Microbiology (Español)

en las defensas celulares, las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) se expresan en la superficie de las células sanas, identificándolas como células normales y «auto» a asesinas naturales (NK)., Las moléculas MHC también juegan un papel importante en la presentación de antígenos extraños, que es un paso crítico en la activación de las células T y, por lo tanto, un mecanismo importante del sistema inmune adaptativo.

moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad

El complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) es una colección de genes que codifican moléculas MHC que se encuentran en la superficie de todas las células nucleadas del cuerpo. En los seres humanos, los genes MHC también se conocen como genes de antígeno leucocitario humano (HLA)., Los glóbulos rojos maduros, que carecen de núcleo, son las únicas células que no expresan moléculas MHC en su superficie.

Hay dos clases de moléculas MHC implicadas en la inmunidad adaptativa, MHC I y MHC II (Figura 1). Las moléculas MHC I se encuentran en todas las células nucleadas; presentan auto-antígenos normales, así como patógenos anormales o no propios para las células efectoras t involucradas en la inmunidad celular. Por el contrario, las moléculas MHC II solo se encuentran en macrófagos, células dendríticas y células B; presentan antígenos patógenos anormales o no propios para la activación inicial de las células T.,

ambos tipos de moléculas MHC son glicoproteínas transmembranas que se ensamblan como dímeros en la membrana citoplasmática de las células, pero sus estructuras son bastante diferentes. Las moléculas MHC I están compuestas por una cadena de proteína α más larga junto con una proteína de microglobulina β2 más pequeña, y solo la cadena α se extiende por la membrana citoplasmática. La cadena α de la molécula MHC I se pliega en tres dominios separados: α1, α2 y α3. Las moléculas MHC II están compuestas por dos cadenas de proteínas (Una α y una β) que son aproximadamente similares en longitud., Ambas cadenas de la molécula MHC II poseen porciones que abarcan la membrana plasmática, y cada cadena se pliega en dos dominios separados: α1 y α2, y β1 y β2. Para presentar antígenos anormales o no auto-antígenos a las células T, Las moléculas MHC tienen una hendidura que sirve como el sitio de unión al antígeno cerca de la porción «superior» (o más externa) del dímero MHC-I O MHC-II. Para MHC I, la hendidura de unión al antígeno está formada por los dominios α1 y α2, mientras que para MHC II, la hendidura está formada por los dominios α1 y β1 (Figura 1).

la Figura 1., El MHC I se encuentra en todas las células del cuerpo nucleadas, y el MHC II se encuentra en macrófagos, células dendríticas y células B (junto con el MHC I). La hendidura de unión al antígeno del MHC I está formada por los dominios α1 y α2. La hendidura de unión al antígeno del MHC II está formada por los dominios α1 y β1.

células presentadoras de antígenos (APCs)

todas las células nucleadas en el cuerpo tienen mecanismos para procesar y presentar antígenos en asociación con moléculas MHC., Esto señala el sistema inmune, indicando si la célula es normal y sana o infectada con un patógeno intracelular. Sin embargo, solo los macrófagos, las células dendríticas y las células B tienen la capacidad de presentar antígenos específicamente con el propósito de activar las células T; por esta razón, estos tipos de células a veces se conocen como células presentadoras de antígenos (APCs).

mientras que todos los APC juegan un papel similar en la inmunidad adaptativa, hay algunas diferencias importantes a considerar., Los macrófagos y las células dendríticas son fagocitos que ingieren y matan patógenos que penetran las barreras de primera línea (es decir, la piel y las membranas mucosas). Las células B, por otro lado, no funcionan como fagocitos, sino que desempeñan un papel principal en la producción y secreción de anticuerpos. Además, mientras que los macrófagos y las células dendríticas reconocen patógenos a través de interacciones de receptores inespecíficos (p. ej., Las células B interactúan con patógenos extraños o sus antígenos libres usando inmunoglobulina específica para antígenos como receptores (IgD monomérico e IgM). Cuando los receptores de inmunoglobulina se unen a un antígeno, la célula B internaliza el antígeno por endocitosis antes de procesar y presentar el antígeno a las células T.

presentación del antígeno con moléculas MHC II

Figura 2. Una célula dendrítica fagocitosa una célula bacteriana y la lleva a un fagosoma., Los lisosomas se fusionan con el fagosoma para crear un fagolisosoma, donde los productos químicos antimicrobianos y las enzimas degradan la célula bacteriana. Las proteasas procesan antígenos bacterianos, y los epítopos más antigénicos se seleccionan y se presentan en la superficie de la célula junto con moléculas MHC II. Las células T reconocen los antígenos presentados y, por lo tanto, se activan.

las moléculas MHC II solo se encuentran en la superficie de los APCs., Los macrófagos y las células dendríticas usan mecanismos similares para el procesamiento y presentación de antígenos y sus epítopos en asociación con MHC II; las células B usan mecanismos algo diferentes que se describirán más adelante en linfocitos B e inmunidad Humoral. Por ahora, nos centraremos en los pasos del proceso en lo que respecta a las células dendríticas.

después de que una célula dendrítica reconoce y se une a una célula patógena, el patógeno se internaliza por fagocitosis y se contiene inicialmente dentro de un fagosoma., Los lisosomas que contienen enzimas y productos químicos antimicrobianos se fusionan con el fagosoma para crear un fagolisosoma, donde comienza la degradación del patógeno para el procesamiento del antígeno. Las proteasas (que degradan las proteínas) son especialmente importantes en el procesamiento de antígenos porque solo los epítopos de antígenos proteicos se presentan a las células T mediante MHC II (Figura 2).

Los APC no presentan todos los epítopos posibles para las células T; solo se presenta una selección de los epítopos más antigénicos o inmunodominantes., El mecanismo por el cual los epítopos son seleccionados para su procesamiento y presentación por un APC es complicado y no se entiende bien; sin embargo, una vez que los epítopos más antigénicos e inmunodominantes han sido procesados, se asocian dentro de la hendidura de unión al antígeno de las moléculas MHC II y se translocan a la superficie celular de la célula dendrítica para su presentación a las células T.

la presentación del antígeno con moléculas MHC I

las moléculas MHC I, que se encuentran en todas las células nucleadas normales y sanas, indican al sistema inmunitario que la célula es una célula normal «auto». En una célula sana, las proteínas que normalmente se encuentran en el citoplasma son degradadas por proteasomas (complejos enzimáticos responsables de la degradación y el procesamiento de proteínas) y procesadas en epítopos de antígeno propio; estos epítopos de antígeno propio se unen dentro de la hendidura de unión al antígeno MHC I y luego se presentan en la superficie celular., Las células inmunitarias, como las células NK, reconocen estos antígenos y no se dirigen a la célula para su destrucción. Sin embargo, si una célula se infecta con un patógeno intracelular (por ejemplo, un virus), los antígenos proteicos específicos del patógeno se procesan en los proteasomas y se unen con moléculas MHC I para su presentación en la superficie celular. Esta presentación de antígenos específicos de patógenos con MHC I indica que la célula infectada debe ser objetivo de destrucción junto con el patógeno.,

antes de la eliminación de las células infectadas puede comenzar, APCs primero debe activar las células T involucradas en la inmunidad celular. Si un patógeno intracelular infecta directamente el citoplasma de un APC, entonces el procesamiento y presentación de antígenos puede ocurrir como se describe (en proteasomas y en la superficie celular con MHC I). Sin embargo, si el patógeno intracelular no infecta directamente los APC, se utiliza una estrategia alternativa llamada presentación cruzada. En la presentación cruzada, los antígenos se introducen en el APC por mecanismos que normalmente conducen a la presentación con MHC II (I. e.,, a través de fagocitosis), pero el antígeno se presenta en una molécula MHC I para células T CD8. Los mecanismos exactos por los cuales ocurre la presentación cruzada aún no se entienden bien, pero parece que la presentación cruzada es principalmente una función de las células dendríticas y no de los macrófagos o las células B.