Presentación de Antígenos y MHC
Categorías: Función Inmune, Sistema Inmune
La presentación de antígenos es el proceso por el cual péptidos derivados de proteínas son expuestos en la superficie celular para reconocimiento por linfocitos T. Las moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) son las encargadas de presentar estos péptidos. El MHC clase I presenta péptidos intracelulares a linfocitos CD8+, mientras que MHC clase II presenta péptidos extracelulares a linfocitos CD4+. Este sistema permite la vigilancia inmune de virtually todas las células del organismo.
Resumen Simplificado
El MHC clase I presenta péptidos intracelulares a CD8+. El MHC clase II presenta péptidos extracelulares a CD4+. Las células dendríticas son las presentadoras más eficientes para activar linfocitos T vírgenes.
Estructura de las moléculas MHC
El MHC clase I es heterodímero de cadena alfa pesada y beta-2-microglobulina. La cadena alfa tiene tres dominios: alfa1, alfa2 forman el surco de unión a péptido, alfa3 es similar a Ig. El surco de unión acomoda péptidos de 8-10 aminoácidos. El MHC clase II es heterodímero de cadenas alfa y beta. Los dominios alfa1 y beta1 forman el surco de unión. El surco de MHC II es abierto en ambos extremos, acomodando péptidos más largos (12-25 aa). MHC I se expresa en todas las células nucleadas. MHC II se expresa principalmente en células presentadoras profesionales. La alta polimorfía de genes MHC determina la diversidad de péptidos que pueden presentarse.
Procesamiento de antígenos para MHC clase I
La vía de MHC I presenta péptidos de proteínas citosólicas. El proteasoma degrada proteínas citosólicas en péptidos. El proteasoma constitutivo produce péptidos de 3-30 aminoácidos. El inmunoproteasoma, inducido por IFN-gamma, optimiza producción de péptidos inmunogénicos. Las proteasas citosólicas recortan péptidos al tamaño óptimo. TAP (transporter associated with antigen processing) transporta péptidos al RE. TAP preferentemente transporta péptidos de 8-16 aminoácidos. En el RE, ERAP1 y ERAP2 recortan péptidos a 8-10 aminoácidos. Los péptidos se cargan en MHC I con ayuda de calnexina, calreticulina y tapasina. El complejo péptido-MHC I viaja vía Golgi a superficie celular.
Procesamiento de antígenos para MHC clase II
La vía de MHC II presenta péptidos de proteínas extracelulares. Las proteínas extracelulares son internalizadas por endocitosis o fagocitosis. Los endosomas tardíos y lisosomas contienen proteasas ácidas. Catepsinas degradan proteínas en péptidos de 12-25 aminoácidos. El MHC II se sintetiza en RE asociado a cadena invariante (Ii). Ii bloquea el surco de unión a péptido y dirige MHC II a compartimentos endosomales. En compartimentos MIIC, HLA-DM remueve Ii y facilita carga de péptido. HLA-DO modula actividad de HLA-DM en algunas células. El péptido estabiliza MHC II y el complejo se transporta a superficie. La autofagia puede proveer antígenos citosólicos a MHC II.
Células presentadoras de antígenos profesionales
Las células dendríticas son las presentadoras más eficientes. Expresan altos niveles de MHC II y moléculas coestimuladoras. Capturan antígenos en tejidos periféricos mediante endocitosis y fagocitosis. Tras captura, maduran y migran a ganglios linfáticos. La maduración aumenta MHC, CD80, CD86 y CCR7. En ganglios, activan linfocitos T vírgenes específicos. Los macrófagos presentan antígenos a linfocitos T efectores. Los linfocitos B presentan antígenos específicos que reconocen su BCR. Esto es importante para respuestas de anticuerpos contra proteínas. Todas las células nucleadas pueden presentar en MHC I a CD8+.
Presentación cruzada
La presentación cruzada es la capacidad de presentar antígenos exógenos en MHC I. Permite activación de CD8+ contra virus y tumores que no infectan APCs. Las células dendríticas son las principales presentadoras cruzadas. El subtipo CD8alfa+ y CD103+ dendríticas son especialistas. Dos mecanismos principales: citosólico y vacuolar. En mecanismo citosólico, antígenos escapan al citosol y entran vía clásica MHC I. En mecanismo vacuolar, proteasas endosomales generan péptidos que se cargan en MHC I en endosomas. La presentación cruzada es crucial para inmunidad antiviral y antitumoral. Las vacunas de ARNm dependen de presentación cruzada. Los adyuvantes pueden mejorar presentación cruzada.
Restricción por MHC y polimorfismo
Los linfocitos T solo reconocen péptidos presentados por MHC propio. Esto se llama restricción por MHC. Fue descubierto por Doherty y Zinkernagel (Premio Nobel 1996). La selección en el timo educa T para reconocer MHC propio. Los genes MHC son los más polimórficos del genoma humano. Hay miles de alelos para cada gen MHC. El polimorfismo afecta principalmente el surco de unión a péptidos. Diferentes alelos presentan diferentes repertorios de péptidos. Esto afecta susceptibilidad a enfermedades infecciosas y autoinmunes. La heterocigosidad en MHC confiere ventaja presentando más péptidos. El tipaje MHC es crucial para trasplantes de órganos.
Hallazgos Clave
- MHC I presenta péptidos intracelulares (8-10 aa) a CD8+, MHC II presenta extracelulares (12-25 aa) a CD4+
- La vía MHC I involucra proteasoma, TAP, ERAP y carga en RE
- La vía MHC II involucra endocitosis, proteasas endosomales, cadena invariante y HLA-DM
- Las células dendríticas son las presentadoras profesionales más eficientes para activar T vírgenes
- La presentación cruzada permite antígenos exógenos en MHC I, crucial para inmunidad antiviral y antitumoral
- El polimorfismo MHC determina diversidad de péptidos presentados y afecta susceptibilidad a enfermedades
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Términos del glosario
Preguntas frecuentes
- ¿Qué diferencia hay entre MHC clase I y II?
- MHC I presenta péptidos intracelulares (8-10 aa) a CD8+ y se expresa en todas las células nucleadas. MHC II presenta extracelulares (12-25 aa) a CD4+ en APCs profesionales.
- ¿Qué es TAP y su función?
- TAP (transporter associated with antigen processing) transporta péptidos del citosol al retículo endoplásmico para carga en MHC clase I.
- ¿Por qué son importantes las células dendríticas?
- Son las APC más eficientes, expresan altos niveles de MHC y coestimuladores, y son las únicas que activan linfocitos T vírgenes.
- ¿Qué es la presentación cruzada?
- Es la capacidad de células dendríticas de presentar antígenos exógenos en MHC I, permitiendo activación de CD8+ contra virus y tumores.