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2. . Tienen capacidad para sobrevivir y multiplicarse en el interior de los fagocitos. Son poco toxicas las c
E N D
1. 1 Inmunidad frente a Bacterias intracelulares Alfredo Prieto Martn
Coordinador del programa de doctorado en Inmunologa de la UAH
Mencin de calidad del MECD.
Universidad de Alcal
alfredo.prieto@uah.es
http://www.alfredoprieto.tk
http://www2.uah.es/problembasedlearning/
2. 2 Bacterias intracelulares Coexisten con las clulas que infectan abusan de ellas pero sin eliminarlasCoexisten con las clulas que infectan abusan de ellas pero sin eliminarlas
3. 3 Infecciones por bacterias intracelulares Afectan a especies especificas
Entrada
Mordiscos de insectos Ritketsia
Mucosa respiratoria M tuberculosis y Legionella pneumophilla
Mucosa intestinal Salmonella enterica y Listeria monocytogenes
Incubacin suele ser larga
Sistema inmune puede abortar infeccin antes de que produzca enfermedad o eliminarla completamente, pero lo mas frecuente con estas bacterias es que se produzcan infecciones crnicas por un equilibrio entre la proliferacin del patgeno y su eliminacin.
La enfermedad la causa la interaccin SI patgeno
Capacidad para producir enfermedadCapacidad para producir enfermedad
4. 4 Obligadas
Rickettsiae
Chlamydiae
C. trachomatis
C. Pneumoniae
Tipos de Bacterias Intracelulares Tuberculosis, lepra, Tifus y tracoma afectan a ms de 600 millones de personas
Cpneumoniae se ha asociado con la etiologia de enfermedades cardiovasculares
M avium y M intracellulare afectan a pacientes inmunodeprimidosTuberculosis, lepra, Tifus y tracoma afectan a ms de 600 millones de personas
Cpneumoniae se ha asociado con la etiologia de enfermedades cardiovasculares
M avium y M intracellulare afectan a pacientes inmunodeprimidos
5. 5 Inmunidad frente a bacterias intracelulares.
6. 6 Patogenicidad de bacterias intracelulares La infeccin esta separada de la enfermedad clnica.
La infeccin persiste frente a la respuesta inmune.
El patgeno esta adaptado para coexistir con el husped enfermo
La infeccin potencialmente puede producir daos acumulativos y ms severos en estadios tardos
La patognesis es fuertemente dependiente de la respuesta inmune
7. 7 La infeccin por una bacteria intracelular ideal Caractersticas esenciales:
Estilo de vida intracelular
Las clulas T protegen interaccionando con clulas infectadas no directamente con los microbios.
Estas infecciones estimulan hipersensibilidad de tipo retardado por linfocitos T y macrfagos.
Provocan reacciones tisulares granulomatosas, su ruptura provoca la diseminacin de las bacterias.
Caractersticas condicionales:
5. No son directamente txicas y la patologa es resultado de las reacciones inmunes.
6. Las bacterias intracelulares coexisten con sus habitat celulares durante largos periodos.
M tuberculosi es un buen ejemplo aunque puede crecer extracelularmente en detritus celularesM tuberculosi es un buen ejemplo aunque puede crecer extracelularmente en detritus celulares
8. 8 Tipos de bacterias intracelulares: facultativas y obligadas Facultativas
Mycobacterium, Salmonella, Brucella, Legionella, Listeria, Francisella infectan fagocitos mononucleares pero tambin otras clulas
Tienen estrategias de supervivencia intracelular
Obligadas
Rickettsia y Chlamidiae
No sobreviven fuera de clulas y prefieren fagocitos no profesionales como las clulas endoteliales.
Tienen molculas de invasin que les facilitan entrar en fagocitos no profesionales en los que es ms fcil sobrevivir
9. 9 Modelos de infeccin intracelular: 1. Tuberculosis 8 millones de nuevos casos, 2 millones de muertes, 2000 millones de infectados (90% permanecen sanos 10% desarrollan enfermedad)
Es un bacillo aerobio obligado prefiere tejidos con alta presin de oxigeno
Llega en aerosoles infecta pulmones de donde puede diseminarse a otros tejidos
Son reconocidos por clulas T no convencionales
Incubacin larga infeccin durmiente persisten en granulomas y larga duracin
10. 10 Glicolpidos de Mycobaterium Contienen abundantes glicolpidos que les hacen resistentes al complemento y a pH extremos.
Son reconocidos por el SI innato y hacen de el Mycobacterium un buen adyuvante en inmunizacin (Adyuvante de Freund aceite/agua + BCG)
Adyuvante secuestra el material antignico y lo lleva a los fagocitos a los que estimula para que inicien la activacin de clulas T antgeno- especficas.
Calmette y Guerin desarrollaron una cepa atenuada de M bovis llamada Baccillus CalmetteGuerin (BCG)
Protocolo e inmunizacin primero con adyuvante completo despus dosis de recuerdo con adyuvante incompleto
Adjuvants are nonspecific stimulators of the immune response. When mixed with an antigen or immunogen, they help to deposit or sequester the injected material. In addition, they cause a dramatic increase in the resultant antibody response. An adjuvant is not the same thing as a carrier protein. A hapten will become immunogenic when conjugated covalently to a carrier protein. The hapten will not become immunogenic if it is merely added to an adjuvant. Consequently, an adjuvant ehances the immune response to immunogens, but it cannot render haptens immunogenic. Freunds Adjuvants are used to form stable water-in-oil emulsions which continuously present the antigen to the immune system, resulting in high and long-lasting antibody response. AdjuLite Complete Freunds Adjuvant is used for the first immunization in a production protocol. AdjuLite Incomplete Freunds Adjuvant is used for all subsequent immunizations. Adjuvants are nonspecific stimulators of the immune response. When mixed with an antigen or immunogen, they help to deposit or sequester the injected material. In addition, they cause a dramatic increase in the resultant antibody response. An adjuvant is not the same thing as a carrier protein. A hapten will become immunogenic when conjugated covalently to a carrier protein. The hapten will not become immunogenic if it is merely added to an adjuvant. Consequently, an adjuvant ehances the immune response to immunogens, but it cannot render haptens immunogenic. Freunds Adjuvants are used to form stable water-in-oil emulsions which continuously present the antigen to the immune system, resulting in high and long-lasting antibody response. AdjuLite Complete Freunds Adjuvant is used for the first immunization in a production protocol. AdjuLite Incomplete Freunds Adjuvant is used for all subsequent immunizations.
11. 11 Vacuna BCG cepa atenuada de M. bovis llamada Baccillus Calmette-Guerin (BCG) que es utilizada como una vacuna viable:
previene la tuberculosis miliar en nios la que por diseminacin hematgena produce innumerables ndulos.
No protege de modo completo contra la tuberculosis pulmonar en los adultos
12. 12 Listeriosis L. monocytogenes Anaerobio facultativo gram+
Afecta al ganado y raramente al humano. Para investigar se usa un modelo experimental en ratn.
Factores de virulencia: listeriolisina promueve escape del fagosoma al citoplasma
Sobrevive en macrfagos en reposo pero es eliminada rpidamente en los activados
Provoca una infeccin aguda que termina tras la activacin de los linfocitos T
13. 13 Salmonellosis 16 millones nuevos casos, 600.000 muertes
S. enterica incluye unas 2000 serovariedades
S. enterica typhi restringida a humanos
S. enterica typhimurium en ratn (modelo animal)
Se transmite a travs de comida provocando diarrea
Pueden atravesar pared intestinal y provocar bacteriemia que provoca fiebre y tifus Halcones y palomasHalcones y palomas
14. 14 Entrada y supervivencia en las clulas del husped Invasin es entrada (fagocitosis) inducida por el patgeno
Destino
Fagocitos no profesionales tienen escasa actividad antibacteriana son el hbitat ideal para el microbio que usa receptores de superficie celular para invadir sus clulas husped.
Granulocitos polimorfonucleares Clulas efectoras antibacterianas. Son muy destructivos para los microbios.
tienen actividad antibacteriana constitutiva.
son de vida corta. Deben ser continuamente reemplazados. su falta (netropenia) es un factor de susceptibilidad a estas infecciones
Fagocitos mononucleares su actividad antibacteriana depende de su estado de activacin que es controlado por receptores PAMP_ y clulas T. Son Hbitat de infeccin y clula efectora antibacteriana
15. 15 Adhesin e invasin Las bacterias intracelulares tienen molculas inductoras de la invasin
Mecanismo Zipper Sealizacin y endocitosis del receptor al que se han adherido
Yersinia (integrina) y Listeria (internalina-e-cadherina de la clulas epitelial humana) murina no por mutacin en posicin 16
M leprae se une a la laminina de los nervios perifricos y clulas de Schwan.
MecanismoTriger mecanismos no dirigidos a un receptor especifico
S. enterica y Shigella sp. inducen reorganizacin de la actina del citoesqueleto causa rufling e incorporacin indiscriminada de otras partculas (macropinocitosis). No solo tienen adhesinas como la extracelularesNo solo tienen adhesinas como la extracelulares
16. 16 Receptores para el reconocimiento de microbios Los fagocitos profesionales expresan receptores para reconocer para estructuras conservadas de patgenos que normalmente no estn presentes en el husped.
patrones moleculares asociados a patgenos (PAMP).
Receptores para reconocimiento de patrones
Inducen fagocitosis y liberacin de mediadores proinflamatorios.
17. 17 Tipos de estos receptores Familia del receptor toll diferencia distintas estructuras nicas de los microbios: glicolpidos, lipoprotenas, hsp, flagelina y oligonucleotidos raros que inducen sealizacin intracelular y activacin celular.
Glicoprotenas tipo lectina C con especificidad frente a azucares comnmente expresados superficie bacteriana y que inducen fagocitosis
Molculas de superficie CD14 con especificidad por gliocoplpidos como el LPS de gram- y los lipoarabinomananos (LAM) de las mycobacterias.
18. 18 Receptores de reconocimiento de patrones Que median la unin microbiana y su fagocitosis
Receptores lectina tipo C
Tipo manosa reconoce Nacetilglicosamina, manosa (LAM con manosa terminal) glucosa y L-fucosa
Tipo fucosa une Lfucosa
Lipoarabinomananos terminados en arabinosa se reconocen por medio de CD14
Que reconocen molculas del husped
Igs
C C3R reconoce varios ligandos C3d, secuencia RGD ?-glucanos no estimula secreccin de radicales oxidantes.
Fibronectina FnR se une a secuencia RGD Micobacterium tuberculosi tiene proteinas que sse unen a fibronectivna Micobacterium tuberculosi tiene proteinas que sse unen a fibronectivna
19. 19 Funciones de los receptores Union y endocitosis receptores basureros, CD14 y receptores de manosa.
Activan a la clula TLR y FcR
Celulas endoteliales y epteliales intestinales tienen Tlr
20. 20 Ligandos de los TLR TLR2 LAM y lipoprotenas de Mycobacterium
TLR3 RNA bicatenario
TLR4 LPS de muchas bacterias gram- y hsp
TLR5 flagelina bacteriana de g+ Listeria y g- Salmonella
TLR6 peptidoglicano zymosan
TLR9 oligonucleotidos CPG dinucleotidos sin metilar caracteristicos del DNA bacteriano
Generalmente interaccionan con sus ligandos en el fagosoma
21. 21 Fagocitosis Fagosoma temprano pH neutro o ligeramente bsico actividad de defensinas (bactericidas para algunas cepas de Salmonella y Listeria) y protenas bsicas
Fagosoma tardio pH cido dbil por accin bomba de protones
Fagolisosoma ph cido fuerte enzimas lisosomales degradan bacterias previamente lisadas
Patogenos (Mycobacterium, Legionella Salmonella y Clamydia) detienen maduracin y viven en fagosomas en un estadio entre 1 y 2
22. 22 Interferencia de maduracin del fagosoma Glicolipidos de mycobacteria inmpiden la fusin fagolisosomal aunque los anticuerpos antipared revierten esta capacidad
Su pared celular rica en lpidos les hace muy resistentes contra el ataque enzimtico
Detienen la maduracin del fagosoma excluyendo la bomba de protones del fagosoma
Secretan ureasa que produce NH4 que tampona el pH del fagosoma
23. 23 Hierro Se produce una competicin por el hierro entre la bacteria y el husped
Extracelular en transferrina y lactoferrina
Transferina es captada por el CD71 TFrR
El hierro se libera de la transferrina en las condiciones reductoras del fagosoma temprano en el que les gusta vivir a estas bacterias
Tienen protenas de unin a hierrro sideroforos, protenas de unin a transferrina, protena similares al grupo hemo
Los macrfagos inactivados educen su expresin de receptor de transferrina esto es suficiente para matar Legionela por deprivacin de hierro pero insuficiente para matar Mycobacterium que tiene un sistema muy eficiente de obtencin de hierro con exoquelinas y mycobactinas
24. 24 Molculas efectoras txicas La destruccin de las bacterias se consigue por molculas txicas altamente reactivas
ROI (superoxido peroxido de hidrogeno) son muy activos contra bacterias extracelulares Daan DNA, protenas y lpidos de membrana.
Contra intracelulares son ms importantes los RNI la iNOS inducida por IFNg produce oxido ntrico NO y peroxinitrito ONOO-
Granulocitos y monocitos pero no macrfagos tienen mieloperoxidasa que produce cido hipocloroso
KO de iNOS son susceptibles a Listeriosis y tuberculosis
25. 25 Evasin de la destruccin por radicales Unin a CR1/CR3 no induce el estallido respiratorio
Glicolipido fenolico de M leprae consume radicales oxidantes
S. enterica con SPI2 excluye NADPH oxidasa de la membrana del fagosoma
Bacterias intracelulares producen sueroxido dismutasa y catalasa que detoxifican O2 y H2O2
26. 26 Otras adaptaciones: Evasin al citoplasma, invasin de clulas adyacentes e induccin de apoptosis Evasin
estrategia de supervivencia muy exitosa pues la lisis bacteriana se limita al fagolisosoma para evitar daos colaterales en el macrfago
Listeria virulenta produce listeriolisina. La delecin del gen responsable la vuelve avirulenta
La evasin es reducida en macrfagos activados por el IFNg
Invasin de clulas adyacentes
Desde clulas de Kupffer a hepatocitos adyacentes induciendo formacin de seudpodos y fusin de membranas.
Pueden invadir otras clulas sin exponerse
M. tuberculosis, S. enterica L. monocytogenes inducen apoptosis de clulas diana tras su incorporacin
27. 27 Inmunidad natural Fagocitosis por neutrfilos y macrfagos.
Algunas resisten degradacin por macrfagos.
Clulas NK y NKT.
28. 28 Cinetica de la respuesta Estadio inicial Atraccin de fagocitos a lugares de replicain bacteriana por citocinas proinflamatorias y citocinas fagocitosis y muerte intracelular
Monocitos se diferencian en DC y producen IL-12
Estadio intermediointervienen NK, y T no convencionales NKT y gd que producen IFNg
Tardio clulas T convencionales antigeno especificas expandidas estimulan formacin de granulomas que controlan
Estos clones expandidos son responsables de la memoria inmune
29. 29 Citocinas Reclutamiento leucocitario
Formacin del granuloma
Activacin de macrfagos
Induccin de respuesta protectora de clulas T
Regulacin negativa de la respuesta
30. 30 Inmunidad innata
31. 31 Fagocitos profesionales Metchnikoff distingui los:
Micrfagos de aparicin temprana y vida corta (granulocitos polimorfonucleares)
Macrofagos de aparicin mas tardia y vida ms larga
Activacin del macrofago esta bajo el control de linfocitos T mediante citocinas IFN y mlculas de membrana
32. 32 Granulocitos polimorfonucleares Importantes en respuesta temprana reducen la carga bacteriana
Ratones deficientes en neutrofilos son susceptibles a Listeria y Salmonella pero no para M t
Elastasa destruye protenas de virulencia de Shigella Salmonela y Yersinia
Acido hipocloroso inactiva los inhibidores de las proteasas y licua tejidos es producido por PNG pero no por MP
33. 33 Respuesta adaptativa
34. 34 Repaso presentacin antignica y restriccin de la presentacin MHC Ia (clsicas) antgenos peptdico citoslicos
MHC II antgenos peptdicos vesiculares
MHC I like
MHC Ib pptidos con formil metionina
CD1 antgenos glicolipdicos
CD1 Tipo 1captan sus ligandos en distintos compartimentos
CD1a superficie celular y fagosoma temprano
CD1b en fagosoma tardo y fagolisosoma
CD1c superficie celular y fagosomas en distintos estadios de maduracin
CD1 tipo2
CD1d
35. 35 En la inmunidad contra infecciones por patgenos intracelulares resistentes intervienen distintas poblaciones T Reconocen ag de distinta naturaleza y de distintos orgenes subcelulares.
Tienen distintas cinticas de activacin unos inmediatas sin expansin clonal: gd, NKT y especificas de N-f-met (no desarrollan memoria)
Reconocen ag peptdicos Linfocitos T convencionales ab
CD4 restrictos por MHCII espacio vescular endosoma
CD8 citosol
No convencionales
Restrictos por MHC1b
Restrictos por CD1 (glicolipicdos endosoma) NKT
No restrictos
36. 36 Inmunidad por linfocitos T convencionales ab CD4 y CD8 Cd1 presenta acidos micolicos y LAMCd1 presenta acidos micolicos y LAM
37. 37 Linfocitos T no convencionales Clulas CD8 restrictas por MHC de clase Ib que presentan pptidos de protenas N formiladas N-f-met
Clulas T ab restrictas por CD1 grupo 1 CD4, CD8 o DN
poblaciones especializadas con especificidad por componente muy abundantes en la pared celular de las mycobacterias. Reconocen LAM y cidos mycolicos cola hidrofbica y parte azucarada polar. Producen IFNg
Macrofagos infectados apoptoticos pueden trransferir glicolipidos de mycobactria a DC
Clulas NKT reconocen glicolipidos bacterianos presentados por molculas de CD1 del grupo 2 CD1d
Reconocen Nglicosxil ceramidas de plasmodium y fosfatidil inositol tetramanosido mycobacteriano
Estas clulas estn implicadas en la formacin de granulomas
Clulas T gd reconocen isopentenilpirofosfato y otros fosfo ligandos independientemente de molculas de presentacin conocidas posiblemente reconocen estas molculas directamente
Contribuyen a formacin de granulomas en respuesta
38. 38 Respuesta especfica por linfocitos CD8 citotxicos
39. 39 La respuesta inmune a bacterias intracelulares esta coordinada por linfocitos T CD4 inflamatorios (Th1) Activa
Mata si se ha escapado a citosolActiva
Mata si se ha escapado a citosol
40. 40 Cuando el patgeno intracelular o sus constituyentes no son totalmente eliminados se forman GRANULOMAS
Centro de macrfagos infectados y clulas gigantes multinucleadas
Rodeado de clulas T
Ej: sarcoidosis causada por infeccin con Mycobacterium tuberculosis (pulmones)
41. 41 II.3. Evasin de los mecanismos inmunes Resistencia a la eliminacin por fagocitosis:
Legionella pneumophilla:
-Iinhibe fusin de fagolisosomas
Listeria monocitogenes:
-Produce hemolisina que forma poros en la membrana de fagolisosomas
-Inhibe la presentacin antignica
M. Leprae:
-Inhibe fusin de fagolisosomas
-El glicolpido fenlico antagoniza la accin de los radicales oxidantes producidos por los macrfagos
42. 42 II.3. Efectos perjudiciales de la respuesta inmune
43. 43 2.4 Evasin de respuesta inmune: diferentes patrones de respuesta producen distintas manifestaciones clnicas En unos pacientes M.leprae estimula la produccin de IL-4 (IgGE e IgG4) y en otros de IFN (IgG1 e IgG3)
Respuesta TH1 es protectora pero Th2 noEn unos pacientes M.leprae estimula la produccin de IL-4 (IgGE e IgG4) y en otros de IFN (IgG1 e IgG3)
Respuesta TH1 es protectora pero Th2 no
44. 44 Hongos
45. 45 Inmunidad innata
46. 46 Respuesta especfica Dificultad conseguir vacunasDificultad conseguir vacunas
47. 47 Ejercicio En una tabla resumir diferencias entre infecciones por bacterias Intracelulares y Extra celulares y en otras las caractersticas diferenciales de las respuestas inmunes frente a ambos tipos de bacterias