1 CÁTEDRA DE INMUNOLOGÍA CLÍNICAUNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CÁTEDRA DE INMUNOLOGÍA CLÍNICA UNIDAD TEMÁTICA: INMUNOLOGÍA DE LOS PROCESOS INFECCIOSOS

2 OBJETIVOS Conocer los aspectos básicos de las infeccionesIdentificar y caracterizar los mecanismos propios de la inmunidad innata y adaptativa que median la defensa frente a las infecciones. Comprender los conceptos centrales vinculados a la inmunidad antimicrobiana Conocer los diferentes mecanismos que utilizan los microorganismos para evadir el ataque del sistema inmunitario

3 CONTENIDOS 5.4 Respuesta inmune frente a hongos extracelulares e intracelulares. Infección localizada y sistémica. Calidad de la respuesta inmune. Mecanismos efectores. Mecanismos fúngicos de evasión inmune.

4 Las infecciones por hongos denominadas micosis son una causa importante de morbilidad y mortalidad en el ser humano. Algunas micosis son endémicas y se deben a hongos presentes en el medio ambiente y cuyas esporas son inhaladas por los seres humanos. Otras reciben el nombre de oportunistas, ya que los agentes causales producen en todo caso, una enfermedad leve en las personas sanas, pero pueden infectar y provocar la enfermedades graves en las inmunodeprimidas.

5 El deterioro de la inmunidad es el factor predisponente más importante para las micosis clínicamente importantes. La deficiencia de neutrófilos como consecuencia de la supresión o de la lesión de la médula ósea se asocia con frecuencia a estas infecciones. Recientemente se ha observado un aumento de infecciones micóticas oportunistas asociadas al incremento del número de inmunodeficiencias causados principalmente por el Sida y por el tratamiento de cáncer diseminado y el rechazo de trasplantes que inhibe la función de la médula ósea y anula las respuestas inmunitarias.

6 Los diferentes hongos que infectan al ser humano pueden vivir en los tejidos extracelulares como en el interior de los fagocitos. Por lo tanto las respuestas inmunitarias contra ellos suelen ser combinaciones de las inducidas por bacterias extracelulares como intracelulares. Sin embargo la inmunidad antimicótica se conoce mucho menos que la inmunidad antibacteriana y la antiviral. Esto puede deberse a que las infecciones afectan a menudo a pacientes incapaces de desencadenar respuestas inflamatorias eficaces.

7 Patogenia de las micosisUn número relativamente pequeño de hongos es lo suficientemente virulento para considerarse como patógenos primarios, que son capaces de iniciar una infección en un anfitrión normal aparentemente inmunocompetente, colonizar el organismo, encontrar un nicho adecuado con abundantes sustratos para evitar o alterar los mecanismos normales de defensa y posteriormente multiplicarse en el mismo.

8 Patógenos Primarios B. dermatitidis: las conidias inhaladas se transforman en levaduras, la invasión localizada del organismo por estas provoca una reacción inflamatoria, la levadura impide su reconocimiento por los macrófagos y se disemina por vía hematógena.

9 C. immitis: las artroconidias inhaladas alcanzan los alvéolos se convierten en esférulas que dan lugar a endoesporas, las cuales son fagocitadas y sobreviven las esférulas de gran tamaño que evitan la fagocitosis, y su ambiente alcalino permite su supervivencia en el interior del fagolisosoma

10 H. capsulatum: las conidias inhaladas se convierten en levaduras, las levaduras son ingeridas por los macrófagos; sobreviven y proliferan en el interior del fagolisosoma; algunas células en esta fase se mantienen latentes en el interior del macrófago, mientras que otras proliferan y destruyen a los macrófagos para liberar su progenie intracelular

11 P. brasiliensis: las conidias inhaladas se transforman en grandes levaduras multipolares de gemación, son ingeridas pero no digeridas por los macrófagos; pueden permanecer en estado de latencia por años. Se diseminan en las mucosas oral y naso faríngea

12 Patógenos oportunistasLos individuos sanos inmunocompetentes muestras una resistencia innata notable a las micosis. Los patógenos oportunistas tan sólo producen una infección en individuos con alteraciones en las barreras protectoras de la piel y las membranas mucosas o bien deficiencias del sistema inmunitario que le permiten atravesarlas, colonizar y reproducirse

13 Género Candida: prolifera mucosa con ulterior invasión, las barrera mucosa suele encontrarse alterada y luego se disemina de forma hematógena

14 C. neoformans: las levaduras inhaladas son ingeridas por los macrófagos; sobreviven en el ambiente intracelular, la cápsula inhibe la fagocitosis; la protegen del daño oxidativo junto con la melanina, se disemina de manera hematógena y linfática al cerebro.

15 Género Aspergillus: las conidias inhaladas se unen al fibrinógeno y laminina del alvéolo; las conidias germinan y las formas miceliales secretan proteasas e invaden el epitelio; la invasión vascular produce trombosis e isquemia tisular y diseminación hematógena.

16 La respuesta inmune frente a las micosis comprenden dos componentes principales:La resistencia: la habilidad de limitar la carga fúngica La Tolerancia: la habilidad de limitar el daño al huésped causado por la respuesta inmune u otros mecanismos.

17 Reconocimiento del Hongo por el sistema inmune innatoMecanismos inmunes innatos son usados para responder a los hongos patógenos en forma rápida y conservada Los componentes de este mecanismo están presentes en sitios de continua interacción con los hongos e incluye la barrera de la piel y la superficie de las células de la mucosa epitelial de los tractos: respiratorios, gastrointestinal y genitourinario

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19 Tras superar el epitelio empieza la infección invasora y como primera respuesta del huésped, el endotelio vascular secreta mediadores proinflamatorios y péptidos antimicrobianos como defensinas que estimulan el reclutamiento y la activación de los leucocitos. Una vez atravesadas las barreras mucocutáneas, neutrófilos y monocitos son las células clave en los estadios iniciales.

20 La infección por Candida spp. se divide en 2 gruposLa infección por Candida spp. se divide en 2 grupos. La primera línea de defensa se encuentra en diferentes mecanismos locales a nivel de las mucosas( lactoferrina, lisozimas, lactoperoxidasas, mucinas, transferrinas e inmunoglobulinas A) que dificultan la adhesión y crecimiento en la cavidad orofaringea. Células epiteliales secretan IL-8 y estimulante de colonias granulocíticas como respuesta a un aumento de colonias de Candida en mucosa.

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22 Los hongos activan la inmunidad innataSe unen a anticuerpos, complemento, proteínas surfactantes y receptores de reconocimiento solubles en las puertas de entrada. La opsonización por estos mecanismos promueven la captura de los hongos y la activación de la inmunidad innata por medio de la fagocitosis y los recetores de señalización.

23 Los hongos expresan patrones moleculares asociados a patógenos PAMPs.Las células del huésped expresan RRPs: TLR (receptores de tipo Toll) CLRs (receptores de lectina tipo C) Familia de proteína de galectina CR3(Reconoce partículas ops. por c3b, ICAM-1, beta glucano) CD36 (incrementa maduración de monocitos a macrófagos)

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25 PRRS EN LOS FAGOCITOS Inician la diseminación de eventos intracelulares que promueven la activación del sistema inmune y la erradicación de los hongos con la respuesta inmune específica generada según el tipo de CPA involucrada. Para que la respuesta adaptativa antígeno específica se active en necesario primero la activación de mecanismos de detección de patógenos de la inmunidad innata.

26 Principal Fuente de PAMPs reconocibles por los RRPs:La células de la pared celular fúngica contiene: Beta-glucanos Quitina (polímero de N-acetilglucosamina Mananos

27 CLRs Son de importancia central para el reconocimiento e inducción de la respuesta innata y adaptativa. Dectina 1 Dectina 2 Mincle DC-SIGN Receptor de manosa Langerina

28 Dectina-1 Es la encargada del reconocimiento del B-glucano por lo que cumple un papel relevante. Induce el estallido respiratorio, la endocitosis del ligando y la secreción de citocinas y quimiocinas activando por dos vías diferentes CARD9 y RAF.. Los beta-glucanos se expresan mayoritariamente en las levaduras y no en las hifas. Las conidias no son reconocidas pero si los tubos germinativos. Un defecto a este nivel aumenta la susceptibilidad a infecciones fúngicas

29 Dectina- 2 Es la encargada del reconocimiento de α manano. Se une con mayor afinidad a hifas que a levaduras. Junto con Mincle requieren de proteínas adaptadoras para activar Nf-kB. Induce citoquinas proinflamatorias y liberación de leucotrienos. En su ausencia disminuye el desarrollo de las células TH17

30 Mincle Se definió originalmente por su capacidad de reconocer una amplia gama de ligandos de α manosa. Se expresa en los macrófagos sometidos a varios tipos de estrés y detecta células dañadas. Induce respuestas inflamatorias mediadas por Nf-kB, como TNF-α, quimiocinas e IL-10 Inicialmente fue implicado en la infección por Candida, y reconoce especies de Malassezia y F. pedrosoi.

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32 DC-SIGN Es capaz de reconocer y mediar la endocitocis de una amplia variedad de patógenos a través de reconocimiento de estructuras ricas en manosa y fucosa. Ojo: En primer lugar, no sólo media el reconocimiento de PAMP, también reconoce moléculas propias En segundo lugar, su propia funcionalidad puede ser subvertida para los patógenos

33 RECEPTORES DE MANOSA Reconoce distintas clases de hongos a través del reconocimiento de la manosa, fucosa y N-acetilglucosamina. Promueve el procesamiento y presentación antigénica a las células T. Induce a la producción de citocinas inflamatorias. Induce la activación de NF-Kb y la producción de IL-12,GM-CSF, IL-8, IL-1B, IL-6. Desempeña un papel importante en la producción de IL-17 en células de memoria

34 Langerina Reconoce motivos ricos en manosa y fucosa, Se encuentran en células de Langerhans, y promueve la internalización de las levaduras. Al contrario de la DC-SIGN media la internalización al compartimiento degradativo favoreciendo el procesamiento.

35 Receptores de tipo TollTLR2, TLR4 Y TLR9 son los principales que reconocen componentes fúngicos: fosfolipomananos, mananos y DNA. Requieren de MyD88 para la señalización y la activación de NF-Kb y MAPK. Facilitan la presentación antigénica y la respuesta de células T.

36 TLR2: menos inflamatorio, puede promover TH2 (IL-10) y Treg (IL-10 y TGF-B).TLR4: promueve citoquínas inflamatorias mejora las respuestas TH1. TLR9: reconoce ADN fúngico. Activa NF-Kb y desencadena IL-12 en infecciones por C. neoformans y A. fumigatus.

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38 RECEPTORES DE TIPO NOD (NRL)Constituyen una familia de receptores exclusivamente citoplasmáticos, que representan la contraparte citosólica de los TLR. Captan componentes microbianos que ganan acceso al citoplasma. Al reconocer a sus ligandos promueven la activación de vías transduccionales (NF-Kb) o sirven como plataforma para la formación de inflamasomas NLRP3 e inducen la producción de IL-1B IL-18.

39 PATRONES MOLECULARES ASOCIADOS A DAÑOSLos NRL no sólo reconocen a PAMPs , si no también a DAMPs como ATP, cristales de ácido úrico, proteínas de shock térmico y fibrina.

40 Los principales mediadores de la inmunidad innata frente a los hongos son los neutrófilos y los macrófagos. Los pacientes con neutropenia son muy susceptibles a las infecciones micóticas oportunistas. Es probable que los neutrófilos liberen sustancias fungicidas tales como intermediarios reactivos de oxígeno y enzimas lisosómicas así como que fagociten para su eliminación intracelular.

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45 La acción del complemento frente a una infección por CLa acción del complemento frente a una infección por C. neoformans puede realizarse mediante la vía clásica o alternativa, con el fin de opsonizarlo y luego que sea fagocitado.

46 Células dendríticas y MacrófagosCaptan los antígenos, migran a órganos linfoides secundarios y maduran para poder activar a linfocitos T vírgenes

47 DC es el puente entre la inmunidad innata y adaptativa por la configuración de la respuesta de células T después de la producción de citoquinas PRR-dependiente. Sólo las DCs son capaces de activar las células T vírgenes para generar de por vida la memoria frente a los patógenos. Las DC incrementa la expresión de moléculas coestimuladoras en la maduración, y poseen abundantes PRRS en la superficie celular para la interacción directa con los patógenos, lo que se traducirá señales de PRRS a las células T

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50 La respuesta inmune innata determina el linaje de LTTH1 La respuesta dominante TH1 correlaciona con una inmunidad protectora frente a la infección fúngica. La activación de esta vía está determinada por la respuesta de la célula dendrítica a la combinación de señales de TLRs y CLRs provenientes del hongo A través de la producción de IFN-γ y provisión de ayuda para la producción de citocinas TH1, instrumentan la óptima activación de la fagocitosis en sitios de infección.

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53 Histoplasma capsulatum, un parásito intracelular facultativo que reside en los macrófagos, se elimina gracias a los mismos mecanismos celulares que son eficaces contra bacterias intracelulares. Los linfocitos TCD4 y TCD8 colaboran para eliminar las levaduras que tienden a colonizar pulmones y el encéfalo de los huéspedes inmunodeprimidos.

54 INMUNIDAD FRENTE A MICOSIS SUPERFICIALES POR DERMATOFITOSLos queratinocitos son el primer punto de contacto con los dermatofitos y modulan la respuesta inmune produciendo una diversidad de citocinas como: IL-8 TNF Los neutrófilos y macrófagos son células efectoras finales de la eliminación de los dermatofitos vía TH1. Pueden cronificar por liberación de IL-10, propiedades inmunosupresivas de los mananos o hipersensibilidad mediada por IgE o IgG4.

55 Las infecciones por Cándida suelen comenzar en superficies mucosas y parece que la inmunidad celular evita la propagación de los hongos a los tejidos. No resulta sorprendente que la inflamación granulomatosa sea una causa importante de lesión de los tejidos del huésped en algunas infecciones por hongos intracelulares.

56 Respuestas protectivas por TCD8

57 TH2 IL-4 e IL-13 proporcionan las señales para que las células T naive se diferencien en TH2 favoreciendo la infección fúngica, respuestas alérgicas y recidivas.

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59 Funciones: evitan la adherencia, neutralizan toxinas, opsonización y citotoxicidad mediada por anticuerpo. Acciones protectoras: no aumenta la susceptibilidad en su déficit. Títulos altos en formas graves, presencia de anticuerpos protectores y no protectores en diversas proporciones. Eficacia depende de: cantidad de anticuerpo, especificidad, isotipo e idiotipo

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61 ALERGIA A HONGOS Es producida por la inhalación de hongos ambientales, en el segundo contacto, en infecciones debidos a hongos productores de micosis superficiales (dermatofitos y Cándida spp) Mecanismos de hipersensibilidad de tipo I, mediada por IgE, de tipo III producida por inmunocomplejos y de tipo IV debida a la activación de linfocitos TCD4+ con producción de citocinas de tipo TH1.

62 Etiología Hongos ambientales forman parte de la biota aérea, no producen infección, actúan activando mecanismos de la inmunidad a través de sus antígenos (alergenos) sus esporas pasan al aire, producen los mismos cuadros de alergia que los ocasionados por otros alergenos

63 Patogenia Germinación de esporas, liberación de proteasas, daño epitelial, desgranulación de los mastocitos, inicio del proceso inflamatorio. Contacto de los alergenos con CPAs activación de macrófagos y eosinófilos, interacción de células epiteliales (producción de IL-6 e IL-8 ,proteína quimiotáctica de macrófagos y PG-E.

64 Las células dendríticas se unen a alergenos por TLR2, dectina 1, activan la producción de IL-10 e IL-4 que conlleva a una respuesta TH2 y produce una alergia respiratoria por estimulación de células B y producción de IgE que actúa sobre mastocitos, liberan histamina y serotonina que producen vasodilatación edema y aumento de la permeabilidad capilar

65 Si el alérgeno se presenta por MHC de clase I se induce a una respuesta TH1 se secretan IL2, IL12 y IFN-γ, se producen granulomas en el intersticio pulmonar. Por una producción de inmunocomplejos debido a la producción de IgG4 pueden causar fibrosis intersticial crónica.

66 RESPUESTA TH17 Las células TCD4+ efectoras productoras de IL-17 representan un perfil de diferenciación. Las células TH17 cumplen un papel destacado no solo en las infecciones micóticas, sino también en la inmunidad frente a bacterias extracelulares y fenómenos de autoinmunidad. Constituye una línea de defensa propia de la inmunidad adaptativa en las superficies mucosas en el aparato digestivo, respiratorio y piel y nos protegen de las infecciones invasivas.

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68 Las citocinas IL-1, IL-6, IL-21, IL23 y TGF-B desempeñan un papel importante en la diferenciación de un perfil TH17. IL-1 e IL-6 cumple una función crítica en la diferenciación. IL 21 e IL-23 contribuyen en la expansión.

69 Mecanismos efectores Las células TH17 producen citocinas IL-17A, IL17F, IL-21 e IL-22. Las dos primeras expresan una notoria capacidad proinflamatoria. Actual sobre un abanico de tipos celulares activando el factor NF-Kb estimulando la producción de citocinas inflamatorias ( TNF-α, IL-1, IL-6, GM-CSF y G-CSF), quimiocinas inflamatorias, mucinas, péptidos antimicrobianos y metaloproteasas que promueven la infiltración de tejido afectado por células reclutadas desde la circulación, particularmente granulocitos neutrófilos.

70 La IL-22 media también efectos proinflamatorios similares pero su receptor se encuentra en queratinocitos, cel. epiteliales, endoteliales y fibroblastos pero no en células inmunitarias.

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72 Las IL-17 A e IL-17F no solo son producidas por células TH17, sino que también son producidas en altas cantidades durante la fase temprana de los procesos infecciosos por diferentes tipos celulares de la inmunidad innata como NKT y linfocitos Tγδ que puede cumplir un papel importante en el control de infecciones bacterianas y micóticas nacientes, en las mucosas intestinal y respiratorias

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75 Células T reguladoras Tienen una actividad antiinflamatoria pero el riesgo es que se puede limitar la eficiencia de la respuesta productora. Su función sería disminuir el daño a las células huésped pero podría favorecer la persistencia fúngica

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81 Figura 4

82 ROL MEDIADO POR CELULAS BA menudo, los hongos provocan respuestas de anticuerpos específicos que son protectoras. La citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos, mediado por los receptores de Fc, tiene una función importante en la eliminación de algunos hongos.

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85 Técnicas de detección de anticuerposInmunodifusión doble en pacientes inmunocompetentes Contrainmunoelectroforesis Prueba de fijación del complemento Elisa Wb no estandarizada

86 Evasión de la inmunidad

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88 Los Hongos producen numerosos factores que son potentes reguladores de la respuesta inmune del huésped. La pared celular es una estructura dinámica que cambia continuamente a través de los ciclos celulares del hongo y su transición morfológica

89 C. albicans: Los betaglucanos están enmascarados en las hifas favoreciendo el escape al reconocimiento por parte de la Dectina 1 Las conidias del A. fumigatus esta cubierta por hidrofoninas y melanina que previenen el reconocimiento inmune.

90 P. jiroveci evade la inmunovigilancia cambiando de expresión de las principales glicoproteínas de la superficie. La cápsula del C. neoformans es el principal ejemplo de evasión de la respuesta inmune innata ya que recubre por completo las células de la pared.

91 Las cepas virulentas de Cryptococcus neoformans inhiben la síntesis de ciertas citocinas como TNF e IL-12 por los macrófagos y estimulan la producción de IL-10, que contrarresta la activación fagocítica. La inmunidad celular es el mecanismo más importante de la inmunidad adaptativa frente a infecciones por hongos.

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93 También pueden escapar de los macrófagos por un mecanismo de expulsión favoreciendo la latencia y diseminación del huésped sin producir inflamación.

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95 bibliografia Inmunología Celular y Molecular. Abbas – Litchman- Pillai. 7ma Edición. Año Elsevier- Saunders. Introducción a la Inmunología Humana. Fainboim y Geffner. 6ta Edición. Año Editorial Médica Panamericana. Immunobiology: Janeway´s immunobiology. Murphy K., Travers P, Walport M. 7th edition. Año Garland Science Publisher (en inglés). Roitt Inmunología - Fundamentos. 12º Ed. Año Editorial Médica Panamericana. Murray P, Rosental K, Pfaller M. Mirobiologia Médica 6ta Ed. Elsevier Mosby, 2009.

96 GRACIAS…………………………