VI. INTERFER�N E INMUNIDAD A LAS INFECCIONES VIRALES

VI. INTERFER�N E INMUNIDAD A LAS INFECCIONES VIRALES

EL SISTEMA inmune constituye la principal barrera que poseen los animales superiores para protegerse de las infecciones en general. La inmunidad inespec�fica es aqu�lla que act�a contra cualquier material extra�o que invade al organismo; este tipo de inmunidad es innata y en ella participan barreras f�sicas como la piel y las mebranas mucosas; barreras qu�micas como el �cido clorh�drico del jugo g�strico o el �cido l�ctico presente en el sudor; prote�nas que inactivan a los agentes infecciosos o destruyen a las c�lulas infectadas, como la lisozima presente en las l�grimas y secreciones mucosas, las enzimas del sistema de complemento y los interferones. Existe tambi�n una importante variedad de c�lulas que participan en los mecanismos de inmunidad inespec�fica: los macr�fagos o fagocitos que ingieren y destruyen c�lulas y part�culas extra�as, al igual que los leucocitos neutrofilos que adem�s son importantes mediadores del proceso de inflamaci�n. Los macr�fagos tambi�n act�an como c�lulas presentadoras de ant�genos que estimulan la respuesta inmune espec�fica; los leucocitos bas�filos que secretan mediadores qu�micos que promueven la inflamaci�n con el fin de facilitar el flujo sangu�neo y la accesibilidad de las c�lulas inmunitarias en las regiones donde se localiza una infecci�n; los leucocitos eosin�filos que participan en la destrucci�n de par�sitos y de c�lulas infectadas por par�sitos intracelulares; las c�lulas asesinas naturales (NK por "natural killers") que son estudiadas m�s adelante.
Existen dos tipos de inmunidad espec�fica: humoral y celular. La inmunidad humoral es mediada por los anticuerpos o inmunoglobulinas, que son prote�nas espec�ficas sintetizadas por las c�lulas plasm�ticas. Los progenitores inmediatos de estas c�lulas son los linfocitos B que son capaces de reaccionar con mol�culas extra�as al organismo, llamadas ant�genos. Los linfocitos B se originan en la m�dula �sea a partir de c�lulas precursoras. La uni�n del ant�geno con el linfocito B estimula a este �ltimo para que se divida y se diferencie dando origen a una gran cantidad de c�lulas plasm�ticas y c�lulas poseedoras de la llamada memoria antig�nica. Las c�lulas plasm�ticas sintetizan y secretan mol�culas de anticuerpos, las cuales reacionan en forma espec�fica con el ant�geno que originalmente estimul� la producci�n de dichos anticuerpos. Las c�lulas con memoria antig�nica no sintetizan anticuerpos pero conservan la capacidad potencial de sintetizar dichos anticuerpos contra un ant�geno espec�fico, pues las c�lulas con memoria antig�nica pueden transformarse, en condiciones adecuadas, en c�lulas plasm�ticas productoras de anticuerpos espec�ficos. Por esta raz�n, el sistema inmune de un organismo responde en forma m�s potente y r�pida cuando se encuentra por segunda vez ante la presencia del mismo ant�geno.
Las inmunoglobulinas se dividen en cinco grupos: IgA, IgG, IgD, IgE e IgM. Estas prote�nas act�an directamente uni�ndose a componentes del viri�n y produciendo la neutralizaci�n del virus. Sin embargo, las IgG pueden unirse por medio de sus fragmentos Fc a la superficie de otras c�lulas del sistema inmune conocidas como macr�fagos, los cuales adquieren la capacidad para reconocer los ant�genos virales presentes en la superficie de las c�lulas infectadas.
Las IgM e IgG pueden activar el sistema del complemento que consiste en una cascada de enzimas que liberan componentes capaces de atraer diversos tipos de c�lulas del sistema inmune al sitio donde se localiza el an�geno; estas enzimas tambi�n expresan una actividad de fosfolipasa capaz de lisar las c�lulas infectadas por el virus.

Esta representaci�n esquem�tica de una mol�cula de IgG muestra las cadenas pesadas (H) y las cadenas ligeras(L). Los extremos N de los fragmentos Fab corresponden a las regiones de uni�n del anticuerpo con su ant�geno espec�fico. El fragmento Fc es com�n a todas las mol�culas de IgG independientemente de su especificidad antig�nica. Se indican las regiones con secuencias variables (V) y con secuencias constantes de amino�cidos (C). La sigla CHO indica la posici�n de mol�culas de carbohidratos asociados con la prote�na IgG; estos puentes disulfuro estabilizan la estructura de la IgG.
La inmunidad celular es mediada en primer lugar por los linfocitos T, los cuales se originan en el timo. La especificidad de los linfocitos B yT est� determinada por receptores espec�ficos que est�n presentes en las membranas de estas c�lulas. Estos receptores reconocen motivos estructurales espec�ficos que est�n presentes en los ant�genos; dichos motivos estructurales son conocidos como epitopes y son muy diferentes entre s�. El reconocimiento y ligado de un epitope por parte del receptor celular espec�fico es el evento que determina que sean activados s�lo los linfocitos que poseen dichos receptores. Los recepctores espec�ficos presentes en un linfocito B son en realidad inmunoglobulinas que est�n fijas a la membrana celular y que tienen la misma especificidad que las inmunoglobulinas secretadas por dicho linfocito.
En el caso de los linfocitos T, el receptor para epitopes antig�nos espec�ficos se denomina receptor de c�lula T o receptor T y consiste en una prote�na que a su vez resulta de la conjunci�n de dos prote�nas diferentes denominadas alfa y beta, respectivamente. Dicho receptor T presenta un extremo variable que determina la especificidad del receptor por un epitope en particular. Cuando el epitope es ligado por el receptor T se produce una se�al que estimula al linfocito T para que prolifere y produzca una "clona" o familia de c�lulas id�nticas que manifiestan la misma especificidad por el mismo epitope antig�nico. Algunas de las c�lulas T resultantes ser�n responsables de contribuir a mantener la memoria inmunol�gica que permite una respuesta m�s eficaz y r�pida cuando el organismo encuentra al mismo ant�geno por segunda vez.
Los principales tipos de linfocitos T son:
1) linfocito T auxiliar: este tipo de linfocito prolifera despu�s de haber reconocido y ligado un epitope espec�fico, dando origen a clona de linfocitos auxiliares que producen una variedad de mol�culas solubles conocidas como linfocinas cuyo papel consiste en estimular a otras c�lulas inmunocompetentes (linfocitos B y T) para que se activen y proliferen. Los linfocitos T axuliares son orquestadores de la respuesta inmune espec�fica; sin la participaci�n de estos linfocitos no es posible la producci�n de otras c�lulas inmunocompetentes que participan en la respuesta inmune espec�fica.
2) linfocito T citot�xico: este tipo de linfocito responde a la activaci�n mediada por el reconocimiento de un epitope espec�fico y la presencia de linfocinas en el medio, dando origen a una clona de c�lulas T citot�xicas con capacidad para destruir c�lulas que portan ant�genos for�neos espec�ficos como son las c�lulas infectadas por virus. Los linfocitos T citot�xicos producen tambi�n ciertas linfocinas como el interfer�n gamma, el cual estimula la actividad de los macr�fagos.
3) linfocito T supresor: este tipo de linfocito se encarga de disminuir o amortiguar la maginitud de la respuesta inmune y de esta manera controla la respuesta de otras c�lulas inmunocompetentes para evitar que sea exagerada.
Los linfocitos denominados c�lulas asesinas naturales (c�lulas NK) son linfocitos grandes con citoplasma granular y son diferentes de los linfocitos T y B. Los linfocitos NK destruyen a c�lulas infectadas por cualquier tipo de virus, por lo cual su actividad es inespec�fica. Las c�lulas NK se adhieren a las c�lulas infectadas y liberan gr�nulos t�xicos que lisan (destruyen) a las c�lulas blanco.
INTERFER�N
En 1957, Isaacs incub� la membrana corioalantoica de un embri�n de pollo en presencia de una suspensi�n de virus de la influenza que hab�a sido inactivado por medio de tratamiento t�rmico. Esta membrana fue transferida a una soluci�n amortiguadora y se almacen� por 24 horas. Posteriormente, la membrana fue descartada y la misma soluci�n amortiguadora fue utilizada para incubar una nueva membrana de pollo en presencia de virus infeccioso de la influenza. Isaacs observ� que la nueva membrana no permit�a el crecimiento del virus y por lo tanto concluy� que alg�n producto soluble con actividad antiviral hab�a sido liberado en la soluci�n amortiguadora como respuesta a la infecci�n viral de la membrana original. Esta sustancia antiviral fue denominada interfer�n.
Los interferones son prote�nas que tienen asociados carbohidratos senciales para su actividad. Por convenci�n, la actividad antiviral del interfer�n es estimada midiendo la inhibici�n que �ste produce en la incorporaci�n de uridina radiactiva en el ARN viral en c�lulas infectadas por un togavirus. La actividad es expresada como la cantidad de interfer�n necesaria para reducir en 50% el nivel normal de s�ntesis de ARN viral; esta cantidad es arbitrariamente definida como una unidad de interfer�n. Por ejemplo, 1 mg de prote�na de interfer�n purificado tiene actividad antiviral en el orden de 10⁹ unidades.
Los interferones fueron identificados como prote�nas secretadas por c�lulas infectadas por virus que son capaces de proteger de la infecci�n viral a otras c�lulas, debido a que los interferones estimulan en las c�lulas no infectadas la producci�n de prote�nas que inhiben la replicaci�n de diferentes tipos de virus. Sin embargo, hoy en d�a el t�rmino interfer�n se refiere a varias prote�nas que manifiestan esta actividad antiviral aunque no todas estas prote�nas son producidas por c�lulas infectas por virus. Existen dos tipos principales de interfer�n. los tipo 1 est�n representados por el interfer�n alfa (IFN alfa) y el interfer�n beta (IFN beta); ambos tienen una actividad biol�gica muy similar siendo ejemplos de la llamada respuesta inmune inespec�fica y sus estructuras moleculares son muy parecidas. El IFN alfa es producido principalmente por los leucocitos infectados por virus, mientras que el IFN beta es producido por fibroblastos infectados por virus. El IFN alfa tambi�n estimula la sint�sis de prote�nas clase 1 del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC- clase 1), estas mol�culas est�n presentes en las membranas de todas las c�lulas con n�cleo y participan en la presentaci�n de ant�genos (en particular de ant�genos virales) para que sean reconocidos por el sistema inmune.
La figura VI.1 describe el mecanismo de acci�n antiviral del interfer�n. Una gran variedad de virus es capaz de inducir la producci�n de interfer�n tipo 1; el cual es activo contra un amplio espectro de virus diferentes y no s�lo contra el virus inductor. Sin embargo, el interfer�n parece ser m�s espec�fico en relaci�n con la especie a partir de la cual se obtienen las c�lulas productoras del mismo. Por ejemplo, interfer�n obtenido a partir de c�lulas de rat�n es poco eficiente para proteger c�lulas de rata, pollo o simio contra la infecci�n viral.
La inducci�n del interfer�n provoca la liberaci�n de esta mol�cula y la producci�n de un estado antiviral en las c�lulas que entran en contacto con el interfer�n. Los genes que codifican a los interferones humanos tipo 1 est�n ubicados en el cromosoma 9, mientras que el gene del interfer�n tipo 2 est� en el cromosoma 12. Todos los virus que se multiplican activamente son capaces de inducir la producci�n de interfer�n y se cree que mol�culas de ARN de cadena doble act�an como inductores espec�ficos. El interfer�n liberado produce.el estado antiviral en otras c�lulas por medio de la uni�n con un receptor presente en la superficie celular. El gene que codifica al receptor para IFN alfa y beta est� en el cromosoma 21, mientras que el gene que codifica el receptor para IFN tipo 2 o gamma, est� en el cromosoma 6. Se sabe que la presencia de ARN de cadena doble estimula la fosforilaci�n (adici�n de grupos fosfato) de ciertas prote�nas reguladoras; esto impide que estas prote�nas participen en el proceso de iniciaci�n de la s�ntesis de prote�nas. Este ARN de cadena doble tambi�n activa una ribonucleasa que degrada al ARN mensajero y, por lo tanto, detiene la s�ntesis de prote�nas. Sin embargo, todav�a no se conoce con claridad el mecanismo por el cual las actividades inducidas por el interfer�n son capaces de distinguir ente la s�ntesis de prote�nas celulares y la s�ntesis de prote�nas virales De hecho, la actividad inhibitoria de la s�ntesis de prote�nas parece ser la responsable del efecto antitumoral del interfer�n, efecto que ha sido claramente demostrado in vitro y en animales experimentales. Sin embargo, el uso de los diferentes interferones en el tratamiento del c�ncer no ha dado los resultados esperados, ya que por lo general los interferones producen efectos secundarios negativos en los pacientes tratados con dosis altas de estos agentes. Hasta la fecha, s�lo algunos tipos de c�ncer muy raros, como por ejemplo, la leucemia de c�lulas pilosas, han sido tratados con �xito mediante el uso de interfer�n alfa.

Figura VI.1. Mecanismo de acci�n del interfer�n: el virus infecta a la c�lula 1 despu�s de unirse con el receptor (a). La infecci�n viral enciende la maquinaria celular para permitir la replicaci�n del genoma viral (b). La presencia de �cido nucleico viral induce la expresi�n de genes de interfer�n (c). El interfer�n es secretado por la c�lula infectada y se pega a su receptor espec�fico presente en la membrana de una c�lula no infectada (d). La uni�n del interfer�n con su receptor induce la producci�n de enzimas que interfieren con la s�ntesis de prote�nas. Una de estas enzimas inhibe la traducci�n de ARN mensajero viral, mientras que otra enzima estimula la acci�n de enzimas endonucleasas que degradan el ARN mensajero viral. De esta manera, la c�lula receptora del interfer�n queda protegida de la infecci�n viral. Al inducir estas dos acciones enzim�ticas que interfieren con la s�ntesis de prote�nas, el interfer�n inhibe tambi�n el crecimiento de las propias c�lulas, por ello ha sido utilizado experimentalmente como inhibidor de la proliferaci�n de c�lulas cancerosas.

El interfer�n tipo 2 est� representado por el IFN gamma, tambi�n denominado inmunointerfer�n, debido a que es producido por linfocitos activados al entrar en contacto con ant�genos durante una respuesta inmune. La principal acci�n de este tipo de interfer�n consiste en actuar como una linfocina, es decir, como una mol�cula capaz de activar otras c�lulas del sistema inmune, como son las c�lulas asesinas naturales (NK) los macr�fagos, y los linfocitos B. De hecho, el IFN gamma puede influir sobre la clase de anticuerpo que es producido por los linfocitos B en el marco de una respuesta inmune. La inducci�n de este tipo de interfer�n no depende de la presencia de ARN de cadena doble y al parecer tiene un papel suplementario en la respuesta inducida por el interfer�n tipo 1. El interfer�n tipo 2 es particularmente eficaz en el control de infecciones producidas por virus capaces de inhibir la s�ntesis de ARN y prote�nas celulares antes de que haya sido posible la s�ntesis de interfer�n tipo 1.