La Muerte

EL RECONOCIMIENTO DE MICROORGANISMOS

Y LA ACTIVACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE

Ruslan Medzhitov

El sistema inmune de los mamíferos tiene componentes innatos y adaptativos, que cooperan para proteger al huésped contra las infecciones microbianas. El sistema inmune innato consiste en "módulos" funcionalmente distintos que evolucionaron para proporcionar diferentes formas de protección contra los agentes patógenos. Este detecta patógenos a través de receptores de reconocimiento de patrones, que desencadenan la activación de las defensas antimicrobianas y estimulan la respuesta inmune adaptativa. El sistema inmune adaptativo, a su vez, activa los mecanismos efectores innatos de manera antígeno-especifica. Las conexiones entre los diversos componentes inmunológicos no se conocen completamente, pero los progresos recientes nos acercan a una visión integrada del sistema inmune y su función en la defensa del huésped.

Las enfermedades infecciosas son la principal causa de morbilidad y mortalidad en todo el mundo y son un gran desafío para las ciencias biomédicas. Mejorar las condiciones sanitarias, suministro de agua potable y el control de vectores son, con mucho, las medidas más eficaces para reducir la incidencia de enfermedades infecciosas. Sin embargo, el desarrollo de vacunas y terapias también es importante, y esto requiere una comprensión del sistema inmune del huésped. Recientemente, se ha avanzado mucho hacia el descubrimiento de los mecanismos de patogénesis microbiana y la simbiosis hospedador-microbio. Y el conocimiento del sistema inmune también ha ido en constante aumento. Sin embargo, aún quedan muchos retos, quizás el más desalentador es el desarrollo de vacunas eficaces. De hecho, no se conoce la forma de obtener la inmunidad protectora contra la mayoría de los patógenos en una forma segura y práctica. Para lograr este y otros objetivos, tales como el bloqueo seguro y eficiente de la respuesta autoinmune y alérgica, son claramente necesarios nuevos avances en la investigación básica. Aquí, proporciono una visión general del sistema inmunológico lo que se refiere a la defensa contra los microorganismos, con un énfasis en los hallazgos recientes.

Interacciones hospederos-microbio

Todos los metazoos hospederos viven en estrecha asociación con las comunidades microbianas que los colonizan. Las "reglas del juego" de las interacciones hospedero-microbio se conocen por completo, y la definición de estos es rotundamente importante para la comprensión de la evolución y el funcionamiento del sistema inmunológico.

El hospedero como un conjunto de nichos colonizados por microorganismos huéspedes

Los mamíferos proporcionan una serie de nichos que pueden ser colonizados por microorganismos, incluyendo la piel, el intestino, la parte superior e inferior de las vías respiratorias, del tracto urogenital y los órganos internos. Algunos de estos nichos (por ejemplo, el colon y la piel) están colonizados constitutivamente por una microbiota endógena. Otros nichos (por ejemplo, los órganos internos y el tracto respiratorio inferior) se mantienen normalmente estéril (en un hospedero inmunocompetente). El efecto de la colonización microbiana en la aptitud del hospedero depende de la estrategia de adaptación microbiana. Estos efectos pueden ser positivos, como es el caso de las numerosas bacterias intestinales que proporcionan una serie de beneficios para el hospedero (consulte las páginas 804 y 811). En otros casos, la colonización microbiana puede ser perjudicial para el hospedero, y estas bacterias colonizadoras se conoce como patógenos. Estos efectos negativos pueden depender del estado del sistema inmunitario del hospedero: por ejemplo, ciertos patógenos, conocidos como patógenos oportunistas, afectan sólo a los individuos inmunocomprometidos.

Factores de virulencia

La adaptación de las bacterias a los nichos particulares del hospedero depende de la actividad de varios factores de adaptación; para los patógenos, estos son conocidos como factores de virulencia. Los factores de adaptación a menudo se codifican en elementos genéticos móviles (por ejemplo, plásmidos e islas genómicas) que pueden ser transmitidas dentro y entre las especies bacterianas (véase la página 835), aunque existen importantes excepciones (por ejemplo, en Mycobacterium spp.).

El rol de los factores de virulencia es permitir la adaptación a los ambientes específicos en los nichos del hospedero y para promover la transmisión a otro hospedero.

De esta manera, algunos temas comunes de la actividad del factor de virulencia (y por lo tanto la patogenicidad) se pueden identificar. Dependiendo del lugar que colonizan, los patógenos bacterianos tienen factores de virulencia que permiten una amplia gama de actividades: la penetración de los epitelios de superficie, la adhesión a la superficie celular y/o la matriz extracelular, la invasión de los compartimentos intracelulares, la adquisición de hierro, la evasión de los mecanismos de defensa del hospedero y la transmisión a otro hospedero. Las diferentes estrategias de adaptación de microbios patógenos se asocian con diversos grados de daño a los tejidos del huésped.

Independientemente del grado de virulencia, al menos algunos de los síntomas de las enfermedades infecciosas son efectos secundarios de la adaptación microbiana a los nichos del hospedero.

Reconocimiento de los microorganismos por el sistema inmune

Los efectos perjudiciales de las infecciones microbianas llevaron a la evolución de una variedad de mecanismos de defensa del hospedero. En los vertebrados con mandíbulas, hay dos tipos de defensa: innata y adaptativa (también conocidos como adquirida).

La distinción principal entre ellos es el tipo de receptores para el reconocimiento de patógenos. El reconocimiento inmune innato es mediado por receptores de reconocimiento de patrones (PRRs), que son codificados en la línea germinal, y cada receptor tiene amplias especificidades para características conservadas e invariantes de microorganismos. Por el contrario, el reconocimiento inmune adaptativo está mediado por los receptores de antígeno: los genes que codifican estos receptores se ensamblan a partir de segmentos de genes en la línea germinal, y la recombinación somática de estos segmentos permite la generación de un repertorio diverso de receptores con especificidad al azar pero reducida. Los receptores de antígenos se distribuyen por clonación de linfocitos T y B, lo que permite la selección clonal de

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