Presentación de antígenos
Proceso inmunológico vital que es esencial para desencadenar la respuesta inmunitaria de las células T
La presentación de antígenos estimula a las células T a convertirse en células CD8+ "citotóxicas" o células CD4+ "auxiliares".

La presentación de antígenos es un proceso inmunológico vital que es esencial para el desencadenamiento de la respuesta inmunitaria de las células T. Debido a que las células T reconocen solo antígenos fragmentados que se muestran en las superficies celulares , el procesamiento del antígeno debe ocurrir antes de que el fragmento de antígeno pueda ser reconocido por un receptor de células T. Específicamente, el fragmento, unido al complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) , se transporta a la superficie de la célula presentadora de antígeno , un proceso conocido como presentación. Si ha habido una infección con virus o bacterias, la célula presentadora de antígeno presentará un fragmento de péptido endógeno o exógeno derivado del antígeno por moléculas MHC. Hay dos tipos de moléculas MHC que difieren en el comportamiento de los antígenos: las moléculas MHC de clase I (MHC-I) se unen a péptidos del citosol celular , mientras que los péptidos generados en las vesículas endocíticas después de la internalización se unen a MHC de clase II (MHC-II). [1] Las membranas celulares separan estos dos entornos celulares: intracelular y extracelular. Cada célula T sólo puede reconocer decenas a cientos de copias de una secuencia única de un único péptido entre miles de otros péptidos presentes en la misma célula, porque una molécula de MHC en una célula puede unirse a una gama bastante amplia de péptidos. [2] [3] Predecir qué (fragmentos de) antígenos serán presentados al sistema inmunológico por un determinado tipo de MHC/HLA es difícil, pero la tecnología involucrada está mejorando. [4]

Presentación de antígenos intracelulares: Clase I

Procesamiento y presentación de antígenos en la vía MHC-I

Las células T citotóxicas (también conocidas como T c , células T asesinas o linfocitos T citotóxicos (CTL)) expresan correceptores CD8 y son una población de células T que están especializadas en inducir la muerte celular programada de otras células. Las células T citotóxicas patrullan regularmente todas las células del cuerpo para mantener la homeostasis del organismo. Siempre que encuentran signos de enfermedad, causados ​​por ejemplo por la presencia de virus o bacterias intracelulares o una célula tumoral transformada, inician procesos para destruir la célula potencialmente dañina. [1] Todas las células nucleadas del cuerpo (junto con las plaquetas ) muestran un complejo mayor de histocompatibilidad de clase I (moléculas MHC-I). Los antígenos generados endógenamente dentro de estas células se unen a las moléculas MHC-I y se presentan en la superficie celular. Esta vía de presentación de antígenos permite al sistema inmunológico detectar células transformadas o infectadas que muestran péptidos de proteínas propias modificadas (mutadas) o extrañas. [5] [6]

En el proceso de presentación, estas proteínas se degradan principalmente en pequeños péptidos por proteasas citosólicas en el proteasoma , pero también hay otras vías proteolíticas citoplasmáticas. Luego, los péptidos se distribuyen al retículo endoplasmático (RE) a través de la acción de las proteínas de choque térmico y el transportador asociado con el procesamiento de antígenos (TAP) que transloca los péptidos citosólicos al lumen del RE en un mecanismo de transporte dependiente de ATP. Hay varias chaperonas del RE involucradas en el ensamblaje de MHC-I, como calnexina , calreticulina , Erp57, proteína disulfuro isomerasa (PDI), [7] y tapasina . Específicamente, el complejo de TAP, tapasina, MHS Clase 1, ERp57 y calreticulina se llama complejo de carga de péptidos (PLC). [8] Los péptidos se cargan en la ranura de unión de péptidos MHC-I entre dos hélices alfa en la parte inferior de los dominios α1 y α2 de la molécula MHC clase I. Después de liberarse de la tapasina, los complejos péptido-MHC-I (pMHC-I) salen del RE y son transportados a la superficie celular por vesículas exocíticas. [9] [10]

Las células T antivirales ingenuas ( CD8+ ) no pueden eliminar directamente las células transformadas o infectadas. Tienen que ser activadas por los complejos pMHC-I de las células presentadoras de antígenos (APC). En este caso, el antígeno puede presentarse directamente (como se describió anteriormente) o indirectamente ( presentación cruzada ) desde células infectadas por el virus y no infectadas. [11] Después de la interacción entre pMHC-I y TCR, en presencia de señales coestimulantes y/o citocinas, las células T se activan, migran a los tejidos periféricos y matan a las células diana (células infectadas o dañadas) induciendo citotoxicidad . [ cita requerida ]

La presentación cruzada es un caso especial en el que las moléculas MHC-I pueden presentar antígenos extracelulares, que normalmente solo presentan las moléculas MHC-II. Esta capacidad aparece en varias células APC, principalmente células dendríticas plasmocitoides en tejidos que estimulan directamente a las células T CD8+. Este proceso es esencial cuando las células APC no están infectadas directamente, ya que desencadena respuestas inmunitarias antivirales y antitumorales locales de inmediato sin que las células APC se movilicen en los ganglios linfáticos locales. [6]

Presentación de antígenos extracelulares: Clase II

Vía de procesamiento de antígenos del MHC II A Proteína extraña; B Endosoma; C Lisosoma; D Endosoma tardío/endolisosoma; E RE; F Aparato de Golgi; G CLIP para intercambio de antígenos; H Presentación de antígenos en la membrana plasmática

Los antígenos del espacio extracelular y, a veces, también los endógenos, [12] son ​​encerrados en vesículas endocíticas y presentados en la superficie celular por moléculas MHC-II a las células T colaboradoras que expresan la molécula CD4 . Solo las CPA como las células dendríticas , las células B o los macrófagos expresan moléculas MHC-II en su superficie en cantidad sustancial, por lo que la expresión de moléculas MHC-II es más específica de la célula que MHC-I. [ cita requerida ]

Las CPA suelen internalizar antígenos exógenos por endocitosis , pero también por pinocitosis , macroautofagia , microautofagia endosómica o autofagia mediada por chaperonas . [12] En el primer caso, tras la internalización, los antígenos quedan encerrados en vesículas llamadas endosomas . Hay tres compartimentos implicados en esta vía de presentación de antígenos: endosomas tempranos, endosomas tardíos o endolisosomas y lisosomas , donde los antígenos son hidrolizados por enzimas asociadas a los lisosomas (hidrolasas dependientes de ácido, glicosidasas, proteasas, lipasas). Este proceso se ve favorecido por la reducción gradual del pH. Las principales proteasas de los endosomas son las catepsinas y el resultado es la degradación de los antígenos en oligopéptidos. [ cita requerida ]

Las moléculas MHC-II se transportan desde el RE al compartimento de carga MHC clase II junto con la cadena invariante de proteína (Ii, CD74). Una molécula MHC-II no clásica ( HLA-DO y HLA-DM ) cataliza el intercambio de parte del CD74 ( péptido CLIP ) con el antígeno peptídico. Los complejos péptido-MHC-II (pMHC-II) se transportan a la membrana plasmática y el antígeno procesado se presenta a las células T auxiliares en los ganglios linfáticos. [9]

Las CPA experimentan un proceso de maduración mientras migran, a través de señales quimiotácticas , a los tejidos linfoides, en los que pierden la capacidad fagocítica y desarrollan una mayor capacidad para comunicarse con las células T mediante presentación de antígenos. [13] Al igual que en las células T citotóxicas CD8+, las CPA necesitan pMHC-II y señales coestimuladoras adicionales para activar completamente las células T colaboradoras ingenuas.

Existe una vía alternativa de procesamiento y presentación de antígenos endógenos sobre moléculas MHC-II en las células epiteliales tímicas medulares (mTEC) a través del proceso de autofagia . Es importante para el proceso de tolerancia central de las células T, en particular la selección negativa de clones autorreactivos. La expresión génica aleatoria de todo el genoma se logra mediante la acción de AIRE y una autodigestión de las moléculas expresadas presentadas tanto en moléculas MHC-I como MHC-II. [ cita requerida ]

Presentación de antígenos intactos nativos a las células B

Los receptores de células B en la superficie de las células B se unen a antígenos nativos intactos y no digeridos de naturaleza estructural, en lugar de a una secuencia lineal de un péptido que ha sido digerido en pequeños fragmentos y presentado por moléculas MHC. Grandes complejos de antígeno intacto son presentados en los ganglios linfáticos a las células B por las células dendríticas foliculares en forma de complejos inmunes . Algunas APC que expresan niveles comparativamente más bajos de enzimas lisosomales tienen, por lo tanto, menos probabilidades de digerir el antígeno que han capturado antes de presentarlo a las células B. [14] [15]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Janeway Jr CA, Travers P, Walport M, Shlomchik MJ (1 de enero de 2001). "Capítulo 5 Presentación de antígenos a los linfocitos T". Inmunobiología: el sistema inmunitario en la salud y la enfermedad. Quinta edición . Garland Science.
  2. ^ Purcell AW, Croft NP, Tscharke DC (junio de 2016). "Inmunología en números: ¡la cuantificación de la presentación de antígenos completa el entorno cuantitativo de la inmunología de sistemas!". Current Opinion in Immunology . 40 : 88–95. doi :10.1016/j.coi.2016.03.007. PMID  27060633.
  3. ^ Janeway Jr CA, Travers P, Walport M, Shlomchik MJ (1 de enero de 2001). "El complejo mayor de histocompatibilidad y sus funciones". Inmunobiología: el sistema inmunitario en la salud y la enfermedad (5.ª ed.). Garland Science.
  4. ^ Bouzid R, de Beijer MT, Luijten RJ, Bezstarosti K, Kessler AL, Bruno MJ, Peppelenbosch MP, Demmers JA, Buschow SI (mayo de 2021). "Evaluación empírica del uso de la unión computacional de HLA como un filtro temprano para el flujo de trabajo de descubrimiento de epítopos basado en espectrometría de masas". Cánceres . 13 (10): 2307. doi : 10.3390/cancers13102307 . PMC 8150281 . PMID  34065814. 
  5. ^ Hewitt EW (octubre de 2003). "La vía de presentación de antígenos del MHC de clase I: estrategias para la evasión inmunitaria viral". Inmunología . 110 (2): 163–9. doi :10.1046/j.1365-2567.2003.01738.x. PMC 1783040 . PMID  14511229. 
  6. ^ ab Joffre OP, Segura E, Savina A, Amigorena S (julio de 2012). "Presentación cruzada por células dendríticas". Nature Reviews. Inmunología . 12 (8): 557–69. doi :10.1038/nri3254. PMID  22790179. S2CID  460907.
  7. ^ "Procesamiento y presentación de antígenos | Sociedad Británica de Inmunología". www.immunology.org . Archivado desde el original el 2021-11-27 . Consultado el 2021-11-27 .
  8. ^ Thomas, Christoph; Tampé, Robert (2017). "Corrección de complejos péptido-MHC a través de interacciones multivalentes dinámicas". Frontiers in Immunology . 8 : 65. doi : 10.3389/fimmu.2017.00065 . ISSN  1664-3224. PMC 5296336 . PMID  28228754. 
  9. ^ ab Sinha JK, Bhattacharya S. Un libro de texto de inmunología. Academic Publishers. ISBN 9788189781095.
  10. ^ Nesmiyanov, Pavel P. (2020), "Presentación de antígenos y complejo mayor de histocompatibilidad", Módulo de referencia en ciencias biomédicas , Elsevier, págs. 90-98, doi :10.1016/b978-0-12-818731-9.00029-x, ISBN 978-0-12-801238-3, S2CID  234948691 , consultado el 2 de diciembre de 2021
  11. ^ Sei JJ, Haskett S, Kaminsky LW, Lin E, Truckenmiller ME, Bellone CJ, et al. (junio de 2015). "Los péptidos MHC-I del antígeno endógeno superan en número a los del antígeno exógeno, independientemente del fenotipo o la activación de APC". PLOS Pathogens . 11 (6): e1004941. doi : 10.1371/journal.ppat.1004941 . PMC 4479883 . PMID  26107264. 
  12. ^ ab Stern LJ, Santambrogio L (junio de 2016). "El crisol del peptidoma MHC II". Current Opinion in Immunology . 40 : 70–7. doi :10.1016/j.coi.2016.03.004. PMC 4884503 . PMID  27018930. 
  13. ^ Flores-Romo L (marzo de 2001). "Maduración y migración in vivo de células dendríticas". Inmunología . 102 (3): 255–62. doi :10.1046/j.1365-2567.2001.01204.x. PMC 1783189 . PMID  11298823. 
  14. ^ Batista FD, Harwood NE (enero de 2009). "Quién, cómo y dónde se presenta el antígeno a las células B". Nature Reviews. Inmunología . 9 (1): 15–27. doi :10.1038/nri2454. PMID  19079135. S2CID  2413048.
  15. ^ Harwood NE, Batista FD (diciembre de 2010). "Presentación de antígenos a células B". F1000 Biology Reports . 2 : 87. doi : 10.3410/B2-87 . PMC 3026618 . PMID  21283653. 
  • ImmPort: resúmenes de genes, ontologías, vías, interacciones proteína-proteína y más para genes involucrados en el procesamiento y presentación de antígenos.
  • presentación de antígeno+ en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
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