Introducción

Se conoce como tolerancia inmunológica la capacidad de bloquear la respuesta frente a un antígeno (Ag) concreto con el cual el sistema inmunitario ha interaccionado previamente en unas condiciones particulares.

El sistema inmunitario posee dos estructuras únicas, la inmunoglobulina de superficie (sIg) de los linfocitos B y el receptor antigénico de los linfocitos T (TCR), que le permiten activarse ante un Ag determinado de una forma muy selectiva (especificidad). La recombinación aleatoria de los genes que codifican estas dos estructuras genera un repertorio tan amplio (diversidad) que asegura la existencia de elementos específicos frente a cualquier agente extraño y frente a las variaciones antigénicas que experimentan muchos microorganismos. Como contrapartida a la producción de diversidad, se generan elementos capaces de reconocer cualquier Ag del propio organismo. Por ello, el sistema inmunitario debe desarrollar estrategias de autotolerancia que neutralicen física o funcionalmente los elementos reactivos con Ag propios. Esencialmente, la consideración de un Ag como "propio" va a depender del momento y del lugar en que los linfocitos T y B se encuentren con ese Ag. En otras palabras, para que el sistema inmunitario "aprenda" a no responder frente a un determinado Ag son decisivos el grado de maduración de los linfocitos y los factores del microentorno donde se produce el encuentro con el Ag. Así, los tres mecanismos básicos de instauración de "tolerancia hacia lo propio" son: a) la eliminación clonal de los linfocitos T y B que reconocen Ag cuando no han alcanzado aún la maduración funcional completa; b) la inactivación, funcional (anergia) o física (apoptosis), de los linfocitos maduros que reconocen un Ag en ausencia de señales coestimuladoras; y c) la ignorancia inmunológica de muchos Ag cuya concentración es tan baja que no desencadenan respuestas ni efectoras ni tolerogénicas. Existe un cuarto mecanismo, la generación de células con actividad supresora de la respuesta sobre un Ag concreto, cuya relevancia es mayor en la tolerancia de cierto Ag externo, como el Ag alimentario.

Además de prevenir la auto reactividad, el sistema inmunitario debe regular su respuesta frente a los Ag externos para evitar el daño de las estructuras propias. Así, en la medida de lo posible, la reacción frente a un agente microbiano debe limitarse al propio agente y no generar elementos autos reactivos. Todos estos mecanismos de regulación y de autotolerancia consumen la mayor parte de la actividad del sistema inmunitario, aunque su fracaso puede conducir al desarrollo de manifestaciones autoinmunes. En el presente artículo se revisan los mecanismos esenciales de tolerancia y regulación de la respuesta inmunitaria y se comentan posibles puntos débiles de estos sistemas desde la óptica de la predisposición al desencadenamiento de reacciones autoinmunes. Con un objetivo puramente didáctico se exponen por separado los mecanismos de tolerancia que incumben a los linfocitos T y a los linfocitos B.

Tolerancia en los linfocitos T

Dado el papel central que las células T desempeñan en la respuesta inmunitaria, parece lógico que los mecanismos de tolerancia se centren fundamentalmente en este tipo celular. Existen tres mecanismos básicos de tolerancia en las células T: tolerancia central, tolerancia periférica e ignorancia inmunológica. La primera fase del desarrollo de las células T, hasta adquirir una plena capacidad funcional, se completa íntegramente en el timo. Lo primero que ocurre a este nivel es el reordenamiento de los genes de las regiones variables del TCR, generándose un amplísimo repertorio de receptores antigénicos. Seguidamente tienen lugar procesos de selección en los que sólo sobreviven los linfocitos T funcionales (aquellos que reconocen el complejo principal de histocompatibilidad ­MHC- propio) y que además no reconocen auto Ag presentes en el timo a una alta concentración (autor reactivos). Este proceso no previene completamente la salida del timo de células potencialmente auto reactivas que reconozcan auto Ag no expresados en el timo. Por ello, se requiere la existencia de mecanismos de tolerancia periférica que completen el efecto de los anteriores.

Desarrollo y tolerancia de los linfocitos T en el timo

Las células de linaje T más inmaduras, procedentes de la médula ósea (MO), entran en el timo y comienzan su diferenciación hacia células T maduras en respuesta a factores del micro ambiente tímico. La expresión del complejo TCR-CD3 y de los correceptores CD4 y CD8 en la superficie de los timocitos permite seguir groseramente sus diferentes estadios del desarrollo (fig. 1). Los precursores más tempranos tienen un fenotipo CD4­ CD8­ doble negativo (DN) y suponen alrededor del 3% del número total de timocitos. Éstos proliferan y se convierten en timocitos CD4+CD8+ doble positivos (DP), aún inmaduros, que sufrirán los procesos de selección dependientes del reconocimiento del receptor antigénico de la célula T (TCR). Para completar su maduración hasta células T CD4+CD8­ o CD4­ CD8, el repertorio inicial se selecciona negativa y positivamente a través de sus interacciones con las MHC en el timo, de forma que sólo el 5% de los timocitos DP migran del timo a los órganos linfoides periféricos. El resto de timocitos defectuosos o peligrosos por su potencial autor reactivo son físicamente eliminados mediante apoptosis (deleción). Algunos timocitos autor reactivos escapan a la periferia, pero son funcionalmente inactivos (anérgicos)1.

Fig. 1. Expresión de las proteínas antiapoptóticas Bcl-2 y Bcl-XL durante el desarrollo de los linfocitos B (arriba) y linfocitos T (abajo). Se señalan los dos puntos críticos de entrada en apoptosis de ambos subtipos celulares.

Los timocitos inmaduros DP necesitan una señal que evite una muerte celular prematura (selección positiva). Esta señal consiste en la interacción de baja afinidad entre el TCR del timocito DP y el complejo MHC-péptido presentado por células accesorias (fundamentalmente de tipo epitelioide)2. Así, los timocitos DP cuyo TCR no interacciona con el complejo MHC-péptido no reciben señales de supervivencia y mueren por apoptosis. Este proceso tiene como objetivo abortar la salida a la periferia de linfocitos T incapaces de reconocer Ag junto a moléculas MHC propias y por lo tanto, no funcionales3. Además, el éxito de esta señal de supervivencia parece depender del grado de afinidad entre el TCR del timocito y el complejo MHC-péptido, de forma que sólo se van a conservar los timocitos DP con afinidad baja o intermedia por alguno de estos complejos2. El proceso de selección positiva dependiente de las interacciones de baja afinidad implica que los timocitos DP son más sensibles a ligando de baja afinidad que sus descendientes maduros, a pesar de expresar en su membrana unos niveles de TCR diez veces menores.

Por el contrario, los timocitos con alta afinidad por el complejo MHC-péptido serán tratados como autor reactivos y, en consecuencia, eliminados por apoptosis en un proceso conocido como "selección negativa"4. Este fenómeno se considera el mecanismo principal de tolerancia frente a Ag propios, ya que va a asegurar la eliminación de células T que reconocen Ag expresados de forma ubicua a altas concentraciones, como las moléculas MHC propias. La reactividad con MHC es especialmente relevante, ya que entre el 1% y el 10% de los linfocitos T de un individuo pueden llegar a ser reactivos con un haplotipo MHC no propio. Simplemente hay que considerar que en el caso de que no se produjera tolerancia frente al MHC propio ocurriría una reacción similar a la observada en la enfermedad injerto contra huésped. La tolerancia frente a este tipo de Ag es muy difícil de instaurar fuera del timo una vez que se ha generado un repertorio funcional. Muestra de ello es la necesidad de mantener indefinidamente la inmunosupresión en pacientes sometidos a trasplante de órganos alogénicos.

La eliminación de una parte importante del repertorio de células T en los procesos de selección negativa del timo no afecta sustancialmente a la capacidad del sistema inmunitario para reaccionar frente a Ag externos. En efecto, la denominada barrera hemato-tímica hace prácticamente imposible el acceso de los Ag no propios a este órgano, por lo que el repertorio de linfocitos T específicos frente a Ag externos no se verá mermado, salvo en los casos de péptidos exógenos que compartan identidad antigénica con los Ag propios (mimetismo molecular)5.

Tolerancia y homeostasis de células T en la periferia

Resulta bastante obvio que la selección negativa en el timo no es capaz de asegurar la tolerancia frente a todos los auto Ag. Ello se debe fundamentalmente a que muchos de estos últimos no se expresan en el timo o lo hacen a concentraciones tan bajas que no alcanzan una representación suficiente en la membrana de las células que realizan la selección de repertorios. A ello se une además el que la expresión de receptores antigénicos en los timocitos inmaduros es mucho más baja que en los linfocitos T maduros. Por lo tanto, el timo va a dejar escapar un porcentaje significativo de linfocitos T autor reactivo, por lo que se hace necesaria la existencia de mecanismos de control periféricos que prevengan el desarrollo de manifestaciones autoinmunes.

Los mecanismos de tolerancia en la periferia no pueden sustentarse en los mismos principios que la tolerancia central en el timo, ya que las células T han alcanzado una maduración funcional completa y van a responder frente a cualquier Ag que se les presente de forma adecuada. En este caso, la prevención de la respuesta frente a un Ag determinado se fundamenta en múltiples mecanismos basados en: a) la concentración y forma de presentación del propio Ag; b) la actividad supresora de otros linfocitos; c) el control de la apoptosis de los linfocitos T activados; y d) la existencia de correceptores con actividad inhibidora, como CTLA-4 (se expone más adelante, con las moléculas de función similar en las células B).

Papel del Ag en la inducción de tolerancia T periférica

Como se ha discutido en el capítulo precedente, la activación de un linfocito T en la periferia va a depender de al menos dos señales: la primera proporcionada por la unión del TCR al complejo Ag-MHC y la segunda por diferentes interacciones moleculares, especialmente entre el CD28 de los linfocitos T y sus ligandos B7-1 y B7-2, que sólo se expresan en las células presentadoras de Ag (APC) profesionales (ver capítulo previo)6. La ausencia de esta segunda señal es el mecanismo principal de tolerancia periférica. Así, cuando un linfocito T virgen (naive) reconoce un Ag presentado por una célula parenquimatosa, carente de moléculas coestimuladoras, no se activa, aunque tampoco entra en apoptosis. En estas células se produce un bloqueo en la producción de varias citocinas, fundamentalmente interleucina 2 (IL-2), que deja a la célula en un estado refractario para la activación, aunque interaccione seguidamente con una APC profesional. Este estado, denominado anergia6, se mantiene durante varias semanas in vitro, aunque in vivo el estado de anergia parece condicionar un acortamiento de la vida media del linfocito T. Además de no activarse, las células anérgicas contribuyen de forma específica al mantenimiento de la tolerancia, ya que compiten con otras células virgen tanto por el Ag como por citocinas proactivadoras que puedan haber sido liberadas al medio extrace-
lular.

Este mecanismo también puede actuar en los tejidos sobre células T autor reactivas que hayan sido activadas por APC profesionales en los órganos linfoides. La ausencia de coestimulación en los tejidos limita normalmente la capacidad agresora de las células T activadas, cuya respuesta es leve y corta en el tiempo y mueren por un mecanismo aún desconocido. La interferencia en las señales coestimuladoras de los linfocitos T ha comenzado a ser explorada en modelos experimentales de auto inmunidad como estrategia terapéutica7. Así, se ha comprobado la eficacia del bloqueo de los ligandos de CD28 en la prevención de la glomérulo nefritis fatal que sufren los ratones NZB/W que espontáneamente desarrollan una enfermedad similar al lupus eritematoso sistémico.

Otra cualidad de algún auto Ag, su baja concentración, puede ayudar también a prevenir la activación de linfocitos T autor reactivos específicos que simplemente los ignoran. La ignorancia clonal define una forma de tolerancia "pasiva" hacia este Ag que no llegan a alcanzar concentraciones suficientes para inducir tolerancia tímica ni anergia clonal, pero tampoco activan a los linfocitos T reactivos contra ellos, que normalmente existen en los órganos linfoides8. Este mecanismo no debería ser considerado una forma de tolerancia, dado que no se trata de un proceso activamente aprendido. Sin embargo, es posible que la mayoría de las reacciones autoinmunes reflejen la activación de estos linfocitos "ignorantes".

Una forma especial de tolerancia ocurre en ciertas localizaciones anatómicas conocidas desde hace tiempo por tolerar mejor que otras los aloinjertos que allí se ubiquen, a pesar de que existan diferencias en aloantígenos. Estos "santuarios", conocidos como sitios inmunológicamente privilegiados, son entre otros el cerebro, los ovarios, los testículos, la placenta y la cámara anterior ocular. El mejor ejemplo de este privilegio inmunológico es la supervivencia de injertos de córnea en ausencia de compatibilidad HLA o de tratamiento inmunosupresor9. La justificación de este fenómeno es compleja. Al principio se pensó que los auto Ag de estos sitios no salían de allí y, por lo tanto, no inducían respuestas inmunitarias, de forma similar a la ignorancia inmunológica. Sin embargo, se ha comprobado que estos auto Ag salen e inducen respuestas, bien tolerogénicas bien activadoras pero no condicionan daño al tejido. Estos hallazgos se atribuyen a la salida de citocinas inhibidoras, como factor de crecimiento tumoral beta (TGFß), junto con el Ag. Un factor anatómico adicional en este fenómeno es que el líquido intersticial de estos tejidos no circula por los vasos linfáticos convencionales, con lo que sus componentes no son presentados a los linfocitos T de forma convencional. Recientemente se ha observado que algunas células parenquimatosas de estos sitios inmunoprivilegiados expresan concentraciones elevadas del ligando de la molécula proapoptótica FAS (FAS-L). Como se expone más adelante, FAS-L es una molécula que expresan al activarse los linfocitos T (CD4+ o CD8+) con capacidad citolítica. La interacción de FAS-L con la molécula FAS, expresada constitutivamente en la mayoría de las células, induce la activación del programa de apoptosis en la célula diana y es en gran parte responsable del poder citotóxico de estos linfocitos. Por lo tanto, la inhibición de la respuesta inmunitaria en los tejidos privilegiados podría deberse, al menos en parte, a que FAS-L presente en estos tejidos induciría la apoptosis de los linfocitos que los infiltran, los cuales, si están activados, expresan niveles elevados de Fas9.

Actividad supresora de las células T

La idea de una célula T con actividad supresora específica de una respuesta inmunitaria ha sido y es objeto de controversia desde su descripción. El concepto de célula T supresora nace con la demostración de la transferencia de tolerancia frente a un Ag concreto con células T de un animal con tolerancia a ese Ag. El fenómeno se aplica inmediatamente a situaciones inmunopatológicas y, en la década de los 70 y principios de los 80, más de 5.000 publicaciones científicas implican a los linfocitos T-supresores en la patogenia de todas las enfermedades autoinmunes. Sin embargo, en aquellos años la función supresora se evaluaba funcionalmente de forma global (no específica) y la función supresora de las células T se atribuía a un único subtipo celular, los linfocitos T-CD8+, en contraposición al subtipo T-CD4+ al que claramente se asignaba un papel "helper" o colaborador. En años posteriores, la mayor parte de la comunidad inmunológica adopta una opinión escéptica sobre las células T supresoras, dada la falta de evidencia de que las células T-CD8+ supriman específicamente respuestas inmunitarias y ante la complejidad de un número creciente de factores solubles (citocinas).

La idea que se tiene actualmente sobre este tema es que, efectivamente, las células T son capaces de suprimir específicamente respuestas frente a un determinado Ag. Sin embargo, no existe un subtipo celular, fenotípicamente identificable, con función exclusivamente supresora, sino que una misma célula T puede suprimir o estimular una determinada respuesta inmunitaria en función de múltiples factores (c& eacute; lula que presenta el Ag, citocinas presentes en el entorno,). Incluso, una misma célula puede cambiar su actividad supresora en activadora, o viceversa, si se modifican las condiciones ambientales. Por lo tanto, es más correcto hablar de funciones inmunosupresoras desarrolladas por las células T que de células T supresoras.

El mecanismo de supresión mejor establecido en las células T es el balance Th1/Th2 (fig. 2). Como se expuso con detalle en un capítulo previo, las células T-CD4+ tienen básicamente dos patrones de activación: el patrón Th1, que consiste en la producción de las citocinas IL-2, interferón gamma (IFN*) y factor de crecimiento tumoral beta (TNFß), y el patrón Th2, con citocinas del tipo de IL-4, IL-5, IL-10 e IL-1310. En ambos casos se producen una serie de citocinas comunes (IL-3, GM-CSF, TNF*). Algunas de las citocinas secretadas por cada uno de estos subtipos celulares tienen un efecto claramente supresor del otro subtipo: IFN* inhibe la respuesta Th2, mientras que IL-4 e IL-10 in hiben la respuesta de tipo Th1. Este concepto viene confirmado por la demostración de una modulación de la respuesta inmunitaria mediante la administración exógena de estas citocinas. En líneas generales, podemos decir que, desde el punto de vista de los mecanismos de tolerancia, las células T-CD4+ con un fenotipo TH2 se consideran las principales células supresoras de las respuestas inmunitarias en donde predominan los fenómenos de citotoxicidad mediada por células T-CD8+, células natural killer NK e incluso linfocitos TH110.

Fig. 2. Subtipos funcionales de linfocitos T-CD4+ en función de las citocinas secretadas. Se indican las citocinas que ejercen un papel regulador sobre el subtipo funcional opuesto.

Recientemente se ha descrito que un porcentaje significativo de linfocitos T-CD4+ del tejido linfoide asociado a las mucosas secretan TGFß, citocina con función supresora de la respuesta de otros linfocitos T-CD4+, tanto Th1 como Th210. Se ha propuesto para estas células la denominación de linfocitos Th3, y podrían constituir un nuevo tipo de linfocito T CD4+ con función eminentemente supresora11. A nivel fisiológico, estas células secretoras de TGFß desempeñan un papel relevante en la inducción de tolerancia a los Ag alimentarios (ver más adelante). Además, el interés de este mecanismo regulador mediado por el TGFß queda evidenciado por el síndrome lúpico observado en los ratones deficientes en TGFß12.

Control de la apoptosis en los linfocitos T

Entre los mecanismos de tolerancia de células T en la periferia están adquiriendo una especial relevancia los fenómenos que controlan la apoptosis de las células T maduras, sobre todo tras el encuentro de éstas con el Ag. Básicamente, existen dos vías de apoptosis linfocitaria, muy similares en lo que respecta a los mecanismos efectores, pero diferentes tanto en su papel fisiológico como en sus mecanismos reguladores

La primera, conocida como muerte celular pasiva o por negligencia, es consecuencia de la falta de factores de crecimiento y de otras señales de supervivencia (citocinas, señales coestimuladoras...) 13. Este tipo de apoptosis se produce tanto en la selección positiva de las células T en el timo (ver arriba), como en el control homeostático en la periferia de los linfocitos T activados por el Ag (fig. 3). Así, tras un estímulo antigénico, la frecuencia de linfocitos T específicos para un Ag aumenta mil veces, de 10-6 a 10-3. Al cabo de 4-12 semanas, si el Ag se ha eliminado y disminuyen las señales de supervivencia, esta frecuencia regresa a sus valores iniciales por apoptosis pasiva de la mayoría de linfocitos T específicos efectores. Sólo queda una población de células T memoria capaces de sobrevivir mucho más tiempo que las células virgen sin recibir estímulo alguno. Se cree que el aumento en la supervivencia de las células memoria es debido al estímulo continuado por una fracción persistente del Ag primitivo o por Ag ambientales o auto Ag que tienen reacción cruzada con el Ag primitivo13 (fig. 3) La apoptosis pasiva se ha atribuido a una pérdida de expresión de moléculas anti-apoptóticas de la familia de Bcl-2, fundamentalmente Bcl-2 y Bcl-XL, las cuales mantienen niveles más sostenidos de expresión en las células memoria14.

La segunda vía de apoptosis linfocitaria se induce por estimulación antigénica crónica y se denomina muerte celular inducida tras activación (AICD). Los linfocitos T que son estimulados de forma repetida por el Ag expresan en su superficie receptores de la familia del receptor de TNF (TNFR) y sus ligandos, fundamentalmente FAS y FAS-L11, cuya unión dispara la apoptosis de los linfocitos. Actualmente se cree que esta AICD de los linfocitos T desempeña un papel esencial en la eliminación de aquellas células que se encuentran repetidamente con Ag persistentes, como los autos Ag, de manera que la interferencia en la AICD provoca reacciones autoinmunes, como se comenta más adelante. Curiosamente, en este tipo de muerte celular interviene IL-2, una citocina a la que hasta el momento se le había concedido una misión proliferativa pero que también potencia la AICD15. La hipótesis que se baraja es que, en las fases iniciales de la activación de la célula T, cuando la concentración de IL-2 es baja, funciona como un factor de supervivencia y crecimiento y se necesita para la expansión clonal en respuesta al Ag. En cambio, tras un estímulo continuado la IL-2 se acumula facilitando la AICD mediante dos mecanismos: aumentando la expresión de FAS-L e inhibiendo la trascripción FLIP, molécula antagonista de la señal apoptótica a través de Fas13 (fig. 3).

Fig. 3. Homeostasis de los linfocitos T en la periferia.

Tolerancia en los linfocitos B El repertorio antigénico de los linfocitos B también se genera mediante recombinación genética al azar en los genes de las regiones variables de las cadenas pesadas y ligeras de las Ig. El hallazgo de linfocitos B autor reactivos en la sangre de sujetos sanos hizo pensar, en un principio, que los procesos de selección clonal, anteriormente descritos en las células T, no se extendían al compartimiento B. Este hecho no debería implicar un riesgo de auto inmunidad, habida cuenta de que las células B precisan la colaboración de las células T para generar respuestas eficaces. Se ha sugerido incluso que la existencia de células B autor reactivas es beneficiosa para el sistema inmunitario, ya que incrementa el repertorio frente a agentes externos. No obstante, y sin que ello reste validez a estos argumentos, se han demostrado fenómenos de selección clonal de linfocitos B tanto en la médula ósea como en los órganos linfoides secundarios (OLS).

Desarrollo y tolerancia de los linfocitos B en la médula ósea: También los linfocitos B sufren deleción clonal cuando interaccionan con Ag durante su maduración en la MO (fig. 1). Este proceso se produce fundamentalmente en el estadio de células B inmaduras IgM+ IgD­, cuando estas células se unen con afinidad media o alta a Ag multivalentes que abundan en esta localización. El estado del Ag condiciona dos fenómenos: a) cuando el Ag está unido a membranas celulares, como las moléculas MHC o los Ag del grupo sanguíneo AB0, el linfocito B entra rápidamente en apoptosis; b) si el Ag está en fase soluble la célula no muere inmediatamente, pero entra en un estado arreactivo de anergia que suele seguirse de un acortamiento marcado de su vida media. En un bajo porcentaje de células B autor reactiva se ha descrito un mecanismo de rescate de la apoptosis denominado edición del receptor16. Consiste en la reactivación de las recombinasas RAG-1 y RAG-2 las cuales llevan a cabo un nuevo reordenamiento de los genes de las regiones variables de las Ig en un intento de modificar el carácter autor reactivo del receptor antigénico. Si el nuevo receptor resultante no reconoce auto Ag, el linfocito B podría alcanzar el estadio de célula B madura inmunocompetente.

Tolerancia y homeostasis de células B en la periferia: Como se comentó anteriormente, muchos Ag propios sólo se expresan en determinados órganos, precisándose también mecanismos que impidan la reacción de las células B contra ellos. Experimentos recientes indican que, a diferencia de las células T, la mayor parte de los fenómenos de eliminación clonal de las células B tienen lugar en el mismo lugar en que éstas inician la respuesta inmunitaria frente al Ag externos, las zonas T de los órganos linfoides secundarios. Estas zonas presentan una frecuencia relativamente elevada de células B HSA+, un marcador de linfocitos T y B inmaduros cuya expresión en células T se restringe al timo. La mayor parte de estas células tienen una vida media corta (menos de 48 horas), responden muy débilmente a mitógenos y no llegan a pasar a los folículos linfoides, caracterizados por la presencia fundamental de células B. Se ha demostrado que estas células B anérgicas de vida media corta son linfocitos B inmaduros que reconocen Ag pero no reciben señales coestimuladoras de las células T. Por el contrario, sólo aquellos que no reconocen Ag entran en los folículos y completan su maduración. Estas últimas van a componer la población de células B periféricas maduras, de vida media alrededor de cuatro semanas, que recirculan colonizando otros OLS. Esta maduración de las células B en un entorno público, a diferencia del entorno cerrado del timo, tiene implicaciones importantes en el mantenimiento de la auto-tolerancia y puede contribuir al desarrollo de enfermedades autoinmunes17. Así, últimamente está adquiriendo una mayor importancia el fracaso de la tolerancia de las células B en la periferia como mecanismo de producción de auto anticuerpos y enfermedades autoinmunes.

Control de las células B en los centros germinales de los OLS: El destino de un linfocito B maduro que encuentra su Ag en la periferia va a venir determinado por señales coestimuladoras dependientes del entorno y del propio Ag. En general, las células B maduras que reconocen Ag proteicos son eliminadas o entran en un estado de anergia si no reciben señales coestimuladoras de células T-CD4+. Una excepción es el reconocimiento de Ag con múltiples epítopos de repetición que entrecruzan gran número de Ig en la membrana de las c élulas B, como los Ag polisacarídicos (Ag T-independientes). La respuesta frente a estos Ag no precisa la colaboración de las células T, pero sólo suscitan respuestas humorales de tipo IgM de baja afinidad y no establecen memoria inmunológica.

En la mayoría de los casos, y sobre todo frente a Ag proteicos, la activación de un linfocito B sólo se produce si el reconocimiento del Ag se acompaña de la cooperación con la célula T. Esta ayuda consiste en la liberación de citocinas activadoras (IL-2, IL-4) y en el establecimiento de interacciones moleculares, entre las que destaca la interacción CD40/CD40L18. Como resultado de todas estas señales, el linfocito B se expande clonalmente y se diferencia, formando una estructura característica denominada folículo linfoide secundario o centro germinal (CG)19. Durante la fase de proliferación algunos linfocitos B experimentan mutaciones puntuales somáticas en las regiones variables de su Ig que pueden dar lugar a cambios estructurales en el sitio de reconocimiento del Ag (fig. 4). El resultado es una disminución o un aumento de afinidad por el Ag primitivo o la aparición de una nueva especificidad antigénica. El significado fisiológico de este proceso es doble: a) algunos linfocitos B mutados habrán aumentado su afinidad por el Ag primitivo, aumentando la calidad de sus anticuerpos (maduración de la afinidad); b) éste podría ser un intento de ampliación de un repertorio antigénico muy mermado tras los procesos de selección negativa de linfocitos B inmaduros, que habrán creado auténticos "agujeros" en el repertorio de células B frente a determinados Ag externos17.

Fig. 4. Organización arquitectónica de un folículo linfoide secundario (centro germinal) en los órganos linfoides secundarios.

El riesgo que conlleva el fenómeno de permutación somática es la conversión en autor reactivo de algunos linfocitos B, con el consiguiente peligro de producción de reacciones autoinmunes. Además, se generarán células B cuya afinidad por el Ag primitivo disminuya hasta el punto de hacerlas irrelevantes en la respuesta inmunitaria que motivó su activación. Para paliar estos inconvenientes, en los CG se lleva a cabo una selección positiva de las células B, función en la que desempeñan un papel esencial las células dendríticas foliculares. Estas células portan el Ag primitivo en sus prolongaciones dendríticas, para que lo puedan volver a reconocer las células B del CG. Las células que reconozcan de nuevo el Ag con alta afinidad recibirán señales de supervivencia y completarán su diferenciación a célula plasmática o a célula B memoria. Por el contrario, aquellas cuya afinidad por el Ag primitivo haya disminuido o desaparecido entrarán en apoptosis19.

Al igual que se describió en las células T, los mecanismos de control de la apoptosis van a desempeñar un papel relevante en la función de los CG y en particular en la prevención de reacciones autoinmunes. Así, se ha demostrado que algunos genes con función antiapoptótica, como bcl-2, disminuyen su expresión en la fase en que las células B son sometidas a los procesos de selección en los CG, muy probablemente con objeto de facilitar la eliminación de las células autor reactivas o inútiles (fig. 4)20. La posible relevancia de este fenómeno viene refrendada en experimentos recientes que demuestran cómo la inhibición de los procesos de apoptosis en las células B de los CG, mediante hipe reexpresión de Bcl-2 en ratones transgénicos, provoca un síndrome auto inmune en el que destaca la producción de auto anticuerpos patogénicos que originan una glomérulo nefritis fatal (M. López Hoyos et al, enviado a publicación).

Receptores de membrana con capacidad inhibitoria: Como se ha expuesto en artículos previos, la activación de los linfocitos T y B es la consecuencia directa de las interacciones de secuencias activadoras existentes en los segmentos intracitoplasmáticos de los receptores antigénicos y de las moléculas correceptoras. Estas secuencias, conocidas como dominios ITAM (motivos de activación basados en tirosina de los inmunorreceptores), disparan la activación de factores de trascripción para la proliferación celular y la síntesis de citocinas proactivadoras.

En la membrana de las células linfoides se han descrito otras moléculas capaces de contrarrestar estas señales de activación, pudiendo incluso bloquearlas completamente. Su efecto inhibidor se relaciona principalmente con secuencias específicas en sus segmentos intracitoplasmáticos denominados dominios ITIM (motivos de inhibición basados en tirosina de los inmunorreceptores) 21. La composición característica de estos dominios es (I/V) XYXXL: un residuo hidrofóbico (valina o isoleucina), seguido de un aminoácido cualquiera, una tirosina, otros dos aminoácidos y una leucina. Este dominio recluta alguna de las fosfatasas inhibidoras SHP-1 o SHIP. SHP-1 es una proteína tirosina fosfatasa que elimina grupos fosfatos añadidos por las proteínas cinasas que inician los procesos de activación en los linfocitos. SHIP es una inositol fosfatasa que elimina el fosfato de la posición 5' del fosfatidil inositol trifosfato (PI-3, 4,5-P). Se desconoce el mecanismo exacto por el que SHIP regula la activación celular, aunque se cree que lo hace inhibiendo la activación de PLC-* y, por lo tanto, la producción de DAG e IP321.

Las células B disponen de alguna de estas moléculas inhibidoras. La más conocida es el receptor de tipo II para el fragmento Fc de IgG (Fc*RII). Desde hace tiempo se sabía que el entrecruzamiento de la Ig de superficie de la célula B con el Fc*RII inhibía la activación de las células B vírgenes, siendo la base de estrategias terapéuticas como la inyección de Ig en algunos procesos autoinmunes o el empleo de anticuerpos anti-Rh para prevenir la inmunización de madres Rh(-) cuyos fetos portan el Ag Rh. Recientemente, se ha caracterizado el efecto inhibidor de otras dos moléculas, CD22 y el PIR-B (paired immunoglobulin-like receptor), sobre la activación de las células B22.

A nivel de las células T, una molécula con función inhibidora asociada a motivos ITIM es CTLA-4 (CD152). Esta molécula tiene una homología del 30% con la molécula coestimuladora CD28 y utiliza sus ligandos B7-1 y B7-2, aunque su avidez por los mismos es 100 veces mayor que la de CD28. La expresión de CTLA-4 suele marcar el final de la activación de la célula T23.

Finalmente, en las células NK se han descrito receptores inhibidores de muerte (KIR) con especificidad por moléculas MHC de clase I, cuya confluencia inhibe la liberación de los factores citotóxicos de estas células cuando interaccionan con células sanas24. Estos receptores, provistos de motivos ITIM en sus colas intracitoplasmáticas, podrían desempeñar un papel relevante en el mantenimiento de la tolerancia materno fetal en la decidua placentaria, lugar donde abundan las células NK.

Tolerancia oral a los antígenos alimentarios

En las primeras 24-48 horas que siguen a la administración de un Ag proteico por vía de mucosas se pueden detectar células reguladoras de la respuesta frente a ese Ag, tanto localmente como en los ganglios linfáticos. A los 5-7 días podemos hablar ya de un estado de tolerancia, que persiste al menos un año y medio después de la administración del Ag25. La naturaleza y la dosis del Ag influyen en el establecimiento de tolerancia oral: así, el Ag T-dependientes soluble son generalmente tol erógeno, un hecho que ha dificultado el éxito en el desarrollo de vacunas orales. Por el contrario, el contacto del tejido linfoide de las mucosas con patógenos vivos, capaces de multiplicarse, activa la respuesta inmunitaria local y sistémica, probablemente por su captación preferencial por las células M, eficaces presentadoras de Ag (fig. 5). Por otro lado, los Ag administrados a dosis altas o repetidas suelen ser tolero génicos, mientras que los administrados a dosis muy bajas sensibilizan respuestas locales y sistémicas25.

Fig. 5. Mecanismos implicados en la instauración de tolerancia a los antígenos que penetran por vía de mucosas

La inducción de tolerancia oral parece fundamentarse en la inducción de anergia en las células T, posiblemente como consecuencia de una presentación defectuosa del Ag por APC, como los enterocitos, que expresan niveles bajos de moléculas MHC de clase II pero carecen de moléculas coestimuladoras como B7-1/B7-2, ICAM-1 u otras. Además, los enterocitos expresan un ligando para células CD8 similar al CD1, sugiriendo que los linfocitos CD8+, probablemente mediante producción de TGFß, están también implicados en el establecimiento de tolerancia oral25. También parecen participar en este proceso las APC convencionales presentes en los epitelios, MALT y ganglios linfáticos de drenaje. En este contexto, las células dendríticas podrían desempeñar un papel destacado, ya que in situ expresan niveles bajos de B7-1 y CD40, y cuando se estimula su expansión local con el factor de crecimiento FIt3L (ligando de la tirosina-cinasa fms-like) se incrementa la susceptibilidad para inducción de tolerancia oral26. El efecto tolero génico de estas células dendríticas podría revertirse cuando se activan con patógenos vivos, y es posible también especular que algunos fármacos inmunoestimuladores pudieran tener un efecto similar.

Experimentos de transferencia celular apoyan la activación de mecanismos supresores en el tejido linfoide asociado al intestino (GALT), mediados fundamentalmente por linfocitos T-CD4+ y linfocitos T**+, los cuales serían claves en el mantenimiento de la tolerancia oral. Así, se ha propuesto que la tolerancia oral reflejaría una activación preferencial de células TH2, que inhibirían respuestas TH1 (fig. 5)10,26. Sin embargo, por un lado, este tipo de tolerancia puede inducirse en ratones deficientes en IL-4 o en ratones tratados con anti-IL-10 y, por otro, la producción de IgE Ag-específica puede suprimirse también tras administración del Ag26. Un subtipo particular de células T-CD4+ parece tener un papel central en este fenómeno. Estas células, que algunos autores han comenzado a denominar TH3, secretan la citocina TGF-ß que ejerce un potente efecto supresor sobre diversos tipos de células inmunocompetentes10. La activación Ag-específica de estas células podrían inducir la anulación funcional de otras células de su entorno por un mecanismo bystander (mirón inocente).

Fracaso de la tolerancia e inducción de auto inmunidad: La mayor frecuencia de enfermedades autoinmunes entre gemelos monocigóticos que entre gemelos dicigóticos de pacientes con enfermedades autoinmunes demuestra la intervención de factores ge néticos en estos procesos27. Al mismo tiempo, el que un porcentaje significativo de gemelos monocigóticos no padezcan la enfermedad autoinmune que desarrolla el otro gemelo pone claramente de manifiesto la intervención de factores ambientales en la ruptura de la tolerancia hacia lo propio que tiene lugar en estos pacientes.

Factores genéticos que predisponen a auto inmunidad

Genes del sistema principal de histocompatibilidad

Entre los factores que predisponen a autoinmunidad destaca la asociación de diversas enfermedades autoinmunes con ciertos haplotipos MHC. Estas asociaciones se comentan con detalle en otros apartados de esta monografía. En la mayoría de los casos los procesos autoinmunes se asocian a moléculas MHC de clase II concretas, aunque también hay claras asociaciones con moléculas MHC de clase I. Dos razones justifican esencialmente la asociación MHC-enfermedad autoinmune:

1. Las moléculas MHC son cruciales en la presentación de Ag a las células T y, por lo tanto, en su activación. La capacidad de presentación de un determinado Ag estará supeditada a la formación de un complejo estable entre la molécula MHC y ese Ag. Por lo tanto, es evidente que algunas moléculas MHC tendrán más capacidad que otras para unirse y presentar un determinado autoAg27. Uno de los ejemplos más evidentes es la asociación de diabetes mellitus con determinadas moléculas MHC, tanto de clase I como de clase II (ver sección correspondiente). Por el contrario, se ha identificado un haplotipo DQß cuya expresión protege del desarrollo de diabetes, probablemente por incapacidad de esta molécula DQ para presentar un Ag diana fundamental en el desarrollo de esta enfermedad.

2. La selección de repertorios de células T viene guiada por las moléculas MHC y por los Ag que éstas presenten1. Así, puede considerarse que ciertas moléculas MHC pueden no ser capaces de llevar a cabo una eliminación eficaz de los timocitos reactivos con ciertos auto Ag que una vez en la periferia, y con la confluencia de factores ambientales, pueden desencadenar la agresión de estos linfocitos T autor reactivos frente a tejidos que expresen los auto Ag correspondientes.

Genes reguladores de la apoptosis

Siguiendo el mismo esquema que se expuso en los mecanismos que inducen tolerancia, se puede considerar que los genes que controlan la apoptosis pueden intervenir en el desarrollo de manifestaciones autoinmunes a dos niveles, la AICD y la apoptosis pasiva.

La importancia de la AICD en el mantenimiento de la tolerancia a auto Ag se puso de manifiesto por primera vez con los ratones portadores de las mutaciones lpr y gld. La mutación lpr consiste en una mutación por inserción de un retrotransposón del gen FAS, mientras que la mutación gld implica una mutación puntual en el gen FAS-L que condiciona la expresión de una molécula no funcional11. Los ratones portadores de ambos tipos de mutaciones desarrollan una enfermedad sistémica muy similar al lupus eritematoso sistémico (LES), caracterizado por linfadenopatía, producción de múltiples auto anticuerpos y desarrollo de nefritis. Las mutaciones descritas provocan una supervivencia prolongada de las células T y B autor reactivas que acaban provocando el cortejo sintomático descrito. En los seres humanos se ha descrito un síndrome similar al de los ratones con las mutaciones lpr y gld que se ha denominado síndrome autoinmune linfoproliferativo (ALPS). Se han descrito tres tipos de ALPS según la molécula reguladora de apoptosis que esté genéticamente alterada: ALPS Ia (mutación de FAS), ALPS Ib (mutación de FAS-L) y ALPS II (mutación en la ruta intracelular de FAS). Sin embargo, es importante destacar que, al igual que en los modelos murinos, la alteración aislada de los mecanismos de control de la apoptosis no es capaz de desencadenar un síndrome autoinmune, sino que necesita de la presencia de otras alteraciones genéticas y/o ambientales que complementen a la alteración de la vía FAS/FAS-L (fig. 6).

Fig. 6. Efectos de la falta de función de la vía de apoptosis a través de la molécula FAS en el desarrollo de apoptosis, tomando como ejemplo las mutaciones lpr y gld consistentes, respectivamente, en el defecto de las moléculas FAS y FAS-ligando

También se ha descrito el desarrollo de linfadenopatía y autoinmunidad en ratones que no expresan IL-2 ni las cadenas * y ß del receptor de IL-2. Aunque en un principio este hallazgo fue sorprendente, la capacidad de IL-2 de potenciar la AICD de células T autor reactivas, como se ha explicado en la primera parte de este artículo, explica al menos de forma parcial la enfermedad observada en esos ratones

Respecto a la apoptosis pasiva, los ratones transgénicos que hiperexpresan los miembros anti-apoptóticos de la familia de Bcl-2 o que se han hecho deficientes (gene knockout) en estos genes, ponen de manifiesto, al igual que se ha explicado en los mecanismos de tolerancia, que este tipo de muerte celular no interviene en los mecanismos de tolerancia periférica de las células T. En concreto, se ha comprobado que los ratones transgénicos que hiperexpresan Bcl-2 en células T, y que en consecuencia tienen una supervivencia prolongada, no desarrollan enfermedad autoinmune alguna. En cambio, la muerte celular por negligencia sí interviene en el control de la respuesta de las células T a Ag extraños y el mantenimiento de la homeostasis periférica, además de en los mecanismos de tolerancia tímica14.

Genes que controlan fosforilación de los autos Ag

La fosforilación de determinados epítopos por serina/treonina cinasas puede desempeñar un papel importante en la producción de enfermedades autoinmunes, especialmente en aquellas enfermedades en las que sólo el auto Ag humano, y no el equivalente de otras especies, es capaz de provocar enfermedad autoinmune29. Por lo tanto, se puede suponer que la activación patológica de esta proteína cinasas condicione una fosforilación anormal de un Ag, modificando su inmunogenicidad. Ejemplos de este mecanismo mediador de autoinmunidad pueden ser el síndrome de Goodpasture o la esclerosis múltiple, los cuales se asocian también a un determinado haplotipo MHC (HLA-DR15). Es posible que los autos Ag implicados de esas enfermedades se presenten mejor por esa molécula de histocompatibilidad cuando se encuentran fosforilados.

En los tejidos afectos de los pacientes con síndrome de Goodpasture se ha demostrado la expresión de una proteína cinasa nueva encargada de fosforilar el autoAg responsable de la enfermedad (cadena *3 del colágeno de tipo IV). Este hallazgo abre una nueva ruta de estudio de genes implicados en el desencadenamiento de autoinmunidad.

Estudios recientes han demostrado que varios auto Ac en pacientes con LES se dirigen frente a autoAg específicamente fosforilados por una familia de cinasas activadas por estrés y que desempeñan un papel fundamental en la señalización de la apoptosis inducida por estrés. De esta manera, la fosforilación que ocurre durante el fenómeno de la apoptosis de los componentes proteicos de diversos complejos macromoleculares, como los RNP, puede producir neo-epítopos que escapan a los mecanismos normales de tolerancia periférica. Otra posibilidad es que la fosforilación de las proteínas las predisponga a la proteólisis y/o a la tras locación a las "blebs" apoptóticas, facilitando la presentación de esos antígenos30. En la actualidad, diversos trabajos se centran en definir mejor los mecanismos de fosforilación proteica durante la apoptosis y en saber si la fosforilación de los autoAg confiere una mayor patogenicidad a los autos anticuerpos.

Factores ambientales en la producción de enfermedad autoinmune

Diversas evidencias indican que los factores ambientales tienen un papel destacado en el desarrollo de enfermedades autoinmunes: a) individuos normales, sin evidencia de enfermedad autoinmune, presentan linfocitos con capacidad autor reactiva; b) alrededor del 75% de los gemelos monocigóticos de pacientes con enfermedades autoinmunes son normales; c) las enfermedades autoinmunes suelen cursar con brotes de reagudización entre los cuales el paciente puede estar incluso asintomático.

De entre todos los posibles factores ambientales capaces de facilitar reacciones autoinmunes destacan los agentes infecciosos. En la mayoría de las enfermedades autoinmunes, un episodio infeccioso suele preceder al comienzo de la enfermedad o a un episodio de reagudización de la misma. Además, a nivel experimental se sabe que el adyuvante completo de Freund (que contiene Mycobacterium tuberculosis muerta) posibilita la respuesta inmunitaria frente a muchos antígenos que provocan enfermedades autoinmunes semejantes a enfermedades humanas, como la artritis reumatoide o la esclerosis múltiple. Los microorganismos pueden desencadenar fenómenos autoinmunes al menos por cinco mecanismos31:

1. Activación de las células presentadoras de autoAg por factores producidos por los microorganismos, los cuales pueden inducir moléculas coestimuladoras que facilitan la activación de células T autor reactivas. Uno de los más estudiados es la endotoxina bacteriana, que además de estimular a los macrófagos induce activación policlonal de los linfocitos B.

2. Presentación de antígenos que normalmente están ocultos al sistema inmunitario, en sujetos predispuestos genéticamente. Un ejemplo de producción de autoinmunidad por este mecanismo es la oftalmía simpática.

3. La respuesta frente a un Ag microbiano puede comprometer a autoAg (mimetismo molecular). Este mecanismo podría explicar la activación de linfocitos T autor reactivos con autoAg presentes en dosis subóptimas. Una vez activados, pueden perpetuar una reacción autoinmune contra los autoAg contra los que antes eran incapaces de reaccionar.

4.La unión de agentes infecciosos a autoAg puede modificar el estado de tolerancia hacia los mismos. En este caso, el agente infeccioso actuando de carrier facilitaría la respuesta autoinmune.

5. Algunos agentes infecciosos son capaces de inducir la activación policlonal de los linfocitos T. Se denominan súper antígenos y, a diferencia de los péptidos convencionales que estimulan menos del 0,01% de los linfocitos virgen, un único super Ag puede estimular más del 5% del reservorio de linfocitos virgen. Los super Ag son proteínas que se unen a las moléculas MHC de clase II en las APC y que interaccionan con regiones Vß del TCR menos variables que el sitio habitual de reconocimiento del Ag. De este modo, un super Ag es capaz de estimular todas aquellas células que porten ese segmento de Vß del TCR específico, habiéndoseles implicado en la producción de enfermedades autoinmunes y en los brotes que suelen ocurrir en estas enfermedades.

Finalmente, en la patogenia de algunos procesos autoinmunes se han visto implicados diversos agentes químicos. Entre otros se encuentran: el mercurio, el sílice o fármacos como la procainamida, la hidralazina o las sales de oro. Estas sustancias pueden reaccionar con diversas moléculas existentes en la membrana, el citoplasma o el núcleo celular y modificar la fisiología de las células inmuno competentes.