Hipersensibilidad de tipo IV en células T: mecanismo, reacciones, razones y enfermedades

La reacción de hipersensibilidad de tipo IV está mediada principalmente por células T y macrófagos.

En la clasificación de hipersensibilidad de Gell y Coombs (1963), se utilizó el término tipo IV o hipersensibilidad de tipo retardado (DTH) para describir todas aquellas reacciones de hipersensibilidad que tardaron más de 12 horas en desarrollarse. Más tarde, se hizo evidente que varios tipos diferentes de reacciones inmunitarias pueden producir hipersensibilidad retardada.

Las reacciones de hipersensibilidad de tipo I, II y III (que están mediadas por anticuerpos) pueden transferirse de un animal a otro animal a través del suero (que contiene anticuerpos), pero no pueden transferirse a través de células T sensibilizadas. Por otro lado, la reacción de hipersensibilidad de tipo IV se puede transferir de un animal a otro a través de células T sensibilizadas solamente, pero no a través del suero.

La hipersensibilidad de tipo retardado es una reacción inflamatoria localizada inducida por algunas subpoblaciones de células T _H 1 contra ciertos antígenos. El rasgo característico de la reacción de DTH es el influjo de macrófagos en el sitio de la inflamación local. Robert Koch inyectó filtrados de cultivo de Mycobacterium tuberculosis en la piel de pacientes con tuberculosis. La inyección causó una inflamación local en el sitio de la inyección y la reacción se llamó "reacción de tuberculina".

Más tarde, se descubrió que muchos antígenos inducían respuestas similares y se acuñó el término hipersensibilidad de tipo retardado. Dado que las reacciones tardaron más tiempo en desarrollarse, se denominó reacción de hipersensibilidad de tipo retardado. También se pensó que la reacción causaba una extensa necrosis tisular y, por lo tanto, se llamaba reacción de hipersensibilidad.

Sin embargo, más tarde, se dio cuenta de que el daño en el tejido del huésped suele ser mínimo y la reacción DTH es un importante mecanismo de defensa contra los microbios intracelulares (como Mycobacterium tuberculosis) y algunos antígenos de contacto (como la hiedra venenosa).

Generalmente, la subgrupo de linfocitos T CD4 + (también conocidos como linfocitos T _DTH ) induce la respuesta DTH. Sin embargo, en algunos casos, las células T CD8 ⁺ también inducen respuestas DTH.

Mecanismo de la hipersensibilidad tipo IV:

Tras la entrada de un microbio, que es tratado por las respuestas inmunes de DTH, las APC del huésped envuelven y presentan los antígenos microbianos a las células T _DTH . La subpoblación T _DTH de células T auxiliares secreta muchas citoquinas. Las citoquinas a su vez activan los linfocitos y macrófagos cercanos (tabla 18.1).

Tabla 18.1: Efectos de las citoquinas en la reacción de DTH

Algunas de las citoquinas y sus funciones se dan a continuación:

yo. Factor de inhibición de la migración de macrófagos (MIF): inhibe la migración de macrófagos fuera del sitio inflamatorio.

ii. IFNγ, GM-CSF y TNFα mejoran las actividades microbicidas y citolíticas de los macrófagos.

iii. IFNγ tiene muchas otras funciones. El IFNγ aumenta la expresión de moléculas MHC de clase II en la superficie de los macrófagos y, en consecuencia, aumenta la capacidad de presentación de antígenos de los macrófagos. El aumento en la presentación de antígenos a su vez activa las células T _DTH, que segregan muchas citoquinas que mejoran las funciones de los macrófagos. Así, una interacción entre las células T _DTH y los macrófagos amplifica las recuperaciones inmunes en el sitio inflamatorio local.

iv. El factor inhibidor de leucocitos inhibe la migración aleatoria de los leucocitos.

v. IL-8 es un factor quimiotáctico para neutrófilos y células T.

vi. IL-2 estimula el crecimiento de células T activadas. La IL-2 también activa los linfocitos citotóxicos y los macrófagos.

Los macrófagos activados a su vez secretan una serie de citoquinas y sustancias biológicamente activas que causan inflamación y destrucción de microbios.

yo. Citocinas: IL-1, IL-6, IL-8, IL-12

ii. Metabolitos reactivos del oxígeno, como el anión superóxido, el radical hidroxilo y el peróxido de hidrógeno.

iii. Proteasas y enzimas lisosomales.

Las respuestas DTH usualmente eliminan los patógenos intracelulares. Pero en algunos individuos, el patógeno no se elimina a pesar de las respuestas DTH. En consecuencia, se acumulan más macrófagos alrededor del sitio de presencia microbiana. Los macrófagos se adhieren entre sí y pueden asumir una forma de epitelio (y esas células se denominan células epitelioides) o muchos macrófagos se fusionan entre sí para formar células multinucleadas llamadas "células gigantes". Los macrófagos secretan muchas citoquinas y enzimas líticas que pueden causar necrosis tisular extensa.

Un número de microbios intracelulares y antígenos de contacto pueden inducir respuestas DTH. Mycobacterium tuberculosis (un patógeno que reside dentro de los macrófagos del huésped) induce una reacción DTH en los pulmones y produce la formación de una lesión de tipo granuloma llamada tubérculo. La respuesta DTH elimina las bacterias de la tuberculosis y evita la propagación de las bacterias. Sin embargo, las citocinas y las enzimas líticas secretadas por los macrófagos y otras células en el granuloma causan un daño extenso al tejido pulmonar.

Prueba cutánea de reacción de hipersensibilidad de tipo retardado:

La prueba cutánea de hipersensibilidad retardada es una prueba simple que ayuda en el diagnóstico de ciertas enfermedades infecciosas. La prueba detecta hipersensibilidad cutánea (piel) a los antígenos. Con respecto a las pruebas cutáneas para enfermedades infecciosas, uno debe recordar que, una prueba positiva no necesariamente indica una infección activa con el agente que se está probando; una prueba cutánea positiva solo indica que la persona ha sido infectada con ese agente infeccioso, aunque puede o no sufrir la enfermedad (causada por ese agente en particular) en el momento de la prueba.

Se realizan pruebas cutáneas para determinar si el individuo ya está expuesto (es decir, sensibilizado) a un antígeno en particular. El antígeno se inyecta por vía intradérmica en la piel. La aparición de hinchazón (llamada induración) en 48 a 72 horas sugiere que el individuo ya está expuesto a los antígenos, que se inyectaron en la piel.

Se realizan pruebas cutáneas para detectar la exposición previa a Mycobacterium leprae (la prueba cutánea se llama prueba de lepromina), Mycobacterium tuberculosis (la prueba cutánea se llama prueba de Mantoux) y muchos hongos (como Coccidioides immitis).

Prueba de la piel de Mantoux para la tuberculosis:

El derivado proteico purificado (PPD) obtenido del cultivo de Mycobacterium tuberculosis in vitro se utiliza como antígeno en la prueba cutánea de Mantoux. El PPD se inyecta por vía intradérmica en la piel. El área inyectada se revisa para detectar eritema (enrojecimiento de la piel) e induración (hinchazón producida por la reacción inflamatoria) después de 48 a 72 horas de inyección. Las reacciones suelen tardar entre 48 y 72 horas en desarrollarse (el tiempo requerido para la activación de T _DTH, la secreción de citoquinas, la acumulación de macrófagos y la liberación de enzimas líticas).

El diámetro de la induración se mide con una regla. Si el diámetro de la induración es más de 10 mm, se dice que la persona tiene un resultado positivo en la prueba cutánea. Una prueba cutánea positiva de Mantoux simplemente sugiere que la persona ha sido sensibilizada con Mycobacterium tuberculosis.

Una prueba de Mantoux positiva no significa que la persona esté sufriendo de tuberculosis en el momento de la prueba cutánea. Una prueba de Mantoux positiva o negativa debe correlacionarse con los signos y síntomas clínicos del paciente, así como con las pruebas radiológicas (de rayos X) y bacteriológicas.

En un individuo que ya está sensibilizado con Mycobacterium tuberculosis, están presentes las células T de memoria contra los antígenos de M. tuberculosis. Las células T de memoria permanecen en el cuerpo durante más tiempo, a menudo muchos años.

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Tras la inyección de PPD, las APC engullen y presentan los antígenos de PPD a las células T de memoria específicas.

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Las células T de la memoria se activan y liberan numerosas linfoquinas en los espacios tisulares.

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Las linfocinas secretadas reclutan muchas células inflamatorias, las retienen (en el sitio de deposición de PPD) y las activan. Entre las citoquinas secretadas por las células T, las que actúan sobre los monocitos parecen jugar un papel importante (los factores quimiotácticos de los macrófagos atraen a las células al sitio de deposición de antígenos; los factores inhibidores de la migración de los macrófagos evitan que los monocitos se alejen del sitio, de modo que los monocitos retenido en el sitio; IFNγ activa los monocitos).

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La infiltración en el sitio de inyección de PPD por numerosas células inmunitarias y el líquido de los vasos sanguíneos causa inflamación en el sitio de inyección de PPD.

La activación del sistema de coagulación-cinina conduce a la deposición de fibrina en el sitio. La deposición de fibrina imparte una consistencia firme (induración) que es característica de los tejidos que experimentan reacciones de DTH.

La reacción DTH es una respuesta protectora en las siguientes condiciones:

yo. Tuberculosis y lepra.

ii. Enfermedades fúngicas y virales.

iii. Tumores

Sin embargo, DTH también es perjudicial para el host en algunas condiciones:

yo. Dermatitis de contacto de la piel tras la exposición a ciertas sustancias.

Enfermedades hipersensibles de tipo retardado:

1. Dermatitis de contacto

1. Dermatitis de contacto o alergia eccematosa de contacto:

La inflamación de la piel se llama dermatitis. La hipersensibilidad de contacto es un ejemplo clásico de reacción de hipersensibilidad de tipo IV. La dermatitis de contacto es una enfermedad eccematosa de la piel causada por hipersensibilidad de tipo IV a los antígenos ambientales. Las reacciones inmunitarias son inducidas por el antígeno al entrar en contacto con la piel. Existen numerosos antígenos capaces de causar dermatitis alérgica por contacto (por ejemplo, muchos productos químicos naturales y sintéticos; metales como joyas y relojes; tintes y acabados de telas en la ropa).

La erupción cutánea aparece como hinchazón roja con ampollas. Más tarde, la piel se rompe y el líquido sale de esa área. Puede ser que avanza poco a poco en esa área.

Los agentes más comunes de la hipersensibilidad de contacto son los haptenos. La pequeña molécula de hapteruc penetra en la epidermis de la piel y se une a la proteína huésped y forma un complejo inmunógeno hapteno-portador. El complejo hapteno-portador es reconocido por las células T del huésped.

Las respuestas de las células T se dirigen contra el conjugado, pero no hacia el hapteno o la molécula portadora, lo que contrasta con la inducción de anticuerpos contra el complejo portador hapteno. Durante el primer contacto del hapteno con la piel, el hapteno penetra en la epidermis de la piel y forma un complejo proteico hapteno-huésped.

Las células de Langehans en la epidermis capturan los complejos proteicos del hapteno-huésped, los llevan a los ganglios linfáticos regionales y presentan los complejos a la célula T auxiliar. La célula T auxiliar se activa y, por lo tanto, el individuo se sensibiliza al hapteno. El proceso de sensibilización tarda aproximadamente 2 semanas en desarrollarse.

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Cuando el hapteno entra en contacto con la piel por segunda vez y luego es recogido por las APC y presentado a las células T _DTH sensibilizadas en la piel y los ganglios linfáticos regionales. Las células T _DTH liberan una serie de citoquinas.

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Las citocinas TNF e IL-1 inducen la expresión de moléculas de adhesión en las células endoteliales de los vasos sanguíneos, lo que a su vez conduce a la infiltración del sitio por monocitos y linfocitos de la sangre. Los linfocitos y monocitos infiltrantes secretan varias citoquinas y el área está inflamada. El pico de infiltración celular se alcanza a las 48 a 72 horas. La mayoría de los linfocitos son CD4 ⁺ con un pequeño número de células T CDS ⁺ .

La única forma de prevenir la dermatitis alérgica por contacto es evitar el antígeno ofensivo. Algunos agentes de contacto como el dinitroclorobenceno (DNCB) tienen la capacidad de sensibilizar a todos los individuos y, por lo tanto, se usó el DNCB para probar la respuesta CMI (mediante una prueba cutánea) en pacientes con sospecha de tener enfermedades de inmunodeficiencia. DNCB no debe utilizarse como un antígeno de prueba cutánea en humanos.

Prueba de parche para la dermatitis de contacto:

La prueba de parche se utiliza para detectar los antígenos a los que el paciente es sensible. Se aplica una batería de antígenos de sensibilidad de contacto estándar (como goma, cosméticos, extractos de plantas, perfumes, metales) en la parte posterior del paciente.

Hay dos procedimientos de prueba de parche:

yo. En el método de prueba de parche abierto, se aplica una gota de extracto de acetona del alérgeno en la piel. La acetona se seca rápidamente dejando el alérgeno en la piel. El sitio es descubierto y examinado después de 48 horas.

ii. En el método de prueba de parche cerrado, el alérgeno en vaselina se aplica a una almohadilla y la almohadilla se aplica a la piel. Después de 48 horas, se retira la almohadilla y se examina el sitio de la piel.

Una prueba positiva (es decir, el paciente es sensible al alérgeno aplicado) está indicada por eritema, pápulas o vesículas. Si el sitio de prueba es negativo para la reacción, el sitio se vuelve a examinar a las 72 horas y 96 horas (desde el momento de la aplicación del alérgeno en la piel) para detectar las reacciones. En una sola sesión se pueden aplicar unas 20 sustancias como pruebas de parche.