Opsonina

Opsonins son proteínas extracelulares que, cuando están ligadas a sustancias o células, inducen los fagocitos a la fagocitosis las sustancias o células con las osoninas ligadas. Así, las osoninas actúan como etiquetas para etiquetar las cosas en el cuerpo que deben ser fagocitos (es decir, comidos) por los fagocitos (células que se especializan en la fagocitosis, es decir, comer celular). Los diferentes tipos de cosas ("targets") pueden ser etiquetados por las osoninas para la fagocitosis, incluyendo: patógenos (como bacterias), células cancerosas, células envejecidas, células muertas o moribundas (como células apoptóticas), exceso de sinapsis o agregados de proteínas (como placas amiloideas). Las osoninas ayudan a limpiar patógenos, así como células muertas, moribundas y enfermas.

Opsonins fueron descubiertos y nombrados " Opsonins " En 1904 por Wright y Douglas, quienes descubrieron que la incubación de bacterias con plasma sanguíneo permitió fagocitos a fagocitosa (y, por lo tanto, destruyó) las bacterias. Llegaron a la conclusión de: “Tenemos aquí una prueba concluyente de que los fluidos sanguíneos modifican las bacterias de una manera que les convierte en una presa lista para los fagocitos. Podemos hablar de esto como un efecto "Opsonic" (Opsono - Cater; preparo las victorias), y podemos emplear el término "Opsonins" para designar los elementos en los fluidos sanguíneos que producen este efecto ".

La investigación posterior encontró dos tipos principales de opsonina en la sangre que las bacterias opsonizadas: complementar proteínas y anticuerpos. Sin embargo, ahora se sabe que hay al menos 50 proteínas que actúan como opsoninas para patógenos u otros objetivos.

mecanismos

Las opsoninas inducen fagocitosis de objetivos al unir los objetivos (por ejemplo, bacterias) y luego también unir receptores fagocíticos en los fagocitos. Por lo tanto, las opsoninas actúan como moléculas de puente entre el objetivo y el fagocito, poniéndolas en contacto y luego activando generalmente el receptor fagocítico para inducir la envoltura del objetivo por el fagocito.

Todas las membranas celulares tienen cargas negativas (potencial zeta), lo que dificulta que dos células se unan juntas. Cuando las opsoninas se unen a sus objetivos, aumentan la cinética de la fagocitosis al favorecer la interacción entre los receptores de opsonina y la superficie celular en las células inmunes. Esto anula las cargas negativas de las membranas celulares.

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

Tipos

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

Adaptativa

Los anticuerpos son sintetizados por las células B y se secretan en respuesta al reconocimiento de epitopos antígenos específicos, y se unen sólo a epitopos específicos (regiones) sobre un antígeno. Se componen de la vía de osonización adaptativa y se componen de dos fragmentos: región de unión antígena (región Fab) y la región cristalizadora fragmentaria (región Fc). La región Fab es capaz de unirse a un epitopo específico en un antígeno, como una región específica de una proteína de superficie bacteriana. La región Fc de IgG es reconocida por el Receptor Fc (FcR) sobre células asesinas naturales y otras células de efecto; la unión de IgG al antígeno causa un cambio conformacional que permite que FcR atan la región Fc e iniciar un ataque en el patógeno a través de la liberación de productos líticos. El anticuerpo también puede etiquetar células tumorales o células infectadas viralmente, con células NK respondiendo a través de la FcR; este proceso se conoce como citotoxicidad celular dependiente del anticuerpo (ADCC).

Tanto IgM como IgG experimentan un cambio conformacional sobre el antígeno vinculante que permite complementar la proteína C1q para asociarse con la región Fc del anticuerpo. La asociación C1q conduce finalmente al reclutamiento de complementos C4b y C3b, ambos reconocidos por el receptor 1, 3 y 4 (CR1, CR3, CR4), que están presentes en la mayoría de los fagocitos. De esta manera, el sistema de complementos participa en la respuesta inmunitaria adaptativa.

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

Innato

El sistema del complemento, independientemente de la respuesta inmune adaptativa, es capaz de opsonizar al patógeno incluso antes de que se requiera inmunidad adaptativa. Las proteínas del complemento implicadas en la opsonización innata incluyen C4b, C3b e iC3b. En la vía alternativa de activación del complemento, el C3b circulante se deposita directamente sobre antígenos con PAMP particulares, como los lipopolisacáridos en bacterias gramnegativas. C3b es reconocido por CR1 en los fagocitos. iC3b se adhiere a células y cuerpos apoptóticos y facilita la eliminación de células muertas y restos sin iniciar vías inflamatorias, mediante la interacción con CR3 y CR4 en los fagocitos.

Las lectinas fijadoras de manosa, o ficolinas, junto con las pentraxinas y 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 complemento. sistema y células fagocíticas.

Objetivos

Células apoptóticas

Varias opsoninas desempeñan un papel en el marcado de células apoptóticas para la fagocitosis sin una respuesta proinflamatoria.

Los miembros de la familia de las pentraxinas pueden unirse a componentes apoptóticos de la membrana celular 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 tensioactiva A (SP-A) y SP-D, interactúan con ligandos desconocidos en las membranas celulares apoptóticas. Cuando se unen al ligando apropiado, estas moléculas interactúan con los receptores de fagocitos, mejorando la fagocitosis de la célula marcada.

C1q es capaz de unirse directamente a células apoptóticas. También puede unirse indirectamente a células apoptóticas a través de intermediarios como autoanticuerpos IgM, MBL y pentraxinas. En ambos casos, C1q activa el complemento, lo que hace que las células sean marcadas para la fagocitosis por C3b y C4b. C1q contribuye de manera importante a la eliminación de células y desechos apoptóticos. Este proceso suele ocurrir en células apoptóticas tardías.

La opsonización de las células apoptóticas se produce mediante diferentes mecanismos en un patrón dependiente del tejido. Por ejemplo, si bien C1q es necesario para la eliminación adecuada de las células apoptóticas en la cavidad peritoneal, no es importante en los pulmones donde la SP-D desempeña un papel importante.

Patógenos

Como parte de la última etapa de la respuesta inmune adaptativa, los patógenos y otras partículas están marcados por anticuerpos IgG. Estos anticuerpos interactúan con los receptores Fc de los macrófagos y neutrófilos dando como resultado la fagocitosis. El complejo del complemento C1 también puede interactuar con la región Fc de los complejos inmunes IgG e IgM activando la vía clásica del complemento y marcando el antígeno con C3b. C3b puede unirse espontáneamente a las superficies de patógenos a través de la vía alternativa del complemento. Además, las pentraxinas pueden unirse directamente a C1q desde el complejo C1.

SP-A opsoniza una serie de patógenos bacterianos y virales para su eliminación por los macrófagos alveolares pulmonares.