11.3A: Patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) y patrones moleculares asociados al peligro (DAMP)

Objetivos de aprendizaje

1. Indique cuánto tiempo tarda en activarse la inmunidad innata inducida temprana y qué implica.
2. Indique qué se entiende por patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) y el papel que juegan los PAMP en la inducción de inmunidad innata.
3. Nombra al menos 5 PAMPS asociados a bacterias.
4. Nombra al menos 2 PAMPS asociados a virus.
5. Defina DAMP y dé dos ejemplos.

Figura\(\PageIndex{1}\): (izquierda) Estructura de una Pared Celular Gram-Negativa. La pared celular Gram-negativa está compuesta por una fina capa interna de peptidoglicano y una membrana externa que consiste en moléculas de fosfolípidos, lipopolisacáridos (LPS), lipoproteínas y proteínas de superficie. El lipopolisacárido consiste en polisacárido lipídico A y O. (derecha) La pared celular Gram-positiva aparece como capa densa compuesta típicamente por numerosas filas de peptidoglicano, y moléculas de ácido lipoteicoico, ácido teicoico de pared y proteínas de superficie.

Los ejemplos de PAMP asociados a microbios incluyen:

1. lipopolisacárido (LPS) de la membrana externa de la pared celular Gram-negativa (ver Figura\(\PageIndex{1}\) A);
2. lipoproteínas y lipopéptidos bacterianos (ver Figura\(\PageIndex{1}\) A);
3. porinas en la membrana externa de la pared celular Gram-negativa (ver Figura\(\PageIndex{1}\) A);
4. peptidoglicano que se encuentra abundantemente en la pared celular Gram-positiva y en menor grado en la pared celular gramnegativa (ver Figura\(\PageIndex{1}\) B);
5. ácidos lipoteicoicos encontrados en la pared celular Gram-positiva (Figura\(\PageIndex{1}\) B);
6. lipoarabinomanano y ácidos micólicos encontrados en paredes celulares ácido-resistentes (Figura\(\PageIndex{2}\) B)
7. glicanos ricos en manosa (cadenas cortas de carbohidratos con el azúcar manosa o fructosa como azúcar terminal). Estos son comunes en glicoproteínas microbianas y glicolípidos pero raros en los humanos (ver Figura\(\PageIndex{6}\)).
8. flagelina encontrada en flagelos bacterianos;
9. ácido nucleico bacteriano y viral. Los genomas bacterianos y virales contienen una alta frecuencia de dinucleótidos de citosina-guanina no metilados o secuencias CpG (una citosina que carece de un grupo metilo o CH ₃ y se encuentra adyacente a una guanina). El ADN de mamíferos tiene una baja frecuencia de secuencias CpG y la mayoría están metilados, lo que puede enmascarar el reconocimiento por receptores de reconocimiento de patrones. Además, el ADN y ARN humanos normalmente no ingresan a los endosomas celulares donde se encuentran los receptores de reconocimiento de patrones para ADN y ARN microbianos;
10. N - formilmetionina, un aminoácido común a las proteínas bacterianas;
11. ARN viral bicatenario único para muchos virus en alguna etapa de su replicación;
12. ARN viral monocatenario de muchos “virus que tienen un genoma de ARN;
13. ácidos lipoteicoicos, glicolípidos y zimosano de paredes celulares de levadura; y
14. fosforilcolina y otros lípidos comunes a las membranas microbianas.

Figura\(\PageIndex{2}\): Estructura de una Pared Celular Acidorresistente. Además del peptidoglicano, la pared celular acidorresistente de Mycobacterium contiene una gran cantidad de glicolípidos, especialmente ácidos micólicos. La capa de peptidoglicano se une a arabinogalctano (D-arabinosa y D-galactosa) que luego se une a ácidos micólicos de alto peso molecular. La capa de arabinogalactano/ácido micólico se recubre con una capa de polipéptidos y ácidos micólicos que consiste en lípidos libres, glicolípidos y peptidoglicolípidos. Otros glicolípidos incluyen lipoarabinomanano y fosfatidiinositol manósidos (PIM). Debido a su pared celular única, cuando se tiñe por el procedimiento ácido-rápido, resistirá la decoloración con ácido-alcohol y se manchará de rojo, el color de la mancha inicial, carbol fucsina. Con la excepción de muy pocas otras bacterias ácido-resistentes como Nocardia, todas las demás bacterias se decolorarán y se mancharán de azul, el color de la contratinción azul de metileno.

Los ejemplos de DAMP asociados con células huésped estresadas, lesionadas, infectadas o transformadas y que no se encuentran en células normales incluyen:

1. proteínas de choque térmico;
2. fosfolípidos de membrana alterados; y
3. moléculas normalmente localizadas dentro de fagosomas y lisosomas que ingresan al citosol solo cuando estos compartimentos unidos a la membrana están dañados como resultado de la infección, incluyendo anticuerpos unidos a microbios por opsonización.
4. moléculas que normalmente se encuentran dentro de las células, como ATP, ADN y ARN, que se derraman de las células dañadas.

Para reconocer PAMP tales como los enumerados anteriormente, diversas células del cuerpo tienen una variedad de receptores correspondientes llamados receptores de reconocimiento de patrones o PRR capaces de unirse específicamente a porciones conservadas de estas moléculas. Las células que típicamente tienen receptores de reconocimiento de patrones incluyen macrófagos, células dendríticas, células endoteliales, células epiteliales de la mucosa y linfocitos.

¿Qué son los DAMP y por qué sería una ventaja para ellos iniciar una respuesta inflamatoria similar a las PAMP?

Resumen

1. La inmunidad innata inducida temprana comienza de 4 a 96 horas después de la exposición a un agente infeccioso e implica el reclutamiento de células de defensa como resultado de patrones moleculares asociados a patógenos o PAMPS que se unen a receptores de reconocimiento de patrones o PRR.
2. Los patrones moleculares asociados a patógenos o PAMP son moléculas compartidas por grupos de microbios relacionados que son esenciales para la supervivencia de esos organismos y no se encuentran asociados con células de mamíferos. Los ejemplos incluyen LPS, porinas, peptidoglicano, ácidos lipoteicoicos, glicanos ricos en manosa, flagelina, genomas bacterianos y virales, ácido micólico y lipoarabinomanano.
3. Los patrones moleculares asociados al peligro o DAMP son moléculas únicas que se muestran en células humanas estresadas, lesionadas, infectadas o transformadas que también se reconocen como parte de la inmunidad innata. Los ejemplos incluyen proteínas de choque térmico y fosfolípidos de membrana alterados.
4. Los PAMP y DAMP se unen a receptores de reconocimiento de patrones o PRR asociados con células del cuerpo para inducir inmunidad innata.