Inmunidad adaptativa: células T, células B y respuestas inmunitarias

La inmunidad adaptativa es una parte clave de nuestro sistema inmunológico que nos ayuda a combatir las infecciones de forma específica y duradera. A diferencia de la primera línea de defensa de nuestro cuerpo, que funciona rápidamente pero en general, la inmunidad adaptativa tarda un poco más en activarse, pero es mucho más precisa. Se trata de dos tipos principales de células inmunitarias: células T y células B. Estas células no sólo recuerdan infecciones pasadas sino que también reaccionan de forma más eficaz si el mismo patógeno vuelve a invadir. En esta guía, analizaremos cómo funciona la inmunidad adaptativa, centrándonos en cómo las células T y B se desarrollan y contribuyen a nuestras respuestas inmunes. Ya sea que tenga curiosidad acerca de cómo su cuerpo combate las enfermedades o simplemente quiera aprender más, este artículo le brindará una comprensión clara de cómo lo protege la inmunidad adaptativa.

Introducción a la inmunidad adaptativa

La inmunidad adaptativa, también conocida como inmunidad adquirida, representa un sofisticado sistema de defensa diseñado para reconocer y eliminar patógenos o antígenos específicos. A diferencia de la inmunidad innata, que proporciona una defensa amplia y general contra una amplia gama de invasores, la inmunidad adaptativa ofrece respuestas específicas y mantiene un recuerdo de encuentros previos con antígenos específicos. Esta memoria permite que el sistema inmunológico responda de manera más rápida y efectiva en exposiciones posteriores al mismo patógeno.

Características de la inmunidad adaptativa

La inmunidad adaptativa se distingue por varias características clave:

• Especificidad: Este sistema es muy específico para microbios y patógenos individuales. Logra esta especificidad a través del diverso repertorio de receptores de antígenos en los linfocitos, lo que permite que el sistema inmunológico se dirija con precisión a una amplia gama de antígenos.
• Memoria: Una de las características más distintivas de la inmunidad adaptativa es su capacidad para recordar exposiciones previas a antígenos. Después de que el sistema inmunológico encuentra un patógeno, genera células de memoria duraderas. Al volver a exponerse al mismo antígeno, estas células de memoria facilitan una respuesta inmune más rápida y sólida.
• Respuesta mejorada: Después de la exposición inicial a un patógeno, la respuesta inmune se vuelve más rápida y efectiva durante encuentros posteriores. Esta mejora se debe al componente de memoria, que permite una eliminación más eficiente del patógeno.

La inmunidad adaptativa suele tardar más en activarse en comparación con la inmunidad innata, pero proporciona una protección más duradera. El sistema inmunológico utiliza dos ramas principales para lograrlo: la inmunidad mediada por células y la inmunidad humoral.

Diferenciación y función de las células T

desarrollo de células T

Las células T se originan a partir de células madre hematopoyéticas en la médula ósea y maduran en el timo. Su desarrollo es un proceso de varias etapas:

• Etapa Doble Negativa (DN).: En esta etapa temprana, los timocitos carecen de marcadores de superficie CD4 y CD8.
• Doble Etapa Positiva (DP).: Los timocitos expresan marcadores CD4 y CD8 a medida que se someten a un reordenamiento del gen del receptor de células T (TCR).
• Positivo de etapa única (SP).: Los timocitos que reorganizan con éxito sus genes TCR y se someten a procesos de selección expresan CD4 o CD8, pero no ambos.

Durante su estancia en el timo, los timocitos pasan por varios procesos cruciales:

• Reordenamiento genético: Los timocitos sufren una reordenación de los genes que codifican la cadena beta del TCR, lo que da como resultado un sitio de unión al antígeno único.
• Selección Positiva: Los timocitos se seleccionan en función de su capacidad para reconocer moderadamente moléculas de MHC en las células del estroma de la corteza tímica. Los timocitos exitosos pasan a la siguiente etapa.
• Selección negativa: Los timocitos que no logran unirse a las moléculas del MHC o se unen con demasiada fuerza a los autoantígenos sufren apoptosis, lo que garantiza la autotolerancia y previene la autoinmunidad.

Subconjuntos y funciones de células T

Las células T se pueden clasificar en varios subgrupos según sus funciones y marcadores de superficie:

• Células T auxiliares (CD4+): Estas células ayudan a otras células inmunes liberando citoquinas. Se dividen además en:
  • células Th1: Produce citocinas como IFN-γ, IL-2 y TNF-β. Son esenciales para la activación de células T citotóxicas (Tc) y macrófagos para combatir patógenos intracelulares.
  • células Th2: Secreta interleucinas IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10 e IL-13. Las células Th2 ayudan a las células B a producir anticuerpos y participan en la eliminación de parásitos extracelulares y respuestas alérgicas.
  • células Th17: Produce IL-17 e IL-22, recluta granulocitos para combatir infecciones bacterianas y potencialmente contribuir a enfermedades autoinmunes.
• Células T reguladoras (Tregs, CD4+CD25+): Estas células ayudan a mantener la tolerancia inmune al suprimir la respuesta inmune a los antígenos propios y a los antígenos inofensivos. Secretan citocinas inhibidoras para modular la actividad de otras poblaciones de células T.
• Células T citotóxicas (CD8+): Estas células están especializadas en matar células infectadas con patógenos intracelulares. Liberan gránulos citotóxicos que contienen perforina y granzimas y pueden inducir la apoptosis en las células diana mediante la participación de receptores de muerte.

Diferenciación y función de las células B

desarrollo de células B

Las células B también se originan a partir de células madre hematopoyéticas pero maduran en la médula ósea. Su desarrollo incluye varias etapas:

• Fase independiente del antígeno: Esto ocurre en la médula ósea e implica progresión a través de:
  • Células pro-B: Comience a reorganizar los genes de inmunoglobulinas.
  • Células pre-B: Expresa un receptor de células pre-B (pre-BCR) con una cadena pesada y una cadena ligera sustituta.
  • Células B inmaduras: Reordenamiento completo de los genes de cadenas ligeras, que expresan un receptor de células B funcional (BCR) en su superficie.
  • Células B maduras: Tienen BCR funcionales y están listos para migrar a órganos linfoides secundarios.

Durante el desarrollo, las células B se someten a una reordenación genética para producir un repertorio diverso de especificidades de anticuerpos. Este proceso incluye la creación de regiones variables mediante recombinación somática, esencial para el reconocimiento de una amplia gama de antígenos.

Fase dependiente de antígeno

Al encontrar un antígeno, las células B entran en la fase dependiente de antígeno:

• Activación y proliferación: Las células B se activan al unirse a su antígeno específico. Esta activación a menudo requiere la ayuda de las células Th, especialmente para que los antígenos T dependientes luego proliferen y se diferencien.
• Diferenciación: Las células B activadas se diferencian en:
  • Células plasmáticas: Especializados en la producción y secreción de grandes cantidades de anticuerpos. Se encuentran en la médula ósea y los órganos linfoides periféricos, que tienen abundantes inmunoglobulinas (Ig) citoplasmáticas pero poca Ig en la superficie.
  • Células B de memoria: Persiste por más tiempo y puede responder más rápida y eficazmente a exposiciones posteriores al mismo antígeno.

Papel de las células T en la respuesta inmune adaptativa

Las células T son cruciales en la respuesta inmune adaptativa a través de sus interacciones con las células presentadoras de antígenos (APC) y su diferenciación en varios subconjuntos:

• APC: Estos incluyen células dendríticas, macrófagos y células B. Las APC procesan y presentan fragmentos de antígeno a las células T a través de moléculas MHC, lo cual es esencial para iniciar la respuesta inmune adaptativa.
• Activación de células T: Las células T circulan por el torrente sanguíneo, los ganglios linfáticos y los tejidos linfoides secundarios en busca de APC que presenten complejos antígeno-MHC específicos. La interacción entre el TCR y el complejo antígeno-MHC, junto con señales coestimuladoras adicionales, conduce a la activación y proliferación de células T.

Papel de las células B en la respuesta inmune adaptativa

Las células B son fundamentales para la respuesta inmune humoral:

• Reconocimiento y unión de antígenos: Las células B tienen inmunoglobulinas unidas a membranas que actúan como receptores de antígenos. Al encontrar un antígeno, las células B se activan y diferencian.
• Producción de anticuerpos: Las células B activadas se diferencian en células plasmáticas secretoras de anticuerpos. Estos anticuerpos neutralizan los patógenos, promueven la fagocitosis y activan el sistema del complemento.

Antígenos T dependientes e independientes de T

• Antígenos T-dependientes: Estos antígenos requieren células T auxiliares para activar las células B. Las células B responden produciendo varias clases de anticuerpos (p. ej., IgG) y generando células de memoria. La especificidad antigénica del BCR mejora durante la respuesta inmune mediante un proceso conocido como maduración de la afinidad.
• Los antígenos independientes: Estos antígenos pueden activar las células B sin la ayuda de las células T. Por lo general, tienen estructuras repetitivas que se unen a las BCR, lo que lleva a la producción de anticuerpos IgM. Sin embargo, las respuestas T independientes generalmente no generan células de memoria.

Implicaciones clínicas y avances

Enfermedades autoinmunes

Las deficiencias en la inmunidad adaptativa pueden provocar enfermedades autoinmunes, en las que el sistema inmunológico ataca por error los propios tejidos. Los ejemplos incluyen:

• Artritis reumatoide: Se caracteriza por la inflamación crónica de las articulaciones.
• Diabetes tipo 1: Implica la destrucción de las células productoras de insulina en el páncreas.

Inmunodeficiencias

Las inmunodeficiencias son el resultado de defectos en la inmunidad adaptativa, lo que lleva a una mayor susceptibilidad a las infecciones. Los ejemplos incluyen:

• Inmunodeficiencia combinada grave (SCID): Un trastorno genético que conduce a una deficiencia grave de células B y T.
• VIH/SIDA: El virus de la inmunodeficiencia humana se dirige a las células T CD4+, lo que lleva a la inmunodeficiencia adquirida.

Avances en inmunoterapia

Los avances recientes en inmunología han dado lugar a tratamientos innovadores como:

• Terapia con células CAR-T: Implica diseñar células T de pacientes para que expresen receptores de antígenos quiméricos (CAR) que se dirigen a las células cancerosas.
• vacunas de ARNm: Utilice ARN mensajero para indicar a las células que produzcan antígenos, lo que conduce a una respuesta inmunitaria. Esta tecnología se ha aplicado notablemente en las vacunas contra la COVID-19.

Conclusión

La inmunidad adaptativa es un sistema complejo y altamente especializado que proporciona protección específica y a largo plazo contra patógenos específicos. A través de los intrincados procesos de desarrollo, activación y diferenciación de las células T y B, el sistema inmunológico adaptativo garantiza una respuesta precisa a las infecciones y la capacidad de recordar encuentros anteriores. Comprender estos mecanismos no solo mejora nuestro conocimiento de la función inmune, sino que también informa el desarrollo de nuevas terapias y vacunas, destacando el papel crucial de la inmunidad adaptativa en el mantenimiento de la salud y la lucha contra las enfermedades.

Referencias

• Janeway, CA, Travers, P., Walport, M. y Shlomchik, MJ (2001). Inmunobiología: el sistema inmunológico en la salud y la enfermedad (5ª ed.). Guirnalda de ciencia.
• Murphy, K. y Weaver, C. (2016). Inmunobiología de Janeway (9ª ed.). Guirnalda de ciencia.
• Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. y Walter, P. (2002). Biología celular molecular (4ª ed.). Guirnalda de ciencia.
• Kumagai, Y. y Takeuchi, O. (2014). «El papel de los receptores de reconocimiento de patrones en la inmunidad innata y la inmunidad adaptativa». Opinión actual en inmunología26, 1-8.
• Banchereau, J. y Steinman, RM (1998). «Células dendríticas y el control de la inmunidad». Ciencia296(5573), 294-298.
• Nijmegen, RM y Tanaka, T. (2020). «El desarrollo y función de las células T reguladoras». Revisión anual de inmunología38, 177-204.
• Galli, SJ, Nakae, S. y Tsai, M. (2005). «Mastocitos en el desarrollo de enfermedades alérgicas». Naturaleza Reseñas Inmunología5(7), 573-585.
• Sok, D. y Burton, DR (2018). «Avances recientes en terapias basadas en anticuerpos». Reseñas naturales del descubrimiento de fármacos17(6), 441-458.