La Alergia

Por otra parte, el progenitor linfoide común da origen a los linfocitos. Hay dos tipos principales de linfocitos: los linfocitos B (o células B) que al activarse se diferencian en células plasmáticas liberadoras de anticuerpos; y linfocitos T (o células T) de las cuales existen dos clases principales: el primer tipo está compuesto por las células T citotóxicas (células Tc) que "matan" células infectadas con virus; mientras que el segundo grupo está formado por células T que activan a otras células -ya sea células B o macrófagos- como los linfocitos T "helpers" o coadyuvantes (células Th).
La mayoría de los linfocitos son células pequeñas con la mayor parte de su cromatina inactiva y pocas organelas citoplasmáticas, lo que conforma una apariencia típica observada en células inactivas. Esta característica es cierta en linfocitos hasta cierto punto, ya que no tienen actividad funcional hasta que se encuentran con un antígeno, lo cual es necesario para disparar su proliferación y diferenciación de sus características funcionales especializadas.

Receptores celulares de antígenos. Tanto los linfocitos B como los T llevan en su superficie una gran variedad de receptores específicos para cada antígeno en particular. Por lo tanto, en conjunto, los receptores de todos los tipos de linfocitos diferentes son capaces de reconocer una diversidad muy amplia de antígenos. En los linfocitos B, el receptor de antígenos es una forma unida a membrana del anticuerpo que esa célula, una vez activada, secretará. Estas moléculas son conocidas como inmunoglobulinas (Ig) y el receptor de antígeno como inmunoglobulina de superficie.
En los linfocitos T, los receptores de antígenos (TCR's) son complejos proteicos que intervienen en la señalización de la célula cuando se les une un antígeno, y están relacionados estructuralmente con las moléculas de anticuerpo. No obstante, existe una importante diferencia entre los dos tipos de receptores, ya que las inmunoglobulinas reconocen antígenos en solución mientras que los TCR's no reaccionan con toda la molécula extraña sino con distintas partes de la misma denominadas determinantes antigénicos o epítopes -azúcares, aminoácidos, ácidos o bases orgánicas, hidrocarburos aromáticos, etc.- es decir, que los TCR's reaccionan con los epítopes después de que la macromolécula ha sido parcialmente degradada y presentada por una célula especializada (APC) durante lo que se conoce como presentación antigénica.

Inmunidad innata y adaptativa - Inflamación. Los fagocitos del sistema inmune innato generan una primera línea de defensa contra muchos microorganismos comunes y son esenciales para el control de las infecciones bacterianas comunes. Sin embargo, estas células no son siempre capaces de eliminar a los organismos infecciosos y existen muchos patógenos que no pueden reconocer. Los linfocitos que median la inmunidad adaptativa han evolucionado para proveer un medio de defensa más versátil que a su vez aumenta el nivel de protección contra una re-infección con el mismo patógeno.
No obstante, las células del sistema inmunológico innato juegan un papel crucial en la iniciación y subsecuente dirección de respuestas inmunes adaptativas y, además, su rol en controlar el primer período de infección es crítico ya que la respuesta adaptativa no es instantánea sino que tarda entre 4 y 7 días en aparecer.
Los macrófagos y neutrófilos llevan en su superficie receptores que han evolucionado para reconocer y unirse a constituyentes comunes de muchas superficies bacterianas. La unión de estas moléculas extrañas (antígenos) a sus receptores dispara una cascada de reacciones que hacen que la célula engolfe a la bacteria y secrete mediadores químicos. Entre estas sustancias se encuentran las citoquinas que se definen como mediadores químicos, liberados por células, que afectan la conducta de otras células.
Las citoquinas liberadas por los fagocitos en respuesta a la unión bacteriana generan un espectro de efectos conocidos colectivamente como inflamación. El término "inflamación" se define con las cuatro palabras latinas calor, dolor, rubor y tumor, que no son más que el efecto de las citoquinas sobre los capilares sanguíneos del lugar de la infección. La dilatación y aumento de la permeabilidad de los vasos sanguíneos durante la inflamación conduce al aumento del flujo sanguíneo local que genera calor, enrojecimiento e hinchazón de la zona afectada. Otro de los efectos importantes de las citoquinas -que jugará un papel importante en la reacción alérgica de la cual se hablará más adelante en esta monografía- es el que tiene sobre las propiedades de adhesión del endotelio, que hacen que los leucocitos circulantes se "peguen" a las células endoteliales de las paredes de los vasos sanguíneos y migren, a través de ellos, hacia el sitio de infección, al cual son atraídos aún por otras citoquinas. La migración de células al tejido y sus acciones locales son la fuente del dolor. Las principales células observadas en una respuesta inflamatoria en su fase inicial, son los neutrófilos, seguidos por los macrófagos, por lo cual son también conocidos como células inflamatorias. La respuesta inflamatoria ante una infección involucra luego a los linfocitos de la inmunidad innata, que han sido mientras tanto activados por la difusión del antígeno desde el lugar de la infección a través del sistema circulatorio linfático aferente. La activación de los linfocitos depende de las interacciones antígeno-fagocito, durante las cuales los constituyentes bacterianos inducen cambios en las moléculas de superficie expresadas por la célula, cruciales en la inducción de la respuesta inmune adaptativa.

Hipersensibilidad y tipos de alergia. Actualmente existen muchos mitos y creencias acerca de lo que es la alergia y quiénes son alérgicos. Encuestas de Estados Unidos y España coinciden en que del 20% de las personas que dicen ser alérgicas (a fármacos, alimentos, polen, polvo, etc.) sólo el 1-2% realmente los son. Esto se debe quizás a la falta de información y atención tanto del paciente por conocer lo que le está pasando, como del profesional por explicarle y enseñarle al paciente de qué se trata y cómo se trata su falla inmunológica.
Además, no existe un solo tipo de alergia ni todas se manifiestan de igual manera ni por la misma causa (ver Tabla 1 ), así como tampoco los distintos pacientes deben someterse a idéntico tratamiento.
La alergia es un miembro de una clase de respuestas inmunológicas que se denominan en conjunto como reacciones de hipersensibilidad.
Las reacciones de hipersensibilidad son respuestas inmunitarias destructivas que producen daño de tejidos y pueden causar enfermedades serias. Gell y Coombs propusieron una clasificación de estas reacciones en cuatro tipos diferentes (ver Tabla 2), bajo la cual la alergia pertenece al Tipo I o hipersensibilidad de tipo inmediato mediada por IgE.
En circunstancias normales, las células T están capacitadas para "evaluar" la amenaza de un antígeno, es decir que distinguen, entre lo extraño, lo potencialmente peligroso (i.e. bacterias patógenas) y lo no nocivo. Si este sistema de reconocimiento falla, el organismo confunde a una sustancia inocua con una sustancia dañina, y generará una respuesta celular inflamatoria (descripta anteriormente). Este tipo de reacción es la que ocurre cuando, por ejemplo, una persona manifiesta una dermatitis por contacto (sarpullido u otra inflamación de la piel) después de haber tocado o llevado una sustancia normalmente inocua como un cosmético, un reloj, un collar o la hoja de una planta. Debido a que este tipo de respuesta tarda aproximadamente 48 hs en aparecer, suele denominarse hipersensibilidad retardada o de Tipo IV.
No obstante, no todas las reacciones alérgicas demoran en manifestarse y, muy por el contrario, lo hacen rápida y explosivamente a los pocos segundos o minutos después de ocurrido el contacto con el antígeno. A este tipo de respuesta se la denomina hipersensibilidad inmediata o respuesta anafiláctica. A diferencia de la retardada, la hipersensibilidad inmediata no está mediada por células T sino por anticuerpos producidos por los linfocitos B, y de acuerdo al isotipo de inmunoglobulina que se libere, la hipersensibilidad inmediata se divide a su vez en Tipo I, Tipo II y Tipo III (ver Tabla 2).
En cada bocanada de aire o ingesta de alimento, un individuo ingiere millones de moléculas extrañas, potencialmente antigénicas. Si las células B se descontrolaran siempre, el organismo estaría en un estado de excitación inmunológica permanente. Sin embargo, las células B están reguladas por la acción de dos subclases de células T: los linfocitos Th que inducen la transformación de las células B cuando se requiere la síntesis de anticuerpos, y los linfocitos Ts ("supresores") que inhiben la producción inoportuna de anticuerpos. Si esta inhibición no funciona correctamente, entonces, cuando un antígeno se une a un anticuerpo receptor en la célula B, ésta se activa, transforma y multiplica formando un clon de células plasmáticas en las cuales el retículo endoplásmico (estructura donde se sintetizan las proteínas) aumenta muchísimo de tamaño, ya que estas células liberarán a la sangre millones de moléculas de anticuerpos idénticos, generando la respuesta inmunológica humoral (ver más adelante Mecanismo Molecular de la Reacción Alérgica).

Alergenos. Un antígeno es cualquier sustancia que el cuerpo reconoce como extraña y contra la cual libera anticuerpos (antígeno por su capacidad de generar anticuerpos), aunque hay unos pocos antígenos que por sí solos no liberan anticuerpos. Específicamente, los antígenos capaces de generar una reacción alérgica se denominan alergenos.
La mayoría de los alergenos son proteínas relativamente pequeñas y altamente solubles en soluciones acuosas, que son inhaladas en partículas disecadas, como los granos de polen. El alergeno se separa de la partícula porque es soluble y difunde en las mucosas, y luego es presentado al sistema inmune en dosis muy bajas. Por ejemplo, se estimó que la exposición máxima de una persona al polen de la ambrosia (Artemisia artemisiifolia) no excede la cantidad de 1 mg por año y, sin embargo, muchas personas desarrollan respuestas inmunológicas irritantes y hasta amenazantes luego de un encuentro con este alergeno.
Hay muchos ejemplos, también, de alergenos que son enzimas. El principal alergeno del ácaro del polvo, Dermatophagoides pteronyssimus, es una cisteína proteasa similar a la papaina. La propia papaina -derivado de la papaya- se usa para tiernizar carnes y también causa alergia en muchos trabajadores de la industria ("alergias industriales"). El asma es otro ejemplo ya que es causado por inhalación de la enzima bacteriana subtilisina, componente "biológico" de ciertos detergentes. En contraste, se han dentificado dos alergenos provenientes de gusanos, que son inhibidores de enzimas.

Para entender mejor por qué se produce el switch isotípico, es decir, por qué genéticamente se deja de expresar el isotipo para IgM y comienza a expresarse el correspondiente a la IgE, debemos conocer ciertos tipos de células y sus funciones.
Martien L. Kpasenberg et al, explican en su trabajo (4) sobre el tema que la inmunidad depende de dos clases principales de respuesta inmune: una respuesta celular mediada por células inflamatorias T CD4+ y citotóxicas CD8+, y una respuesta humoral mediada por células Th CD4+ e inmunoglobulinas producidas por las céluas B. Dependiendo del tipo de patógeno, una protección efectiva recae sobre una respuesta fuerte celular o humoral. El balance entre las respuestas celular y humoral es orquestado por las citoquinas producidas por las células Th CD4+, y existen dos tipos de células Th: las células Th1 liberan interferon (IFN), IL-12 y factor de necrosis tumoral (TNF) que promueven la inmunidad celular inflamatoria. Las células Th2 liberan las citoquinas IL-4, IL-5 e IL-13 que promueven la inmunidad humoral, requerida para la eliminación de muchos patógenos extracelulares y reduce el riesgo de una respuesta autoinmune mediada por células Th1, regulando la respuesta inflamatoria. Todas las células T CD4+ pueden simultáneamente producir citoquinas pero una respuesta inmune efectiva, celular o humoral, requiere la activación de células Th1 o Th2 altamente polarizadas (diferenciadas), respectivamente. La falla en el desarrollo de células Th polarizadas cuando son necesarias, o el desarrollo aberrante de las mismas, pueden conducir a enfermedades como, por ejemplo, la alergia.
La reacción alérgica a proteínas normalmente inocuas está relacionada con el desarrollo de células Th2 altamente polarizadas y la consecuente alta producción de citoquinas del tipo 2 (IL-4, IL-5 e IL-13) pero sin una producción simultánea de IFN, ya que las Th2 desarrolladas inhiben el desarrollo de las células Th1. Por ejemplo, en la rinitis alérgica y en el asma, la inflamación está relacionada con una alta expresión de IL-5 que promueve la maduración, reclutamiento y activación de eosinófilos, los cuales luego causarán un daño tisular local. Debido a la alta expresión de IL-4 y/o IL-13 sin IFN, las células Th2 inducen el switch isotípico en los linfocitos B. En una situación normal, no se produce IgE en grandes cantidades porque el IFN -aún existiendo en bajos niveles- bloquea el switch a IgE inducido por IL-4 o IL-13.
La pregunta es ¿por qué el desarrollo de las células Th2 prevalece en los individuos atópicos?
Como las células Th son activadas luego del reconocimiento de péptidos derivados del antígeno presentados por APC's, no sería extraño que el balance entre las citoquinas del tipo 1 y 2 esté altamente determinado por factores asociados con las APC's. De hecho, las APC's juegan un rol importante ya que transfieren información del microambiente infectado a las células T.
Martien L. Kpasenberg y sus colaboradores, concluyen que las células presentadoras de antígenos en individuos alérgicos son un modelo aberrante de producción de factores que o bien no favorecen la respuesta Th1 (liberación de IL-12) o favorecen la respuesta Th2. Esta producción aberrante puede ser una propiedad intrínseca de las APC's (una característica heredada) o puede ser el resultado de un ambiente tisular alterado. Por otro lado, la predisposición hacia el fenotipo Th2 probablemente dependa fuertemente de factores extrínsecos, como los efectos cruzados de regulación por infecciones bacterianas las cuales están asociadas a la producción de IL-12 en las APC's. Esta regulación cruzada puede explicar el concepto postulado hace poco tiempo que estipula que la prevalencia de una enfermedad atópica se correlaciona inversamente con la ocurrencia de infecciones.

Volviendo a las etapas de la respuesta alérgica, una vez ocurrida la sensibilización, el alergeno que la provocó puede haber desaparecido, pero las moléculas de IgE no desaparecen, sino que se unen por su porción Fab a los receptores de IgE (receptores de alta afinidad, FceRI) en mastocitos y basófilos. Los mastocitos, que proceden de la médula ósea y residen en los tejidos, suelen establecerse cerca de los vasos sanguíneos y de los epitelios -la capa de células epiteliales y glandulares que cubre la superficie a través de la cual contactamos con el mundo exterior. Los basófilos derivan también de la médula ósea pero se especializan y convierten en glóbulos blancos que circulan por el torrente sanguíneo.
Una vez comenzada la producción de IgE, persiste durante meses o años, con lo cual los anticuerpos ocupan perpetuamente los receptores de IgE de los mastocitos y basófilos, donde están listos para reaccionar con rapidez cuando se produzca el próximo encuentro con el alergeno.
En posteriores contactos entre el alergeno y el cuerpo, se produce la activación de los mastocitos. El alergeno que ha ingresado al cuerpo se une, segundo después, a las moléculas de IgE de la superficie de los mastocitos. Cuando dos moléculas de IgE son comprometidas por la misma molécula de alergeno se forma un puente entre ellas. Este entrecruzamiento acerca entre sí a los correspondientes receptores de IgE, lo cual activa a la célula la cual, mediante una cascada de reacciones químicas, liberará potentes sustancias químicas que, directa o indirectamente, provocan los síntomas de una reacción alérgica (ver Fig. 3).

La cascada de reacciones que finaliza con la liberación de los mediadores químicos incluye a varias enzimas, entre ellas: tirosina quinasas, fosfolipasa C, proteína quinasa C y un flujo de iones calcio (ver Fig. 3). Esta cascada parece también promover la síntesis y secreción de citoquinas.
La secuencia de los sucesos que inician la activación, modifica hasta cierto punto la estructura de la membrana exterior del mastocito, con lo cual se hace permeable al calcio que entra a la célula y activa a la enxima fosfolipasa A2, que promociona el siguiente paso en el metabolismo de la fosfatidil colina y ácido araquidónico. La entrada de iones calcio también activa enzimas que liberan energía y facilita el tendido de microtúbulos y la contracción de microfilamentos. Estas estructuras contráctiles hacen que los gránulos se sitúen en la membrana celular, se fundan con ella y viertan su contenido.
Entre las sustancias liberadas, los mastocitos producen dos tipos de sustancias conocidas como mediadores alérgicos. El primer grupo, sintetizado antes de la unión del antígeno, se almacena en gránulos microscópicos. Luego, el entrecruzamiento de IgE induce la fusión de los gránulos con la membrana celular y la expulsión de su contenido.
El segundo grupo de mediadores, descubiertos más tarde, consiste en lípidos -principalmente prostaglandinas y leucotrienos- sintetizados después de que las moléculas de alergeno se pongan en contacto con los anticuerpos de superficie (ver Tabla 3).
Por sus efectos y consecuencias el peor de los mediadores es la histamina, contra la cual se han desarrollado varios medicamentos (antihistamínicos). Las prostaglandinas y los leucotrienos comparten un mismo origen. Derivan, por dos vías enzimáticas diferentes (ver Fig. 5),del ácido araquidónico.
En la mayoría de las ocasiones, la reacción alérgica progresa hasta un tercer estadio que, a menudo, se convierte en crónico. Esto se debe a que los mastocitos, además de secretar los mediadores alérgicos, estimulan el paso de otras células, pertenecientes al sistema inmunológico, de la circulación sanguínea a los tejidos. Entre ellas se encuentran los basófilos y eosinófilos (ambos granulocitos), los linfocitos T y los monocitos (precursores de los macrófagos), cuya migración está facilitada por la expresión y actividad de moléculas de adhesión (integrinas y secretinas) en las células circulantes y en las células endoteliales vasculares. Las primeras se adhieren a las segundas, ruedan por encima y pasan entre las mismas a la matriz adyacente. Allí, la mezcla de sustancias químicas producidas por diversos tipos celulares controla la ruta de emigración, cuán lejos habrá de llevarles el camino a recorrer y si morirán o sobrevivirán. Por ejemplo, la IL-3, la IL-5 y el GM-CSF (citoquina fabricada por células endoteliales, macrófagos y otras células) facilitan el movimiento de eosinófilos y basófilos y pueden prolongar su supervivencia. Estas células reclutadas en el lugar de la lesión inflamatoria, secretan a su vez sustancias que prolongan y exacerban los síntomas inmediatos y pueden producir lesiones en el tejido local. Los basófilos secretan mediadores preformados y lípidos (también liberados por los mastocitos), mientras que los eosinófilos liberan toxinas: una de las cuales, la proteína básica mayoritaria, puede dañar las células del epitelio respiratorio. A este tercer estadio se lo denomina actividad inmunitaria prolongada (ver Fig. 4).

Para finalizar, discutiremos una nueva terapia anti-alérgica, que consiste en la producción de anticuerpos anti-IgE y su potencial terapéutico. Para ello nos basaremos en el trabajo publicado por Christoph Heusser y Paula Jardieu en 1997 en Current Opinion in Immunology(3).
En ese trabajo ellos proponen el mecanismo de acción para anticuerpos anti-IgE no-anafilactogénicos, es decir, inhibidores de IgE que bloquean la unión de IgE a FcRI sin la habilidad de disparar la degranulación de los mastocitos. Estos anticuerpos monoclonales tienen la misma especificidad que la IgE para unirse a su receptor, y no sólo inhibe la acción de la IgE producida sino que evita la síntesis de nueva IgE.
En animales, el resultado de la aplicación de estos anticuerpos in vivo fue la falta de respuesta IgE por largo tiempo, presumiblemente por inducción de anergia y/o apoptosis de las células B que habían experimentado el switch isotípico. En humanos, como la región constante de la IgE está codificada downstream el gen m, no se cree que el tratamiento con anticuerpos anti-IgE tenga algún tipo de efecto sobre la formación de IgM, IgG e IgA. Así como se observó que tratamientos con anticuerpos anti-IgM sí afectaban la formación de todos los isotipos de inmunoglobulinas.
Otras de las ventajas que ofrece el tratamiento con anticuerpos anti-IgE es que pueden ser altamente específicos con lo cual no alteran la función de las otras inmunoglobulinas, ni tampoco conduce a la formación de un complejo inmune muy extenso ya que la concentración de IgE en la sangre humana es sólo del 0,01%. Quizás la característica más remarcable de este tipo de tratamiento es que es universal, es decir, no es específico contra un tipo de alergeno porque el mecanismo de acción es independiente de la reactividad del mismo, ya que todos ellos, por definición, generan una superproducción de IgE como respuesta alérgica. Entre los resultados que en el artículo se comentan, se expone que el tratamiento con una simple inyección de anticuerpos anti-IgE anafilactogénicos durante la inmunización primaria reduce los niveles en suero de IgE pero no los de IgG. También se observa que las células B de ratón tratado con esta terapia, mostraba una ausencia completa de mRNA IgE, lo cual se demostró por PCR de transcripción reversa.
Debido a que las alergias humanas se caracterizan por una respuesta persistente mediada por IgE, también les resultó de interés determinar si el tratamiento con anti-IgE podía inhibir una respuesta IgE ya disparada. Al respecto se vió que ratones que exhibían altas tasas de producción de IgE espontáneas también mostraban una notable reducción dosis-dependiente de los niveles de IgE en suero cuando era tratados con una inyección simple de anticuerpos anti-IgE. Por otro lado, también se estudió el efecto inhibidor de reacciones cutáneas de esta terapéutica. Se concluyó que, en particular, el anticuerpo no-anafilactogénico anti-IgE, 1-5, no inducía reacciones en la piel aún en altas concentraciones, y que, además, si bien el anti-IgE no era capaz de desplazar inmediatamente a las moléculas de IgE previamente unidas a sus receptores, la sensibilización de los mastocitos era abolida con el tiempo, presumiblemente como resultado de su interferencia en la unión IgE-FcRI.
Niveles elevados de IgE están asociados con el asma bronquial, enfermedad que se caracteriza por la inflamación eosinofílica de las vías respiratorias. Al respecto, se investigó el efecto de los anticuerpos anti-IgE en la infiltración al pulmón inducida por antígeno, y se observó que la inmunización con estos anticuerpos inhibía el reclutamiento de eosinófilos al pulmón y la producción, por parte de las células pulmonares, de IL-4 e IL-5 pero no de IFN.
Siguiendo con el efecto sobre las vías respiratorias, los resultados muestran que la administración del anticuerpo anti-IgE 1-5 a ratas, poco después de una sensibilización pasiva, inhibe la broncoconstricción inducida por el antígeno en más de un 90%. El tratamiento en ratones resultó en una inhibición del 70% de la hiperreactividad bronquial y además, in vitro, estos anticuerpos fueron capaces de inhibir la sensibilización de los bronquios humanos.
No obstante, como la administración de anticuerpos anti-IgE resulta en la formación de complejos inmunológicos, es relevante el hecho de que el tamaño máximo de estos complejos generados in vitro fueron de dos o tres moléculas de IgE con dos o tres moléculas de anti-IgE, lo cual corresponde aproximadamente al tamaño de IgM y podría explicar por qué estos complejos son incapaces de activar el sistema del complemento. Esta característica es considerada de gran importancia en cuanto a la seguridad para la aplicación en humanos.
Finalmente se estudiaron los efectos de esta terapia en individuos con rinitis alérgica y con asma. En el primer caso, los pacientes con rinitis tratados con anticuerpos anti-IgE demostraron un claro alivio en los síntomas y una disminución en los niveles de IgE en suero. Para el caso de los pacientes asmáticos, una exposición de 1 hora al alergeno de los individuos sensibilizados resulta en una caída en el FEV1 (volumen expiratorio forzado en el primer segundo). Esta respuesta asmática temprana es seguida, en el 50% de los pacientes, por una respuesta asmática tardía, definida por una caída en el FEV1 entre las 2 y 8 horas siguientes a la exposición. El tratamiento con anticuerpos anti-IgE en estos casos, causó una reducción promedio de los niveles de IgE en suero de más del 90% y produjo una atenuación significativa de la respuesta temprana. Actualmente, se está analizando el efecto de esta terapia sobre la respuesta asmática tardía y su posible utilidad terapéutica para esta enfermedad.

Microfotografías

Agradecimientos         Bibliografía