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Estado del arte en inmunología de mucosas
Ana María Segura R. MD.1
Universidad Metropolitana
Laboratorio de Inmunología y Genética
Calle 76 N° 52-78 Barranquilla,
Colombia
1 Carrera 43 N° 72-122 Oficina 706
Tel.: 3587935 Telefax: 3581473
Email: asegurar@usa.net
TABLA
DE CONTENIDO
MARCO
TEÓRICO
Recuento histórico
En inmunoprofilaxis
En inmunotolerancia
En tolerancia a trasplante de órganos
En inmunomodulación
Estructura tisular-celular y molecular de las mucosas y
su participación en la respuesta inmunitaria
local y sistémica.
OBJETIVOS
Objetivos generales
Objetivos específicos
JUSTIFICACIÓN
PREPARACIONES
ANTIGÉNICAS Y VÍAS DE APLICACIÓN PARA OBTENCIÓN
DE INMUNOTOLERANCIA
Extractos antigénicos
Vías de aplicación del antígeno
Vía nasal
Vía bronquial
Vía oral exclusiva
Vía sublingual
Comparación de la vía sublingual y oral con la vía
parenteral.
Mecánica en la inducción de inmunidad y tolerancia.
APLICACIONES
DE LA INMUNOTOLERANCIA POR VÍA DE LAS MUCOSAS EN:
Trasplante de órganos
Alergia y dermatitis por contacto
Autoinmunidad
INMUNOMODULACIÓN-VACUNAS
CONCLUSIONES
GENERALES DE LA INVESTIGACIÓN
«ESTADO
DEL ARTE EN INMUNOLOGÍA DE
MUCOSAS»
PARÁMETROS
A TENER EN CUENTA PARA
INVESTIGACIONES
POSTERIORES.
BIBLIOGRAFÍA
Al hacer una revisión
del material bibliográfico producido en los últimos 10 años en diferentes
centros mundiales de investigación sobre inmunología de mucosas, se logró
recopilar una información sobre todos los descubrimientos que se dieron durante
el siglo XX en este campo. Al finalizar esta revisión bibliográfica se pudo
concluir que los avances obtenidos hasta este momento tienen gran aplicabilidad
en diferentes modalidades de inmunomodulación como es la inducción de
inmunoprofilaxis, inmunotolerancia, inmunopotenciación, inmunosupresión y
anergia. Estos avances podrían constituirse en pieza fundamental para el
tratamiento de desensibilización de pacientes alérgicos, en el tratamiento de
procesos reumatológicos y autoinmunidad
en general, en el logro de
tolerancia a trasplante de órganos y en la aplicación de vacunas. En cuanto a
las alergias, ya existen protocolos de inmunoterapia sublingual-oral en humanos.
La investigación se encuentra aún a nivel experimental, pero todo indica que
un futuro muy promisorio nos depara el sistema inmunitario de mucosas para
procesos de inmunomodulación, según los resultados obtenidos hasta este
momento.
Abstract
After
reviewing the literature on mucosal immunology produced in the last decade in various
research centers around the world, it was possible to compile all the
information regarding the discoveries made in the twentieth century in this
area. At the end of this review, it was concluded that the advances obtained up
to now have great applicability in
various forms of immunomodulation, for instance, the induction of
immunoprophylaxis, immunotolerance, immunopotentiation,
immunosupression and anergy. These
advances could play a fundamental role in the
desensitization treatment of
allergic patients, the
treatment of rheumatological and autoimmune processes in general, as well as for
tolerance in organ transplantation and
vaccination processes. With regard to
allergies, protocols in sublingual immunotherapy have already been
developed in humans. Although findings in this area are still on an
experimental level, research indicates that a promising future awaits for
the mucosal immunitary system as far as the immunomodulation processes are
concerned, as shown by the results obtained so far.
Marco teórico
Recuento histórico
La obtención de inmunidad a través de las mucosas fue
sospechada y confirmada desde hace aproximadamente 300 años (109, 131, 175),
pero sólo hasta las dos últimas décadas se han aclarado, aunque parcialmente,
los mecanismos de tipo celular, humoral y molecular que participan en este tipo
de respuesta (9-10, 14, 19, 40, 48-50, 75, 81, 90, 92, 97, 108, 129, 138, 139,
142, 149-152).
Fue en 1910 cuando se intentó inducir inmunotolerancia
a diferentes alimentos en roedores (109).
En 1922 se tuvo la primera evidencia de que la inmunidad en mucosas era de tipo humoral y se señaló a la Inmunoglobulina A secretora (IgAs) como el mecanismo de defensa más importante a este nivel (109); pero fue en la década de los años 60 a 70, cuando se intensificó esta investigación, explorando todo lo concerniente a los diferentes elementos humorales y celulares que participan en la respuesta inmunitaria de mucosas y dándosele desde entonces el nombre de respuesta inmunitaria local para distinguirla de la respuesta inmunitaria obtenida por vía parenteral. En 1970 se propuso el factor secretor o componente secretor que actúa como un receptor polimérico transmembrana de inmunoglobulinas como son la IgA y la IgM dimérica y pentamérica, respectivamente (10, 39, 109).
En la actualidad este mecanismo de transporte de
anticuerpos transmembrana ha sido plenamente comprobado gracias a nuevas
metodologías de biología molecular que han dilucidado aspectos de tipo
celular y humoral (10, 23, 39, 151).
Desde hace aproximadamente 10 años existe en la comunidad científica médica gran interés en la inducción de métodos de inmunotolerancia, inmunosupresión e inmunoprofilaxis por vía oral, nasal, bronquial y sublingual. Durante algún tiempo a estos procedimientos se les llamó métodos alternativos; sin embargo, debido a que este término se utiliza para designar procedimientos de la medicina tradicional como la homeopatía, acupuntura, etc. se adoptó últimamente el término inmunoterapia local, ya que ésta, es una práctica ortodoxa dentro de la medicina alopática (173, 174).
Son muchos los centros de investigación en donde se ha
venido trabajando experimentalmente con animales y humanos a nivel de mucosas,
con resultados que van desde el fracaso hasta éxitos tan relevantes
que sus autores los han calificado de asombrosos (131, 175, 176).
Según algunos autores la vía parenteral,
tradicionalmente utilizada para inducir desensibilización de procesos alérgicos,
la inducción de tolerancia, inmunosupresión, anergia o para lograr inmunidad,
es un procedimiento cuyos resultados dejan mucho que desear, ya que
después de su uso indiscriminado durante muchos años,
ha puesto al descubierto muchos efectos
colaterales nocivos, algunos de los cuales, podrían
poner en riesgo la vida de los pacientes (6, 24). A continuación se
describen algunas de esas desventajas:
- Su efecto a muy
largo plazo, en el caso de desensibilización de procesos alérgicos.
- El trauma, pues
son muchas las inyecciones que debe recibir el paciente, lo cual es
especialmente molesto en niños.
- El costo
elevado.
- El alto riesgo
de producir reacciones anafilácticas, algunas veces letales.
- Efectos
colaterales en el sitio de la punción.
- El resultado no
siempre es exitoso.
- La tolerancia
inducida no es persistente.
Todo lo
anterior ha llevado a la búsqueda de otras
vías para abordar al sistema inmunitario, utilizando para ello las
mucosas, lográndose por esta vía, respuestas
no sólo de tipo local sino también sistémicas que es lo ideal cuando se trata de inducir tolerancia, inmunosupresión
o inmunidad.
A lo largo de estas investigaciones se ha ido ampliando,
cada vez más, el uso de las mucosas para diferentes procedimientos en el campo
profiláctico, terapéutico y preventivo de la inmunología clínica a lo cual
nos referiremos a continuación:
En inmunoprofilaxis
En este campo se ha trabajado con gran interés en el diseño de vacunas que puedan administrarse por vía oral (11, 13, 21, 25, 32-34, 42, 54, 65, 94, 135,). En este sentido ya se tiene una buena experiencia con el plan de vacunación contra la poliomielitis que se sigue a nivel mundial y con el cual se aspira erradicar esta enfermedad del planeta tierra, tal como sucedió con la viruela. Una vacuna aplicada por vía de mucosas digestivas, produce una inmunidad sistémica y local, lográndose una protección de un 100%, porcentaje que casi nunca se logra con las vacunas aplicadas parenteralmente. Esta experiencia con la vacuna oral antipoliomielitis nos demuestra que la vía de las mucosas es la ideal para inducir inmunidad y se está trabajando con gran interés en la búsqueda de:
• Antígenos
apropiados (25, 33, 34, 94).
• Coadyuvantes y
sustancias de transporte de antígenos (11, 13, 21, 25, 65).
• Sustancias que
bloquean la tolerancia inmunitaria (32, 42, 54).
Después de obtener el antígeno apropiado, encontrando a su vez el elemento que lo transporte y proteja de las enzimas y acidez gástricas, faltaría únicamente adicionar una sustancia inhibidora de tolerancia inmunitaria en mucosas para obtener la vacuna ideal para administración oral (67, 113, 114, 135).
En inmunotolerancia
Hasta este momento ha tenido su mayor aplicación en la
desensibilización de procesos alérgicos (58, 89, 102, 111, 128, 130, 131,
105-159, 160-172, 176) y de las dermatitis por contacto (4, 12, 45). Las vías
oral y sublingual han sido las más empleadas, pero también se ha explorado la
vía nasal y bronquial. Los antígenos utilizados son proteínas hidrosolubles y
péptidos preparados en extractos biológicos estandarizados (7, 176).
Los resultados satisfactorios, obtenidos en la
inmunoterapia de enfermedades alérgicas a través de las mucosas, suscitaron a
algunos investigadores a aplicar protocolos similares en el tratamiento de
procesos autoinmunitarios en el
campo experimental; con el uso del autoantígeno “responsable” del proceso
autoin-munitario, se trata de
desensibilizar a los “individuos” (animales o ratones) a los cuales se les
indujo la enfermedad autoinmune experimentalmente. Los resultados obtenidos han
sido excelentes constituyéndose este procedimiento en una gran esperanza para
el futuro de los pacientes con enfermedades autoinmunitarias; sin embargo, para
obtener éxito a nivel humano y en patologías no inducidas experimentalmente se
requiere identificar y purificar los autoantígenos “responsables”; este
hecho constituye el eje central de las investigaciones actuales (2, 3, 5, 14,
16, 26, 27, 29, 35-38, 41-44, 57, 59, 60, 63, 66, 73-80, 91, 96, 100, 101, 105,
106, 115, 117-119, 125-127, 133, 136, 140-143).
En tolerancia a trasplantes de órganos
Múltiples investigaciones en este campo han tratado de resolver el problema del rechazo de un órgano trasplantado que proceda de un animal de la misma especie o de especie diferente; en este sentido los trabajos experimentales pretenden inducir un estado de tolerancia, supresión o anergia sistémica que evite el rechazo de un tejido alogénico o de cualquier agente extraño (49, 51, 59-62, 65-67, 71, 82, 86, 88, 103, 113, 114, 134).
Un estado de anergia clonal se puede inducir experimentalmente con la Enterotoxina B del Stafilococcus dorado, sustancia responsable de infecciones graves en pacientes con algún tipo de inmunodeficiencia (8, 61). Además, se han realizado trabajos con el propósito de inducir inmunosupresión o tolerancia ante antígenos HLA clase II (HLAII), que permita una buena aceptación de tejidos alogénicos procedentes de otros seres humanos. Estos trabajos son realmente los que han resultado de mayor trascendencia por los éxitos obtenidos en el plano experimental. Los antígenos utilizados son péptidos sintéticos HLAII administrados por vía oral-sublingual. Lo más sorprendente de estos resultados es que no sólo se ha obtenido un estado de supresión, sino verdaderos estados de tolerancia a tejidos alogénicos. Estos estudios son alentadores, ya que se ha logrado evitar el desarrollo de una enfermedad injerto versus huésped o GVsH (Rechazo del receptor contra el trasplante o viceversa) y más aún, la aceptación del trasplante de un órgano alogénico en un animal retrasplantado; esto último es de suma importancia porque lo normal es que la persona o animal que ha rechazado un primer trasplante, en un segundo intento, existe gran probabilidad de encontrarse sensibilizado contra los antígenos HLAII y puede producir un rechazo agudo o hiperagudo del tejido trasplantado (15, 20, 50, 72, 124).
En inmunomodulación
Para la reactivación o intensificación de la respuesta
inmunitaria se han utilizado diferentes sustancias que administradas por vía
oral, a dosis e intervalos adecuados de aplicación, estimulan al sistema
inmunitario. Este procedimiento es útil en ciertos tipos de inmunodeficiencia
adquirida (no SIDA), como en el cáncer, la tuberculosis etc., o para mejorar la
respuesta a una vacuna actuando como coadyuvantes. El descubrimiento de nuevas
sustancias inmunomoduladoras se convierte en un pilar fundamental para la
inmunoterapia ya sea porque éstas activen la inmunidad o impidan la tolerancia
(11, 13, 25, 32-34, 42, 94).
La dosis e intervalos de aplicación del antígeno son
factores fundamentales, por consiguiente, la
mayoría de investigaciones apuntan a establecer estas dos variables. Cada antígeno
se comporta en forma muy particular, puede inducir inmunidad o contrario
como sería su tolerancia,
supresión o anergia (67, 113, 114, 135).
Estructura tisular, celular y molecular de las mucosas y su participación en la respuesta inmunitaria local y sistémica
En la búsqueda de los elementos que propician la
respuesta inmunitaria a nivel de las mucosas, se han aclarado
aspectos de tipo tisular, celular, humoral y molecular (9, 10, 14, 17-19,
35, 48-50, 104, 110, 115, 146, 149, 152). En cuanto a la dinámica con que
operan esos elementos, también se han logrado importantes adelantos (35, 72,
75, 76, 81, 90, 132, 137, 138, 142, 150).
A continuación se hará una descripción de los
principales aspectos anatómicos y de la dinámica con que se desarrolla una
respuesta inmunitaria en mucosas. Es importante aclarar que cuando se suministra
un antígeno por vía oral su destino puede ser muy diferente si su deglución
es inmediata o si, por el contrario, es sostenido por escasos minutos en la
cavidad oral y debajo de la lengua.
El sistema inmunitario que opera a nivel de mucosa oral
sublingual es muy rico en células dendríticas portadoras a gran escala de antígenos
HLAII (81, 111, 138, 149, 152, 176). Estas células pueden procesar enzimáticamente
al antígeno, migrar a los nódulos linfoides locales y actuar como
presentadoras de antígenos a los linfocitos T-CD4
(81). La célula dendrítica de mucosas produce la interleucina IL-12, la
cual promueve la derivación de un LT-CD4 indiferenciado hacia la línea TH1; de
esta manera favorece la respuesta celular aferente activando LTh1 y no los LTh2
(151), esto equivale a crear inmunidad específica y no tolerancia. Una
demostración de lo anterior fue realizada neutralizando la IL-12 con un
anticuerpo monoclonal, lo cual produjo un aumento en la secreción del Factor
Transformante de Crecimiento b1
(TGF-b1) induciendo tolerancia (144), esto nos explica el hecho de que
los antígenos administrados por vía sublingual inducen inicialmente inmunidad
y solo después, cuando se continúa su administración en pequeñas dosis y por
un período de tiempo prolongado, se logra un estado de tolerancia estable sobre
este antígeno (113, 114, 135, 176).
Se confirmó recientemente la absorción de antígenos a
nivel de mucosa oral, pues al aplicar el polen Parietaria Judaica, éste
persistió en la mucosa por más de 12 horas (174), tiempo suficiente
para que un antígeno sea detectado por el sistema inmunitario.
Si un antígeno logra llegar al intestino estará
sometido a diferentes acciones de la inmunidad local de mucosas; puede ser
neutralizado por la Inmunoglobulina A secretora (IgAs) que lo inhabilita, hasta
ser retirado. Los autores coinciden en que
la IgAs prima en todas las
mucosas y que es el factor esencial para adquirir tolerancia, mediada por anticuerpos, a este nivel (1, 9, 10,
23, 92, 110, 176).
Si un antígeno no es neutralizado por la IgAs, en el
intestino delgado es tomado por las células M estas células, las cuales están
presentes en toda la superficie de la mucosa digestiva
y cuya función es endocitar
y transportar el antígeno al sistema linfoide de mucosas o Placas de Peyer (63,
176); es ahí donde se inicia la respuesta inmunitaria específica cuando las células
dendríticas o los macrófagos, captan y procesan el antígeno y lo presentan al
linfocito T CD4, se inicia, de esta manera, una respuesta celular que culmina
con una expansión clonal antígeno específica en la cual participan linfocitos
T y B (48-50). Los linfocitos T
activados migran a través de la linfa y sangre hasta llegar al epitelio
intestinal formando parte de la población linfocitaria intraepitelial (9, 19).
Los linfocitos B migran a su vez a la lámina propia, a otras mucosas y a
las glándulas exocrinas; allí se transforman en células secretantes de
anticuerpos IgAs (Plasmocitos) (14). Estos anticuerpos, después de unirse al
factor secretor poli-inmunoglobulinas transmembrana son transportados por las células
epiteliales y excretados a la luz intestinal (1, 9, 10, 23, 49).
En lo que respecta a la producción de interleucinas en
la obtención de inmunotolerancia por vía oral existe un consenso general
acerca de la participación del TGF-b1,
como el elemento humoral fundamental que modula la obtención de
tolerancia ante un determinado antígeno (18, 43, 44, 62-64,
68, 69, 137, 138, 175, 176). Este factor es producido en mucosas por los
linfocitos T entre los cuales figura una nueva subpoblación linfocitaria CD4TH3
que está en estrecha relación con procesos de tolerancia a nivel de mucosas
pues es el « botón de encendido» de la producción de IgAs (175-177).
En trabajos experimentales con animales a los cuales se
les indujo una encefalomielitis autoinmunitaria con la MBP o proteína básica
de mielina, se logró posteriormente, por vía de mucosas, una inmunotolerancia
a esta proteína (59, 60, 63). Esto se ha relacionado con la presencia de la
interleucina TGFb1
secretada por los LTh2 y LTh3 (59, 63, 175, 176). El factor TGF b1
es de acción no restringida al sistema inmunitario en el cual se produce, por
tanto, puede transferir acción tolerante a un animal virgen o a un cultivo
celular con estimulación linfoblástica (174-176). Este factor es tan
importante y definitivo en la inmunidad de mucosas que al aplicar un anticuerpo
monoclonal anti TGF b1 se suprime la respuesta tolerante ante un antígeno
determinado (175, 176).
La inmunidad de mucosas puede ser manipulada y es así
como existen ya sustancias capaces de activar inmunidad o inducir tolerancia. La
sustancia Flt3L activa la expansión de las células dendríticas induciendo
tolerancia si se administra antes del antígeno. El CT (subunidad beta del Vibrium
cólera) es un activador de la inmunidad en células T (177).
En cuanto a la expresión del MHC (Complejo Mayor de Histocompatibilidad) en las células de la respuesta local de mucosas se han aclarado los siguientes conceptos:
- Los antígenos
HLA I y factor secretor SC aparecen en etapas muy tempranas de la gestación
(10).
- Los antígenos
HLA II se expresan en las células del intestino delgado y en glándulas
salivares después del nacimiento, por acción del INF-g
o interferón gamma (10).
La expresión de estos antígenos en las células
inmunocompetentes es fundamental, pues hacen posible la respuesta inmunitaria
celular y la restricción inmunogenética, mediada, ya sea, por antígenos HLAI
y LT-CD8 para respuestas de tipo citotóxica y antiviral, o por antígenos HLAII
y LT-CD4 que posibilitan respuestas de tipo aferente, de inmunidad específica y
de tolerancia; todo lo descrito capacita a un neonato para defenderse de la
agresión microbiológica y de agentes extraños a los cuales se ve enfrentado
al abandonar del vientre materno.
Existe una relación directamente proporcional entre los
antígenos de histocompatibilidad mayor HLA II y la producción del factor
secretor poliinmunoglobulinas. A su vez, el aumento en la expresión epitelial
del factor secretor y antígenos HLA II depende del interferón gamma (INF); la
producción de este último depende de la estimulación temprana del sistema
inmunitario del neonato cuando se ve expuesto a agentes infecciosos o por antígenos
extraños. Esta relación de dependencia se sigue sucediendo durante toda la
vida del ser humano (10, 174-176).
El INF-g y el
TNFa (factor de necrosis tumoral alfa)
son moléculas muy representativas en los procesos de confrontación ante
agentes extraños, especialmente en enfermedades de tipo infecciosas o
inflamatorias, verbigracia, la enfermedad de Sjogren, la gastritis crónica, la
enfermedad celíaca, etc.
Las células epiteliales de mucosas portadores de antígenos HLA II parecen tener funciones de células presentadoras de antígenos (20), ya que se encuentran aumentadas en enfermedades inflamatorias y en inducción de autoinmunidad experimental; igualmente se han relacionado con el aborto de la tolerancia oral llevando a un estado contrario de inmunidad, esto es aún materia de investigación (10, 20).
En definitiva, hasta este momento, son los LTh2, con la
interleucina IL4 y el LTh3 con la interleucina TGFb1,
y la IgAs (Inmunoglobulina A secretora) los elementos más involucrados
en la inducción de respuesta inmunitaria de tolerancia a nivel de mucosas (175-
176).
En lo relacionado a órganos, el bazo parece tener
gran importancia, en trabajos experimentales, al ser extirpado este órgano no
es posible inducir un estado de tolerancia ante un antígeno determinado (35).
El hígado también puede inducir respuestas de
tolerancia, propiciada por los linfocitos T que se encuentran en él y que también
circulan en las mucosas digestivas, esto hace pensar que este órgano también
es importante para desarrollar en forma adecuada una respuesta inmunitaria en
las mucosas (146).
Objetivos
Objetivo general
Revisar en forma exhaustiva la investigación que,
sobre la respuesta inmunitaria de mucosas,
se sucedió durante el siglo XX.
Objetivos específicos
•
Presentar
los adelantos en el conocimiento de los elementos tisulares, celulares,
humorales y moleculares que intervienen en la respuesta inmunitaria de mucosas.
•
Detallar
las diferentes formas de respuesta inmunitaria que se pueden dar a nivel
de mucosas.
•
Revisar
los métodos concebidos por diferentes investigadores para obtener respuestas
inmunitarias, a través de las mucosas, a saber:
- La conformación
molecular del antígeno.
- Las dosis
empleadas.
- Los intervalos
de las dosis.
- La duración del
procedimiento.
- El sitio de la
mucosa intervenida (nasal, sublingual, oral, bronquial, etc.).
•
Revisar
las diferentes formas de respuesta inmunitaria que se dan a través de las
mucosas como:
-
Inmunotolerancia.
-
Inmunoprofilaxis.
-
Inmunopotenciación.
-
Inmunosupresión.
-
Anergia.
•
Relacionar
la utilidad sugerida por diferentes investigadores de las mencionadas respuestas
inmunitarias en las prácticas de:
-
Desensibilización de pacientes alérgicos (en humanos).
-
Desensibilización de procesos autoinmunitarios y reumatológicos
(experimental).
-
Desarrollo de
nuevas vacunas por vía de mucosas (experimental).
-
Inducción de
tolerancia a trasplantes de órganos alogénicos (experimental).
-
Inducción de
respuestas anérgicas y supresoras de utilidad en trasplante de órganos y en
estados alérgicos (experimental).
•
Destacar
las ventajas de la respuesta inmunitaria obtenida a través de las mucosas
comparándola con la vía parenteral.
•
Incentivar
la utilización de la vía de las mucosas en reemplazo de la vía parenteral
cuando se trate de inmunomodular al sistema inmunitario.
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