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Citocinas y Quimiocinas
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Definición• Productos secretados por las células de la
inmunidad } mediadores inmunes solubles • Se producen en respuesta a
microorganismos y otros antígenos.• En fase de activación: estimulan
crecimiento y diferenciación de los linfocitos.
• En fases efectoras: activan diferentes células efectoras para la eliminación de m.o. y antígenos.
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Efectos sobre: crecimiento, movilidad, diferenciación o función de células blanco.
• Según su origen: – Monocinas CITOCINAS– Linfocinas QUIMIOCINAS
• Propiedades comunes:– productos de secreción– péptidos y glicopéptidos– bajo peso molecular: 6,000-60,000
• Cientos de citocinas identificadas
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Características comunes• Bajo peso molecular• Productos de secreción celular (glicosilados)• Regulan la respuesta inmune e inflamación• Producidas transitoriamente y actúan localmente• Tiene múltiples funciones (superpuestas)• Actúan en red, induciendo o inhibiendo el efecto
de otras citocinas.
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Citocinas–Moléculas peptídicas: comunicación
intercelular–Papel regulador:
• Respuestas inflamatorias• Mecanismos inmunes inespecíficos• Respuestas inmunes específicas• Desarrollo embrionario y diferenciación
celular• Cicatrización vs. Reparación• Hemopoyesis
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Origen
• Linfocitos Linfocinas• Monocitos/Macrófagos Monocinas• Mastocitos/Basófilos• Eosinófilos• Células endoteliales (vasos sanguíneos)
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• Multifuncionalidad• Pleiotropismo• Redundancia• Efectos
• autocrino-paracrino-endocrino• La respuesta depende de su
concentración local, de la presencia simultánea de otras citocinas y del estado de activación de la célula.
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Funciones
• Dependientes de:– la célula que las producen– la célula blanco
• Categorías:– Interferones– Factores estimuladores de colonias (FEC-CSF)– Factores de necrosis tumorales (TNF)– Interleucinas (IL- )– Quimiocinas
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Funciones
• Estimulación de crecimiento celular (factores de crecimiento) HEMATOPOYESIS
• Respuesta inmune adoptiva• Proinflamación• Inmunosupresión
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Receptores
• Las citocinas se enlazan a receptores específicos presentes sobre la célula “blanco”, generan una señal que es enviada al interior.
• Activación de tirosina-kinasas: formación de un complejo receptor
• Alteran metabolismo y comportamiento de la célula blanco por fosforilación de las kinasas.
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Receptores
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Interferones
• Interfieren con la replicación viral–Alfa (IFNa / αIFN)
• Leucocitos–Beta (IFNb / ßIFN)
• Fibroblastos–Gamma (IFNg / IFN)
• Linfocitos T activados
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Factores estimuladores de colonias
• Contribuyen al crecimiento y diferenciación de diversos elementos de la médula ósea.
• Nombrados por el elemento al que apoyan– G-CSF → Granulocitos– M-CSF → Macrófagos– GM-CSF → Granulocitos y Macrófagos– IL-3 → estimula precursores
hematopoyéticos Sc-F "stem cell factor"
causa diferenciación a GR, GB y Plaquetas
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Interleucinas (IL)
• "comunicación entre"• poblaciones de leucocitos• Origen: monocitos/mΦ, linfocitos T, B
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IL-1• Tres moléculas
relacionadas estructuralmente– IL-1α, IL-1ß – IL-1 Ra (inhibidor
endógeno) – Actividades
biológicas iguales a las de TNF α e IL-6 (Redundancia)
• FUNCIÓN PROINFLAMATORIA
• Producida por macrófagos y cél. dendríticas, CPA.
Células blanco:• Linfocitos T: activación,
expresión de receptores IL-2 e IFN-γ, inducción de linfokinas
• Linfocitos B: proliferación• Macrófagos: induce
producción de prostaglandinas, IL-1 y quimiocinas.
• Adipocitos: ↑lipólisis• Células tumorales:
citotoxicidad• Fibroblastos: induce
colagenasas• Hepatocitos: induce
proteínas de fase aguda
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IL-1
• En inflamación:– funciones directas– funciones
indirectas• Induce fiebre,
letargia y shock• Induce liberación
de Prostaglandinas
• Estimula linfokinas:– IL-2, IL-3, IL-4,
IFN, TGFß, G-CSF y GM-CSF
• Promueve efecto citotóxico en las células efectoras
• Sinergiza con CSFs para ↑ células inflamatorias en M.O.
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IL-1
• Diferentes estadíos– Respuesta Inmune– Proceso
inflamatorio– Resolución
• Artritis reumatoidea:– altos niveles de IL-
1 en las articulaciones
• Inhibida por:– glucocorticoides– IL-4.– IL-10– IL-13– TGFß– PGE2
• expresión de IL-1• expresión de IL-
1Ra• Único mecanismo
natural
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IL-2• Factor de crecimiento
autocrino y paracrino secretado por los linfocitos T activados y es esencial para la proliferación clonal de las células T.
• Función: RESPUESTA INMUNE ADOPTIVA
• Producida por: – Linfocitos T
• TH2• NK• CTL
• Aumenta la expresión de otras linfocinas– IFN– IL-1
• Proliferación de T activadas
• Apoptosis de T después de su activación prolongada
• Sinergia con otras ILs
• Diferenciación de B a célula secretora de Igs
• Aumenta actividad de células NK y CTL
• Aumenta citotoxicidad de MΦ
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IL-4 e IL-13• Estrechamente relacionadas• Origen: células T activadas, células
cebadas y un subgrupo de NK.• Función:
– Promueve la producción de IgE– Expresión de receptores FCε– Crecimiento y función de mastocitos y
eosinófilos– Inducción de T a TH2– Suprimen el desarrollo de TH1– Promueven actividad de CTL– Proliferación de células B – Expresión de MHC-II– Inhibe la producción de monocinas
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IL-5
• Factor de crecimiento y diferenciación de eosinófilos.
• Origen: células Th2• Función:
– patogenia de enfermedades alérgicas y asma
– infecciones helmínticas– Induce al basófilo para liberar histamina y
leucotrienos.
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BIOACTIVIDAD DE IL-1, FNT e IL-6
Actividad IL1 IL6 FNTEfectos en T Activa T, ↑ IL-2
CoproliferaciónDiferencia TcExpresión IL-2
Activa TExpresión IL-2
Efectos en B ProliferaciónProducción Ac
Diferenciación de plasmocitos
ProliferaciónProducción Ac
Efectos en PMN Síntesis LTB4 Degranulación Respiración
Quimioatracción Activación
Tumoricida Si No SiFase aguda Si Si SiCaquexia No No SiAdhesión Si No SiPirógeno endog. Si Si SiEfecto en MØ ↑ citocinas Diferenciación Quimioatracción
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IL-7• PRODUCCIÓN DE
LINFOCITOS T
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Otras InterleucinasIL Origen Función
IL-7 Células del estroma tímico y de m.o. Linfopoyesis T y BFunciones de CTL
IL-8 Macrófagos Quimiotaxia de neutrófilos y células T. Angiogénesis
IL-9 Células T Hemopoyesis y timopoyesis
IL-10 Linfocitos TH2, T CD8 y B activados; macrófagos
Inhibe producción de citocinas en TH1, NK, y CPAs.
IL-12 Linfocitos B y macrófagos Proliferación y función de CTL y NK.Produce IFN-γ. Promueve r.i. celular.
IL-15 Células epiteliales y monocitos. No linfocitos.
Simula efectos de IL-2 en LTActiva mastocitos y NK
IL-16 Linfocitos (CD4 y CD8) Quimiotaxia de CD4, eosinófilos y monocitos.
IL-17 Linfocitos T de memoria activadas Promueve proliferación de células T y neutrófilos
IL-18 Macrófagos Producción de IFN-γ.Coactiva desarrollo de TH1 y NK
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INTERFERONES
• IFN-I: alfa y beta• Protegen contra infecciones virales y
favorecen la inmunidad celular frente a m.o. intracelulares.– Inhibe replicación viral– Aumenta la expresión de MHC-I – Estimula el desarrollo de Th1 (IL-12)– Inhibe proliferación de células (linfocitos)
• Fuentes: Macrófagos, neutrófilos y otras células somáticas
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INTERFERÓN-• IFN-II (MAF)• Mediador principal
de la inflamación• Producido por
Linfocitos Tactivados: linfocitos granulares (Th1), CD8 y NKa.
• Atractor y activador de Macrófago.
• Aumenta acción microbicida del Macrófago.
• Induce diferenciación de T CD4 vírgenes a Th1.
• Actúa sobre LB favoreciendo IgG
• Activa neutrófilos y estimula actividad citolítica de NK
• ↑ TNF e IL-1↓GM-CSF
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TGF-ß1
• Factor transformador del crecimiento• Estimula crecimiento de células in vitro.• Desarrollo embrionario• Regula reparación y regeneración de tejido• Isoformas: ß1, ß2 y ß3
• Alta concentración en plaquetas– macrófago– Linfocitos T, B– fibroblastos– cél. endoteliales– osteoclastos y osteoblastos– astrocitos– cél. microgliales
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TGF-ß1• Quimio-atrayente
de leucocitos• Induce
angiogénesis• Controla
producción de otras citocinas
• Causa depósito de matrices extracelulares
• Disminuye la degradación:↓ proteasas
• PRINCIPAL EN LA CURACIÓN DE HERIDAS
• Puede actuar como autocrina para aumentar su propia producción
• Aumenta cicatrización y fibrosis
• Lado oscuro de la reparación tisular.
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TNF• Factor de necrosis
tumoral• Producida en
macrófagos y linfocitos T
• Necrosis a tumores (caquectina)
• Relacionado con TNF-ß de los linfocitos (linfotoxina)
• Facilita la activación de macrófagos y liberación de IL-1
• Síntesis de proteínas de fase aguda: PCR, Proteína A amiloide, fibrinógeno.
• Promueve angiogénesis• Produce necrosis
hemorrágica y apoptosis tumoral
• Toxicidad sistémica?
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Quimiocinas• Quimioatrayentes y activadores en
muchos eventos inflamatorios y de reparación tisular.
• Atracción y activación de macrófagos y PMNs, angiogénesis y fibrogénesis
• Más de 50 miembros conocidos.• Subgrupos por CC (cisteína conservada)• CC (beta), CXC (alfa), XC (gamma)-
linfotactina- y CX3C (delta) -fractalkina o neurotactina-
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Quimiocinas: actividades biológicas
• Dependen de las condiciones de secreción, del receptor y de las células blanco.
• Dos categorías funcionales:– PROINFLAMATORIAS
• Quimiotaxia, fibroplasia, angiogénesis• Inflamación alérgica, liberación de histamina
– HOMEOSTÁTICAS • Mantenimiento de tejidos normales• Desarrollo nervioso y cardíaco• Formación de centros germinales (linfocitos B)
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Quimiocinas: interacciones biológicas
• Algunos patógenos han manipulado las QQ o sus receptores para su propio beneficio.
• Ejemplos: – VIH-1 se une a las células CD4 pero necesita
receptor de QQ para penetrar e infectar (CXCR4 y CCR5)
– VHH-8 utiliza los receptores para CC y CXC– Supresión de IFN-α y promoción de la
replicación de CMV.
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