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Opsonina

Las opsoninas son proteínas extracelulares que, al unirse a sustancias o células, inducen a los fagocitos a fagocitar dichas sustancias o células. [ 1 ] De esta forma, las opson...

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Las opsoninas son proteínas extracelulares que, al unirse a sustancias o células, inducen a los fagocitos a fagocitar dichas sustancias o células. [ 1 ] De esta forma, las opsoninas actúan como marcadores para identificar elementos del organismo que deben ser fagocitados (es decir, ingeridos) por los fagocitos (células especializadas en la fagocitosis , es decir, la ingestión celular). [ 1 ] Las opsoninas pueden marcar diferentes tipos de elementos ("objetivos") para la fagocitosis, entre ellos: patógenos (como bacterias ), células cancerosas , células envejecidas, células muertas o moribundas (como células apoptóticas ), exceso de sinapsis o agregados proteicos (como placas amiloides ). Las opsoninas ayudan a eliminar patógenos, así como células muertas, moribundas y enfermas. [ 2 ]

Las opsoninas fueron descubiertas y denominadas "opsoninas" en 1904 por Almroth Wright y Stewart Ranken Douglas , quienes observaron que la incubación de bacterias con plasma sanguíneo permitía a los fagocitos fagocitar (y, por lo tanto, destruir) las bacterias. Concluyeron que: "Tenemos aquí una prueba concluyente de que los fluidos sanguíneos modifican las bacterias de tal manera que las convierten en presa fácil para los fagocitos. Podemos hablar de esto como un efecto "opsonónico" (opsono - yo preparo; yo preparo víveres para), y podemos emplear el término "opsoninas" para designar los elementos de los fluidos sanguíneos que producen este efecto". [ 3 ]

Investigaciones posteriores encontraron dos tipos principales de opsoninas en la sangre que opsonizan bacterias: proteínas del complemento [ 4 ] y anticuerpos [ 5 ] . Sin embargo, ahora se sabe que existen al menos 50 proteínas que actúan como opsoninas para patógenos u otros objetivos [ 2 ] .

Mecanismos

Las opsoninas inducen la fagocitosis de las dianas uniéndose a ellas (por ejemplo, bacterias) y, posteriormente, a los receptores fagocíticos de los fagocitos. De este modo, las opsoninas actúan como moléculas puente entre la diana y el fagocito, poniéndolos en contacto y, generalmente, activando el receptor fagocítico para inducir la englobación de la diana por el fagocito. [ 2 ]

Todas las membranas celulares poseen cargas negativas ( potencial zeta ), lo que dificulta que dos células se acerquen. Cuando las opsoninas se unen a sus dianas, potencian la cinética de la fagocitosis al favorecer la interacción entre la opsonina y los receptores de la superficie celular en las células inmunitarias. [ 6 ] Esto contrarresta las cargas negativas de las membranas celulares.

Es importante que las opsoninas no marquen células sanas y no patógenas para la fagocitosis, ya que esta conlleva la digestión y, por lo tanto, la destrucción de las células objetivo. Por consiguiente, algunas opsoninas (incluidas algunas proteínas del complemento) han evolucionado para unirse a patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP), moléculas que solo se encuentran en la superficie de los patógenos, lo que permite la fagocitosis de estos patógenos y, por ende, la inmunidad innata. Los anticuerpos se unen a los antígenos en la superficie del patógeno, lo que permite la inmunidad adaptativa. Las opsoninas que opsonizan las células del organismo huésped (por ejemplo, GAS6, que opsoniza las células apoptóticas) se unen a señales de "cómeme" (como la fosfatidilserina ) expuestas por células muertas, moribundas o estresadas. [ 2 ]

Tipos

Las opsoninas están relacionadas con los dos tipos de sistemas inmunitarios : el sistema inmunitario adaptativo y el sistema inmunitario innato .

Adaptado

Opsonización mediada por anticuerpos. Los receptores Fc (FcR) de las células fagocíticas reconocen la región Fc del anticuerpo.

Los anticuerpos son sintetizados por las células B y se secretan en respuesta al reconocimiento de epítopos antigénicos específicos , y se unen solo a epítopos (regiones) específicos de un antígeno. [ 5 ] Constituyen la vía de opsonización adaptativa y están compuestos por dos fragmentos: la región de unión al antígeno (región Fab) y la región cristalizable del fragmento (región Fc). [ 5 ] La región Fab puede unirse a un epítopo específico de un antígeno, como una región específica de una proteína de superficie bacteriana. [ 5 ] La región Fc de la IgG es reconocida por el receptor Fc (FcR) en las células asesinas naturales y otras células efectoras ; la unión de la IgG al antígeno provoca un cambio conformacional que permite al FcR unirse a la región Fc e iniciar el ataque al patógeno mediante la liberación de productos líticos. [ 5 ] Los anticuerpos también pueden marcar células tumorales o células infectadas por virus, y las células NK responden a través del FcR; este proceso se conoce como citotoxicidad celular dependiente de anticuerpos (ADCC). [ 5 ]

Tanto la IgM como la IgG experimentan un cambio conformacional al unirse al antígeno, lo que permite que la proteína del complemento C1q se asocie con la región Fc del anticuerpo. [ 4 ] La asociación de C1q conduce finalmente al reclutamiento de los complementos C4b y C3b , ambos reconocidos por los receptores del complemento 1, 3 y 4 ( CR1 , CR3 , CR4), presentes en la mayoría de los fagocitos. [ 4 ] De esta forma, el sistema del complemento participa en la respuesta inmune adaptativa.

Opsonización por C3b. CR1 reconoce el C3b depositado en el antígeno.

C3d, un producto de escisión de C3, reconoce patrones moleculares asociados a patógenos ( PAMP ) y puede opsonizar moléculas hacia el receptor CR2 en las células B. [ 4 ] Esto reduce el umbral de interacción necesario para la activación de las células B a través del receptor de células B y contribuye a la activación de la respuesta adaptativa. [ 4 ]

Innato

El sistema del complemento, independientemente de la respuesta inmune adaptativa, es capaz de opsonizar patógenos incluso antes de que se requiera la inmunidad adaptativa. [ 4 ] Las proteínas del complemento involucradas en la opsonización innata incluyen C4b, C3b e iC3b . [ 7 ] En la vía alternativa de activación del complemento, el C3b circulante se deposita directamente sobre antígenos con PAMPs específicos, como los lipopolisacáridos en bacterias gramnegativas . [ 7 ] El C3b es reconocido por CR1 en los fagocitos. El iC3b se une a células y cuerpos apoptóticos y facilita la eliminación de células muertas y restos sin iniciar vías inflamatorias , a través de la interacción con CR3 y CR4 en los fagocitos. [ 4 ]

Las lectinas de unión a manosa , o ficolinas, junto con las pentraxinas y las colectinas, son capaces de reconocer ciertos tipos de carbohidratos que se expresan en las membranas celulares de bacterias , hongos , virus y parásitos , y pueden actuar como opsoninas activando el sistema del complemento y las células fagocíticas. [ 4 ] [ 7 ]

Objetivos

Células apoptóticas

Varias opsoninas desempeñan un papel en la marcación de células apoptóticas para su fagocitosis sin una respuesta proinflamatoria. [ 8 ]

Los miembros de la familia de las pentraxinas pueden unirse a componentes de la membrana celular apoptótica como la fosfatidilcolina (PC) y la fosfatidiletanolamina (PE). Los anticuerpos IgM también se unen a la PC. Las moléculas de colectina , como la lectina de unión a manosa (MBL), la proteína surfactante A (SP-A) y la SP-D, interactúan con ligandos desconocidos en las membranas celulares apoptóticas. Al unirse al ligando apropiado, estas moléculas interactúan con los receptores de los fagocitos, potenciando la fagocitosis de la célula marcada. [ 6 ]

C1q es capaz de unirse directamente a las células apoptóticas. También puede unirse indirectamente a ellas a través de intermediarios como los autoanticuerpos IgM , MBL y pentraxinas. En ambos casos, C1q activa el complemento, lo que provoca que las células sean marcadas para la fagocitosis por C3b y C4b . C1q contribuye de manera importante a la eliminación de células apoptóticas y restos celulares. Este proceso suele ocurrir en células en fase tardía de apoptosis. [ 6 ]

La opsonización de las células apoptóticas se produce mediante diferentes mecanismos que varían según el tejido. Por ejemplo, si bien C1q es necesario para la correcta eliminación de las células apoptóticas en la cavidad peritoneal , no es importante en los pulmones, donde SP-D desempeña un papel fundamental. [ 6 ]

Patógenos

Como parte de la fase tardía de la respuesta inmune adaptativa, los patógenos y otras partículas son marcados por anticuerpos IgG. Estos anticuerpos interactúan con los receptores Fc en macrófagos y neutrófilos, lo que resulta en fagocitosis. [ 9 ] El complejo del complemento C1 también puede interactuar con la región Fc de los inmunocomplejos IgG e IgM, activando la vía clásica del complemento y marcando el antígeno con C3b. El C3b puede unirse espontáneamente a las superficies de los patógenos a través de la vía alternativa del complemento. Además, las pentraxinas pueden unirse directamente a C1q del complejo C1. [ 10 ]

La SP-A opsoniza varios patógenos bacterianos y virales para su eliminación por los macrófagos alveolares pulmonares. [ 8 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Punt J, Stranford SA, Jones PP, Owen JA (2019). Inmunología de Kuby (Octava  ed.). Nueva York. ISBN 978-1-4641-8978-4OCLC 1002672752​​ {{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )
  2. 1 2 3 4 Cockram, Tom OJ; Dundee, Jacob M.; Popescu, Alma S.; Brown, Guy C. (2021). " El código fagocítico que regula la fagocitosis de las células de mamíferos" . Frontiers in Immunology . 12 629979. doi : 10.3389/fimmu.2021.629979 . PMC 8220072. PMID 34177884 .  
  3. ↑ Wright, AE; Douglas, SR; Sanderson, JB (septiembre de 1989). "Una investigación experimental del papel de los fluidos sanguíneos en relación con la fagocitosis. 1903" . Reviews of Infectious Diseases . 11 (5): 827–834 . doi : 10.1093/clinids/11.5.827 . PMID 2682954 . 
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 Merle NS, Noe R, Halbwachs-Mecarelli L, Fremeaux-Bacchi V, Roumenina LT (2015). " Sistema del complemento Parte II: Papel en la inmunidad" . Frontiers in Immunology . 6 : 257. doi : 10.3389/fimmu.2015.00257 . PMC 4443744. PMID 26074922 .  
  5. 1 2 3 4 5 6 Chiu ML, Goulet DR, Teplyakov A, Gilliland GL (diciembre de 2019). "Estructura y función de los anticuerpos: la base para la ingeniería de terapias" . Antibodies . 8 ( 4): 55. doi : 10.3390/antib8040055 . PMC 6963682. PMID 31816964 .  
  6. 1 2 3 4 Roos A, Xu W, Castellano G, Nauta AJ, Garred P, Daha MR, van Kooten C (abril de 2004). " Minirevisión: Un papel fundamental de la inmunidad innata en la eliminación de células apoptóticas" . European Journal of Immunology . 34 (4): 921– 9. doi : 10.1002/eji.200424904 . PMID 15048702. S2CID 22966937 .  
  7. 1 2 3 Ricklin D, Hajishengallis G, Yang K, Lambris JD (septiembre de 2010). "Complemento: un sistema clave para la vigilancia inmunológica y la homeostasis" . Nature Immunology . 11 (9): 785– 97. doi : 10.1038/ni.1923 . PMC 2924908. PMID 20720586 .  
  8. 1 2 Litvack ML, Palaniyar N (junio de 2010). "Revisión: Proteínas solubles de reconocimiento de patrones inmunes innatos para la eliminación de células y componentes celulares moribundos: implicaciones en la exacerbación o resolución de la inflamación". Inmunidad innata . 16 (3): 191– 200. doi : 10.1177/1753425910369271 . PMID 20529971. S2CID 8344490 .  
  9. ↑ Zhang Y, Hoppe AD, Swanson JA (noviembre de 2010). "La coordinación de la señalización del receptor Fc regula el compromiso celular con la fagocitosis" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (45): 19332– 7. Bibcode : 2010PNAS..10719332Z . doi : 10.1073/pnas.1008248107 . PMC 2984174. PMID 20974965 .  
  10. ↑ Sarma JV, Ward PA (enero de 2011). " El sistema del complemento" . Cell and Tissue Research . 343 (1): 227–35 . doi : 10.1007/s00441-010-1034-0 . PMC 3097465. PMID 20838815 .