Inmunología en infecciones de protozoos y helmintos

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS INFECCIONES POR PARÁSITOS.

a) Producen infecciones crónicas con lesión tisular.

b) Gran parte de los parásitos que infectan a los humanos provocan vigorosas respuestas del sistema inmune, pero que generalmente son incapaces de eliminar por completo el organismo invasor, aun cuando puedan suprimir efectivamente la enfermedad (preinmunidad o inmunidad esteril). El sistema inmune mantiene bajo control el número de parásitos, evitando de esta forma la enfermedad. Si por algún motivo la inmunidad del huésped se ve alterada, se producira una exacerbación de la enfermedad. Ej: T. gondii en enfermos de SIDA.

c) Protozoos y Helmintos son mayores que bacterias y van a tener un número alto de Ag y de mayor calidad. En los parásitos con ciclos complicados puede haber un Ag específico de cada fase del ciclo. También se dan casos de inmunidad concomitante en la que la presencia de un gusano adulto protege al huésped contra la infección de otras larvas de la misma especie.

d) Las infecciones parasitarias suelen ser crónicas y la muerte del huésped supone una desventaja para el parásito. Los parásitos están bien adaptados al huésped y suelen ser muy específicos. Las consecuencias de la infección crónica:

– Presencia de Ag circulantes.

– Estimulación antigénica.

– Formación de complejos inmunes continuamente. Esto puede ocasionar glomerulonefritis, como en las infecciones por Plasmodium.

e) Dentro de una misma especie, las cepas suelen variar en su resistencia a la infección por un parásito, lo que depende de los genes implicados en la respuesta del SI. Los genes no ligados al MHC tienen especial importancia en este punto; ej.: la resistencia innata a L. donovani, en los ratones, esta determinada por el gen Lsh.

f) Los niveles de Ig son elevados de modo característico, en:

– Tripanosomosis y paludismo: tiene elevada la IgM.

– Infecciones por Helmintos: tienen elevada la IgE.

– Paludismo y leishmaniosis visceral: tienen elevada la IgG.

g) La esplenomegalia es notable y existen pruebas de que los Ag parasitarios estimulan y actúan como mitógenos policlonales de linfocitos. Otras veces hay inmunosupresión o inmunopatología.

h) Los parásitos han desarrollado varios mecanismos de defensa para eludir la respuesta del SI.

i) La inmunidad innata es debil y poco efectiva.

5.2. MECANISMOS EFECTORES.

La respuesta del SI varia según el parásito:

– La respuesta celular es más eficaz contra los protozoos intracelulares.

– La respuesta humoral es más eficaz contra los parásitos extracelulares

Macrófagos y PMN (neutrófilos y eosinófilos) e incluso plaquetas ayudan a la defensa del huésped frente al parásito (controlan la multiplicación y diseminación de los parásitos residentes). La localización de estas células efectoras en el lugar de la infección es fundamental para frenarla. En la respuesta de estas células intervienen citocinas, LT y macrófagos en su mayoría, que van a:

a) Activar ó atraer a otras células efectoras, como los PMN.

b) Activar a las células endoteliales para:

– Inducir liberación de otros citocinas en las células endoteliales que pueden actuar sinérgicamente, para producir la respuesta inflamatoria.

– Secretar metabolitos reactivos de oxígeno que son tóxicos para el parásito, pero también para el huésped.

– Inducir la secreción de inmunosupresores como las prostaglandinas en las células endoteliales.

– Aumentar la expresión del MHC.

5.2.1. LINFOCITOS.

Son fundamentales para controlar la multiplicación del parásito. Las características de los LT son:

a) LTh transfieren inmunidad protectora frente a parásitos extracelulares como L. major (sangre) y Giardia (luz intestinal). Los LTh también son más efectivos frente al estadio sanguíneo. Colaboran para la producción de Ac y secretan citocinas.

b) LTc transfieren inmunidad frente a parásitos intracelulares como Theileira parvum y T. cruzi. Son más efectivo frente al estadio hepático de Plasmodium (los hepatocitos son MHC-II negativas, y no intervienen los LTh en el control de la infección). Pueden actuar como células citotóxicas y formar citocinas (IFN-gamma). El IFN-gamma puede bloquear la replicación de los parásitos intracelulares.

5.2.2. SECRECIÓN DE CITOCINAS POR LOS LINFOCITOS.

5.2.2.1. IL-2.

Los LT específicos responden frente a los Ag con la secreción de citocinas como la IL2. Se ha visto que en el paludismo, tripanosomosis africana y en la enfermedad de Chagas hay inhibición de la secreción de IL2 y de la producción de Rc de IL2 (inmunosupresión). La IL2 inyectada en estos casos puede restaurar la actividad de los LTh y LB y aumentar los niveles de IgM y IgG específica, con la consecuente reducción del número de parásitos.

5.2.2.2. IFN.

Durante la respuesta primaria, es fundamental la producción de IFN-gamma por las células NK en respuesta a IL12 y TNF-alfa secretado por los macrófagos activados. El IFN- gamma actúa sobre el parásito de forma indirecta:

– Inhibe la multiplicación hepática del Plasmodium al actuar sobre los Rc de IFN de los hepatocitos,

– Activa a macrófagos y los hace resistentes a Toxoplasma y Leishmania y puede conducir a la eliminación del parásito ya residente.

5.2.2.3. OTRAS CITOCINAS.

Otras citocinas intensifican la acción de las células efectoras para controlar la multiplicación de los parásitos, al promover el aumento del número y actividad de las células efectoras. Acción de las citocinas de los LTh:

– En el paludismo producen monocitosis y la esplenomegalia.

– En la esquistosomiasis hay acumulación de macrófagos en los granulomas hepáticos.

– La eosinofilia de las infecciones por gusanos.

Los LTh activados secretan citocinas que son factores de estimulación de colonias, como IL3 y GM-CSF que actúan sobre las células precursoras mieloides para producir macrófagos y PMN. Hay casos en los que estas citocina pueden ser dañinas para el huésped por favorecer el desarrollo de células en las que se desarrolla el parásito. Ej: IL-3 favorece la expansión de L. major en ratones.

5.2.3. MACRÓFAGOS.

Los macrófagos son extremadamente potentes como efectores antiprotozoarios. Para que su actividad sea efectiva han de estar convenientemente activados, pero si no están activados, los parásitos como Leishmania, tripanosoma y Toxoplasmosis pueden evadir esta respuesta e incluso replicarse en el interior de los macrófagos. El factor más importante en la activación de los macrófagos es el IFN-gamma secretado por los LT CD4+, LT CD8+ y NK activadas, junto con una segunda señal producida por el TNF-alfa secretado por los propios macrófagos.

5.2.3.1. REGULACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE.

Actúan como CPA en el inicio de la respuesta inmunitaria y además influyen de dos maneras en las infecciones de parásitos:

a) Secretan citocinas:

– IL-10 y TGF-bata favorece una respuesta Th2; y junto a la IL4 inhiben la actividad del propio macrófago.

– IL-12 y TNF-alfa favorecen una respuesta Th1.

b) Actúan como células efectoras que inhiben la multiplicación o destruyen al parásito. La estimulación del macrófago sucede en las primeras fases de la infección por dos vías:

– Dependiente de LT: secretan IFN-gamma, IL3, IL4, GM-CSF, IFN-gamma.

– Independiente de LT: Trypanosoma brucei y Plasmodium activan directamente a los macrófagos e inducen la producción de TNF.

5.2.3.2. FORMACIÓN DE GRANULOMAS EN EL HÍGADO Y ENCAPSULACIÓN FIBROSA.

Cuando el SI no puede eliminar por completo a los parásitos, el cuerpo reduce las lesiones aislándolas con una cápsula de células inflamatorias. Esta reacción es T-dependiente, crónica y local a Ags liberados localmente. Está mediado por citocinas (TNF-alfa, IFN-gamma). Los macrófagos se acumulan, liberan factores fibrogenéticos que estimulan la formación de tejido granulomatoso, y en ultimo termino la fibrosis (Ej: huevos de esquistosoma). Los efectos de está reacción son:

– Beneficiosos: aísla al tejido hepático de los productos tóxicos secretados.

– Perjudiciales: desarrollo de cambios irreversibles en el órgano y la perdida de función.

5.2.3.3. FAGOCITOSIS.

Es efectiva frente a parásitos invasores de menor tamaño que los macrófagos. La eficacia de este proceso se ve aumentada por la opsonización del parásito ya que los macrófagos activados tienen mayor número de Rc de Fc y C3b:

– La fagocitosis es también un mecanismo de invasión y multiplicación de los parásitos como en el caso de los promastigotes de Leishmania que fijan el complemento por la vía alternativa y se unen a los Rc de C3b de los macrófagos (CR3). Esta entrada se bloquea con Ac monoclonales contra el Rc.

– T. brucei opsonizados son captados por los macrófagos hepáticos, eliminados y destruidos.

– Los parásitos se unen también al Rc de manosa-fructosa de la superficie de los macrófagos.

5.2.3.4. PROPIEDADES DE DESTRUCCIÓN DE LOS PARÁSITOS.

a) Los macrófagos secretan factores solubles citotóxicos para los parásitos, que destruyen al parásito por vía no digestiva. Este proceso es más efectivo con macrófagos activados, como en el control de T.cruzi, Leishmania y Plasmodium. Estos macrófagos son capaces de destruir:

– Parásitos extracelulares más pequeños que el fagocito.

– Plasmodium en forma eritrocitaria.

– Parásitos de mayor tamaño como las formas larvarias de esquistosoma (ADCC).

– Huevos de esquistosoma (acción citotóxica mediada por IgE e IgG).

– Formas intracelulares de Leishmania y T.cruzi.

b) La perturbación de la membrana de los macrófagos durante la fagocitosis puede inducir el estallido respiratorio, demostrable por el aumento de captación de oxígeno, activación de la ruta del glucurónico y la producción de matabolitos tóxicos de oxígeno que son citotóxicos y destruyen a T. cruzi, T. gondii, Leishmania, Plasmodium, Filarias, Esquistosomas.

c) Las citocinas que liberan los macrófagos activados (IL1 y TNF-alfa) hacen a los hepatocitos mas resistentes al paludismo y puede disminuir la parasitemia. TNF y GM-CSF estimulan a los eosinófilos hacia las esquistosómulas.

d) La vía del óxido nítrico (aparece en macrófagos activados) confiere resistencia a Leishmania, Esquistosoma y Plasmodium.

5.2.4. GRANULOCITOS.

5.2.4.1. NEUTRÓFILOS.

Son células fagocitarias que destruyen muchos parásitos grandes o pequeños. Características:

– Tienen mecanismos oxígeno dependiente e independiente, incluido la vía del NO.

– Producen estallido respiratorio más intenso que en los macrófagos.

– Sus gránulos contienen proteínas altamente citotóxicas.

– Pueden ser activados por IFN-gamma, TNF, GM-CSF.

– Llevan Rc de Fc y C3b que ayudan en la fagocitosis y en las reacciones cototóxicas dependientes de Ac. Ej: las larvas de S. mansoni y T. spiralis se destruyen por PMN o macrófagos según el Ac empleado.

La destrucción de T. cruzi es extracelular, mediada por un mecanismo oxígeno dependiente y por los componentes de los gránulos que actúan a nivel intracelular.

5.2.4.2. EOSINÓFILOS: PRINCIPAL DEFENSA CONTRA HELMINTOS.

La eosinofilia y la producción elevada de IgE son consecuencia de infecciones por gusanos parásitos. Los eosinófilos actúan contra los estadios hísticos de los parásitos demasiado grandes para sufrir fagocitosis. La reacción de los mastocitos a la IgE ha evolucionado para localizar a los eosinófilos cerca del parásito.

La eosinofilia es T-dependiente. Las células T reclutan a los eosinófilos hacia la mucosa intestinal en el caso de las infecciones por vermes y los activan. Este proceso está mediado por el PROMOTOR DE LA ESTIMULACIÓN DE LOS EOSINÓFILOS (ESP). El proceso es el siguiente:

a) Los Ags liberados por el parásito estimulan a los LT y a los macrófagos. Estas células interaccionan con los LB en la producción de Ac, para que se produzca IgE específica.

b) La IgE específica se une a los Rc de membrana y sensibiliza a los mastocitos que se desgranulan al entrar en contacto con el Ag. Se liberan diversas moléculas efectoras y el factor quimiotáctico de eosinófilos (ECF).

c) Los eosinófilos son atraídos hacia el parásito por el ECF-P.

d) La producción de eosinófilos es estimulada por el promotor de la estimulación de eosinófilos (ESP) derivado de las células T estimuladas por el Ag.

e) Los eosinófilos van a actuar de varios maneras contra el parásito:

– En asociación con Ac específicos (ADCC), liberan la proteína básica principal. Se desgranulan en respuesta a la estimulación de su membrana, al unirse a las larvas de gusanos, especialmente cuando están recubiertas con IgE e IgG (deposición del contenido de los gránulos en la superficie del gusano).

– Las enzimas liberadas por los gránulos de eosinófilos ejercen un efecto de control sobre las sustancias procedentes de los mastocitos (las destruyen y regulan su efecto).

– Pueden destruir los parásitos por mecanismos oxígeno dependiente e independiente.

f) Los Ag así liberados se unen a la IgE y el IC formado estimula a los mastocitos para que liberen mediadores que atraen a los eosinófilos.

5.2.4.3. MASTOCITOS.

Los mediadores liberados por los mastocitos (histamina, heparina, SRS-A, ECF, factor activador de plaquetas) estimulan la respuesta inmunitaria orientada hacia los helmintos. En la expulsión de los nemátodos intestinales hay dos fases que se producen espontáneamente a las pocas semanas de la infección primaria:

a) Producción de Ac (principalmente IgG1, IgE, IgA) que dañan a los gusanos, pero son incapaces por si mismos de causar la eliminación de éstos.

b) Respuesta dependiente de los LT:

– Liberan factores inespecíficos que actúan sobre las células caliciformes secretoras de moco del epitelio intestinal. El número de células caliciformes y la producción de moco aumenta proporcionalmente a la carga de gusanos. Los parásitos quedan enterrados en el moco y son expulsados.

– Liberan citocinas que causan acumulación de células inflamatorias en la mucosa intestinal (monocitos y mastocitos). Los mastocitos liberan sustancias que aumentan la permeabilidad del epitelio intestinal y provocan descamación que ayuda a expulsar al parásito. Además, hay aumento del peristaltismo intestinal.

5.2.5. PLAQUETAS.

– Destruyen a T. gondii y T. cruzi. La actividad citotóxica de las plaquetas aumenta en contacto con IFN-gamma y TNF. Hay Rc de Fc de IgE que median en la citotoxicidad dependiente de Ac.

– Las plaquetas tienen acción larvicida contra S. mansoni en la rata antes de que puedan detectarse Ac y coincide con el aumento de las proteínas de fase aguda.

5.2.6. ANTICUERPOS.

Hay aumento de Ac específicos y a veces de inespecíficos (hipergammaglobulinemia). Los Ac específicos se producen dependiendo de LTh y los inespecíficos se producen en respuesta a Ag del parásito que tienen acción mitógena inespecífica en LB (activación policlonal).

Los Ac específicos controlan los parásitos extracelulares, aunque fracasan en las intracelulares. Los mecanismos y efectos son:

a) ADCC de eosinófilos, neutrófilos, plaquetas y macrófagos: actúan en T. cruzi, T. spiralis, S. mansoni y filarias. Las células citotóxicas se unen a los parásitos por medio de los Rc de Fc y C3b, y liberan sustancias citotóxicas como la proteína básica principal (MBP) de eosinófilos que tiene acción destructiva inespecífica.

b) Daño directo sobre los protozoos: los Ac por si mismo o con el SC causan lesiones en la membrana o aumentan la sensibilidad a otros mediadores. Actúa sobre esporozoitos de plasmodio, gusanos intestinales y tripanosoma.

c) Neutralización directa de un parásito, bloqueando la unión de éste a una nueva célula huésped y la diseminación. Ej: Plasmodium, T. cruzy, T. gondii.

d) Intensificación de la fagocitosis mediada por el Rc de Fc y C3b. Ej: Plasmodium y Trypanosoma.

Pueden actuar distintos tipos de células y Ac según el estadio del parásito:

– Eosinófilos son más efectivas sobre larvas jóvenes de T. spiralis (mediado por IgE).

– Macrófagos son más efectivos sobre microfilarias (mediados por IgG).

– Los productos de los mastocitos aumentan la muerte de S. mansoni, vía eosinófilos activados.

PARÁSITO	HABITAT	IMPORTANCIAANTICUERPO DEPENDIENTE	MECANISMOANTICUERPO DEPENDIENTE	EVASIÓN	IMPORTANCIAANTICUERPO INDEPENDIENTE	MECANISMOANTICUERPO INDEPENDIENTE
T. brucei	Sangre	++++	Lisis con el SC	Variación Ag	–	–
Plasmodium	Interior de GR	+++	Bloquea invasión Opsoniza	Variación Ag	Hepático (+++) Sangre (+++)	Citocinas Activación macrófagos
T. cruzy	Interior macrófagos	++	Limita diseminac.	Habitat intracelular	Fase crónica (+++)	Activación de macrófagos
Leishmania	Interior macrófagos	+	Limita diseminac	Habitat intracel	++++	Activación de macrófagos

5.2.7. MECANISMOS EFECTORES INESPECÍFICOS.

– Los fagocitos sanguíneos (neutrófilos y monocitos) y macrófagos hísticos tienen actividad antiparasitaria intrínseca, si bien aumentan mucho con la interacción de otros componentes del SI adaptativo (Ac).

– Las NK podrían activarse en algunas infecciones por parásitos intracelulares.

– SC (vía alternativa) en gusanos adultos, larvas infecciosas de T. spiralis, esquistosómula de S. mansoni.

5.3. MECANISMOS DE ESCAPE.

5.3.1. RESISTENCIA INTRÍNSECA.

a) Hay parásitos protegidos por su inaccesibilidad anatómica, por ser parásitos intracelulares como T. cruzi y Leishmania, y los estadios intracelulares de Plasmodium. Los que viven en los macrófagos han desarrollados mecanismos de resistencia a las enzimas y metabolitos tóxicos. Algunos ejemplos son:

– T. gondii: el parásito no resiste la acción del lisosoma, pero evita que se produzca la fusión de la vesícula donde habita con el lisosoma primario (secretan amonio).

– Trypanosoma cruzi: la supervivencia depende del estadio de su desarrollo.

– Trypomastigote escapa del fagosoma y se multiplica en el citoplasma. antes de que se produzca la fusión con los lisosomas.. Para ello parece utilizar una proteína formadora de poros análoga a C9 del complemento

– Epimastigote no escapan y mueren cuando se une el lisosoma.

– Leishmania: se multiplican en las vacuolas fagocitarias, donde resisten la digestión.

b) Protegidos por quistes (T. spiralis, E. hystolítica). La mala accesibilidad a la respuesta inmune va a permitir su supervivencia durante toda la vida del huésped, permitiendo continuar su ciclo vital a la muerte del huésped.

c) Viven en el intestino (nemátodos).

d) Algunos parásitos no desencadenan el estallido respiratorio (T. gondii), mientras otros destruyen sus productos. Este mecanismo es menos eficaz en el huésped inmune.

e) Resistencia al SC (se relaciona con la virulencia):

Leishmania tiene dos Ag que confieren resistencia al SC:

– Ag proteico Gp63 con actividad proteasa: se une al complemento y los permiten entrar en los macrófagos.

– Ag lipofosfoglucano (LPG) confiere resistencia a la lisis mediada por el complemento. También se une a CR1 y permite entrar en los macrófagos:

– L. tropica se destruye bien por el SC y sólo produce infección cutánea localizada,

– L. donovani es diez veces más resistente al SC y causa infecciones sitémicas mortales.

Trypanosoma cruzy tiene en la membrana una proteína análoga al DAF que es capaz de regular la actividad autóloga del complemento.

5.3.2. ELUSIÓN DEL RECONOCIMIENTO.

Los parásitos expuestos a los Ac han desarrollado diferentes métodos para eludir los efectos del SI:

a) Los trypanosomas africanos cambian los Ag de su cubierta superficial mediante un proceso de variación antigénica. Cada variante posee una glucoproteína antigénica distinta que forma su cubierta superficial y con carácter inmunológico único. Estos parásitos disponen de unos 2000 genes distintos para la glucoproteína de superficie.

Durante la infección, aparecen constantes rebrotes de parásitos que tienen características antigénicas distintas a la población anterior (ondas sucesivas de parasitemia). Las variaciones no se producen en animales inmunosuprimidos y es el SI el que selecciona y provoca el cambio de Ag. Los parásitos palúdicos (Plasmodium) también presentan este mecanismo.

b) Schistosoma adquiere una capa superficial de Ag del huésped (camuflaje) y así el SI no le distingue de lo propio. Adquieren moléculas de superficie de determinados grupos sanguíneos A, B y H o Ag del MHC que protegen del ataque del SC y Ac. También se ha detectado una variación en la composición antigénica del parásito que es independiente de la adsorción del Ag del huésped.

c) Liberación de Ag. Algunas especies de protozoos (Entoameba y Trypanosoma) liberan sus Ag de membrana mediante liberación de membrana plasmática en forma de microvesículas. De esta forma, los parásitos pueden liberarse de los Ac dirigidos contra los Ag de superficie. S. mansoni puede liberar los Ag de superficie al ser reconocido por los Ac.

d) Hiperproducción de IgE en las infectaciones por helmintos. La mayoría de esta IgE es inespecífica y satura los Rc de IgE de los mastocitos, compitiendo con la IgE específica.

e) Mimetismo molecular. Producción de proteínas por el parásito que mimetizan a las del huésped, lo que sirve para pasar inadvertidos.

5.3.3. SUPRESIÓN DE LA RESPUESTA INMUNITARIA DEL HUÉSPED.

Los parásitos pueden lesionar directamente las células o tejidos linfoides. Ej: larvas recién nacidas de T. spiralis liberan un factor linfotóxico soluble; Schistosoma libera un peptido similar a la IgG que inhibe a la respuesta inmunitaria.

Los Ags producidos en alto número pueden reducir la eficacia del SI por un proceso de destrucción inmune. Se distinguen dos tipos de inmunosupresión:

a) INMUNOSUPRESIÓN INESPECÍFICA: es una característica universal de la infección parasitaria. Gran parte de la supresión puede deberse a la disfunción de los macrófagos asociada a una sobrecarga de Ag.

b) INMUNOSUPRESIÓN ESPECÍFICA:

– Leishmania produce inmunosupresión de los LTs y es perjudicial.

– Schistosoma deprime a los LTh, LB y hay producción de Ac disminuida. Está disminuida la hipersensibilidad retardada específica y la respuesta celular a mitógenos. En este caso es beneficioso por bloquearse el mecanismo de salida de los huevos y la formación de granulomas.

– Los helmintos liberan un factor soluble que suprime la proliferación de linfocitos y promueve la existencia de LT y macrófagos supresores.

5.4. CONSECUENCIAS INMUNOPATOLÓGICAS.

a) La IgE de las infecciones por gusanos provoca la liberación de mediadores por los mastocitos que pueden ocasionar:

– Shock anafiláctico, como cuando hay ruptura del quiste de E. granularis.

– Reacciones asmáticas en infecciones de Toxocara canis.

– Eosinofilia tropical en la filariosis cuando hay emigración de los gusanos por los pulmones.

b) Los IC pueden causar:

– Síndrome nefrótico del paludismo cuartano.

– Lesiones en los tejidos por depósito de los IC como sucede en la tripanosomosis y paludismo.

c) Presencia de autoAc (aparecidos por activación policlonal) contra eritrocitos, linfocitos, DNA, en la tripanosomosis y paludismo. También los Ac contra el parásito pueden dar reacción cruzada contra el huésped como en la enfermedad de Chagas en la que aparece megacolon y megaesófago por la presencia de Ac contra los ganglios nerviosos de la zona.

d) Esplenomegalia y hepatomegalia por acumulación de LT, LB, macrófagos, CPA en el paludismo, enfermedad del sueño y leishmaniosis visceral. La hepatomegalia y fibrosis del hígado que aparecen por la presencia de huevos de esquistosoma (DTH).

e) Efectos nocivos por la producción de citocinas. La más importante es el TNF alfa, que produce:

– Fiebre, anemia, diarrea, alteraciones pulmonares del paludismo agudo (como en la endotoxina).

– Caquexia en tripanosomosis.

– Anemia, en el paludismo, por inhibición de la hematopoyesis.

f) El carácter universal de la inmunosupresión inespecífica favorece:

– Infecciones bacterianas y víricas,

– Linfoma de Burkitt en el paludismo.