INMUNOGLOBULINAS Y VACUNAS

¿QUÉ SON LAS INMUNOGLOBULINAS?

Las inmunoglobulinas son un grupo especial de moléculas que encontramos dentro de la familia de las proteínas. La función principal de esta clase de biomoléculas es protectora, es decir, sirven para proteger al organismo.

Esta situación suele ocurrir ante la invasión de otros seres vivos que son reconocidos como extraños en nuestro interior. Por ejemplo, es el caso de los virus, las bacterias, células que no sean propias como pueden ser las de un trasplante, etc. Es decir, son importantes para que el sistema inmune funcione correctamente.

PRINCIPALES TIPOS DE ANTICUERPOS

IgA. Los anticuerpos IgA se encuentran en áreas del cuerpo como la nariz, las vías respiratorias, el tubo digestivo, los oídos, los ojos y la vagina. Los anticuerpos IgA protegen superficies del cuerpo que están expuestas a sustancias extrañas del exterior. Este tipo de anticuerpos también se encuentra en la saliva, las lágrimas y la sangre. Aproximadamente del 10% al 15% de los anticuerpos presentes en el cuerpo son anticuerpos IgA. Una pequeña cantidad de personas no producen anticuerpos IgA.
IgG. Los anticuerpos IgG se encuentran en todos los líquidos del cuerpo. Son los anticuerpos más pequeños pero más comunes (del 75% al 80%) de todos los anticuerpos del cuerpo. Los anticuerpos IgG son muy importantes para combatir infecciones bacterianas y virales. Los anticuerpos IgG son el único tipo de anticuerpos que pueden atravesar la placenta en una mujer embarazada para ayudar a proteger a su bebé (feto).
IgM. Los anticuerpos IgM son los anticuerpos más grandes. Se encuentran en la sangre y en el líquido linfático, y son el primer tipo de anticuerpos producido en respuesta a una infección. También hacen que otras células del sistema inmunitario destruyan las sustancias extrañas. Los anticuerpos IgM son aproximadamente del 5% al 10% de todos los anticuerpos del cuerpo.
IgE. Los anticuerpos IgE se encuentran en los pulmones, en la piel y en las membranas mucosas. Estos hacen que el cuerpo reaccione contra sustancias extrañas, como polen, esporas de hongos y caspa de animales. Están involucrados en reacciones alérgicas a la leche, algunos medicamentos y algunos venenos. A menudo, los niveles de anticuerpos IgE son altos en las personas con alergias.
IgD. Los anticuerpos IgD se encuentran en pequeñas cantidades en los tejidos que revisten el abdomen o el pecho. No está claro cómo funcionan.
LA VACUNACIÓN ESTIMULA EL DESARROLLO DE LA MEMORIA INMUNOLÓGICA

Las características de una respuesta inmune a los patógenos son el reconocimiento y la activación de la respuesta inmune innata que limita la propagación del patógeno cuando los microbios rompen las barreras protectoras naturales del huésped, como la piel, el epitelio respiratorio o el epitelio gastrointestinal. Si el patógeno no está controlado, el sistema inmune innato recluta los brazos humorales (células B secretoras de anticuerpos) y celulares (células T) de la respuesta inmune adaptativa para apuntar específicamente y destruir el patógeno invasor. Una vez que el microbio se elimina durante esta respuesta primaria, un pequeño número de células B y T específicas del patógeno sobreviven a largo plazo, a veces durante toda la vida del huésped, como células B y T de memoria. Estas células de memoria confieren protección al huésped contra la reinfección con el mismo agente patógeno. Durante una segunda respuesta, las células de memoria usan sus receptores de antígeno específicos para reconocer el patógeno invasor. Esto da como resultado su activación y expansión para matar directamente a las células infectadas (a través de células T) o generar anticuerpos (a través de células B) que neutralizarán el patógeno.

La tecnología de vacunación aprovecha este paradigma, como un medio para generar memoria inmunológica, los individuos no infectados reciben una infección controlada o se exponen a un antígeno que provoca una respuesta inmune. Cuando estos individuos vacunados se infectan posteriormente con estos patógenos en su entorno, las respuestas de sus células T y B de memoria superan a los microbios invasores para neutralizar y prevenir su propagación en una respuesta secundaria mucho más rápida y de mayor magnitud.

ESTRATEGIAS DE INMUNIZACIÓN

La inmunidad puede lograrse a partir de métodos pasivos o activos que implican la exposición a una infección natural o mediante antígenos artificiales hechos por los humanos. Los individuos pueden desarrollar anticuerpos a partir de una infección natural o después de la vacunación.

INMUNIDAD PASIVA

La inmunización pasiva es un método útil para aportar resistencia con rapidez, sin tener que esperar al desarrollo de una respuesta inmunitaria activa. La inmunización pasiva contra las toxinas bacterianas mediante la administración de anticuerpos procedentes de animales inmunizados es un tratamiento capaz de salvarle la vida a una persona con una infección mortal en potencia, como la rabia y las mordeduras de serpientes. A los pacientes con alguna inmunodeﬁciencia génica se les inmuniza de forma pasiva transﬁriéndoles mezclas de anticuerpos procedentes de donantes sanos.

La inmunidad pasiva implica la transferencia de anticuerpos preformados de un individuo inmune a un individuo no inmune para conferir inmunidad temporal. Un ejemplo de inmunidad pasiva natural es la transferencia de anticuerpos de la madre al feto durante el embarazo y a través de la leche materna y el calostro que consume el bebé. Estos anticuerpos ingresan al cuerpo y proporcionan una primera línea de defensa para el feto o bebé, que de otro modo no tiene inmunidad contra ningún patógeno. Un ejemplo de inmunización pasiva artificial es la inyección de anticuerpos antídotos. Los animales se inmunizan con antígeno de veneno y su suero hiperinmunizado se transfunde al paciente. El antídoto puede ser monovalente, efectivo contra un tipo de veneno, o polivalente y efectivo contra el veneno de múltiples especies. Un antídoto se une y neutraliza a
una toxina.

INMUNIDAD ACTIVA

Una infección natural que estimula la respuesta inmune en individuos no infectados puede conducir al desarrollo de la memoria inmunológica y la protección contra la reinfección, como en el caso de la infección con el MeV. Esto sólo ocurre si el individuo sobrevive a la infección primaria, que no siempre es el caso para virus como el sarampión, la influenza o el ébola. La inmunización activa a través de la inyección de antígenos artificiales provoca una respuesta inmune controlada que conduce la generación de memoria inmunológica. Este tipo de inmunización, en comparación con la infección natural, no causa enfermedades infecciosas o compromete la vida del individuo. Por tanto, las tecnologías de vacuna a través de la estimulación activa del sistema inmune aseguran que el individuo sobreviva y tenga protección contra el patógeno en el ambiente natural.

TIPOS DE VACUNAS

Las tecnologías avanzadas se utilizan en la actualidad para generar vacunas que previenen muchas enfermedades infecciosas y para detener a los patógenos infecciosos que causan cáncer, como los virus de hepatitis que pueden conducir al carcinoma hepatocelular y a los HPV, que pueden causar cáncer cervical, anal, vaginal y del pene. Las vacunas efectivas activan tanto el sistema inmune innato como el adaptativo. Hay muchos tipos diferentes de vacunas, cada una con sus ventajas y desventajas. El diseño de la vacuna implica una comprensión de la naturaleza del microbio, el tropismo del patógeno y la necesidad práctica en ciertas regiones del mundo.

VACUNAS ATENUADAS VIVAS

Las vacunas vivas utilizan una forma debilitada (o atenuada) del germen que causa una enfermedad. Dado que estas vacunas son tan similares a la infección natural que ayudan a prevenir, crean una respuesta inmunitaria fuerte y de larga duración. Solo 1 o 2 dosis de la mayoría de las vacunas vivas pueden protegerte durante toda la vida contra un germen y la enfermedad que causa.

Sin embargo, las vacunas vivas también tienen algunas limitaciones:

Dado que contienen una pequeña cantidad de un virus vivo debilitado, algunas personas deben hablar con su proveedor de atención médica antes de vacunarse, tales como las personas con sistemas inmunitarios debilitados, problemas de salud a largo plazo o que han tenido un trasplante de órganos.
Deben mantenerse en frío, por lo que no se puede viajar con ellas. Esto significa que no se pueden utilizar en países con acceso limitado a refrigeradores.

Las vacunas vivas se utilizan para proteger contra:

Sarampión, paperas, rubéola (vacuna MMR combinada).
Rotavirus.
Viruela.
Varicela.
Fiebre amarilla.

VACUNAS INACTIVADAS

Las vacunas inactivadas utilizan la versión muerta del germen que causa una enfermedad. Las vacunas inactivadas no suelen proporcionar una inmunidad (protección) tan fuerte como las vacunas vivas. Es posible que necesite varias dosis con el tiempo (vacunas de refuerzo) para tener inmunidad continua contra las enfermedades.

Las vacunas inactivadas se utilizan para proteger contra:

Hepatitis A.
Gripe(solo vacuna inyectable).
Polio (solo vacuna inyectable).
Rabia.

VACUNAS SUBUNIDADES

Al igual que las vacunas inactivadas, las vacunas de subunidad no contienen patógenos vivos; más bien, las vacunas de subunidades usan un componente del microorganismo como un antígeno vacunal para imitar la exposición al organismo en sí. Las vacunas de subunidades típicamente contienen polisacáridos o proteínas (proteínas de superficie o toxoides). En comparación con las vacunas atenuadas vivas, las vacunas de subunidades inducen una respuesta inmune menos intensa. La selección de la subunidad antigénica y el diseño y desarrollo de la vacuna pueden ser largos y costosos debido a que los antígenos de la subunidad del patógeno y su combinación deben probarse minuciosamente para garantizar que desencadenen una respuesta inmune efectiva. Los científicos pueden identificar los antígenos más inmunogénicos en el laboratorio y fabricar estas moléculas de antígeno a través de la tecnología de DNA recombinante, produciendo vacunas de subunidades recombinantes. Por ejemplo, l vacuna contra la hepatitis B se genera mediante la inserción en la levadura de pan de genes de hepatitis B que codifican antígenos seleccionados. Las células de levadura expresan estos antígenos, que luego se purifican y se usan para fabricar una vacuna. Un inconveniente de estas vacunas es que a pesar de que provocan una respuesta inmune, la inmunidad no está garantizada. Por lo general, las vacunas de subunidades se consideran seguras porque no tienen presente un agente patógeno vivo.

VACUNAS DE ADN

La secuenciación del genoma de un patógeno proporciona información que permite la producción de una vacuna de DNA contra material genético seleccionado. Los genes antigénicos de un microbio se seleccionan e incorporan en DNA sintético. La inyección intramuscular o intradérmica libera este DNA modificado a los APC, que captan el DNA y lo transcribe y traduce para producir proteínas antigénicas. Estos APC presentan estos antígenos a los componentes del sistema inmune humoral y celular para generar inmunidad. Este tipo de vacuna no presenta ningún riesgo de infección, puede desarrollarse y producirse fácil, es rentable, es estable y proporciona protección a largo plazo. Las desventajas incluyen su límite para los antígenos proteicos y la posibilidad de generar tolerancia a ese antígeno debido a su baja inmunogenicidad, lo que hace que la inmunidad sea ineficaz. Muchas de estas vacunas se encuentran en la actualidad en fases experimentales, pero ninguna ha sido autorizada en las vacunas de DNA de Estados Unidos para el virus de la influenza, herpesvirus, flavivirus como el virus Zika, y otras están en las primeras etapas de desarrollo. Una vacuna de DNA contra el virus del Nilo Occidental ha sido aprobada para uso veterinario. Se están desarrollando plataformas de entrega para mejorar la eficacia de las vacunas de DNA(como la electroporación). También existe un campo de investigación emergente para utilizar el RNA como plataforma de administración de vacunas.

VECTORES RECOMBINANTES

Un vector es un virus o bacteria que se usa para administrar genes microbianos heterólogos a células para su expresión en la vacunación para provocar una respuesta inmune. Una vez que el vector infecta o transduce las células anfitrionas, los antígenos seleccionados se presentarán durante la respuesta inmune para generar inmunidad. Tanto los virus como las bacterias se están investigando como vectores recombinantes para vacunas candidatas. Los vectores de virus que se han usado en vacunas candidatas incluyen muchos poxvirus (virus vacuna, vacuna modificada Ankara, poxvirus aviar y otros), una gran cantidad de adenovirus (de origen humano y de primates) y otras familias de virus.

ESTRUCTURA DE LAS INMUNOGLOBULINAS

La vacunación da como resultado la expansión y diferenciación de las células B en células de memoria de vida larga que proporcionan protección a largo plazo a la provocación secundaria, y células plasmáticas, que son células generadoras de inmunoglobulina (anticuerpo) que producen grandes cantidades de estas proteínas. Los anticuerpos en el cuerpo se encuentran en dos formas, ya sea en la membrana de las células B como en BCR que pueden proporcionar señales para activar e inducir la diferenciación de las células B después de la ligadura del antígeno o como moléculas efectoras solubles que neutralizan los antígenos en todo el cuerpo. Los anticuerpos son proteínas heterodiméricas compuestas por dos cadenas, la ligera y la pesada. Tanto las cadenas ligeras como pesadas contienen regiones variables en la región N-terminal de la proteína que se unen a los antígenos. Las células B vírgenes expresan BCR con baja afinidad por el antígeno. Estos BCR se pueden seleccionar a través de la recombinación VDJ a través de la actividad de las enzimas RAG. La diversidad de anticuerpos se logra mediante la variación de la región del sitio de unión al antígeno, la diversidad combinatoria de segmentos génicos y la combinación de regiones ligeras y pesadas, un programa de diversidad global que puede dar como resultado un repertorio de anticuerpos de potencialmente 10¹⁶a 10¹⁸moléculas diferentes, asegurando que una célula B única en el cuerpo esté presente para reconocer cualquier antígeno extraño. Además de esta diversidad, los anticuerpos también pueden experimentar recombinación de cambio de clase en la que la región constante de la cadena pesada se puede conmutar, basándose en las señales de citocinas por las células T, para adaptar la especificidad y la función del anticuerpo. Es esta porción del anticuerpo la que determina los cinco isotipos principales: IgM, IgD, IgG, IgA e IgE. Estos isotipos difieren en tamaño, unión al receptor Fc, capacidad para fijar el complemento e isotipos apropiados para patógenos específicos.