Inmunología

La inmunología es una rama de la biología y la medicina que cubre el estudio de los sistemas inmunológicos en todos los organismos. La inmunología traza, mide y contextualiza el funcionamiento fisiológico del sistema inmunitario tanto en estados de salud como de enfermedad; disfunciones del sistema inmunológico en trastornos inmunológicos (tales como enfermedades autoinmunes, hipersensibilidades, inmunodeficiencia y rechazo de trasplantes); y las características físicas, químicas y fisiológicas de los componentes del sistema inmunitario in vitro, in situ e in vivo. La inmunología tiene aplicaciones en numerosas disciplinas de la medicina, particularmente en los campos de trasplante de órganos, oncología, reumatología, virología, bacteriología, parasitología, psiquiatría y dermatología.

El término fue acuñado por el biólogo ruso Ilya Ilyich Mechnikov, quien avanzó en los estudios de inmunología y recibió el Premio Nobel por su trabajo en 1908. Clavó pequeñas espinas en larvas de estrellas de mar y notó células inusuales alrededor de las espinas. Esta fue la respuesta activa del cuerpo tratando de mantener su integridad. Fue Mechnikov quien observó por primera vez el fenómeno de la fagocitosis, en el que el cuerpo se defiende de un cuerpo extraño.

Antes de la designación de inmunidad, a partir de la raíz etimológica immunis, que en latín significa "exento", los primeros médicos caracterizaron órganos que luego se probarían como componentes esenciales del sistema inmunológico. Los órganos linfoides importantes del sistema inmunitario son el timo,médula ósea y los principales tejidos linfáticos como el bazo, las amígdalas, los vasos linfáticos, los ganglios linfáticos, las adenoides y el hígado. Sin embargo, muchos componentes del sistema inmunitario son de naturaleza celular y no están asociados con órganos específicos, sino que están incrustados o circulan en varios tejidos ubicados en todo el cuerpo. Cuando las condiciones de salud empeoran hasta el estado de emergencia, se pueden extirpar quirúrgicamente partes de los órganos del sistema inmunitario, incluidos el timo, el bazo, la médula ósea, los ganglios linfáticos y otros tejidos linfáticos, para examinarlos mientras los pacientes aún están vivos.

Inmunología clásica

La inmunología clásica se vincula con los campos de la epidemiología y la medicina. Estudia la relación entre los sistemas del cuerpo, los patógenos y la inmunidad. La primera mención escrita de la inmunidad se remonta a la plaga de Atenas en el 430 a. Tucídides señaló que las personas que se habían recuperado de un episodio anterior de la enfermedad podían cuidar a los enfermos sin contraer la enfermedad por segunda vez. Muchas otras sociedades antiguas tienen referencias a este fenómeno, pero no fue hasta los siglos XIX y XX cuando el concepto se convirtió en teoría científica.

El estudio de los componentes moleculares y celulares que componen el sistema inmunitario, incluidas su función e interacción, es la ciencia central de la inmunología. El sistema inmunitario se ha dividido en un sistema inmunitario innato más primitivo y, en los vertebrados, un sistema inmunitario adquirido o adaptativo. Este último se divide además en componentes humorales (o anticuerpos) y mediados por células.

El sistema inmunitario tiene la capacidad de reconocerse a sí mismo y no reconocerse a sí mismo. Un antígeno es una sustancia que enciende la respuesta inmune. Las células involucradas en el reconocimiento del antígeno son los linfocitos. Una vez que reconocen, secretan anticuerpos. Los anticuerpos son proteínas que neutralizan los microorganismos causantes de enfermedades. Los anticuerpos no matan directamente a los patógenos, sino que identifican los antígenos como objetivos para la destrucción por parte de otras células inmunitarias, como los fagocitos o las células NK.

La respuesta (de anticuerpos) se define como la interacción entre anticuerpos y antígenos. Los anticuerpos son proteínas específicas liberadas por una cierta clase de células inmunitarias conocidas como linfocitos B, mientras que los antígenos se definen como cualquier cosa que provoque la generación de anticuerpos (generadores de anticuerpos ). La inmunología se basa en la comprensión de las propiedades de estas dos entidades biológicas y la respuesta celular a ambas.

Ahora está quedando claro que las respuestas inmunitarias contribuyen al desarrollo de muchos trastornos comunes que tradicionalmente no se consideran inmunológicos, incluidas las enfermedades metabólicas, cardiovasculares, cancerosas y neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer. Además, también hay implicaciones directas del sistema inmunológico en las enfermedades infecciosas (tuberculosis, malaria, hepatitis, neumonía, disentería y helmintos). Por lo tanto, la investigación en el campo de la inmunología es de suma importancia para los avances en los campos de la medicina moderna, la investigación biomédica y la biotecnología.

La investigación inmunológica continúa especializándose, buscando modelos no clásicos de inmunidad y funciones de células, órganos y sistemas no asociados previamente con el sistema inmunológico (Yemeserach 2010).

Inmunología clínica

La inmunología clínica es el estudio de las enfermedades causadas por trastornos del sistema inmunitario (fallo, acción aberrante y crecimiento maligno de los elementos celulares del sistema). También involucra enfermedades de otros sistemas, donde las reacciones inmunes juegan un papel en la patología y las características clínicas.

Las enfermedades causadas por trastornos del sistema inmunitario se dividen en dos grandes categorías:

• inmunodeficiencia, en la que partes del sistema inmunitario no logran proporcionar una respuesta adecuada (los ejemplos incluyen la enfermedad granulomatosa crónica y las enfermedades inmunitarias primarias);
• autoinmunidad, en la que el sistema inmunológico ataca el cuerpo de su propio huésped (los ejemplos incluyen el lupus eritematoso sistémico, la artritis reumatoide, la enfermedad de Hashimoto y la miastenia gravis).

Otros trastornos del sistema inmunitario incluyen varias hipersensibilidades (como en el asma y otras alergias) que responden de manera inapropiada a compuestos que de otro modo serían inofensivos.

La enfermedad más conocida que afecta al propio sistema inmunitario es el SIDA, una inmunodeficiencia caracterizada por la supresión de las células T CD4+ ("auxiliares"), las células dendríticas y los macrófagos por el Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH).

Los inmunólogos clínicos también estudian formas de prevenir los intentos del sistema inmunitario de destruir los aloinjertos (rechazo del trasplante).

La Inmunología Clínica y Alergia suele ser una subespecialidad de Medicina Interna o Pediatría. Los becarios en inmunología clínica generalmente están expuestos a muchos de los diferentes aspectos de la especialidad y pueden tratar afecciones alérgicas, inmunodeficiencias primarias y afecciones autoinmunes y autoinflamatorias sistémicas. Como parte de su formación, los becarios pueden realizar rotaciones adicionales en Reumatología, Neumología, Otorrinolaringología, Dermatología y el laboratorio de Inmunología.

Inmunología del desarrollo

La capacidad del cuerpo para reaccionar a los antígenos depende de la edad de la persona, el tipo de antígeno, los factores maternos y el área donde se presenta el antígeno. Se dice que los recién nacidos se encuentran en un estado de inmunodeficiencia fisiológica, porque tanto sus respuestas inmunológicas innatas como adaptativas están muy suprimidas. Una vez nacido, el sistema inmunitario de un niño responde favorablemente a los antígenos proteicos, mientras que no responde tan bien a las glicoproteínas y los polisacáridos. De hecho, muchas de las infecciones que adquieren los recién nacidos son causadas por organismos de baja virulencia como Staphylococcus y Pseudomonas.. En los recién nacidos, la actividad opsónica y la capacidad de activar la cascada del complemento son muy limitadas. Por ejemplo, el nivel medio de C3 en un recién nacido es aproximadamente el 65% del que se encuentra en el adulto. La actividad fagocítica también está muy alterada en los recién nacidos. Esto se debe a la menor actividad opsónica, así como a la disminución de la regulación positiva de los receptores de integrina y selectina, que limitan la capacidad de los neutrófilos para interactuar con las moléculas de adhesión en el endotelio. Sus monocitos son lentos y tienen una producción reducida de ATP, lo que también limita la actividad fagocítica del recién nacido. Aunque el número de linfocitos totales es significativamente mayor que en los adultos, la inmunidad celular y humoral también se ve afectada. Las células presentadoras de antígenos en los recién nacidos tienen una capacidad reducida para activar las células T. También, Las células T de un recién nacido proliferan poco y producen cantidades muy pequeñas de citocinas como IL-2, IL-4, IL-5, IL-12 e IFN-g, lo que limita su capacidad para activar la respuesta humoral y la actividad fagocítica. de macrófago. Las células B se desarrollan temprano durante la gestación pero no están completamente activas.

Los factores maternos también juegan un papel en la respuesta inmune del cuerpo. Al nacer, la mayor parte de la inmunoglobulina presente es IgG materna. Estos anticuerpos se transfieren de la placenta al feto utilizando el FcRn (receptor Fc neonatal). Debido a que IgM, IgD, IgE e IgA no atraviesan la placenta, son casi indetectables al nacer. La leche materna proporciona algo de IgA. Estos anticuerpos adquiridos pasivamente pueden proteger al recién nacido hasta por 18 meses, pero su respuesta suele ser de corta duración y baja afinidad. Estos anticuerpos también pueden producir una respuesta negativa. Si un niño está expuesto al anticuerpo de un antígeno en particular antes de estar expuesto al antígeno mismo, el niño producirá una respuesta amortiguada. Los anticuerpos maternos adquiridos pasivamente pueden suprimir la respuesta de anticuerpos a la inmunización activa. De manera similar, la respuesta de las células T a la vacunación difiere en niños en comparación con adultos, y las vacunas que inducen respuestas Th1 en adultos no provocan fácilmente estas mismas respuestas en recién nacidos. Entre seis y nueve meses después del nacimiento, el sistema inmunitario de un niño comienza a responder con más fuerza a las glicoproteínas, pero por lo general no hay una mejora notable en su respuesta a los polisacáridos hasta que tienen al menos un año de edad. Esta puede ser la razón de los diferentes marcos de tiempo que se encuentran en los calendarios de vacunación.

Durante la adolescencia, el cuerpo humano sufre diversos cambios físicos, fisiológicos e inmunológicos desencadenados y mediados por hormonas, de los cuales el más importante en las mujeres es el 17-β-estradiol (un estrógeno) y, en los hombres, la testosterona. El estradiol suele empezar a actuar alrededor de los 10 años y la testosterona unos meses después. Existe evidencia de que estos esteroides no solo actúan directamente sobre las características sexuales primarias y secundarias, sino que también tienen un efecto sobre el desarrollo y la regulación del sistema inmunitario, incluido un mayor riesgo de desarrollar autoinmunidad pubescente y pospubescente. También hay alguna evidencia de que los receptores de la superficie celular en las células B y los macrófagos pueden detectar hormonas sexuales en el sistema.

Se ha demostrado que la hormona sexual femenina 17-β-estradiol regula el nivel de respuesta inmunológica, mientras que algunos andrógenos masculinos como la testosterona parecen suprimir la respuesta de estrés a la infección. Sin embargo, otros andrógenos, como la DHEA, aumentan la respuesta inmunitaria. Al igual que en las mujeres, las hormonas sexuales masculinas parecen tener más control sobre el sistema inmunológico durante la pubertad y la pospubertad que durante el resto de la vida adulta de un hombre.

Los cambios físicos durante la pubertad, como la involución tímica, también afectan la respuesta inmunológica.

Ecoinmunología e inmunidad conductual

La ecoinmunología, o inmunología ecológica, explora la relación entre el sistema inmunitario de un organismo y su entorno social, biótico y abiótico.

La investigación ecoinmunológica más reciente se ha centrado en las defensas contra patógenos del huésped tradicionalmente consideradas "no inmunológicas", como la evitación de patógenos, la automedicación, las defensas mediadas por simbiontes y las compensaciones de fecundidad. La inmunidad conductual, una frase acuñada por Mark Schaller, se refiere específicamente a los impulsores psicológicos de evitación de patógenos, como el disgusto que despiertan los estímulos que se encuentran alrededor de las personas infectadas con patógenos, como el olor a vómito.En términos más generales, se ha demostrado inmunidad ecológica "conductual" en múltiples especies. Por ejemplo, la mariposa monarca a menudo pone sus huevos en ciertas especies de algodoncillo tóxico cuando se infecta con parásitos. Estas toxinas reducen el crecimiento de parásitos en la descendencia de la monarca infectada. Sin embargo, cuando las mariposas monarca no infectadas se ven obligadas a alimentarse solo de estas plantas tóxicas, sufren un costo de adecuación como una vida útil reducida en relación con otras mariposas monarca no infectadas. Esto indica que poner huevos en plantas tóxicas es un comportamiento costoso en las monarcas que probablemente ha evolucionado para reducir la gravedad de la infección por parásitos.

Las defensas mediadas por simbiontes también son heredables entre generaciones de huéspedes, a pesar de una base directa no genética para la transmisión. Los áfidos, por ejemplo, dependen de varios simbiontes diferentes para defenderse de parásitos clave y pueden transmitir verticalmente sus simbiontes de padres a hijos. Por lo tanto, es más probable que un simbionte que confiere protección contra un parásito pase a la descendencia del huésped, lo que permite la coevolución con parásitos que atacan al huésped de una manera similar a la inmunidad tradicional.

Inmunoterapia

El uso de componentes o antígenos del sistema inmunitario para tratar una enfermedad o trastorno se conoce como inmunoterapia. La inmunoterapia se usa más comúnmente para tratar alergias, trastornos autoinmunes como la enfermedad de Crohn, la tiroiditis de Hashimoto y la artritis reumatoide, y ciertos tipos de cáncer. La inmunoterapia también se usa a menudo en personas inmunodeprimidas (como los pacientes con VIH) y en personas que padecen otras deficiencias inmunitarias. Esto incluye factores reguladores como IL-2, IL-10, GM-CSF B, IFN-α.

Inmunología diagnóstica

La especificidad del enlace entre el anticuerpo y el antígeno ha convertido al anticuerpo en una excelente herramienta para la detección de sustancias mediante una variedad de técnicas de diagnóstico. Los anticuerpos específicos para un antígeno deseado se pueden conjugar con un marcador isotópico (radio) o fluorescente o con una enzima formadora de color para detectarlo. Sin embargo, la similitud entre algunos antígenos puede generar falsos positivos y otros errores en dichas pruebas debido a la reacción cruzada de los anticuerpos con antígenos que no son coincidencias exactas.

Inmunología del cáncer

El estudio de la interacción del sistema inmunitario con las células cancerosas puede dar lugar a pruebas diagnósticas y terapias con las que encontrar y combatir el cáncer. La inmunología se ocupa de la reacción fisiológica característica del estado inmunitario.

Inmunología reproductiva

Esta área de la inmunología se dedica al estudio de los aspectos inmunológicos del proceso reproductivo, incluida la aceptación del feto. El término también ha sido utilizado por las clínicas de fertilidad para abordar problemas de fertilidad, abortos espontáneos recurrentes, partos prematuros y complicaciones peligrosas como la preeclampsia.

Inmunología teórica

La inmunología es fuertemente experimental en la práctica cotidiana, pero también se caracteriza por una actitud teórica continua. Muchas teorías han sido sugeridas en inmunología desde finales del siglo XIX hasta la actualidad. El final del siglo XIX y el comienzo del siglo XX vieron una batalla entre las teorías de inmunidad "celular" y "humoral". Según la teoría celular de la inmunidad, representada en particular por Elie Metchnikoff, eran las células, más precisamente los fagocitos, las responsables de las respuestas inmunitarias. Por el contrario, la teoría humoral de la inmunidad, sostenida por Robert Koch y Emil von Behring, entre otros, afirmaba que los agentes inmunitarios activos eran componentes solubles (moléculas) que se encuentran en los "humores" del organismo y no en sus células.

A mediados de la década de 1950, Macfarlane Burnet, inspirado por una sugerencia de Niels Jerne, formuló la teoría de la selección clonal (TCC) de la inmunidad. Sobre la base de CST, Burnet desarrolló una teoría de cómo se desencadena una respuesta inmunitaria de acuerdo con la distinción propia/no propia: los constituyentes "propios" (constituyentes del cuerpo) no desencadenan respuestas inmunitarias destructivas, mientras que las entidades "ajenas" (p. patógenos, un aloinjerto) desencadenan una respuesta inmunitaria destructiva. La teoría se modificó más tarde para reflejar nuevos descubrimientos sobre la histocompatibilidad o la compleja activación de "dos señales" de las células T. La teoría de la inmunidad de uno mismo/no propio y el vocabulario propio/no propio han sido criticados, pero siguen siendo muy influyentes.

Más recientemente, se han sugerido varios marcos teóricos en inmunología, incluidos puntos de vista "autopoiéticos", puntos de vista "inmunes cognitivos", el "modelo de peligro" (o "teoría del peligro") y la teoría de la "discontinuidad". El modelo de peligro, sugerido por Polly Matzinger y colegas, ha sido muy influyente y suscitó muchos comentarios y discusiones.