Cap

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Capítulo 17Genética de la Inmunidad
Universidad de Puerto Rico en Aguadilla Departamen
to de Ciencias Naturales
Karl Bosque Nicole Pérez Angélica Rosado Zahilys
Soto Nanélix Valentín Kathleen Velázquez BIOL-4355
-L01
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Objetivos

• Presentar de que consiste el sistema inmunológico
• Conocer cuales son las importancias de la
  superficie de las células
• Dar algunos ejemplos de trastornos de la
  inmunidad
• Describir como la inmunidad se ve alterada
• Ver la inmunidad desde un punto de vista de
  Genomics.

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Introducción

• Se estará presentando cómo funciona el sistema
  inmune para proteger al cuerpo contra
  enfermedades infecciosas desde el punto de vista
  genético y desde el reconocimiento celular propio
  hasta la producción de anticuerpos para la
  eliminación de antígenos non-self. Además se
  estará destacando la información más reciente
  sobre enfermedades y tratamientos relacionados al
  sistema inmune y la genética.

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Sistema inmunológico

• Protege al organismo
• Reconoce las superficies de las células que no
  pertenecen al cuerpo
• -Microorganismos
• -Hongos
• -Agentes infecciosos no vivientes como los
  virus y priones.
• -Células tumorosas y transplantadas.
• Identifica y elimina las células enfermas del
  propio cuerpo.
• Se compone de 2 trillones de células
  aproximadamente, los agentes bioquímicos que
  liberan y los órganos en donde se producen y
  almacenan.
• Reacción inmunológica ineficiente

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• Puede producir efectos no deseados como
• - Alergias
• -Enfermedades auto inmune
• -Rechazo a transplantes de órganos
• Los genes afectan la inmunidad dándole
  susceptibilidad y resistencia a ciertas
  enfermedades infecciosas.
• Varía de persona en persona
• Recuerda a los invasores
• Los anticuerpos y las citocinas atacan
  directamente los antígenos extraños.

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Grupos sanguíneos

• Determinados por algunos antígenos en la
  superficie de los glóbulos rojos.
• 29 tipos de sangre
• - Algunos son
• ABO
• Kell
• Lewis
• Duffy
• Kidd
• Tienen muchos subtipos

• Transfusiones de sangre
• -Se utilizaba la serología. La sangre se
  clasificaba de acuerdo al antígeno presente en la
  célula.
• -Ahora se esta investigando el método
  genotyping que identifica los genes
  responsables de codificar esas proteínas.
• -Adecuado para personas con una enfermedad
  crónica que necesitan múltiples transfusiones de
  sangre, como leucemia y cicle cell.

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Major histocompatibility Complex

• Genes que son parte de un grupo de 6 millones de
  bases en el brazo corto del cromosoma 6 y
  codifican para las proteínas en la superficie de
  nuestras células.
• Contiene 70 genes
• 50 de la influencia genética en la inmunidad
  sale de estos genes
• Clasificados en tres grupos funcionales
• - Clase III
• - Clase II y I

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Células presentadoras de antígenos

• Algunas glicoproteínas se pegan a las bacterias y
  proteínas de virus.
• Las muestran para alertar a otras células del
  sistema inmune
• Primer paso de la respuesta inmune
• Macrófagos y Células T
• La clase I contiene tres genes que se encuentran
  en todas las células y tres con distribución
  restringida.
• La clase II contiene tres genes que se encuentran
  en su mayoría en células presentadoras de
  antígeno

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Transplantes

• Los individuos tienen un tipo HLA promedio basado
  en la expresión de 6 genes
• 2 de cada 20,000
• Al menos 4 de 6 deben ser iguales para poder
  realizar un transplante
• Pruebas de HLA.
• Heredar un tipo de HLA en específico.
• ankylosing spondylitis
• sub-tipos de B27
• 5 de la población
• 90 posee el anfígeno B27
• Personas con el antígeno nunca desarrollan la
  condición.

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Rheumatoid arthritis

• Enfermedad auto inmune
• No herencia Mendeliana
• 20,000 genes expresados, 3 sobre expresados.
• Sus proteínas correspondientes sobreabundantes.
• Dolor, hinchazón, rigidez en coyunturas o
  articulaciones
• Casos mas leves presente por meses o por uno o
  dos años.
• Unos tienen brotes y remisiones.
• Casos mas graves puede durar muchos años o toda
  la vida.

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Sistema Inmunológico

• Conjunto de estructuras y procesos biológicos que
  nos protege de enfermedades, identificando y
  matando células patógenas.
• Conexión genética a la inmunidad las proteínas
  requeridas para llevar a cabo una respuesta
  inmune.
• Líneas de defensa
• Inmunidad innata
• Inmunidad específica

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Inmunidad Innata

• Defensas generales están en el cuerpo.
• Barreras no específicas.
• Defensa rápida.
• Inflamación.

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Inmunidad Innata

• Proteínas que participan en la inmunidad innata
• Sistema de complemento
• Colectinas
• Citoquinas
• Las mutaciones en los genes que codifican estas
  proteínas aumentan la susceptibilidad a la
  infección.

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Inmunidad Innata

• Sistema Complemento Proteínas plasmáticas que
  complementan otras defensas.
• Colectinas Protegen ampliamente contra
  bacterias, levaduras y algunos virus.
• Citoquinas Alertan a otros componentes del
  sistema inmune en presencia de células infectadas
  con virus.
• Interleucinas

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Inmunidad Adaptativa

• Debe ser estimulada a la acción.
• Características de la adaptación inmunológica
• Diverso
• Específico
• Recuerda

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Inmunidad Adaptativa Mediada por Anticuerpos
17.2

• Cada día millones de células B mueren el los
  nódulos linfáticos y en el bazo mientras a la
  misma vez millones de células B se forman en la
  medula ósea, cada una con una combinación única
  de moléculas en la superficie.
• Cuando comienza la respuesta de un anticuerpo?

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(No Transcript)
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Inmunidad Adaptativa Mediada por Anticuerpos

• Expansión clonal
• Células de memoria
• Ej. Pandemia del Flu en el 1918
• Células plasmáticas
• Plasma segrega de 1,000 a 2,000 anticuerpos
  idénticos por segundo.
• Anticuerpos duran días, estos proveen la primera
  respuesta inmune.

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Anticuerpo
5 Tipos de anticuerpos
A los anticuerpos también se le llaman
inmunoglobulinas y las cuales actúan en
diferentes etapas y se distinguen por su función
y donde actúan.
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Factores que influyen en la variabilidad de
anticuerpos

• Múltiples genes en línea germinal determinantes
  de regiones variables.
• Mutación somática en las regiones génicas V.
• Recombinación entre distintos genes V, lo que
  genera aún mayor diversidad.

Múltiples Mecanismo para la variabilidad de los
anticuerpos
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Respuesta Inmune Celular

• Células T- es una respuesta inmune celular en la
  cual ella viaja hacia donde va a actuar.
• Medula ósea? Timo
• Destruyen directamente las células afectadas.
• Algunas células T ayudan a suprimir una respuesta
  inmune cuando esta ya no se requiere.
• Helper T Cells
• Celulas Citotoxicas

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Anormalidades Inmunitarias
17.3

• Deficiencias Inmunitarias Heredadas
• -Chronic Granulomatous Disease
• -SCID
• Síndrome de Inmuno Deficiencia Adquirida
• -SIDA/VIH

• Autoinmunidad
• -Myasthenia Gravis
• Alergias
• -Asma

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Deficiencia de Inmunidad Heredada

• Afecta la inmunidad innata y adaptativa
• Causas
• Mutaciones en los genes que codifican los "T cell
  receptors", segmentos de anticuerpos o Citoquinas
• Células B defectuosas
• Existen más de 20 deficiencias
• Chronic Granulomatous Disease
• SCID
• Hyper IgM Syndrome
• Wiskott-Aldrich Syndrome

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Chronic Granulomatous Disease
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Severe Combined Immune Deficiencies (SCID)

• Defecto severo en las células B y T del sistema
  inmune
• Resulta en varias infecciones
• Neumonía
• Meningitis
• Afecta inmunidad humoral y celular
• 50 casos son X-linked

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Severe Combined Immune Deficiencies (SCID)

• "Bubble boy" -David Vetter
• Texas, 1971
• Forma autosomal recesiva
• Nació sin la glándula del timo

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Alterando la inmunidadVacunas
17.4

• Preparado de antígenos que provoca la produccion
  de anticuerpo y una respuesta de defensa ante
  microorganismo patogenicos.
• Genes que codifican antígenos de varios patógenos
  pueden ser insertados en un virus inofensivo
  Super vacuna.

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Human Papillomavirus Vaccines

• Most common viral infection of the reproductive
  tract and is the cause of a range of conditions
  in both female and males, including precancerous
  lesions(WHO, 2014)
• Dos tipos de vacunas
• Tetravalente (2006)
• Bivalente (2007)
• By August 2014, 58 countries (30) had
  introduced HPV vaccine in their national
  immunization program (WHO, 2014)

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Inmunoterapia

• Amplifica o redirige la respuesta inmune
• Anticuerpos monoclonales
• Citoquinas también son utilizadas para tratar
  condicione pero permanecen activas por poco tiempo

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Protective Efficacy of Neutralizing Monoclonal
Antibodies in a Nonhuman Primate Model of Ebola
Hemorrhagic Fever

• Anticuerpos monoclonales específicos para Zaire
  ebolavirus han tenido éxito en modelos de
  roedores pero no en primates no humanos.
• Se utilizó dos clonos (ch133 y ch226)
• Anticuerpos neutralizantes en combinación con
  otras terapías podrían ser beneficiosas para
  reducir cargas virales.

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Transplantes
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Uso del Genoma de Patógenos

• Nuevas estrategias para tratamientos
• vacunología inversa
• No es necesario cultivar patógenos
• Usamos parte del genoma
• Vacunas hechas utilizando esta estrategia
• Síndrome respiratorio (SARS) 2003
• H5N1 avian flu 2005
• H1N1 swine flu 2009

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Crowd diseases - Smallpox(viruela)

• Uno de los enfermedades que infectó y mató a
  poblaciones indígenas, o sea, no estaban
  adaptadas al patógeno.
• Vaiola - el virus que causa la viruela
• Altamente infecciosa (especialmente a través del
  aire ) y se asocia con una alta tasa de
  mortalidad y propagación secundaria
• No existe un tratamiento eficaz para la enfermedad

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Propagación

• Se propaga a través del torrente sanguíneo a los
  ganglios linfáticos donde continúa
  multiplicándose
• Se mueve en los vasos sanguíneos más pequeños
  cerca de la superficie de la piel donde se
  producen los cambios inflamatorios
• Erupción de la viruela clásica comienza

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Dos tipos

• Viruela mayor - la forma más severa , puede
  causar la muerte hasta en el 30 de las personas
  no vacunadas que desarrollan él ( 3 de las
  personas vacunadas las personas también pueden
  desarrollar la viruela mayor) .
• Viruela menor - una forma más leve de la viruela
  , produce la muerte en el 1 de las personas no
  vacunadas .

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Bioweapons

• Biopreparat Anthrax bombs
• Ej. Bacteria de la peste , por ejemplo , eran
  genéticamente modificado para resistir dieciséis
  antibióticos y para la fabricación de una
  proteína que despoja a las células nerviosas de
  sus abrigos grasos , añadiendo parálisis a la
  lista de los síntomas naturales.
• Bioterrorists

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Ántrax

• Bacillus anthracis
• Bacterias Gram positivas y en forma de bastón
• Se encuentran naturalmente en el suelo
• Afecta tanto a los animales y los seres humanos
  cuando están en contacto
• No es contagioso
• Tratadas con los antibióticos penicilina,
  ciprofloxacina o doxiciclina

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Signos y síntomas del Ántrax

• Fiebre
• Hemorragias
• Muerte del tejido
• Dolor en el cuerpo
• Cansancio
• Vomito
• Muerte

39
(No Transcript)
40
Vacuna contra el ántrax

• Vacuna desarrollada en la década de 1950 (con
  licencia en 1970)
• Vacuna utiliza el antígeno protector ántrax para
  hacer que el cuerpo a crear inmunidad a la
  enfermedad
• Creado a partir de una cepa de ántrax que no
  causa la enfermedad , y no utiliza ningún
  bacterias enteras vivas o muertas

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Conclusión

• A traves de ésta presentación logramos conocer
• Como funciona el sistema inmunológico.
• Algunas enfermedades y tratamientos relacionados
  al sistema inmune y la genética.
• Uso del genoma de patógenos para crear nuevas
  estrategias de tratamiento.

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Referencias

• Human Papillomavirus Vaccines Who Position
  Paper, October 2014. World Health Organization
  Geneva (2014) 465-92. http//www.who.int/wer/2014
  /wer8943.pdf.
• Lewis, Ricki. Human Genetics Concepts and
  Applications 9th Edition. 9th ed. N.p. McGraw
  Hill, 2010.
• Marzi A, Yoshida R, Miyamoto H, Ishijima M,
  Suzuki Y, et al. (2012) Protective Efficacy of
  Neutralizing Monoclonal Antibodies in a Nonhuman
  Primate Model of Ebola Hemorrhagic Fever. PLoS
  ONE 7(4) e36192. doi10.1371/journal.pone.0036192
  
• Chronic Granulomatous Disease. Immunopaedia.org.
  2010. Recuperado de http//www.immunopaedia.org.z
  a/index.php?id74
• Hooker, E. Biological Warfare Smallpox.
  Recuperado el 20 de noviembre de 2014 del sitio
  Web del EMedicine Health http//www.emedicinehealt
  h.com/biological_warfare/page11_em.htmsmallpox
• Obringer, L.A. How Anthrax Works. Recuperado el
  20 de noviembre de 2014 del sitio Web del
  howstuffworks http//science.howstuffworks.com/ant
  hrax2.htm

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Dinámica

• Match the cell to the type of biochemical it
  produces.
• Mast cell a. Antibodies
• T cell b. HLA class II genes
• B cell c. Interleukin
• Macrophages d. Histamine
• All cells with nuclei e. Interferon
• Acentigen-presenting cell g. Tumor necrosis
  factor h. HLA class I genes