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¿En qué orden evolucionaron las células del sistema inmunológico?

¿En qué orden evolucionaron las células del sistema inmunológico?


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Pensando en lo complejas que son las interacciones entre los diferentes tipos de células del sistema inmunológico (T-helpers, T-Killers, Fagocytes, B-Cells, etc.), es fascinante cómo se combinan para obtener el efecto deseado.

Sin embargo, supongo que no todos evolucionaron simultáneamente. ¿Hay alguna forma de saber qué célula inmunitaria se desarrolló primero o alguna teoría al respecto? Quizás esa pregunta sea demasiado específica, ¿en qué caso fue la inmunidad humoral o mediada por células la que se desarrolló primero?

Es posible que este documento le resulte útil; desafortunadamente, todavía estoy meses fuera del campus, por lo que no puedo acceder a él.


Como tengo la suerte de tener acceso a ese artículo, extraeré todo lo que pueda encontrar para responder a su pregunta.

Para empezar, la inmunidad innata debe haber evolucionado primero; podemos verla en casi todas las etapas de la evolución. Según Cooper & Herrin, desde que la respiración aeróbica dio lugar a organismos multicelulares que a su vez necesitaban protección contra la invasión de organismos unicelulares.

Afirman que hace unos 500 millones de años, los primeros sistemas inmunitarios adaptativos evolucionaron en vertebrados, pero no explican cómo aunque lo intentan. En cambio, explican por qué no podemos discernir en este momento cómo se produjo esta evolución. La razón principal es que se desconoce cuándo evolucionaron algunas células clave (a saber, las células asesinas naturales y las células dendríticas) Además, los ratones y los humanos desarrollaron dos tipos diferentes de receptores de células asesinas naturales hace relativamente poco tiempo, mientras que comparten un ancestro común hace bastante tiempo. .

Aparentemente, los vertebrados con mandíbula y sin mandíbula también han desarrollado dos tipos diferentes de sistemas inmunológicos adaptativos. Ambos parecen depender de los mismos mecanismos pero sobre una base molecular y genética diferente. Cooper & Herrin concluyen que al nivel actual de investigación, no podemos determinar la evolución de nuestro sistema inmunológico.

Fuente: ¿Cómo evolucionó nuestro complejo sistema inmunológico?

Personalmente, si se me permite ceder un poco a la tentación de la especulación, seguiría una estrategia similar a la evolución del ciclo de Krebs: mira qué bits tienen sentido incluso sin el resto. Por supuesto, existe el principal obstáculo de que las células del sistema inmunológico requieren una rama completamente nueva en la hematopoyesis: todas las células inmunes innatas (aparte de las células asesinas naturales, las células NK) derivan del progenitor mieloide común, mientras que todas las células inmunitarias adaptativas (y NK células) derivan del común linfoide progenitor.

Creo que esto puede ser incluso una primera pista: las células NK son células inmunes innatas, pero derivan de un linaje diferente en el nivel más alto; pueden haber evolucionado como las primeras células linfoides después de las células inmunes innatas mieloides. La siguiente célula relacionada más cercana es la célula T citotóxica (CD8 +, también conocida como Tc), que utiliza exactamente los mismos mecanismos de destrucción (perforina + granzimas y ligando Fas) y se adhiere a otras células casi de la misma manera que la célula NK (sinapsis inmune). . También es independiente y puede matar por sí solo, siempre que reconozca su antígeno específico. Esta es la diferencia principal y también un paso muy grande: la generación del receptor de células T específico. Una vez que se desarrolla el receptor de células T específico, el paso para ayudar a las células T (CD4 +, Th) no está lejos, aunque estas desempeñan un papel relativamente parecido al de un espectador en la respuesta inmune, dirigiendo a las otras células inmunitarias desde detrás de la escena y no directamente. efectuando cualquier muerte del patógeno. Por lo tanto, supongo que antes de las células T auxiliares, evolucionaron las células B, que son capaces de producir anticuerpos. Los anticuerpos en sí son muy similares al receptor de células T (no en la estructura general, sino en los dominios genéticos subyacentes y su procesamiento), por lo que un receptor de células T específico de antígeno `` desprendible '' puede haber evolucionado y, en última instancia, haber provocado el desarrollo de un nuevo tipo de célula. . Una vez que todos estos componentes están presentes, es necesario (o beneficioso) controlar qué tipos de células son más activas y de qué manera actúan en el sitio de la infección. Esto es exactamente lo que hacen las células T auxiliares, dirigiendo la respuesta inmune local en una dirección de respuesta Th1 (citotóxica) o Th2 ('humoral', antiparasitaria).


Su sistema inmunológico evoluciona para combatir las variantes del coronavirus

Se ha generado mucha preocupación por los descubrimientos de que las variantes del coronavirus causante de la pandemia pueden ser más infecciosas que el original. Pero ahora los científicos están comenzando a encontrar algunos signos de esperanza en el lado humano de esta interacción microbio-huésped. Al estudiar la sangre de los sobrevivientes de COVID y de las personas que han sido vacunadas, los inmunólogos están aprendiendo que algunas de las células de nuestro sistema inmunológico, que recuerdan infecciones pasadas y reaccionan a ellas, pueden tener sus propias habilidades para cambiar, contrarrestando mutaciones en el virus. Lo que esto significa, piensan los científicos, es que el sistema inmunológico podría haber desarrollado su propia forma de lidiar con las variantes.

"Básicamente, el sistema inmunológico está tratando de adelantarse al virus", dice Michel Nussenzweig, inmunólogo de la Universidad Rockefeller, que realizó algunos estudios recientes que rastrearon este fenómeno. La idea emergente es que el cuerpo mantiene ejércitos de reserva de células productoras de anticuerpos además de las células originales que respondieron a la invasión inicial del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID. Con el tiempo, algunas células de reserva mutan y producen anticuerpos que son más capaces de reconocer nuevas versiones virales. "Es un mecanismo realmente elegante que hemos desarrollado, básicamente, para poder manejar cosas como variantes", dice Marion Pepper, inmunóloga de la Universidad de Washington, que no participó en la investigación de Nussenzweig & rsquos. Aún se está averiguando si hay suficientes de estas células y sus anticuerpos para conferir protección contra un SARS-CoV-2 que cambia de forma.

En abril pasado, cuando la pandemia estaba alcanzando su primer pico en la ciudad de Nueva York, Nussenzweig y sus colegas se pusieron en acción y comenzaron a recolectar la sangre de los sobrevivientes de COVID. Hubo informes tempranos inquietantes de reinfección y disminución de anticuerpos, y los científicos querían comprender cuánto tiempo el sistema inmunológico podría mantener su capacidad para responder a la nueva amenaza. Tomaron muestras de sangre de personas que habían sido afectadas por el SARS-CoV-2 un mes después de la infección y luego nuevamente seis meses después. Lo que encontraron los científicos fue algo alentador. La sangre recolectada en una fecha posterior tenía niveles más bajos de anticuerpos circulantes, pero eso tenía sentido porque la infección había desaparecido. Y los niveles de las células que producen anticuerpos, llamadas células B de memoria, permanecieron constantes o incluso aumentaron en algunas personas con el tiempo. Después de una infección, estas células se quedan en los ganglios linfáticos del cuerpo y los rsquos y mantienen la capacidad de reconocer el virus. Si una persona se infecta por segunda vez, las células B de memoria se activan, producen anticuerpos rápidamente y evitan que el virus cree una segunda infección grave.

En una prueba de seguimiento, los científicos de Rockefeller clonaron estas células B de reserva y probaron sus anticuerpos contra una versión de SARS-CoV-2 diseñada para parecerse a una de las nuevas variantes. (El virus experimental carecía de la capacidad de replicarse, lo que lo hacía más seguro de usar en el laboratorio). Este virus había sido modificado genéticamente para tener mutaciones específicas en su proteína de pico, la parte del coronavirus que se adhiere a las células humanas. Las mutaciones imitaron algunas de las que se encuentran actualmente en las variantes de interés. Cuando los investigadores probaron las células de reserva contra este virus mutado, vieron que algunas células producían anticuerpos que se adherían a las proteínas de pico mutadas, aunque estos picos eran diferentes a los del virus original. Lo que esto significa es que los anticuerpos habían cambiado con el tiempo para reconocer diferentes características virales. La investigación fue publicada en Naturaleza en Enero. "Lo que nos muestra el artículo es que, de hecho, la respuesta inmune está evolucionando y que hay algunos cambios dinámicos durante este período de tiempo", dice Nussenzweig.

Recientemente, él y su equipo probaron los clones de células B de seis meses contra otros virus modificados que imitan más de cerca las variantes preocupantes, como B.1.351. Esta variante contiene un conjunto de mutaciones denominadas K417N, E484K y N501Y. En un estudio preliminar que aún no se ha sometido a revisión por pares y que se publicó en línea el 8 de marzo, los investigadores encontraron que un subconjunto de anticuerpos producidos por estas células mostraba una mayor capacidad para reconocer y bloquear estas variantes altamente mutadas.

Este fenómeno puede explicarse por un proceso llamado "hipermutación quosomática". Es una de las razones por las que su sistema inmunológico puede fabricar hasta un quintillón de anticuerpos distintos a pesar de que el genoma humano solo tiene 20.000 genes aproximadamente. Durante meses y años después de una infección, las células B de memoria permanecen en los ganglios linfáticos y sus genes que codifican los anticuerpos adquieren mutaciones. Las mutaciones dan como resultado una gama más diversa de anticuerpos con configuraciones ligeramente diferentes. Las células que producen anticuerpos que son muy buenos para neutralizar el virus original se convierten en la principal línea de defensa del sistema inmunológico. Pero las células que producen anticuerpos con formas ligeramente diferentes, las que no agarran al patógeno invasor con tanta firmeza, también se mantienen.

Ese tipo de acumulación ha desconcertado a los inmunólogos durante mucho tiempo. ¿Por qué su cuerpo se aferra a las células B de segunda categoría? Quizás, dice Pepper, lo hace porque las células podrían ser buenas para responder a versiones virales estrechamente relacionadas que podrían aparecer. Los virus han estado infectando a los huéspedes durante millones de años y las variantes no son un fenómeno nuevo. Para mantener vivos a los huéspedes, el sistema inmunológico debe haber desarrollado un mecanismo para mantenerse al día, y este cuerpo de reservas y algunos anticuerpos que producen algunos que podrían ser una mejor combinación para las nuevas versiones virales y mdash fueron útiles. Básicamente, en una lucha de vida o muerte con un virus, es bueno tener copias de seguridad. Pepper ha publicado resultados que muestran que las personas que se recuperaron de COVID tenían evidencia de una mayor mutación en sus células B de memoria después de solo tres meses.

El inmunólogo Shane Crotty del Instituto de Inmunología de La Jolla dice que la idea de respaldo es buena. “Las células B de memoria son su sistema inmunológico y los rsquos intentan crear variantes propias como una contramedida para posibles variantes virales en el futuro”, dice. En un estudio publicado en Ciencias En febrero, Crotty y sus colegas demostraron que los pacientes conservaban varios grados de reacciones inmunes al virus entre cinco y ocho meses después de la infección y concluyeron que la mayoría de las personas podían tener una respuesta duradera. "Su sistema inmunológico está creando una biblioteca de células B de memoria que no son iguales para que puedan reconocer cosas que no son idénticas", dice Crotty.

Pero, ¿hay suficientes de estos anticuerpos de reserva y son lo suficientemente buenos para neutralizar nuevas versiones virales para protegernos? La respuesta a esta pregunta aún se desconoce, pero puede ser una cuestión de tiempo. Laura Walker, inmunóloga de Adagio Therapeutics en Waltham, Massachusetts, publicó recientemente un estudio en Inmunología de la ciencia mostrando una reducción de aproximadamente 10 veces en la capacidad neutralizante de los anticuerpos circulantes contra el virus después de cinco meses. Pero al igual que el equipo de Nussenzweig & rsquos, ella y sus colegas descubrieron que había una población de células B de memoria sostenida. El grupo de Walker & rsquos clonó una variedad de células B de memoria y probó sus anticuerpos contra las variantes. Ella dice que las variantes pudieron evadir muchos anticuerpos, pero alrededor del 30 por ciento se adhirió a las nuevas partículas del virus. Esto significa que es posible que se pueda iniciar una nueva infección antes de que las reservas de células B aumenten su producción de anticuerpos. Pero a pesar de que el virus tendrá una ventaja inicial y podría ocurrir una infección, la respuesta de las células B podría limitarlo y brindar protección contra una enfermedad grave. "La pregunta es si habrá suficiente, y aún no lo sabemos", dice Walker. Pero "esperaría que sus títulos de anticuerpos, incluso si son bajos, deberían prevenir lo peor, como la hospitalización o la muerte".

El escape de un COVID grave también podría ser ayudado por otra línea de defensas del sistema inmunológico: las células T. Estas células no persiguen directamente a los patógenos, sino que una subclase de ellos busca las células infectadas y las destruye. Los inmunólogos dicen que las células T tienen un enfoque algo amplio para reconocer patógenos y mdash responden a fragmentos de varias partes del virus, a diferencia de la naturaleza altamente específica de las células B y esto hace que sean menos propensos a ser engañados por cambios de forma variantes. En un estudio publicado el 1 de marzo, que aún no ha pasado por una revisión por pares, Crotty y Alessandro Sette, también del Instituto de Inmunología de La Jolla, analizaron las células T de personas que habían estado expuestas al SARS-CoV-2, ya sea de forma natural o natural. a través de la vacunación. Su respuesta de células T no se vio afectada por las variantes. Sette dice que si bien una respuesta debilitada de las células B podría permitir que el virus se establezca, es plausible que la actividad de las células T evite que corra desenfrenada por el cuerpo. "En un escenario donde la infección no se previene, podría tener una respuesta de células T que podría modular la gravedad de la infección", dice.

En los próximos meses, los investigadores continuarán rastreando estas células, utilizando herramientas de secuenciación de genes recientemente desarrolladas y técnicas de clonación para seguir nuestras respuestas a variantes y nuevas vacunas. Estos métodos están proporcionando a los inmunólogos nuevas habilidades para monitorear el espectro de reacciones de una población y rsquos a una infección generalizada en tiempo real. & ldquoTenemos la capacidad de estudiar y describir el sistema inmunológico de una manera que nunca antes habíamos podido hacer. Es una ventana asombrosa a la respuesta inmune humana ”, dice Nussenzweig.

Lea más sobre el brote de coronavirus en Científico americano aquí. Y lea la cobertura de nuestra red internacional de revistas aquí.


El sistema inmunológico puede ayudar a combatir el cáncer.

Algunas células del sistema inmunológico pueden reconocer las células cancerosas como anormales y destruirlas. Pero esto puede no ser suficiente para deshacerse del cáncer por completo.

Algunos tratamientos tienen como objetivo utilizar el sistema inmunológico para combatir el cáncer.

Hay 2 partes principales del sistema inmunológico:

  • la protección que tenemos desde el nacimiento (en protección inmunológica incorporada)
  • la protección que desarrollamos después de tener ciertas enfermedades (inmunidad adquirida)

Últimas actualizaciones

En cambio, los niveles sanguíneos de anticuerpos caen drásticamente después de una infección aguda, mientras que las células B de memoria permanecen inactivas en la médula ósea, listas para actuar cuando sea necesario.

El equipo del Dr. Ellebedy obtuvo muestras de médula ósea de 19 personas aproximadamente siete meses después de haber sido infectadas. Quince tenían células B de memoria detectables, pero cuatro no, lo que sugiere que algunas personas pueden tener muy pocas células o ninguna.

"Me dice que incluso si se infecta, no significa que tenga una respuesta superinmune", dijo el Dr. Ellebedy. Los hallazgos refuerzan la idea de que las personas que se han recuperado de Covid-19 deben vacunarse, dijo.

Cinco de los participantes en el estudio del Dr. Ellebedy donaron muestras de médula ósea siete u ocho meses después de haberse infectado inicialmente y nuevamente cuatro meses después. Él y sus colegas descubrieron que la cantidad de células B de memoria se mantuvo estable durante ese tiempo.

Los resultados son particularmente notables porque es difícil obtener muestras de médula ósea, dijo Jennifer Gommerman, inmunóloga de la Universidad de Toronto que no participó en el trabajo.

Un estudio histórico realizado en 2007 mostró que, en teoría, los anticuerpos podrían sobrevivir décadas, quizás incluso mucho más allá del promedio de vida, lo que sugiere la presencia a largo plazo de células B de memoria. Pero el nuevo estudio ofreció una prueba poco común de su existencia, dijo el Dr. Gommerman.

El equipo del Dr. Nussenzweig observó cómo maduran las células B de memoria con el tiempo. Los investigadores analizaron sangre de 63 personas que se habían recuperado de Covid-19 aproximadamente un año antes. La gran mayoría de los participantes tenía síntomas leves y 26 también habían recibido al menos una dosis de la vacuna Moderna o Pfizer-BioNTech.

Los llamados anticuerpos neutralizantes, necesarios para prevenir la reinfección con el virus, permanecieron sin cambios entre los seis y los 12 meses, mientras que los anticuerpos relacionados pero menos importantes desaparecieron lentamente, encontró el equipo.

A medida que las células B de memoria continuaron evolucionando, los anticuerpos que produjeron desarrollaron la capacidad de neutralizar un grupo aún más amplio de variantes. Esta maduración en curso puede ser el resultado de una pequeña parte del virus que es secuestrada por el sistema inmunológico, para la práctica de tiro, por así decirlo.

Un año después de la infección, la actividad neutralizante en los participantes que no habían sido vacunados fue menor contra todas las formas del virus, con la mayor pérdida observada contra la variante identificada por primera vez en Sudáfrica.

La vacunación amplificó significativamente los niveles de anticuerpos, lo que confirma los resultados de otros estudios: las inyecciones también aumentaron la capacidad neutralizante del cuerpo en aproximadamente 50 veces.

El senador Rand Paul, republicano de Kentucky, dijo el domingo que no recibiría una vacuna contra el coronavirus porque se había infectado en marzo del año pasado y, por lo tanto, era inmune.

Pero no hay garantía de que dicha inmunidad sea lo suficientemente poderosa como para protegerlo durante años, particularmente dada la aparición de variantes del coronavirus que pueden eludir parcialmente las defensas del cuerpo.

Los resultados del estudio del Dr. Nussenzweig sugieren que las personas que se han recuperado de Covid-19 y que luego han sido vacunadas continuarán teniendo niveles extremadamente altos de protección contra variantes emergentes, incluso sin recibir una vacuna de refuerzo en el futuro.

“Se ve exactamente como lo que esperaríamos que fuera una buena respuesta de células B de memoria”, dijo Marion Pepper, inmunóloga de la Universidad de Washington en Seattle que no participó en la nueva investigación.

Todos los expertos estuvieron de acuerdo en que es probable que la inmunidad se desarrolle de manera muy diferente en personas que nunca han tenido Covid-19. Combatir un virus vivo es diferente a responder a una sola proteína viral introducida por una vacuna. Y en aquellos que tenían Covid-19, la respuesta inmune inicial tuvo tiempo de madurar entre seis y 12 meses antes de ser desafiada por la vacuna.

“Esa cinética es diferente a la de alguien que se inmunizó y luego se inmunizó de nuevo tres semanas después”, dijo el Dr. Pepper. "Eso no quiere decir que no tengan una respuesta tan amplia, pero podría ser muy diferente".


Reconocimiento directo e indirecto del huésped de los efectores de patógenos

Los efectores que permiten que los patógenos superen la PTI se reconocen por la resistencia específica a enfermedades (R) genes. La mayoría R genes codifican proteínas NB-LRR hay ∼ 125 en el Arabidopsis Genoma Col-0. Si un efector es reconocido por una proteína NB-LRR correspondiente, se produce ETI. El efector reconocido se denomina proteína avirulencia (Avr). ETI es una versión más rápida y fuerte de PTI 30,31,32 que a menudo culmina en HR 52 (Fig. 1). Por lo general, la HR no se extiende más allá de la célula infectada: puede retardar el crecimiento de patógenos en algunas interacciones, particularmente aquellas que involucran parásitos haustoriales, pero no siempre se observa, ni se requiere, para ETI. No está claro qué detiene realmente el crecimiento de patógenos en la mayoría de los casos.

Se sabe muy poco acerca de los eventos de señalización necesarios para activar la ETI mediada por NB-LRR. Las proteínas NB-LRR probablemente se pliegan en un estado de señal competente por la proteína de choque térmico citosólico 90 y otras co-chaperonas del receptor 53,54. Los LRR parecen actuar como reguladores negativos que bloquean la activación inapropiada de NB. La activación de NB-LRR implica cambios conformacionales intra e intermoleculares y puede parecerse al mecanismo de proximidad inducida por el cual la proteína Apaf-1 animal relacionada activa la muerte celular programada 55.

La activación de NB-LRR da como resultado una red de intercomunicación entre las vías de respuesta desplegadas, en parte, para diferenciar el ataque de patógenos biotróficos del necrotrófico 9. Esto se mantiene mediante el equilibrio entre el ácido salicílico, una señal local y sistémica de resistencia contra muchos biotrofos, y la combinación de ácido jasmónico y acumulación de etileno como señales que promueven la defensa contra necrotrofos 9. Es probable que otras hormonas vegetales alteren el equilibrio de señalización ácido salicílico-ácido jasmónico / etileno. Arabidopsis los mutantes defectuosos en la biosíntesis del ácido salicílico o la capacidad de respuesta están comprometidos tanto en la defensa basal como en la resistencia sistémica adquirida (SAR) 56. La activación de NB-LRR induce respuestas diferenciales dependientes de ácido salicílico y ROS en los sitios de infección y sus alrededores, y sistémicamente 57. El estallido oxidativo dependiente de NADPH-oxidasa que acompaña a la ETI reprime la muerte celular dependiente del ácido salicílico que se propaga en las células que rodean los sitios de infección 58. Los cambios locales y sistémicos en la expresión génica están mediados en gran parte por factores de transcripción de las familias WRKY y TGA 59.

Varias proteínas NB-LRR reconocen los efectores de tipo III de forma indirecta, al detectar productos de su acción sobre los objetivos del huésped, de acuerdo con la "hipótesis de la guardia" 1. Los principios clave de esta hipótesis son que: (1) un efector que actúa como factor de virulencia tiene un objetivo (s) en el huésped (2) al manipular o alterar este objetivo (s) el efector contribuye al éxito del patógeno en los genotipos del huésped susceptibles y (3) la perturbación efectora de una diana del huésped genera un patrón molecular de "yo modificado inducido por patógenos", que activa la proteína NB-LRR correspondiente, lo que conduce a ETI. Tres consecuencias importantes de este modelo, ahora respaldado por evidencia experimental, son que: (1) múltiples efectores podrían evolucionar de forma independiente para manipular el mismo objetivo del huésped, (2) esto podría impulsar la evolución de más de una proteína NB-LRR asociada con una objetivo de múltiples efectores, y (3) estos NB-LRR se activarían mediante el reconocimiento de diferentes patrones del yo modificado producidos en el mismo objetivo por la acción de los efectores en (1).

RIN4, una proteína de 211 aminoácidos, acilada 60 y asociada a la membrana plasmática, es un ejemplo arquetípico de un huésped diana de efectores de tipo III que está protegido por proteínas NB-LRR (Fig. 2). Es manipulado por tres efectores bacterianos diferentes y asociados en vivo con dos Arabidopsis Proteínas NB-LRR (Fig. 2a y 2b). Dos efectores de tipo III no relacionados, AvrRpm1 y AvrB, interactúan e inducen la fosforilación de RIN4 (ref. 62). Se prevé que esta modificación de RIN4 active la proteína RPM1 NB-LRR. Un tercer efector, AvrRpt2 es una cisteína proteasa 62, activada dentro de la célula huésped 63, que elimina RIN4 escindiéndola en dos sitios 60,64. La escisión de RIN4 activa la proteína RPS2 NB-LRR 65,66. La activación tanto de RPM1 como de RPS2 requiere la proteína NDR1 anclada a GPI, y RIN4 interactúa con NDR1 67.

a, Arabidopsis RPM1 es una proteína NB-LRR de la membrana plasmática periférica. Es activado por las proteínas efectoras AvrRpm1 o AvrB. AvrRpm1 mejora la virulencia de algunos P. syringae tensiones en Arabidopsis al igual que AvrB en la soja. AvrRpm1 y AvrB se modifican por acilación específica de eucariotas una vez administrados a la célula por el sistema de secreción de tipo III (jeringa roja) y, por lo tanto, se dirigen a la membrana plasmática. Se desconocen las funciones bioquímicas de AvrRpm1 y AvrB, aunque se dirigen a RIN4, que se fosforila (+ P) y activa RPM1, como se detalla en el texto. En ausencia de RPM1, AvrRpm1 y AvrB presumiblemente actúan sobre RIN4 y otros objetivos para contribuir a la virulencia. Los huevos de color azul claro en este panel y los siguientes representan proteínas aún desconocidas. B, RPS2 es una proteína NB-LRR que reside en la membrana plasmática. Es activado por el efector de cisteína proteasa tipo III AvrRpt2 de P. syringae. El autoprocesamiento de AvrRpt2 por una ciclofilina del huésped revela un sitio de miristoilación consensuado, pero no confirmado, en el nuevo término amino, lo que sugiere que también podría estar localizado en la membrana plasmática del huésped. AvrRpt2 es el tercer efector que se dirige a RIN4. La escisión de RIN4 por AvrRpt2 conduce a ETI mediada por RPS2. En ausencia de RPS2, AvrRpt2 presumiblemente escinde RIN4 y otras dianas como parte de su función de virulencia. C, RPS5 es un Arabidopsis Proteína NB-LRR localizada en una fracción de membrana, probablemente mediante acilación. RPS5 es independiente de NDR1. Es activado por el efector de cisteína proteasa AvrPphB de P. syringae 98. AvrPphB se escinde, se acila y se administra a la membrana plasmática del huésped. AvrPphB activado escinde el Arabidopsis PBS1 serina-treonina proteína quinasa, que conduce a la activación de RPS5. La actividad catalítica de PBS1 escindido es necesaria para la activación de RPS5, lo que sugiere que este fragmento de "yo modificado" conserva su actividad enzimática como parte del mecanismo de activación de RPS5 98. Hasta la fecha, no se ha atribuido ninguna función a PBS1 en ausencia de RPS5. D, Pto es una proteína quinasa de serina-treonina de tomate. Pto es polimórfica y, por tanto, satisface los criterios genéticos para la definición de una proteína de resistencia a enfermedades. La actividad de Pto requiere la proteína NB-LRR Prf, y las proteínas forman un complejo molecular 99. Prf es monomórfica, al menos en las especies de tomate analizadas hasta la fecha. Pto es el objetivo directo de dos P. syringae efectores, AvrPto y AvrPtoB, cada uno de los cuales contribuye a la virulencia del patógeno en pto mutantes 100. Por tanto, es probable que Prf proteja a Pto (refs 101, 103). La Pto quinasa aparentemente no es necesaria para PTI, aunque puede haber redundancia en su función porque es un miembro de una familia de genes. miLa transmembrana RLP Cf-2 protege la cisteína proteasa extracelular Rcr3. Cf-2 reconoce el C. fulvum efector extracelular Avr2, que codifica un inhibidor de cisteína proteasa. Avr2 se une e inhibe la cisteína proteasa Rcr3 del tomate. Las mutaciones en Rcr3 dan como resultado la pérdida específica del reconocimiento de Avr2 dependiente de Cf-2. Por tanto, Cf-2 parece controlar el estado de Rcr3 y activa la defensa si Avr2 inhibe Rcr3 (ref. 104).

Si RIN4 fuera el único objetivo para estos tres efectores, entonces su eliminación aboliría su capacidad para agregar virulencia a una cepa débilmente patógena. Sin embargo, la eliminación de RIN4 demostró que no es el único objetivo del huésped para AvrRpm1 o AvrRpt2 en susceptibles (rin4 rpm1 rps2) plantas 68. Además, AvrRpt2 puede escindir in vitro varios Arabidopsis proteínas que contienen su sitio de escisión consenso 64. Por tanto, la contribución de cualquier efector a la virulencia podría implicar la manipulación de varios objetivos del huésped y la generación de varias moléculas propias modificadas. Sin embargo, la perturbación de un solo objetivo es suficiente para la activación de NB-LRR. RIN4 regula negativamente RPS2 y RPM1 (y solo estas dos proteínas NB-LRR) 68,69. Pero, ¿cuál es la función de RIN4 en ausencia de RPS2 y RPM1? En rpm1 rps2 plantas, AvrRpt2 o AvrRpm1 (y posiblemente otros efectores) manipulan RIN4 (y posiblemente proteínas asociadas u otras dianas) para suprimir PTI 71. Por lo tanto, las plantas usan proteínas NB-LRR para protegerse contra patógenos que despliegan efectores para inhibir la señalización de PAMP. En la figura 2 se detallan ejemplos adicionales de reconocimiento indirecto, que incluyen el reconocimiento tanto intracelular como extracelular del yo modificado inducido por patógenos.

No todo el reconocimiento NB-LRR es indirecto, y hay tres ejemplos de interacción directa Avr-NB-LRR 70,72. El lino L los alelos del locus codifican proteínas NB-LRR que interactúan en levadura con las correspondientes proteínas AvrL, proporcionando la primera evidencia de que la diversidad efectora que determina el reconocimiento de NB-LRR puede correlacionarse perfectamente con la interacción efector-NB-LRR-proteína 70. Tanto las proteínas L como las AvrL están sometidas a una selección diversificada, lo que aboga por una carrera armamentista evolutiva directa. La diversidad alélica de otros efectores patógenos de hongos y oomicetos, y de sus correspondientes proteínas NB-LRR del hospedador, como se describió anteriormente, también sugiere una interacción directa, aunque esto queda por demostrar.

La radiación evolutiva de varios cientos de miles de especies de plantas de angiospermas hace 140-180 millones de años probablemente estuvo acompañada de muchos casos independientes de coevolución de patógenos, en particular de biotrofos obligados adaptados al huésped. La mayoría de las plantas resisten la infección por la mayoría de los patógenos y se dice que son "no hospedadores". Esta resistencia del no huésped podría estar mediada por al menos dos mecanismos. En primer lugar, los efectores de un patógeno podrían ser ineficaces en un huésped potencial nuevo, pero evolutivamente divergente, lo que provocaría una supresión mínima o nula de la PTI y un retraso en el crecimiento del patógeno. Alternativamente, uno o más del complemento efector del posible patógeno podrían ser reconocidos por el repertorio NB-LRR de plantas distintas de su huésped coadaptado, dando como resultado ETI. Estos dos escenarios predicen diferentes resultados con respecto al momento y la amplitud de la respuesta que desencadenarían, y también dan lugar a diferentes presiones evolutivas tanto sobre el huésped como sobre el patógeno.

Resistencia no hospedante en Arabidopsis contra el patógeno de cebada no adaptado, B. graminis F. sp. hordei (Bgh) normalmente implica la producción rápida de aposiciones de la pared celular (barreras físicas) y metabolitos antimicrobianos en el sitio de entrada del patógeno, pero no HR. Arabidopsis la penetraciónlápiz) mutantes están parcialmente comprometidos en esta respuesta. PEN2 es una glucosil hidrolasa peroxisomal 73, y PEN3 codifica un transportador ABC 74 de la membrana plasmática. Tanto PEN2 como PEN3 se reclutan para intentos de sitios de entrada de hongos, aparentemente para mediar en la entrega polarizada de una toxina al apoplasto 73,74. El citoesqueleto de actina probablemente contribuye a esta respuesta 75, quizás como una pista para peroxisomas y / o vesículas que contienen PEN2. Esta resistencia anterior a la invasión no hospedante es genéticamente separable de un mecanismo posterior a la invasión que requiere elementos adicionales que regulen tanto la PTI como la ETI 76. Eliminación de las transformaciones de señalización PEN2 y PTI / ETI Arabidopsis en un huésped para un patógeno fúngico evolutivamente no adaptado 73. Esto sugiere que la resistencia del no huésped comprende capas de resistencia mecánicamente distintas.

La sintaxina PEN1 actúa en una vía diferente de resistencia al no huésped anterior a la invasión. Es probable que PEN1 forme parte de un complejo ternario SNARE que secreta carga de vesículas al sitio del intento de invasión fúngica, lo que contribuye a la formación de aposiciones en la pared celular 77,78,79. Los miembros específicos de la familia MLO de siete transmembranas (locus O de resistencia al moho) regulan negativamente la secreción dependiente de PEN1 en los sitios de intento de entrada de patógenos 77,78. Recesivo mlo mutaciones en cualquiera Arabidopsis o cebada dan como resultado resistencia a los respectivos patógenos de mildiú polvoroso co-evolucionados 80. Por lo tanto, en ambos Arabidopsis y cebada, estos hongos podrían suprimir la resistencia a enfermedades mediada por PEN1 mediante la activación de MLO. Este notable conjunto de hallazgos implica que un mecanismo común de entrada de la célula huésped evolucionó en los hongos del mildiú polvoroso en o antes de la divergencia monocotiledónea-dicotiledónea. PEN2 y PEN3 Los genes son inducidos por flg22, lo que indica que podrían estar implicados en PTI.

La resistencia del no huésped también puede estar mediada por respuestas de ETI paralelas. Por ejemplo, cuatro efectores bacterianos de un patógeno del tomate incapaz de colonizar la soja pueden desencadenar cada uno una semilla de soja específica. R genes cuando se liberan de un patógeno de la soja 81. La eliminación de estos genes efectores del patógeno del tomate disminuye su virulencia en el tomate, pero no le permite colonizar la soja 82. Hence, there might be other factors lacking in this strain that are required to colonize soybean. Also, a widely distributed, monomorphic effector acting as an avirulence protein is sufficient to render Magnaporthe oryzae strains unable to colonize rice. Its presence in over 50 strains that successfully colonize perennial ryegrass suggests a virulence function 83 . Finalmente, Arabidopsis non-host resistance to Leptosphaeria maculans, a fungal pathogen of Brassica, is actually mediated by unlinked NB-LRR proteins present in each parent of a cross between two accessions 84 . Hence, cryptic NB-LRR mediated responses acting in parallel can limit pathogen host range.


Célula T

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célula T, también llamado Linfocito T, tipo de leucocito (glóbulo blanco) que es una parte esencial del sistema inmunológico. Las células T son uno de los dos tipos principales de linfocitos, siendo las células B el segundo tipo, que determinan la especificidad de la respuesta inmune a los antígenos (sustancias extrañas) en el cuerpo.

Las células T se originan en la médula ósea y maduran en el timo. En el timo, las células T se multiplican y se diferencian en células T auxiliares, reguladoras o citotóxicas o se convierten en células T de memoria. Luego se envían a los tejidos periféricos o circulan en la sangre o el sistema linfático. Una vez estimuladas por el antígeno apropiado, las células T colaboradoras secretan mensajeros químicos llamados citocinas, que estimulan la diferenciación de las células B en células plasmáticas (células productoras de anticuerpos). Las células T reguladoras actúan para controlar las reacciones inmunes, de ahí su nombre. Las células T citotóxicas, que son activadas por varias citocinas, se unen y destruyen las células infectadas y las células cancerosas.

Debido a que el cuerpo contiene millones de células T y B, muchas de las cuales portan receptores únicos, puede responder virtualmente a cualquier antígeno.

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Scientists discover that the immune system affects gut bacteria evolution

Our health is strongly dependent on the diversity of bacteria that inhabits our intestinal tract and on how the immune system tolerates it or responds to the pathogenic bacteria to prevent disease. In a study published this week in Comunicaciones de la naturaleza*, researchers from the Instituto Gulbenkian de Ciencia (IGC, Portugal) discovered that when the immune system of the host is compromised, the composition of the gut bacteria changes, and the pace and predictability of the process of adaptation of these bacteria are affected. This study suggests that the treatment of intestine pathologies that result from impaired immune system, such as the inflammatory bowel disease, may require therapies based on personalized medicine taking into account the individual composition of gut bacteria.

This research led by Isabel Gordo and Jocelyne Demengeot is the first experimental work that proves the hypothesis that the immune system influences the evolution of gut bacteria. The intestine is a highly complex environment, and gut bacteria need to adapt and evolve to efficiently cope with different stimuli, including the diversified diet that is ingested every day. This originates more and more diversity of bacteria in the intestine that needs to be checked by our surveillance mechanism, the immune system, in order to prevent diseases. It was known that pathologies arise when the immune system fails and there is disruption in the community of gut bacteria. But a direct or indirect link between the immune system and the evolution of bacteria had not been proven yet.

The research team investigated how Escherichia coli (E. coli), one of the first bacteria to colonize the intestine at birth, evolved in healthy mice and in mice that did not have lymphocytes, cells of the immune system. While in healthy animals rapid metabolic adaptations to the diet could be observed, in immune compromised mice the changes were slower. The researchers observed that the same sort of beneficial adaptations occurred across the several healthy mice that were studied. However, large inter individual variations were observed in those animals that lack lymphocytes, making difficult to predict the course of bacteria evolution in those animals. Joao Batista, PhD student and first author of this study, explains: "We observed that this feature is due to changes in the composition of the community of bacteria in the intestine, which is more similar across individuals with a healthy immune system, and is quite diverse in animals with an immune compromised system."

Jocelyne Demengeot comments: "This research was possible due to the collaborative spirit that exists in the IGC, that brings together research groups from different fields. Hence, we merged our expertise in evolutionary biology and immunology to study the complex interactions between the vertebrate immune system, composed of a myriad of different cells, and the gut microbiota, composed of another myriad of different bacteria. We learned that the immune system acts as a normalizer of the gut microbiota composition."

Isabel Gordo adds: "Our work shows that it is possible to predict the evolution of commensal bacteria in healthy organisms, but the same is not true in organisms with problems in their immune system. Therefore, the use of generalist therapies to treat people suffering from intestine pathologies that result from an impaired immune system, such as inflammatory bowel disease, may not be the best approach. Instead, therapies based on personalized medicine should be considered, accordingly to the composition of gut bacteria of each person."

Recently, the precedent work of this team was awarded with the PLOS Genetics Research Award 2015. This study was funded by the European Research Council (ERC) and by the Fundação para a Ciência e a Tecnologia (Portugal).

* Barroso-Batista, J., Demengeot, J., and Gordo, I. (2015) Adaptive immunity increases the pace and predictability of evolutionary change in commensal gut bacteria. Comunicaciones de la naturaleza. DOI: 10.1038/ncomms9945

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It is common for people to have an over- or underactive immune system.Overactivity of the immune system can take many forms, including:

  • allergic diseases - where the immune system makes an overly strong response to allergens. Allergic diseases are very common. They include allergies to foods, medications or stinging insects, anaphylaxis (life-threatening allergy), hay fever (allergic rhinitis), sinus disease, asthma, hives (urticaria), dermatitis and eczema
  • autoimmune diseases - where the immune system mounts a response against normal components of the body. Autoimmune diseases range from common to rare. They include multiple sclerosis, autoimmune thyroid disease, type 1 diabetes, systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis and systemic vasculitis.

Underactivity of the immune system, also called immunodeficiency, can:

  • be inherited - examples of these conditions include primary immunodeficiency diseases such as common variable immunodeficiency (CVID), x-linked severe combined immunodeficiency (SCID) and complement deficiencies
  • arise as a result of medical treatment - this can occur due to medications such as corticosteroids or chemotherapy
  • be caused by another disease - such as HIV/AIDS or certain types of cancer.

An underactive immune system does not function correctly and makes people vulnerable to infections. It can be life threatening in severe cases.

People who have had an organ transplant need immunosuppression treatment to prevent the body from attacking the transplanted organ.

Immunoglobulin therapy

Immunoglobulins (commonly known as antibodies) are used to treat people who are unable to make enough of their own, or whose antibodies do not work properly. This treatment is known as immunoglobulin therapy.

Until recently, immunoglobulin therapy in Australia mostly involved delivery of immunoglobulins through a drip into the vein – known as intravenous immunoglobulin (IVIg) therapy. Now, subcutaneous immunoglobulin (SCIg) can be delivered into the fatty tissue under the skin, which may offer benefits for some patients. This is known as subcutaneous infusion or SCIg therapy.

Subcutaneous immunoglobulin is similar to intravenous immunoglobulin. It is made from plasma – the liquid part of blood containing important proteins like antibodies.

to read more about this type of treatment.

Many health services are now offering SCIg therapy to eligible patients with specific immune conditions. If you are interested, please discuss your particular requirements with your treating specialist.


Xenografting: possibilities, problems, and ethics

Transplantation and infection: West Nile virus, Epstein-Barr virus, Hepatitis B/C

Immunosupression: new ideas on preventing rejection

Bone marrow transplants: graft versus host disease (GVHD)

Immunodeficiences (there are others besides these)

Severe combined immunodeficiency (SCID)

Phagocytic defects- Chediak-Higashi syndrome

Adenosine deaminase deficiency (ADA)

Lack of complement- complement deficiences


Ver el vídeo: Componentes del Sistema Inmunológico Innato.. UPV (Febrero 2023).