5.6: La capacidad de evadir las defensas inmunitarias adaptativas

Objetivos de aprendizaje

1. Afirma cuatro formas en que las moléculas de anticuerpos producidas durante la inmunidad adaptativa nos protegen contra las bacterias.
2. Describa brevemente al menos tres formas en que una bacteria podría evadir nuestras defensas inmunitarias adaptativas y nombrar una bacteria que haga cada una.

Descripción general de las defensas inmunitarias adaptativas

Una de las principales defensas contra las bacterias es la producción de moléculas de anticuerpos contra el organismo por parte de las defensas inmunitarias. Las “puntas” del anticuerpo, llamadas porción Fab (Figura\(\PageIndex{1}\)) tienen formas que son complementarias a porciones de proteínas bacterianas y polisacáridos llamados epítopos. El “fondo” del anticuerpo, llamado porción Fc (Figura\(\PageIndex{1}\)) se une a receptores en fagocitos y células NK) y puede activar la vía clásica del complemento.

Figura\(\PageIndex{1}\): Reacción Normal Anticuerpo-Antígeno. La porción Fab del anticuerpo tiene especificidad para unirse a un epítopo de un antígeno. Un epítopo es la porción de un antígeno -tal como algunos aminoácidos que sobresalen de una proteína- a la que encaja la porción Fab de una molécula de anticuerpo. La porción Fc dirige la actividad biológica del anticuerpo. En el caso de IgG, la porción Fc puede unirse a fagocitos para una mayor unión (opsonización) así como activar la vía clásica del complemento. Los anticuerpos están compuestos por 4 cadenas proteicas: 2 cadenas pesadas idénticas y 2 cadenas ligeras idénticas. Los enlaces disulfuro (S-S) unen las cadenas proteicas.

Hay varias formas en que los anticuerpos que produce el cuerpo durante la inmunidad adaptativa protegen al cuerpo contra las bacterias:

a. como se mencionó anteriormente en la fagocitosis, algunos anticuerpos como IgG e IgE funcionan como opsoninas y pegan bacterias a los fagocitos (Figura\(\PageIndex{2}\)).

Figura\(\PageIndex{2}\): Un epítopo es la porción de un antígeno -tal como algunos aminoácidos que sobresalen de una proteína- a la que encaja la porción Fab de una molécula de anticuerpo. Una de las funciones de ciertas moléculas de anticuerpos conocidas como IgG es pegar antígenos como proteínas bacterianas y polisacáridos a los fagocitos. Las puntas del anticuerpo, la porción Fab, tienen una forma que se ajusta a epítopos, porciones de un antígeno con una forma complementaria. El tallo del anticuerpo se llama porción Fc y es capaz de unirse a los receptores Fc en los fagocitos. Además, cuando se activan las vías de defensa corporal conocidas como las vías del complemento, una de las proteínas de defensa beneficiosas elaboradas se llama C3b. C3b se une por un extremo a las proteínas bacterianas de la superficie y por el otro extremo a los receptores C3b en los fagocitos. La IgG y C3b también se conocen como opsoninas y el proceso de unión potenciada también se llama opsonización.

b. Los anticuerpos, como IgG, IgA e IgM, pueden unirse a adhesinas bacterianas, pili y cápsulas y de esta manera bloquear su unión a las células hospedadoras.

c. IgG e IgM también pueden activar la vía clásica del complemento proporcionando todos sus beneficios asociados.

d. La IgA y la IgM pueden agrupar las bacterias, lo que permite que los fagocitos las eliminen más fácilmente (Figura\(\PageIndex{3}\)).

Figura\(\PageIndex{3}\): Aglutinación de Microorganismos. Las múltiples porciones Fab de IgM enlazan microorganismos juntos de manera que salen de la linfa y la sangre y se fagocitan de manera más efectiva.

Estos mecanismos serán discutidos con mayor detalle en la Unidad 6.

Ejercicio: Preguntas de Pensar-Par-Compartir

1. Staphylococcus aureus produce proteína A, una proteína que se une a la porción Fc de los anticuerpos.

¿Cómo podría esto permitir que S. aureus resista la inmunidad adaptativa?

2. Muchas bacterias que colonizan las membranas mucosas producen inmunoglobulina proteasa, una enzima que hidroliza anticuerpos de la clase IgA.

¿Cómo podría esto permitir que estas bacterias resistan la inmunidad adaptativa?

Resistencia a las defensas inmunitarias adaptativas

Las bacterias utilizan una variedad de mecanismos para resistir los anticuerpos producidos durante la inmunidad adaptativa. Estos incluyen los siguientes:

a. Ciertas bacterias pueden evadir anticuerpos es cambiando las puntas adhesivas de sus pili como se mencionó anteriormente con Escherichia coli y Neisseria gonorrhoeae (Figura\(\PageIndex{4}\)).

Figura\(\PageIndex{4}\): Bacterias que alteran las puntas adhesivas de sus pili. Al alterar genéticamente las puntas adhesivas de sus pili, ciertas bacterias son capaces de: 1) adherirse y colonizar diferentes tipos de células con diferentes receptores, y 2) evadir anticuerpos hechos contra los pili anteriores.

Las bacterias también pueden variar otras proteínas de superficie para que los anticuerpos previamente hechos contra esas proteínas ya no “encajen”. (Figura\(\PageIndex{5}\)). Por ejemplo, N. gonorrhoeae produce proteína Rmp (proteína III) que protege contra el ataque de anticuerpos por anticuerpos hechos contra otras proteínas de superficie (como las adhesinas) y el lipooligosacárido (LOS) de la bacteria.

Figura\(\PageIndex{5}\): (A) Reacción Normal Anticuerpo-Antígeno. La porción Fab del anticuerpo tiene especificidad para unirse a un epítopo de un antígeno. Un epítopo es la porción de un antígeno -tal como algunos aminoácidos que sobresalen de una proteína- a la que encaja la porción Fab de una molécula de anticuerpo. La porción Fc de un anticuerpo dirige la actividad biológica del anticuerpo. En el caso de IgG, la porción Fc puede unirse a fagocitos para una mayor unión (opsonización) así como activar la vía clásica del complemento. (B) Alterar Epítopos de un Antígeno para Resistir Moléculas de Anticuerpo. La porción Fab del anticuerpo tiene especificidad para unirse a un epítopo de un antígeno. Al alterar la forma molecular de un epítopo de un antígeno a través de mutación o recombinación genética, las moléculas de anticuerpo anteriores contra el epítopo de forma original ya no encajan ni se unen al antígeno.

b. Las cepas de Neisseria meningitidis tienen una cápsula compuesta por ácido siálico, mientras que las cepas de Streptococcus pyogenes (estreptococos beta del grupo A) tienen una cápsula hecha de ácido hialurónico. Ambos polisacáridos se asemejan mucho a los carbohidratos que se encuentran en el tejido humano y debido a que no son reconocidos como extraños por los linfocitos que llevan a cabo las respuestas inmunes adaptativas, no se elaboran anticuerpos contra esas cápsulas. De igual manera, algunas bacterias son capaces de cubrirse con proteínas hospedadoras como la fibronectina, lactoferrina o transferrina y de esta manera evitar que se hagan anticuerpos contra ellas porque son incapaces de ser reconocidas como extrañas por los linfocitos.

c. Staphylococcus aureus produce proteína A mientras que Streptococcus pyogenes produce proteína G. Ambas proteínas se unen a la porción Fc del anticuerpo IgG, la porción que se supone que une la bacteria a los fagocitos durante la unión potenciada (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las bacterias se recubren con anticuerpos de una manera que no resulta en opsonización (Figura\(\PageIndex{6}\)).

Figura\(\PageIndex{6}\): Staphylococcus aureus que resiste la opsonización vía Proteína A. La porción Fc del anticuerpo IgG, la porción que normalmente se uniría a los receptores Fc en los fagocitos, en cambio se une a la proteína A en Staphylococcus aureus. De esta manera la bacteria se recubre con una capa protectora de anticuerpos que no permiten la opsonización.

d. Las especies de Salmonella pueden sufrir variación de fase de sus antígenos capsular (K) y flagelar (H), es decir, pueden cambiar la forma molecular de sus antígenos capsular y flagelar para que los anticuerpos elaborados contra la forma anterior ya no se ajusten a la nueva forma (Figura\(\PageIndex{5}\)).

e. Bacterias como Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Helicobacter pylori, Shigella flexneri, Neisseria meningitidis, Neisseria gonorrhoeae y E. coli enteropatogénicas producen inmunoglobulinas proteasas. Las inmunoglobulinas proteasas degradan los anticuerpos protectores del organismo (inmunoglobulinas) que se encuentran en las secreciones corporales, una clase de anticuerpos conocida como IgA.

f. muchas bacterias patógenas, así como flora normal, forman comunidades bacterianas complejas como biopelículas. Las bacterias en las biopelículas a menudo son capaces de comunicarse entre sí mediante un proceso llamado detección de quórum (discutido más adelante en esta unidad) y son capaces de interactuar y adaptarse a su entorno como una población de bacterias en lugar de como bacterias individuales. Al vivir como una comunidad de bacterias como biopelícula, estas bacterias son más capaces de resistir el ataque de los antibióticos y son más capaces de resistir el sistema inmunológico del huésped.

Resumen

1. Hay varias formas en que los anticuerpos que produce el cuerpo durante la inmunidad adaptativa protegen al cuerpo contra las bacterias.
2. Algunos anticuerpos como IgG e IgE funcionan como opsoninas y pegan bacterias a los fagocitos (opsonización o unión mejorada).
3. Los anticuerpos, como IgG, IgA e IgM, pueden unirse a adhesinas bacterianas, pili y cápsulas y de esta manera bloquear su unión a las células hospedadoras.
4. IgG e IgM pueden activar la vía clásica del complemento proporcionando todos sus beneficios asociados.
5. La IgA y la IgM pueden agrupar las bacterias, lo que permite que los fagocitos las eliminen más fácilmente.
6. Los anticuerpos antitoxinas, principalmente IgG, se elaboran contra exotoxinas bacterianas. Se combinan con las moléculas de exotoxina antes de que puedan interactuar con las células diana hospedadoras y así neutralizar la toxina.
7. Las bacterias utilizan una variedad de mecanismos para resistir los anticuerpos producidos durante la inmunidad adaptativa.
8. Algunas bacterias pueden variar sus proteínas de superficie o polisacáridos para que los anticuerpos previamente elaborados contra esas proteínas ya no “encajen”.
9. Algunas bacterias son capaces de cubrirse con proteínas hospedadoras y de esta manera evitar que se hagan anticuerpos contra ellas porque no pueden ser reconocidas como extrañas
10. Algunas bacterias producen inmunoglobulinas proteasas que degradan los anticuerpos protectores del cuerpo (inmunoglobulinas) que se encuentran en las secreciones corporales.