| El término inmunidad deriva del
latín immunitas, el privilegio en virtud del cual los senadores romanos estaban exentos
de ciertos deberes cívicos. En las ciencias biológicas, inmunidad significa protección
contra enfermedades, en especial, las infecciosas. Los
vertebrados –entre ellos el hombre– han desarrollado mecanismos para protegerse
de las agresiones que les vienen del ambiente, causadas por bacterias, virus, parásitos y
toxinas, entre otros agentes (los que reciben el nombre de patógenos, o causantes de
enfermedad.
Algunos de esos mecanismos son de tipo general y
constituyen una primera línea de defensa del organismo. Hablamos, así, de barreras
naturales –la piel, las mucosas– y de inmunidad innata o inespecífica; de esta
clase, por ejemplo, es la fagocitosis (de jagein –phageîn–, comer, y kutoV
–kytos, célula), proceso por el cual ciertas células denominadas macrófagos, que
se encuentran en la mayoría de los tejidos, capturan y digieren microorganismos. Decimos
que esta defensa es innata porque no depende de la exposición previa al patógeno. Pero
en todos los vertebrados puede activarse también una segunda línea de defensa, un
sistema de reconocimiento específico del agente agresor. Tal mecanismo se denomina
sistema inmune y está constituido por dos tipos de células:
- (a) las células accesorias, como son los macrófagos y las
células dendríticas (de dendron –déndron–, árbol, así llamadas porque
poseen ramificaciones), que participan en la captura y degradación (también denominada
procesado) del antígeno, y
- (b) las células inmunocompetentes o linfocitos, que pueden
reconocer específicamente tanto al antígeno nativo como al procesado por las células
accesorias.
Las células del sistema inmune se originan durante la
hematopoyesis, el proceso de formación de células sanguíneas, cuyas características
les permiten cumplir funciones vitales específicas. Así, los eritrocitos o glóbulos
rojos transportan oxígeno, las plaquetas promueven la coagulación de la sangre para
evitar hemorragias y las células blancas o leucocitos (que incluyen a los linfocitos, los
monocitos y los neutrófilos), junto con los macrófagos, forman el ejército celular del
sistema inmunológico. Todas derivan de las células hematopoyéticas troncales, también
denominadas células indiferenciadas multipotentes porque pueden replicarse
indefinidamente y diferenciarse en varias clases de células secundarias. Estas, las
precursoras, a su vez, originan líneas celulares diferenciadas (por ejemplo, los
eritrocitos). Las células hematopoyéticas troncales aparecen primero en el saco amarillo
embrionario, pero, a medida que el feto se desarrolla, migran al hígado. Inmediatamente
después del nacimiento, la hematopoyesis pasa a ser función de la médula ósea.
Un
Poco de Historia
(CIENCIA HOY) |
La inmunología estudia cómo se defiende el organismo de una infección causada
por alguno de los microorganismos agresores que nos rodean. Es la rama de las ciencias
biológicas que intenta explicar los mecanismos por los que eliminamos el organismo
patógeno y, en la gran mayoría de los casos, adquirimos resistencia (o inmunidad) a una
reinfección del mismo origen. Aunque el
concepto de la inmunidad adquirida después del primer contacto con un agente patógeno es
muy antiguo, no fue sino con los experimentos del británico Edward Jenner (1749- 1823)
que comenzaron los estudios inmunológicos. Según la sabiduría popular de la época, las
personas que trabajaban en los campos y contraían la viruela bovina (o vaccinia) no eran
víctimas de la fatal viruela humana. El 14 de mayo de 1796, Jenner inoculó al niño
campesino James Phipps con pus tomado de un bovino que sufría la enfermedad; seis semanas
después, el 1º de julio, le suministró una nueva dosis de material infeccioso, esta vez
proveniente de una persona enferma. El experimento fue exitoso –pues James
sobrevivió a la infección–, si bien no podemos dejar de estremecernos ante la forma
como fue llevado a cabo. La era de la vacunación (vaccination) había comenzado.
Aunque el descubrimiento de Jenner dio origen al concepto de
vacunación, nada se sabía en su
tiempo acerca del origen de las enfermedades. Fue Robert Koch (1843-1910) quien comprobó
que las de tipo infeccioso eran causadas por microorganismos, y que cada clase de estos
era responsable de una patología diferente, lo que llevó a extender el uso de las
vacunas. Así, Louis Pasteur (1822-1895) preparó las usadas contra la rabia y el cólera
avícola. En 1890, Emil von Behring (1854-1917) y Shibasaburo Kitasato (1892-1931)
descubrieron unas substancias (que llamaron anticuerpos) en el suero de las personas
vacunadas, las cuales se unían o adherían específicamente a los agentes patógenos
utilizados en la vacuna. Tal observación se vio confirmada por el descubrimiento del
belga Jules Bordet (1870-1961), en 1899, del complemento, una parte del su ero que actúa
en conjunción con los anticuerpos para destruir a los patógenos. Casi al mismo tiempo,
el francés de origen ruso Elie Metchnikoff (1845-1916) reconoció a los macrófagos,
aquellas células responsables de la inmunidad innata o natural, que pueden incorporar y
digerir a los microorganismos.
En poco tiempo, los investigadores comprobaron que se
producían anticuerpos específicos contra una gran variedad de antígenos (de generar
anticuerpos, o nombre que se dio a cualquier substancia que induzca la formación de
anticuerpos). Había llegado el momento de investigar cómo se producían esos anticuerpos
específicos, representantes de la inmunidad adquirida, para lo que el australiano Frank
McFarlane Burnet (1899-1985), quien fue galardonado con el Nobel en 1960 por sus estudios
sobre la inmunidad en los transplantes, propuso la teoría de la selección clonal, según
la cual el antígeno selecciona la célula del siste ma inmune que luego lo destruirá.
Así, existirían muchas células capaces de producir anticuerpos diferentes, cada una de
las cuales tiene en su superficie una molécula con la capacidad de adherirse a un único
sitio de un antígeno. Tal molécula actúa como receptor, o sea, reconoce y liga o atrapa
al antígeno que le resulta complementario. La célula está en reposo hasta que su
antígeno específico se le une; entonces comienza a proliferar y da origen a lo que
denominamos un clon, una población de células idénticas, todas las cuales secretan el
anticuerpo. El presente artículo describe cómo se produce el proceso.
Terminemos esta pequeña historia de la inmunología
destacando que, en los años 60, James Gowan (1924) descubrió que los linfocitos
(células blancas o leucocitos presentes en la linfa) eran responsables de la respues ta
inmune, pues encontró que si los eliminaba de un animal –en sus experimentos, una
rata–, este perdía la capacidad de tener aquella respuesta. Tal observación abrió
el camino a la inmunología celular, explicada en detalle en el texto.
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| LECTURAS SUGERIDAS Brines, R., 1996, 'Two hundred years on: Jenner and the discovery of
vaccination', Immunology Today, 17:203-204. Janeway, C.A. & Travers, P., 1994,
Immunobiology, Garland Publishing Inc., New York. |
Las distintas estirpes de linfocitos
constituyen entre el 1% y el 10% de las células que produce diariamente el cuerpo; se
encuentran principalmente en la superficie de las mucosas y en los órganos linfoides,
nombre que se aplica a la médula ósea, al timo (localizado en la parte superior del
pecho, detrás del esternón) y a otros órganos llamados periféricos (los ganglios o
nódulos linfáticos, el bazo y ciertos tejidos asociados con el intestino, como las
placas de Peyer). Existen poblaciones de linfocitos que cumplen diferentes funciones,
relacionadas con el órgano linfoide en el que maduraron (o adquirieron competencia
inmunológica). Los linfocitos B, productores de anticuerpos, maduran en la médula ósea
(o en un órgano equivalente de las aves, denominado bursa de Fabricius, de donde proviene
la denominación de linfocito B). Los linfocitos T lo hacen en el timo, donde se
diferencian en linfocitos T citotóxicos (Tc), que destruyen las células infectadas, y
linfocitos T colaboradores (Th, por helper), que ayudan a los B y a los macrófagos a
cumplir su función.
Durante el proceso de maduración, el contacto de los
linfocitos B y T con células epiteliales de los órganos linfoides respectivos les
confiere competencia inmunológica; es decir, hace que adquieran una función
inmunológica específica. Sin embargo, aunque cumplan diferentes funciones, las
poblaciones linfocitarias son indiferenciables desde el punto de vista morfológico.
El linfocito B pasa por sucesivos estadios de
diferenciación, conocidos como célula Pro-B o precursor inmaduro, célula
Pre-B,linfocito B inmaduro y linfocito B maduro; este, a su vez, se diferencia en célula
plasmática o plasmocito, la célula que secreta anticuerpos. Durante esos estadios
aparecen diferentes moléculas en la membrana celular que constituyen indicadores (o
marcadores) específicos y permiten establecer el grado de madurez de las células (Fig.1). Algunas de esas moléculas –que han podido ser
identificadas mediante el uso de anticuerpos monoclonales y forman parte del grupo
denominado cluster o conjuntos de diferenciación (CD) perduran durante la mayor
parte de la diferenciación del linfocito, en tanto que otras son propias de ciertos
estadios (véase el recuadro 'Identificación de antígenos celulares').
FIG.1
Principales marcadores del proceso de diferenciación de los linfocitos B.
La intensidad del color es proporcional a la cantidad de los marcadores en la membrana
celular
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El marcador más significativo del linfocito B
es la presencia en la membrana de una molécula de inmunoglobulina de la clas e M, o IgM
(véase el recuadro 'Los anticuerpos'), que reconoce e antígeno; por ello, esa IgM del
linfocito B es denominada, también, receptor antigénico y tiene la misma especificidad
–es decir, reconoce el mismo sitio antigénico– que el anticuerpo que será
secretado luego de la estimulación de la célula por el impacto del antígeno (véanse los recuadros 'Los receptores de los linfocitos' y 'La
transducción de señales').
Identificación de Antígenos Celulares |
En 1975, G. Köhler y C. Milstein dieron a conocer la técnica de preparación de
anticuerpos monoclonales (MAb, por monoclonal antibody), gracias a la cual se pueden
obtener en el laboratorio anticuerpos de una única especificidad, es decir, que reconocen
un único sitio en el antígeno que les dio origen (ver 'Los anticuerpos monoclonales',
Ciencia Hoy, 11:38-39, 1991). Poco después, investigadores de todas partes del mundo
comenzaron a preparar monoclonales
contra células hematopoyéticas normales y malignas, por ejemplo las de la leucemia. La
descripción de las moléculas (o antígeno s celulares) reconocidas por esos anticuerpos
provocó un espectacular avance en el estudio de la diferenciación, maduración y
funciones de las células del sistema inmune. Entre
1975 y 1980 se publicó una gran cantidad de trabajos en los que se identificaban
antígenos celulares en linfocitos B y T, macrófagos, plaquetas, etc. El panorama se fue
complicando, ya que aumentaba la probabilidad de que varios MAb, obtenidos en diferentes
laboratorios y en diferentes circunstancias, reconocieran la misma molécula. A ello se
agregaba la nomenclatura de los MAb, pues cada investigador bautizaba el suyo según los
dictados de su imaginación, lo que hacía imposible retener los nombres de los MAb y los
antígenos celulares que reconocían. Por eso, en 1980 se realizó el primer taller de
trabajo (workshop)e ncaminado a poner orden en la nomenclatura. Desde entonces, ello tiene
lugar cada tres años, con el propósito de actualizar los descubrimientos, los cuales,
afortunadamente, se siguen produciendo. Como resultado de esos encuentros, se decidió
agrupar los MAb que reconocen un mismo antígeno celular bajo la sigla CD (por cluster de
diferenciación). Varios MAb de distinta denominación pueden reconocer el mismo CD.
Pasados más de quince años del primer taller, el número de CD descriptos supera los
ciento cincuenta. A medida que se identifican y estudian estas moléculas en profundidad y
se descubre su función biológica, aparece un mundo fascinante de relaciones
intercelulares, receptores complejos e intermediarios de la respuesta inmunológica.
La identificación de diferentes moléculas CD ha
significado, también, un importantísimo aporte al diagnóstico y pronóstico de las
leucemias, enfermedades malignas del sistema linfoide. Ahora se puede establecer con
certeza en qué etapa de la evolución celular se produjo la transformación de la célula
normal en tumoral, y cómo actuar en cada caso; las características morfológicas de las
células y el color que toman con distintos colorantes, técnicas usadas durante mucho
tiempo para llegar a un diagnóstico de la enfermedad, han pasado a segundo plano.
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