Biología de la Defensa: Inmunidad, Patógenos y Estrategias Terapéuticas

Inmunoglobulinas (Anticuerpos)

Las inmunoglobulinas (Ig) son proteínas esenciales del sistema inmunitario, cada una con funciones específicas en la defensa del organismo:

• IgA: Se encuentra en mucosas y es principal en secreciones. Forma dímeros para proteger estas superficies contra patógenos.
• IgM: Es la primera inmunoglobulina producida en respuesta a infecciones. Existe principalmente en sangre y linfa. Forma pentámeros. Activa el sistema del complemento y neutraliza microorganismos y toxinas.
• IgG: Es el anticuerpo más común en la sangre (suero). Puede cruzar la placenta y dar inmunidad al bebé antes de nacer. Ayuda marcando patógenos para que sean eliminados por células del sistema inmunitario.
• IgD: Está en muy poca cantidad en la sangre. Su principal función es estar en la superficie de los linfocitos B inmaduros para ayudar a activarlos cuando reconocen un antígeno.
• IgE: Está asociada a reacciones alérgicas. Se une a células como los mastocitos y basófilos para liberar histamina durante una alergia. También ayuda a combatir parásitos grandes como los helmintos.

Sistema del Complemento

El sistema del complemento está diseñado para proteger al organismo frente a infecciones de manera rápida y eficiente. Se trata de un conjunto de proteínas que están en la sangre y en la superficie de las células, las cuales trabajan de forma coordinada para reconocer, marcar y eliminar microorganismos patógenos y células dañadas.

Vías de Activación del Complemento

• Vía Clásica: Se activa cuando los anticuerpos (inmunoglobulinas) se unen a un patógeno. Esto forma un complejo antígeno-anticuerpo que activa la primera proteína del complemento, C1.
• Vía de la Lectina: Se inicia cuando las lectinas reconocen patrones en la superficie de los microorganismos, como los carbohidratos presentes en las paredes celulares de las bacterias.
• Vía Alternativa: No necesita anticuerpos y se activa directamente por superficies microbianas, permitiendo una respuesta rápida frente a invasores.

Funciones del Sistema del Complemento

• Opsonización: Algunas proteínas del complemento marcan la superficie de los patógenos para ser reconocidos y fagocitados por células inmunitarias.
• Quimiotaxis e Inflamación: Fragmentos como C5a y C3a atraen a células inmunitarias al sitio de la infección. Promueven la inflamación, lo que ayuda a combatir infecciones al aumentar el flujo sanguíneo y la permeabilidad vascular.
• Lisis de Patógenos: La activación completa del sistema del complemento lleva a la formación del complejo de ataque a la membrana (MAC), que perfora la membrana de los microorganismos, causando su destrucción directa.
• Eliminación de Complejos Inmunes: El complemento facilita la eliminación de complejos antígeno-anticuerpo para prevenir su acumulación y el daño a los tejidos.

Tolerancia Inmunitaria

La tolerancia inmunitaria es el mecanismo que permite al sistema inmunitario (SI) distinguir entre lo propio y lo ajeno para no atacar células y tejidos del cuerpo por error. Evita enfermedades autoinmunes.

Tipos de Inmunidad

• Inmunidad Innata: Es la primera línea de defensa del organismo frente a cualquier agresión. Es rápida, inespecífica y actúa sobre cualquier organismo. Se activa mediante PAMPs o DAMPs.
• Inmunidad Específica (Adaptativa): Es lenta; la primera respuesta requiere un tiempo para actuar. Posee memoria: si un patógeno vuelve a atacar, la respuesta es más rápida. Identifica lo propio de lo extraño.
• Inmunidad Humoral: Mediada por linfocitos B, que producen anticuerpos (Ig) que se liberan en la sangre. Estos Ig se unen a patógenos, marcándolos para su destrucción por otras células inmunológicas (efectiva contra patógenos extracelulares).
• Inmunidad Celular: Se lleva a cabo por células T que atacan y destruyen directamente a las células atacadas (efectiva contra virus y bacterias).

Inmunoedición

La inmunoedición describe la interacción dinámica entre el sistema inmunitario y las células tumorales, un proceso que consta de tres fases:

• Eliminación: El sistema inmunológico reconoce y destruye las células tumorales antes de que se desarrollen.
• Equilibrio: Si no se eliminan todas las células tumorales, se establece un equilibrio en el que el sistema inmunitario controla parcialmente el tumor sin eliminarlo por completo. Puede durar años, y las células tumorales pueden encontrar formas de defenderse.
• Escape: Las células tumorales evaden el sistema inmunitario, lo que permite el crecimiento y diseminación del tumor.

Enfermedades Autoinmunes

Las enfermedades autoinmunes ocurren cuando el sistema inmunitario empieza a atacar por error células y tejidos propios del cuerpo (sanos). Sucede porque el sistema inmunitario no reconoce sus propias células y las trata como si fueran peligrosas.

Inmunización y Vacunas

La inmunización es un procedimiento médico que busca estimular las defensas del organismo frente a un agente infeccioso, provocando una reacción inmunológica que estimula la producción de Ig.

Tipos de Vacunas

• Vacunas con Antígenos (Subunitarias/Toxoides): Contienen partes de virus o bacterias, o incluso se crean en el laboratorio. Ejemplos: vacunas contra neumococos, meningococos o el virus de la hepatitis.
• Vacunas Atenuadas (Vivas Atenuadas): Tienen virus o bacterias vivos, pero debilitados, que no pueden causar la enfermedad. Se utilizan contra enfermedades víricas como la poliomielitis, la rubeola o el sarampión.
• Vacunas Inactivadas (Muertas): Contienen bacterias o virus muertos, pero también tienen menos antígenos, por lo que suelen requerir vacunaciones de refuerzo. Se utilizan contra virus y bacterias como la rabia, la fiebre tifoidea, la tosferina o la difteria.
• Vacunas Celulares (Células Completas o Componentes): Incluyen partes o productos de microorganismos. Se utilizan en los casos de bacterias que producen muchas toxinas, como las del tétanos o la difteria.
• Vacunas de ARNm: Contienen un fragmento de material genético (ARNm) para enseñar a las células a producir una proteína del virus, y así el sistema inmunitario crea anticuerpos contra esa proteína. Ejemplo: COVID-19.
• Vacunas de Vectores Virales: Utilizan un virus modificado para introducir parte del ADN de otro virus, de manera que el cuerpo aprenda a defenderse contra él.

Microorganismos

Las Bacterias

Son organismos unicelulares que pueden agruparse en colonias y se clasifican según:

• Formas: Cocos, bacilos y espirilos.
• Metabolismo: Aeróbicas (requieren oxígeno), anaerobias (viven sin oxígeno) o facultativas (pueden vivir con o sin oxígeno).
• Tinción de Gram:
  • Gram Positivas: Se tiñen de violeta debido a su pared celular rica en peptidoglucano.
  • Gram Negativas: Se tiñen de rojo con menor cantidad de peptidoglucano.

Virus y Priones

Los virus son parásitos intracelulares estrictos que dependen de una célula huésped para replicarse. Usan la maquinaria de una célula para sintetizar nuevas moléculas víricas y formar copias de sí mismos. Su material genético está protegido por una cubierta proteica, lo que les permite adoptar diferentes formas.

Tipos de Virus y su Comportamiento

• Adenovirus: ADN monocatenario o bicatenario, estables y con pocas mutaciones (ej. varicela, herpes, hepatitis B).
• Ribovirus: ARN monocatenario o bicatenario, inestables y con muchas mutaciones (ej. coronavirus, gripe, VIH).

Ciclo Viral

• Virus Líticos: Se reproducen rápidamente tras infectar una célula.
• Virus Lisogénicos: Integran su material genético en la célula huésped y permanecen latentes.

Hongos

Pueden ser unicelulares o pluricelulares. Algunos son parásitos y pueden causar infecciones llamadas micosis, que afectan a la piel y mucosas. Se reproducen sexual o asexualmente. Prefieren ambientes cálidos y húmedos, proliferando más en personas con enfermedades o inmunodeprimidas.

Parásitos

Son animales que causan enfermedades parasitarias.

Cadena Epidemiológica

Describe el proceso desde la entrada del microorganismo hasta el desarrollo de la enfermedad:

• Fuente de Infección: Puede ser humana, animal o ambiental.
• Mecanismo de Transmisión:
  • Directo: Contacto piel a piel, mucosas.
  • Indirecto: Saliva, alimentos, aire.
  • Vertical: De madre a feto.

Inflamación

La inflamación es una respuesta del cuerpo para defenderse de infecciones o lesiones. Receptores Toll y NOD detectan señales de daño (PAMPs o DAMPs) y activan procesos celulares. Esto forma inflamasomas que activan caspasas responsables de producir citoquinas proinflamatorias. Estas citoquinas inician y regulan la inflamación, atrayendo células del sistema inmunitario para eliminar la amenaza y reparar el tejido. Durante la inflamación, citoquinas como TNF-α, IL-1 e IL-6 activan el endotelio vascular y favorecen la coagulación mediante la expresión del factor tisular. A su vez, la coagulación amplifica la inflamación a través de la trombina y los productos de degradación de la fibrina.

Farmacología y Tratamientos

Sistema ATC (Clasificación Anatómica, Terapéutica y Química)

Es un método internacional utilizado para clasificar los medicamentos en función de: Órgano o sistema sobre el que actúan (anatómico), uso terapéutico y su composición química y mecanismos de acción (química).

Resistencia Bacteriana

Es la capacidad de las bacterias para sobrevivir y multiplicarse a pesar del uso de antibióticos, lo que las hace difíciles de tratar. Se produce por:

• Mutaciones genéticas.
• Transferencia de genes de resistencia.
• Mecanismos de resistencia.

Uso Racional de Antibióticos

Para evitar la aparición de resistencias bacterianas es crucial seguir estrategias como:

• Antibiograma Previo: Permite elegir el antibiótico más eficaz para cada caso.
• Terapia Combinada: Uso de dos o más antibióticos para mejorar la eficacia y reducir la resistencia.
• Terapia Secuencial: Comenzar con antibióticos intravenosos y luego pasar a la vía oral según la evolución del paciente.
• Evitar el Uso Innecesario: No automedicarse ni utilizar antibióticos para infecciones virales.

Problema de las Resistencias Bacterianas

El abuso y mal uso de los antibióticos ha generado la aparición de superbacterias resistentes, especialmente en hospitales.

Terapia Antiviral

Los virus son agentes infecciosos que requieren células huésped para replicarse. No pueden ser eliminados por antibióticos, por lo que su tratamiento se basa en el uso de fármacos antivirales.

Mecanismos de Acción de los Antivirales

Están diseñados para interferir en distintos puntos del ciclo de replicación viral sin afectar gravemente a las células humanas.

Ejemplos de Tratamientos Antivirales

• Tratamiento del VIH: Terapia Antirretroviral de Gran Actividad (TARGA) que combina distintos antivirales para evitar resistencias. Ha logrado reducir la mortalidad y mejorar la calidad de vida de los pacientes, aunque no representa una cura.
• Tratamiento de la Hepatitis C: Desarrollo de antivirales de acción directa, que han permitido curar la enfermedad en la mayoría de los casos.
• Tratamiento de la Gripe (Influenza): Inhibidores de la neuraminidasa como el Oseltamivir reducen la gravedad y duración de la enfermedad.

Desafíos en la Terapia Antiviral

• Alta Tasa de Mutación: Muchos virus cambian rápidamente, lo que dificulta el desarrollo de antivirales efectivos a largo plazo.
• Resistencias Virales: Algunos virus desarrollan resistencia a los tratamientos, como ocurre con ciertas cepas del VIH y la hepatitis B.
• Falta de Antivirales Específicos: Muchas infecciones virales aún no tienen tratamiento eficaz (ej. resfriado común).

Terapia Antifúngica (Micosis)

Las micosis son infecciones causadas por hongos que pueden afectar la piel, las mucosas y órganos internos. Su tratamiento se basa en antifúngicos, que pueden ser de uso tópico o sistémico, dependiendo de la gravedad de la infección.

Tipos de Micosis

• Superficiales: Afectan piel, uñas y mucosas.
• Subcutáneas: Afectan tejidos más profundos.
• Sistémicas: Afectan órganos internos, generalmente en personas inmunocomprometidas.
• Oportunistas: Afectan a personas con sistemas inmunológicos debilitados.

Antiinflamatorios

Son fármacos que reducen la inflamación inhibiendo mediadores inflamatorios.

Tipos de Antiinflamatorios

• Esteroides (Corticosteroides):
  • Inhiben la respuesta inflamatoria de manera potente.
  • Usados en enfermedades autoinmunes, alergias y afecciones graves.
  • Ejemplos: Prednisona, Dexametasona.
  • Efectos Adversos: Osteoporosis, hipertensión, inmunosupresión.
• No Esteroides (AINEs – Antiinflamatorios No Esteroideos):
  • Inhiben COX-1 y COX-2, reduciendo la síntesis de prostaglandinas.
  • Usados en inflamación leve a moderada, artritis, dolores musculares.
  • Ejemplos: Ibuprofeno, Naproxeno, Diclofenaco.
  • Efectos Adversos: Gastritis, úlceras, insuficiencia renal.

Interleucinas y Citoquinas Clave

Las interleucinas son un tipo de citoquinas que desempeñan roles cruciales en la regulación de la respuesta inmunitaria e inflamatoria:

• IL-1:
  • Activa el centro termorregulador (fiebre).
  • Recluta leucocitos en la zona afectada.
  • Amplifica la respuesta inmune activando linfocitos T CD8.
  • Induce la producción de IL-6 e IFN-γ.
• IL-18:
  • Induce la producción de IFN-γ y linfocitos Th1.
  • Aumenta la actividad citotóxica de linfocitos NK y T.
  • Estimula la producción de IL-4.
  • Inhibe la apoptosis y aumenta la inflamación.
• IL-4:
  • Estimula linfocitos B.
  • Aumenta la producción de IgE.
  • Diferencia linfocitos Th2.
• IL-6:
  • Activa el centro termorregulador (fiebre).
  • Induce proteínas de fase aguda.
  • Estimula la síntesis de Ig.
  • Favorece linfocitos Th17 e inhibe Treg.
• TNF-α (Factor de Necrosis Tumoral Alfa):
  • Favorece la producción de IL-1 e IL-6.
  • Recluta linfocitos y neutrófilos.
  • Promueve la reparación tisular.