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Selección clonal

Teoría de la selección clonal de los linfocitos : 1) Una célula madre hematopoyética sufre diferenciación y reordenamiento genético para producir 2) linfocitos inmaduros con muc...

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Teoría de la selección clonal de los linfocitos : 1) Una célula madre hematopoyética sufre diferenciación y reordenamiento genético para producir 2) linfocitos inmaduros con muchos receptores de antígeno diferentes. Aquellos que se unen a 3) antígenos de los propios tejidos del cuerpo son destruidos, mientras que el resto madura en 4) linfocitos inactivos. La mayoría de estos nunca encuentran un 5) antígeno extraño compatible, pero aquellos que sí lo encuentran se activan y producen 6) muchos clones de sí mismos.

En inmunología , la teoría de la selección clonal explica las funciones de las células del sistema inmunitario ( linfocitos ) en respuesta a antígenos específicos que invaden el organismo. El concepto fue introducido por el médico australiano Frank Macfarlane Burnet en 1957, en un intento por explicar la gran diversidad de anticuerpos que se forman durante el inicio de la respuesta inmunitaria . [ 1 ] [ 2 ] La teoría se ha convertido en el modelo ampliamente aceptado para explicar cómo el sistema inmunitario humano responde a las infecciones y cómo se seleccionan ciertos tipos de linfocitos B y T para la destrucción de antígenos específicos . [ 3 ]

La teoría postula que, en un grupo preexistente de linfocitos (tanto células B como T), un antígeno específico activa (es decir, selecciona) únicamente su célula contraespecífica, la cual induce a esa célula particular a multiplicarse, produciendo clones idénticos para la producción de anticuerpos. Esta activación ocurre en órganos linfoides secundarios como el bazo y los ganglios linfáticos . [ 4 ] En resumen, la teoría explica el mecanismo de generación de la diversidad de especificidad de los anticuerpos. [ 5 ] La primera evidencia experimental se obtuvo en 1958, cuando Gustav Nossal y Joshua Lederberg demostraron que una célula B siempre produce un solo anticuerpo. [ 6 ] Esta idea se convirtió en la base de la inmunología molecular, especialmente en la inmunidad adaptativa . [ 7 ]

Postulados

La teoría de la selección clonal se puede resumir en los siguientes cuatro principios:

  • Cada linfocito posee un único tipo de receptor con una especificidad única (generada por recombinación V(D)J ).
  • La ocupación del receptor es necesaria para la activación celular.
  • Las células efectoras diferenciadas derivadas de un linfocito activado poseen receptores con la misma especificidad que la célula progenitora.
  • Los linfocitos que poseen receptores para moléculas propias (es decir, antígenos endógenos producidos dentro del cuerpo) son destruidos en una etapa temprana.

Trabajos iniciales

En 1900, Paul Ehrlich propuso la llamada "teoría de las cadenas laterales" de la producción de anticuerpos. Según esta teoría, ciertas células presentan en su superficie diferentes " cadenas laterales " (es decir, anticuerpos unidos a la membrana) capaces de reaccionar con distintos antígenos. Cuando un antígeno está presente, se une a una cadena lateral específica. Entonces, la célula deja de producir todas las demás cadenas laterales y comienza la síntesis y secreción intensiva de la cadena lateral que se une al antígeno, en forma de anticuerpo soluble. Si bien distinta de la selección clonal, la idea de Ehrlich constituía una teoría de selección mucho más precisa que las teorías predominantes en inmunología durante las décadas siguientes.

En 1955, el inmunólogo danés Niels Jerne planteó la hipótesis de que ya existe una amplia gama de anticuerpos solubles en el suero antes de cualquier infección. La entrada de un antígeno en el organismo da como resultado la selección de un único tipo de anticuerpo para combatirlo. Supuestamente, esto ocurre cuando ciertas células fagocitan los complejos inmunes y, de alguna manera, replican la estructura del anticuerpo para producir más. [ 8 ]

En 1957, David W. Talmage planteó la hipótesis de que los antígenos se unen a los anticuerpos en la superficie de las células productoras de anticuerpos y que «solo se seleccionan para la multiplicación aquellas células cuyo producto sintetizado tiene afinidad por el antígeno». La principal diferencia con la teoría de Ehrlich radicaba en que se presumía que cada célula sintetizaba un solo tipo de anticuerpo. Tras la unión del antígeno, la célula prolifera, formando clones con anticuerpos idénticos.

La teoría de la selección clonal de Burnet

Más tarde, en 1957, el inmunólogo australiano Frank Macfarlane Burnet publicó un artículo titulado "Una modificación de la teoría de Jerne sobre la producción de anticuerpos utilizando el concepto de selección clonal" en la poco conocida revista Australian Journal of Science . En él, Burnet amplió las ideas de Talmage y denominó a la teoría resultante "teoría de la selección clonal". Formalizó aún más la teoría en su libro de 1959, The Clonal Selection Theory of Acquired Immunity (La teoría de la selección clonal de la inmunidad adquirida) . Explicó la memoria inmunológica como la clonación de dos tipos de linfocitos. Un clon actúa inmediatamente para combatir la infección, mientras que el otro es más duradero, permaneciendo en el sistema inmunitario durante mucho tiempo y causando inmunidad a ese antígeno. Según la hipótesis de Burnet, entre los anticuerpos hay moléculas que probablemente pueden corresponder con diversos grados de precisión a todos, o prácticamente a todos, los determinantes antigénicos que se presentan en el material biológico, distintos de los característicos del propio organismo. Cada tipo de patrón es un producto específico de un clon de linfocitos, y la esencia de la hipótesis radica en que cada célula dispone automáticamente en su superficie de sitios reactivos representativos equivalentes a los de la globulina que produce. Cuando un antígeno ingresa a la sangre o a los fluidos tisulares, se supone que se unirá a la superficie de cualquier linfocito que posea sitios reactivos que correspondan a uno de sus determinantes antigénicos. Entonces, la célula se activa y experimenta proliferación para producir una variedad de descendientes. De esta manera, se inicia la proliferación preferencial de todos aquellos clones cuyos sitios reactivos correspondan a los determinantes antigénicos de los antígenos presentes en el organismo. Los descendientes son capaces de liberar activamente anticuerpos solubles y linfocitos, las mismas funciones que las formas parentales. [ 5 ] [ 9 ]

En 1958, Gustav Nossal y Joshua Lederberg demostraron que una célula B siempre produce un solo anticuerpo, lo que constituyó la primera evidencia directa que respaldaba la teoría de la selección clonal. [ 6 ]

Teorías respaldadas por la selección clonal

Burnet y Peter Medawar colaboraron en la comprensión de la tolerancia inmunológica , un fenómeno que también se explica por la selección clonal. Esta tolerancia se refiere a la capacidad del organismo para tolerar la introducción de células antes del desarrollo de una respuesta inmunitaria, siempre y cuando esto ocurra en las primeras etapas de su desarrollo. El sistema inmunitario alberga una gran variedad de linfocitos, desde células que toleran el tejido propio hasta células que no lo hacen. Sin embargo, solo las células tolerantes al tejido propio sobreviven a la etapa embrionaria. Si se introduce tejido ajeno, los linfocitos que se desarrollan son aquellos que lo incluyen como propio.

En 1959, Burnet propuso que, bajo ciertas circunstancias, los tejidos podían trasplantarse con éxito a receptores no humanos. Este trabajo propició una comprensión mucho mayor del sistema inmunitario y grandes avances en el trasplante de tejidos. Burnet y Medawar compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1960.

En 1974, Niels Kaj Jerne propuso que el sistema inmunitario funciona como una red regulada mediante interacciones entre las partes variables de los linfocitos y las moléculas que secretan. La teoría de la red inmunitaria se basa firmemente en el concepto de selección clonal. Jerne recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1984, principalmente por sus contribuciones a la teoría de la red inmunitaria.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Burnet, FM (1976). "Una modificación de la teoría de Jerne sobre la producción de anticuerpos utilizando el concepto de selección clonal" . CA : A Cancer Journal for Clinicians . 26 (2): 119– 21. doi : 10.3322/canjclin.26.2.119 . PMID 816431. S2CID 40609269 .  
  2. ↑ Cohn, Melvin; Av Mitchison, N.; Paul, William E.; Silverstein, Arthur M.; Talmage, David W.; Weigert, Martin (2007). "Reflexiones sobre la teoría de la selección clonal". Nature Reviews Immunology . 7 (10): 823– 830. doi : 10.1038/nri2177 . PMID 17893695 . S2CID 24741671 .  
  3. ↑ Rajewsky, Klaus (1996). " Selección clonal y aprendizaje en el sistema de anticuerpos". Nature . 381 (6585): 751– 758. Bibcode : 1996Natur.381..751R . doi : 10.1038/381751a0 . ISSN 0028-0836 . PMID 8657279. S2CID 4279640 .   
  4. ↑ Murphy, Kenneth (2012). Inmunobiología de Janeway, 8.ª edición . Nueva York, NY: Garland Science. ISBN 9780815342434.
  5. 1 2 Jordan, Margaret A; Baxter, Alan G (2007). "Enfoques cuantitativos y cualitativos de GOD: los primeros 10 años de la teoría de la selección clonal". Inmunología y Biología Celular . 86 (1): 72– 79. doi : 10.1038/sj.icb.7100140 . PMID 18040281 . S2CID 19122290 .  
  6. ^ Nossal , GJV; Lederberg, Josué (1958). "Producción de anticuerpos por células individuales" . Naturaleza . 181 (4620): 1419– 1420. Bibcode : 1958Natur.181.1419N . doi : 10.1038/1811419a0 . PMC 2082245 . PMID 13552693 .  
  7. ↑ Medzhitov, R. (2013). "Teoría del reconocimiento de patrones y el lanzamiento de la inmunidad innata moderna" . The Journal of Immunology . 191 (9): 4473– 4474. doi : 10.4049/jimmunol.1302427 . PMID 24141853 . 
  8. ↑ Burnet, FM (1976). "Una modificación de la teoría de Jerne sobre la producción de anticuerpos utilizando el concepto de selección clonal" . CA : A Cancer Journal for Clinicians . 26 (2): 119– 121. doi : 10.3322/canjclin.26.2.119 . ISSN 0007-9235 . PMID 816431. S2CID 40609269 .   
  9. ↑ Hodgkin, Philip D; Heath, William R; Baxter, Alan G (2007). "La teoría de la selección clonal: 50 años desde la revolución". Nature Immunology . 8 (10): 1019– 1026. doi : 10.1038/ni1007-1019 . PMID 17878907 . S2CID 29935594 .  

Lecturas adicionales

  • Podolsky, Alfred I. Tauber; Scott H. (1997). La generación de la diversidad  : teoría de la selección clonal y el auge de la inmunología molecular (1.ª  ed. en rústica). Cambridge, Massachusetts: Harvard Univ. Press. ISBN 0-674-00182-6.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  • "Biología en contexto: el espectro de la vida". Autores: Peter Aubusson, Eileen Kennedy.
  • Forsdyke DR (1995). " Los orígenes de la teoría de la selección clonal de la inmunidad" . FASEB Journal . 9 (2): 164– 66. doi : 10.1096/fasebj.9.2.7781918 . PMID 7781918. S2CID 38467403 .  
  • Animación de selección clonal. Archivada el 6 de julio de 2011 en la Wayback Machine del Instituto Walter & Elisa Hall.