jueves, 25 de enero de 2018

Vías de activación

Vías de activación


La vía clásica de activación del complemento se considera parte de la respuesta inmunitaria adaptativa porque empieza con la formación de complejos de antígeno-anticuerpo. Estos complejos pueden ser solubles, o pueden formarse cuando un anticuerpo se une a determinantes antigénicos, o epítopos, situados sobre membranas celulares de virus, hongos, parásitos o bacterias. Los complejos de anticuerpo-antígeno solubles a menudo se denominan inmunocomplejos, y sólo los complejos formados por IgM o ciertas subclases de anticuerpos IgG son capaces de activar la vía clásica del complemento.


El complejo antígeno IgM o IgG/anticuerpose unen a C1q (primera proteína de la cascada) que conduce a la activación de C1r, que a su vez escinde C1s. Esto a su vez activa las serina proteasas que conducen a la escisión de C4 y C2, lo que lleva a la formación de C4bC2a (C3 convertasa), que a su vez escinde C3 en C3a y C3b. Mientras que C3a actúa como un reclutador de células inflamatorias (anafilatoxina), C3b se une al complejo C4b2a para formar C5 convertasa (C4b2a3b). La convertasa C5 inicia la formación del Complejo de Ataque de Membrana (MAC), que se inserta en la membrana creando poros funcionales en las membranas bacterianas que conducen a su lisis.


Vía alternativa. 

La vía alternativa no es tanto una vía de activación, ya que es una falla para regular la formación continua de bajo nivel de una convertasa C3 soluble. El enlace tioéster interno de C3 es altamente reactivo y se hidroliza espontáneamente dando como resultado una molécula conocida como C3 (H2O) que se asemeja a C3b. Esto puede vincularse al factor B y procesarse en una convertasa C3 soluble de vida corta que puede generar más C3b. Si este C3b se une a una superficie cercana que es incapaz de inactivarlo (como bacterias / células de levadura o tejidos del huésped dañados), esto lleva a la amplificación de la vía alternativa. La presencia de reguladores del complemento en células sanas asegura que la hidrólisis espontánea de C3 se mantenga bajo control.

Se considera que esta vía, al igual que la vía de la lectina, forma parte del sistema inmunitario innato. De cualquier modo, a diferencia de la vía de la lectina, en la vía alternativa se usa un grupo propio de C3 y C5 convertasas. La C3 convertasa de la vía alternativa está constituida de una molécula de C3b y una molécula singular para la vía alternativa, Bb. A continuación se añade una segunda C3b para sintetizar la C5 convertasa de la vía alternativa.

La activación de C3 tiene lugar cuando C3b se une al factor B y luego es escindido por el factor D (un proceso que se estabiliza con iones de magnesio y properdina). La acción enzimática del factor D actúa como el paso limitante de la velocidad de la vía alternativa y escinde el factor B, cuyo fragmento mayor permanece unido a C3b para formar la vía alternativa C3 convertasa-C3bBb. C3b es capaz de crear una nueva convertasa C3 en presencia de Factores B y D, actuando así como un "bucle de amplificación" para otras vías, así como la vía alternativa. La ruta alternativa omite los componentes C1, C2 y C4.


La vía de la lectina, al igual que la vía clásica, procede por medio de la activación de una C3 convertasa compuesta de C4b y C2a. Aun así, en lugar de depender de anticuerpos para reconocer la amenaza microbiana y para iniciar el proceso de activación del complemento, en esta vía se utilizan lectinas (proteínas que reconocen componentes carbohidrato específicos que se encuentran principalmente sobre superficies microbianas) como sus moléculas receptoras específicas. La lectina de unión a manosa (mbl), la primera lectina que se demostró que es capaz de iniciar la activación del complemento, se une a disposiciones unidas de residuos de manosa que se encuentran sobre superficies microbianas.

Estos se unen a patrones de carbohidratos específicos poco comunes en el huésped, lo que lleva a la activación de la ruta a través de la actividad enzimática de MASP. Existen similitudes estructurales compartidas entre los complejos MBL y C1 (MBL- con serina proteasas C1q-asociadas, MASP-1 y MASP-2 con C1r y C1s, respectivamente), lo que lleva a la creencia de que la activación del complemento por MBL y complejos C1 son similares. MASP-2 escinde C4 y C2 para formar C3 convertasa, mientras que MASP-1 puede escindir C3 evitando directamente el complejo C4b2a, aunque a un ritmo muy lento. Otra serina proteasa, MASP-3, mostró una regulación negativa de la actividad de escisión de C4 y C2 de MASP-2. Después de la caracterización inicial de MBL, se ha demostrado que otras 3 lectinas (conocidas como ficolinas) interactúan con MASP: ficolin-1 (o M-ficolin), ficolin-2 (o L-ficolina) y ficolin-3 (o H- ficolina o antígeno Hakata). Las ficolinas activan la ruta de la lectina formando complejos activos con MASP. Más recientemente, se ha demostrado que una nueva lectina de tipo C (CL-11) interactúa con MASP-1 y / o MASP-3 y puede activar la ruta de la lectina.





Receptores del complemento


El sistema de complemento es un complejo conjunto de moléculas solubles que generan diversas reacciones encargadas de atraer células inmunes al sitio de infección y liderar la destrucción de los microbios. Esta acción es realizada por la unión de los fragmentos del complemento a la superficie microbiana y marcando ese microbio, facilitando así la interacción con el receptor del complemento para su destrucción por otros elementos del sistema inmune. Los receptores del complemento unidos a la superficie celular en las células fagocíticas y las células B reconocen estos fragmentos de complemento unidos y facilitan la unión, la ingestión y la degradación interna de los microbios marcados. El complejo recetor-complemento es interiorizado a la célula por fagocitosis. Ahora que el microbio ya fue ingerido ya puede ser destruido.






En la activación del complemento, el punto central es la formación de una C3-convertasa, capaz de convertir catalíticamente el componente C3 en C3b y C3a.
 

  • en la ruta clásica (y de las lectinas) la C3-convertasa es el complejo activo C4b2a;

  • en la ruta alternativa, la C3-convertasa es el complejo activo C3bBb.
Ambas producen grandes cantidades de C3b, que se unen a la superficie del microorganismo, lo cual a sus vez constituye un "foco" para seguir produciendo e insertando más moléculas de C3b (cascada de amplificación).

Por otro lado, cuando a cada una de las C3-convertasas anteriores se le adjunta una molécula de C3b, se convierte en la correspondiente C5-convertasa, capaz de catalizar el primer paso de la cascada que conducirá al ensamblaje del complejo de ataque a la membrana.









Se define el complemento como un sistema funcional de unas 30 proteínas del suero, que interaccionan entre sí de modo regulado formando una cascada enzimática, permitiendo una amplificación de la respuesta humoral.

La activación y fijación del complemento a microorganismos constituye un importante mecanismo efector del sistema inmune, facilitando la eliminación del antígeno y generando una respuesta inflamatoria.

Las consecuencias de la activación y fijación del complemento incluyen:

  • lisis del microorganismo o célula diana

  • opsonización, con la consiguiente mejora de la fagocitosis y destrucción

  • los productos difusibles del complemento activado provocan un incremento de la quimiotaxis sobre los fagocitos y funcionan como anafilotoxinas en el control de la respuesta inflamatoria

  • amplificación de la respuesta humoral específica

  • eliminación de los inmunocomplejos

Hasta hace muy poco se hablaba de dos rutas de activación del complemento (la clásica y la alternativa), pero recientemente se ha descubierto una tercera vía, denominada vía de las lectinas.


  • la ruta clásica conecta con el sistema inmune adaptativo por medio de su interacción con inmunocomplejos.

  • La ruta alternativa conecta con el sistema de inmunidad natural o inespecífica, interaccionando directamente con la superficie del microorganismo.

  • La ruta de las lectinas es una especie de variante de la ruta clásica, pero que se inicia sin necesidad de anticuerpos, y por lo tanto pertenece al sistema de inmunidad natural.
Las tres rutas comparten las últimas fases, consistentes en el ensamblaje, sobre la superficie del microorganismo, del denominado complejo de ataque a la membrana.

Los componentes de las primeras fases de las rutas clásica y alternativa son diferentes, pero su comparación muestra sus semejanzas estructurales y funcionales. También existen semejanzas entre las proteínas C1 de la ruta clásica y las proteínas recién descubiertas de la ruta de las lectinas. Parece ser que las moléculas implicadas en cada ruta debieron evolucionar por duplicación génica y ulterior diversificación.