Inmunidad frente a bacterias y hongos.
Las bacterias son microbios mucho mas complejos que los virus y son capaces de replicarse de una forma autónoma (independiente de la maquinaria de las células del organismo). Desde un punto de vista inmunológico podemos dividir las bacterias en dos grandes grupos: bacterias intracelulares y bacterias extracelulares. Algunas bacterias tienen muy poca o nula capacidad invasiva y generalmente no pasan de los epitelios y pueden generar patología por la secreción de toxinas que si pueden tener efectos sistémicos. Las bacterias intracelulares son el ejemplo opuesto a las anteriores, ya que tienen gran capacidad de invasión y cumplen su ciclo vital dentro de las células del anfitrión, generalmente en los macrófagos.1
Los mecanismos de replicación bacteriana, de infección y de patogenicidad son los que condicionaran el tipo de respuesta más eficaz frente a una infección bacteriana.
Aunque existe un gran numero de especies de hongos, solamente unas pocas son patogénicas para el ser humano. La mayoría de las infecciones por hongos ocurren en personas inmunocomprometidas o por estar sometidos a tratamientos de quimioterapia o inmunisupresores.1
Se conoce poco acerca de la respuesta inmunitaria especifica frente a hongos, pero en términos generales podemos considerar que los mecanismos son comunes frente a bacterias.1
Respuesta innata.
Estos microbios son muy complejos antigénicamente y la evolución ha desarrollado múltiples mecanismos para que el sistema inmunitario los reconozca utilizando receptores de respuesta innata que reconocen patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP), como, por ejemplo, el lipopolisacárido presente en las bacterias Gram-.1
La respuesta inmunitaria innata humoral frente a bacterias y hongos, esta mediada por la vía alternativa y la vía de las lectinas del complementeo. La activación de estas vías del complemento ocurre de forma espontanea en la superficie de determinadas células procariotas, produciendo la activación y el deposito de los componentes terminales del complemento sobre la superficie bacteriana y la posterior lisis celular. Además de este efecto, la activación del complemento produce la liberación de anafilotoxinas que inducen la inflamación y la atracción de células al foco de infección. Los fagocitos pueden activarse mediante receptores de su membrana que reconocen los PAMP o mediante receptores de opsonización que reconocerán los factores del complemento C3b y C4b que se depositan sobre el microbio tras la activación del complemento. Los fagocitos, una vez internalizado el microbio, pondrán en marcha los mecanismos bactericidas que destruyen los patógenos.1
Finalmente, los fagocitos activados mediante sus receptores de fagocitos y de anafilotoxinas liberarán al medio citocinas proinflamatorias como IL1, TNF-alfa, IL-6 y diversas quimiocinas que contribuirán a la activación de las células endoteliales para producir inflamación y extravasación celular. Los fagocitos estimulados también pueden producir IL-12 que a su vez estimula los linfocitos NK que responden sintetizando IFN-gama, que a su vez estimula los fagocitos facilitando la eliminación de las bacterias que han fagocitado.1
Respuesta adaptativa.
En la mayoría de los casos la inmunidad innata a través de los fagocitos es capaz de controlar los estadios iniciales de las infecciones bacterianas y por hongos. En el caso de que la respuesta innata no sea suficiente se pondrá en marcha la respuesta adaptativa activando clones de linfocito T y B específicos. El papel defensivo de los anticuerpos frente a las infecciones bacterianas y por hongos incluye diferentes mecanismos. Los anticuerpos neutralizantes (de isotipo IgG e IgA) pueden unirse a las bacterias impidiendo su adhesión a células o tejidos que son, de otra forma, colonizados por los microbios. En el caso de bacterias no invasivas productoras de exotoxinas bastará con producir anticuerpos neutralizantes frente a las toxinas para bloquear su efecto patogénico. Los anticuerpos también pueden inducir respuestas indirectas activando el complemento (IgM, IgG) por la vía clásica, lo que llevara a la activación de los factores terminales y a la lisis bacteriana. Los anticuerpos unidos a la superficie microbiana también pueden activar la fagocitosis mediante la unión a receptores para Fc de las inmunoglobulinas.1
Finalmente, los fagocitos activados de esta manera producen citocinas proinflamtorias que ayudaran a coordinar la respuesta defensiva. La capacidad de activación de las globulinas es muy superior respecto a la que se consigue mediante los receptores innatos de estos mismos fagocitos, así que si tenemos anticuerpos preformados frente a un microbio nuestra respuesta inmunitaria será mucho mas eficaz.1
Los linfocitos Th tienen un papel muy importante en la coordinación de la respuesta adaptativa frente a bacterias y hongos. Por una parte, los linfocitos Th son importantes en la cooperación T-B para la diferenciación de linfocitos B a células plasmáticas productoras de anticuerpos, especialmente en las respuestas por IgG e IgA. Por otra parte, las citocinas secretadas por los linfocitos Th1 son importantes para producir inflamación y la activación de los fagocitos. En general la respuesta adaptativa frente a bacterias extracelulares poco invasivas y con patogenicidad por toxinas como Corynebacteium diphteriae o Vibrio cholerae esta dirigida fundamentalmente por anticuerpos neutralizantes. La respuesta frente a bacterias mas invasivas como Neisseria menningitidis o Staphylococcus aureus se basa en la respuesta por anticuerpos que activan complemento y producen opsonización que activa de forma eficiente la fagocitosis del patógeno.1
Algunas bacterias como por ejemplo Mycobacterium tueberculosis o Mycobacterium leprae, se han especializado en sobrevivir dentro de los fagocitos, especialmente los macrófagos. Para ello han desarrollado características que las hacen muy resistentes a los mecanismos bactericidas de los fagocitos, protegiéndose de los anticuerpos que están en el medio extracelular. La respuesta inmunitaria frente a estas bacterias es mas parecida a la que se pone en marcha frente a los virus, por lo que se necesita la activación de los linfocitos T. Los macrófagos infectados por estas bacterias presentan, a través de las moléculas de HLA de clase II, péptidos derivados de ellas a los linfocitos Th1 que responden produciendo citocinas sobre todo IFN-gamma, que se unirá a su receptor en la superficie del macrófago. La activación del macrófago dependiente del IFN-gamma secretado por el linfocito Th1 y de señales de contacto celular directo a través de CD40-CD40L son imprescindibles para la eliminación de la mayoría de las bacterias intracelulares. Además, los macrófagos y células dendríticas son capaces de presentar lípidos de micobacterias a través de las moléculas CD1 a subtipos especiales de linfocitos T, como por ejemplo los linfocitos NKT. Los linfocitos NKT son capaces de matar a células infectadas por bacterias intracelulares, impidiendo su diseminación. Adeaás, secretan citocinas como IFN-gamma y también liberan granulisina, un antibiótico capaz de matar las bacterias intracelulares. Por otra parte, los linfocitos Tc también son capaces de matar las células infectas por algunos tipos de bacteria intracelulares citoplasmáticas, como por ejemplo Lysteria o Salmonella cuyos péptidos son presentados a los linfocitos Tc por las moléculas MHC de clase I.1
Mecanismos de evasión bacteriana frente a la respuesta inmunitaria.
Al igual que los virus, algunas bacterias han desarrollado mecanismos que les permiten evadir la respuesta inmunitaria. La generación de variantes antigénicas es uno de estos mecanismos que utilizan bacterias como Neisseria meningiditis, Neisseria ghonorreae o bacterias del genero Borrelia (causante de la enfermedad de Lyme) que disponen de diferentes copias de los genes que codifican las proteínas mas antigénicas y que expresan de forma aleatoria para escapar de la acción de los anticuerpos. Muchas especies bacterianas han desarrollado mecanismos para impedir la acción del complemento, mediante proteínas que impiden el deposito de los componentes terminakes del complemento, que mimetixan las proteínas reguladoras del complemento humano o que tienen proteasas que inactivan los componentes del complemento una vez que se activa. Las bacterias intracelulares son capaces de vivir dentro de los macrófagos y otras células fagociticas, porque tienen mecanismo que interfieren con su activación. Algunas bacterias, como por ejemplo Mycobacterium tuberculosis, una vez fagocitas impiden la fusión entre el fagosoma y el lisosoma.1
También pueden inhibir la bomba de protones necesaria para la acidificación del fagosoma. Otras, como los estafilococos, producen catalasa que descompone el peróxido de hidrogeno (agua oxigenada) evitando así su poder bactericida. Mycobacterium leprae tienen una cubierta externa muy resistente y en la que posee compuestos fenolíticos que inactivan los radicales libres generados en el fagolisosoma. Brucella abortus es capaz de inhibir la presentación de antigenos por MHC de clase II, impidiendo así la colaboración entre los fagocitos y los linfocitos Th. Algunas bacterias, como las del genero Listeia o Shigella simplemente son capaces de escapar del fagolisosoma y salen al citoplasma celular donde se replican.1
Bibliografia.
- Regueiro González J.R., López Larrea C., González Rodriguez S. y Martínez Naves E. Inmunología: Biología y patología del sistema inmunitario. 4ª edición. Editorial Médica Panamerica, 2010.