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24.2: Respuestas inmunitarias mediadas por células
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Cell-mediated Immune Responses
 
TRANSCRIPCIÓN

24.2: Cell-mediated Immune Responses

24.2: Respuestas inmunitarias mediadas por células

Overview

The cell-mediated immune system is the host’s primary response against invasive bacteria and viruses that cause intracellular infections. It is also essential for fighting against and destroying cancer cells. Furthermore, the cell-mediated immune system plays a role in the rejection of organ transplants or graft tissue.

The Innate Immune System Activates the Adaptive Immune System

Phagocytic cells of the innate immune system, such as macrophages or dendritic cells, are the first to recognize a foreign particle. These cells engulf the foreign particle and digest it. Small molecules of the foreign particle, called antigens, remain intact and are presented at the surface of the phagocytic cell. The presentation is facilitated by proteins of the major histocompatibility complex (MHC), which binds the antigen and protrude from the cell. The phagocytic cell is therefore also called an antigen presenting cell (APC). The MHC-antigen complex activates cells of the adaptive immune system, which eventually fight the source of the foreign particle.

T Cells Carry Out Many Functions in the Adaptive Immune System

T cells are a type of lymphocyte that are named after their location of maturation—the thymus. In the thymus, precursor T cells differentiate into two main types, CD4+ and CD8+ T cells. These cell types are named after the surface receptor that determines the cell’s function. All T cells carry T-cell receptors, but the coreceptor CD4+ or CD8+ confers specificity. A T cell expressing the CD4+ coreceptor can interact with the MHC class II complex on an APC. In contrast, a T cell carrying CD8+ recognizes the antigen-MHC class I complex on an infected or cancer cell. After it identifies such a cell, the CD8+ cell differentiates into a cytotoxic T lymphocyte (CTL) which ultimately destroys the infected or cancer cell.

Let’s turn our attention back to the CD4+ cells. Before a CD4+ cell meets a matching antigen presented by an APC, it is referred to as naive. Once a naive CD4+ T cell becomes activated, it can differentiate into a memory T cell or several variants of helper T cells. Helper T cell type 1 (Th1) produce the cytokinin interferon that triggers pathogen digestion in APCs and stimulates CTL and B cell activity. Th2 cells produce interleukins that primarily promote B cell activity.

The Adaptive Immune System Remembers Pathogen Encounters

Memory T cells are a variant of T cells that remain in the body long after the first attack triggered by a specific antigen. Some human memory T cells primarily rest in the bone marrow and provide long-lasting immunity against systemic pathogens. Others strategically locate to mucous membranes and the lymphatic fluid or bloodstream. Once a memory T cell encounters its antigen, it mounts a faster and stronger immune response compared to the first encounter. Each T cell is only set into action by a single, specific antigen. Likewise, memory T cells will only activate when this particular antigen is reencountered. The more antigens an organism encounters during its lifetime, the larger becomes its arsenal of different T cells that fight successive infections. This effect is also used in vaccinations, that means the controlled introduction of an antigen that triggers the production of B and T cells. If the real pathogen with the same antigen enters the body, the adaptive immune system is already primed by vaccination to fight this infection.

The Adaptive Immune System Can Hinder the Successful Transplantation of Graft Tissue

Skin, liver, and bone tissues, among others, can be transplanted from a healthy donor to a recipient in which the respective tissue is diseased or destroyed. Such tissues are known as graft tissues. The success of such a medical procedure is often dependent on compatibility between the graft tissue and the recipient's immune system. If the host and the graft are incompatible, damage of the graft tissue can be initiated by two pathways. The direct pathway of graft rejection involves APCs in the graft that present antigens to the host’s helper and CTL cells. In the indirect pathway, the host’s APCs recognize the graft as non-self and present graft-derived antigens to helper T cells. In both scenarios, the host’s adaptive immune cells are directed against the graft tissue and contribute to its damage. To improve the success rate of tissue or organ transplantation, parts of the recipient’s immune system are suppressed by medication.

Visión general

El sistema inmunitario mediado por las células es la principal respuesta del huésped contra bacterias y virus invasivos que causan infecciones intracelulares. También es esencial para luchar contra las células cancerosas y destruirlas. Además, el sistema inmunitario mediado por células desempeña un papel en el rechazo de trasplantes de órganos o tejido de injerto.

El sistema inmune innato activa el sistema inmune adaptativo

Las células fagocíticas del sistema inmunitario innato, como los macrófagos o las células dendríticas, son las primeras en reconocer una partícula extraña. Estas células envuelven la partícula extraña y la digieren. Las moléculas pequeñas de la partícula extraña, llamadas antígenos, permanecen intactas y se presentan en la superficie de la célula fagocítica. La presentación es facilitada por proteínas del principal complejo de histocompatibilidad (MHC), que une el antígeno y sobresale de la célula. Por lo tanto, la célula fagocítica también se denomina célula de presentación de antígeno (APC). El complejo MHC-antígeno activa las células del sistema inmunitario adaptativo, que finalmente combaten la fuente de la partícula extraña.

Las células T llevan a cabo muchas funciones en el sistema inmune adaptativo

Las células T son un tipo de linfocito que lleva el nombre de su ubicación de maduración: el timo. En el timo, las células T precursoras se diferencian en dos tipos principales, células CD4+ y CD8+ T. Estos tipos de celdas reciben el nombre del receptor de superficie que determina la función de la célula. Todas las células T transportan receptores de células T, pero el receptor central CD4+ o CD8+ confiere especificidad. Una célula T que expresa el CD4+ coreceptor puede interactuar con el complejo MHC clase II en un APC. Por el contrario, una célula T que lleva CD8+ reconoce el complejo de clase I de antígeno-MHC en una célula infectada o cancerosa. Después de identificar una célula de este tipo, la célula CD8+ se diferencia en un linfocito T citotóxico (CTL) que en última instancia destruye la célula infectada o cancerosa.

Volvamos nuestra atención a las células CD4+. Antes de que una celda CD4+ se encuentre con un antígeno coincidente presentado por un APC, se conoce como ingenuo. Una vez que una célula cd4+ T ingenua se activa, puede diferenciarse en una célula T de memoria o varias variantes de células T auxiliares. Las células T auxiliares tipo 1 (Th1) producen el interferón de citoquina que desencadena la digestión de patógenos en los APC y estimula la actividad de las células CTL y B. Las células Th2 producen interleukins que promueven principalmente la actividad celular B.

El sistema inmune adaptativo recuerda los encuentros con patógenos

Las células T de memoria son una variante de las células T que permanecen en el cuerpo mucho después del primer ataque desencadenado por un antígeno específico. Algunas células T de memoria humana descansan principalmente en la médula ósea y proporcionan inmunidad duradera contra patógenos sistémicos. Otros se ubican estratégicamente en las membranas mucosas y el líquido linfático o el torrente sanguíneo. Una vez que una célula T de memoria encuentra su antígeno, monta una respuesta inmune más rápida y más fuerte en comparación con el primer encuentro. Cada célula T solo se establece en acción mediante un único antígeno específico. Del mismo modo, las células T de memoria solo se activarán cuando se vuelva a contar este antígeno en particular. Cuantos más antígenos encuentra un organismo durante su vida, más grande se convierte en su arsenal de diferentes células T que combaten infecciones sucesivas. Este efecto también se utiliza en las vacunas, lo que significa la introducción controlada de un antígeno que desencadena la producción de células B y T. Si el patógeno real con el mismo antígeno entra en el cuerpo, el sistema inmunitario adaptativo ya está preparado por la vacunación para combatir esta infección.

El sistema inmune adaptativo puede obstaculizar el trasplante exitoso de tejido de injerto

Los tejidos de la piel, el hígado y los tejidos óseos, entre otros, se pueden trasplantar de un donante sano a un receptor en el que el tejido respectivo esté enfermo o destruido. Estos tejidos se conocen como tejidos de injerto. El éxito de este procedimiento médico a menudo depende de la compatibilidad entre el tejido del injerto y el sistema inmunitario del receptor. Si el huésped y el injerto son incompatibles, el daño del tejido del injerto puede iniciarse por dos vías. La vía directa de rechazo del injerto implica APC en el injerto que presentan antígenos a las células auxiliares y CTL del huésped. En la vía indirecta, los APC del huésped reconocen el injerto como antígenos no auto y presentes derivados del injerto a las células T auxiliares. En ambos escenarios, las células inmunitarias adaptativas del huésped se dirigen contra el tejido del injerto y contribuyen a su daño. Para mejorar la tasa de éxito del trasplante de tejido u órgano, partes del sistema inmunitario del receptor se suprimen mediante medicamentos.


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