superficie cercana que es incapaz de inactivarlo (como bacterias / células de levadura o tejidos del huésped dañados), esto lleva a la amplificación de la vía alternativa. La presencia de reguladores del complemento en células sanas asegura que la hidrólisis espontánea de C3 se mantenga bajo control.

Se considera que esta vía, al igual que la vía de la lectina, forma parte del sistema inmunitario innato. De cualquier modo, a diferencia de la vía de la lectina, en la vía alternativa se usa un grupo propio de C3 y C5 convertasas. La C3 convertasa de la vía alternativa está constituida de una molécula de C3b y una molécula singular para la vía alternativa, Bb. A continuación se añade una segunda C3b para sintetizar la C5 convertasa de la vía alternativa.

La activación de C3 tiene lugar cuando C3b se une al factor B y luego es escindido por el factor D (un proceso que se estabiliza con iones de magnesio y properdina). La acción enzimática del factor D actúa como el paso limitante de la velocidad de la vía alternativa y escinde el factor B, cuyo fragmento mayor permanece unido a C3b para formar la vía alternativa C3 convertasa-C3bBb. C3b es capaz de crear una nueva convertasa C3 en presencia de Factores B y D, actuando así como un "bucle de amplificación" para otras vías, así como la vía alternativa. La ruta alternativa omite los componentes C1, C2 y C4.

La vía alternativa es iniciada de 3 maneras:

  • La vía al ralentí alternativa es iniciada cuando C3, cuya concentración sérica es alta, pasa por hidrólisis spontánea en su enlace tioéster interno, lo que da la molécula C3(H2O).
  • Vía alternativa activada por properdina
  • Vía alternativa activada por proteasa




La vía de la lectina, al igual que la vía clásica, procede por medio de la activación de una C3 convertasa compuesta de C4b y C2a. Aun así, en lugar de depender de anticuerpos para reconocer la amenaza microbiana y para iniciar el proceso de activación del complemento, en esta vía se utilizan lectinas (proteínas que reconocen componentes carbohidrato específicos que se encuentran principalmente sobre superficies microbianas) como sus moléculas receptoras específicas. La lectina de unión a manosa (mbl), la primera lectina que se demostró que es capaz de iniciar la activación del complemento, se une a disposiciones unidas de residuos de manosa que se encuentran sobre superficies microbianas.

Estos se unen a patrones de carbohidratos específicos poco comunes en el huésped, lo que lleva a la activación de la ruta a través de la actividad enzimática de MASP. Existen similitudes estructurales compartidas entre los complejos MBL y C1 (MBL- con serina proteasas C1q-asociadas, MASP-1 y MASP-2 con C1r y C1s, respectivamente), lo que lleva a la creencia de que la activación del complemento por MBL y complejos C1 son similares. MASP-2 escinde C4 y C2 para formar C3 convertasa, mientras que MASP-1 puede escindir C3 evitando directamente el complejo C4b2a, aunque a un ritmo muy lento. Otra serina proteasa, MASP-3, mostró una regulación negativa de la actividad de escisión de C4 y C2 de MASP-2. Después de la caracterización inicial de MBL, se ha demostrado que otras 3 lectinas (conocidas como ficolinas) interactúan con MASP: ficolin-1 (o M-ficolin), ficolin-2 (o L-ficolina) y ficolin-3 (o H- ficolina o antígeno Hakata). Las ficolinas activan la ruta de la lectina formando complejos activos con MASP. Más recientemente, se ha demostrado que una nueva lectina de tipo C (CL-11) interactúa con MASP-1 y / o MASP-3 y puede activar la ruta de la lectina.





Bibliografía

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27100/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3956958/

Inmunología celular y molecular, Octava Edición Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai. Editorial Elsevier Saunders
Kuby Inmunología, Owen, Punt, Stanford. Séptima edición, Editorial McGraw Hill

¿Cómo entender la nomenclatura?

Los productos de las reacciones de escisión se van a designar con letras minúsculas añadidas, el fragmento más grande se designa b y el más pequeño es a; así, por ejemplo, C4 se escinde a C4b, el fragmento grande de C4 que se une covalentemente a la superficie del patógeno, y C4a, un pequeño fragmento con propiedades proinflamatorias débiles. Los componentes de la vía alternativa, en lugar de ser numerados, se designan con letras mayúsculas diferentes, por ejemplo, factor B y factor D. Como en la vía clásica, sus productos de escisión se designan mediante la adición de minúsculas a y b, el fragmento grande de B se llama Bb y el pequeño fragmento Ba. Finalmente, en la ruta de lectina de unión a manosa, las primeras enzimas que se activan se conocen como serina proteasas asociadas a lectina de unión a manano MASP-1 y MASP-2, después de lo cual la ruta es esencialmente la misma que la ruta clásica.


Ahora bien, la formación de la actividad C3 convertasa es fundamental en la activación del complemento, lo que conduce a la producción de las principales moléculas efectoras e inicia los eventos tardíos. En las vías clásica y  de lectina, la convertasa C3 se forma a partir de C4b unido a la membrana unido con C2b. En la ruta alternativa, se forma una C convertasa homóloga a partir de C3b unido a la membrana con Bb. La ruta alternativa puede actuar como un bucle de amplificación para las tres vías, ya que se inicia mediante la unión de C3b.




Bibliografía


https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3956958/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27100/


Receptores del complemento

Receptores del complemento.

El sistema de complemento es un complejo conjunto de moléculas solubles que generan diversas reacciones encargadas de atraer células inmunes al sitio de infección y liderar la destrucción de los microbios. Esta acción es realizada por la unión de los fragmentos del complemento a la superficie microbiana y marcando ese microbio, facilitando así la interacción con el receptor del complemento para su destrucción por otros elementos del sistema inmune. Los receptores del complemento unidos a la superficie celular en las células fagocíticas y las células B reconocen estos fragmentos de complemento unidos y facilitan la unión, la ingestión y la degradación interna de los microbios marcados. El complejo recetor-complemento es interiorizado a la célula por fagocitosis. Ahora que el microbio ya fue ingerido ya puede ser destruido.

La unión del epítopo por los anticuerpos IgA, IgG o IgM desencadena un cambio conformacional en la porción de "cola" o porción de Fc del anticuerpo.

Más específicamente podemos encontrar los receptores para proteínas del complemento como son:
CR1 o CD35 este es el receptor para el complemento de tipo 1, con una alta afinidad a C3b y C4b. Se expresa principalmente por células derivadas de la médula ósea, como eritrocitos, neutrófilos, eosinófilos, monocitos, macrófagos y linfocitos T y B, de igual se encuentran en células dendríticas foliculares. La unión de partículas cubiertas de C3b o C4b al CR1 activa los mecanismos microbicidas de los fagocitos. El CR1 situado en los eritrocitos se unirá a los inmunocomplejos con C3b Y C4b para transportarlos al hígado y el bazo, en donde los fagocitos eliminarán los inmunocomplejos de la superficie del eritrocito para que este siga circulando.

CR2 o CD21 receptor para el complemento de tipo 2, presente en linfocitos B, células dendríticas foliculares y algunas células epiteliales. Se une específicamente a C3d, C3dg, e iC3b (productos de escisión del C3b). En las células dendríticas foliculares sirve para atrapar complejos antígeno-anticuerpo cubiertos de iC3b y C3dg en centros germinales. 

CR3 o CD11bCD18 también llamado Mac-1 es el receptor del complemento de tipo 3, expresado en neutrófilos, macrófagos, mastocitos, y linfocitos NK. Se forma de una cadena alfa (CD11b) unida a una cadena beta (CD18). Mac-1 promueve la fagocitosis de los microbios opsonizados con iC3b, puede reconocer bacterias directamente para la fagocitosis, y al unirse a ICAM-1 promueve la unión de los leucocitos al endotelio, incluso sin activarse el complemento. 

CR4, p150,95, CD11cCD18 lleva a cabo funciones similiares a Mac-1. CD11c es abundante en células dendríticas, sirve como marcador de estas células. 

CRIg receptor para el complemento de la familia de Inmunoglobulinas, se expresa en las células de kupffer. Se une a los fragmentos de C3b e iC3b.





















Bibliografía

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3956958/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27100/
Inmunología celular y molecular, Octava Edición Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai. Editorial Elsevier Saunders

Hablemos un poco de historia

Todo inicia con la teoría de Metchnikof y los fagocitos, presentándonos las bases de la inmunidad innata, sin embargo esta era cuestionada y patólogos como Jules Bordet apoyaron la teoría humoral demostrando que la lisis inmune requiere de un factor lábil al calor y uno estable, un estabilizador ahora conocido como anticuerpo, descrito por Paul Erlich enfocándose en la neutralización de anticuerpos por toxinas que inducen la lisis bacteriana con ayuda del complemento. De acuerdo a esta teoría el anticuerpo y complemento se combinan para formar un complejo de enzimas capaces de atacar y destruir células y microorganismos.

Años más tarde, Ferrata y Brand introdujeron el concepto de que el complemento no era una sola sustancia, sino que se separaba en dos fracciones: una intermedia renombrada C1 y una al extremo C2 y era solo cuando ambos fragmentos estaban presentes que había actividad bactericida por parte del complemento.

Von Dungern describió un fenómeno por el cual el complemento fue inactivado por las células de levadura, y un similar a la inactivación observada utilizando veneno de cobra por Braun y Omorokow (ambos ahora conocidos por activar la vía de activación alternativa). Se demostró  que la inactivación del complemento por las células de levadura se debieron a la eliminación de un componente lábil al calor. Un componente termoestable del complemento sistema fue referido como C3. Inactivación de otro complemento por amoníaco condujo al aislamiento y la caracterización de un nuevo componente denominado C4. Estos fueron inicialmente asignados en orden de su descubrimiento, y no de acuerdo en la secuencia de activación.

C3 se muestra formado por 6 proteína inicialmente denominadas C3a-C3f. Científicos como Nilsson, Muller-Eberhard, determinaron la secuencia de activación de componentes para lo que ahora nos referimos como la vía de activación clásica como: C'1 obligado primero seguidos secuencialmente por C'4, C'2, C'3a, C'3b, C'3e, C'3f, C'3c y C'3d. En 1968, se cambiaron estas nomenclaturas y la nueva terminología siendo, en orden de activación C1, C4, C2, C3, C5, C6, C7, C8 y C9.

En el sistema del complemento, los zimógenos precursores están distribuidos por los fluidos corporales y tejidos. En los sitios de infección, sin embargo, se activan localmente y desencadenan una serie de eventos inflamatorios potentes. Se activa a través de una cascada de enzima en la cual, una enzima del complemento activa, generada por la escisión de su precursor de zimógeno  escinde su sustrato a su forma enzimática activa. Esto, a su vez, escinde y activa el siguiente zimógeno en la ruta del complemento. De esta forma, la activación de un pequeño número de proteínas del complemento  se amplifica enormemente por cada reacción enzimática sucesiva, lo que da como resultado la generación rápida de una respuesta del complemento desproporcionadamente grande.

“El complemento es un sistema de proteínas del plasma que interactúa con los patógenos para marcarlos para su destrucción por los fagocitos”




Bibliografía


https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27100/


Mecanismos reguladores