TEMA 5 ANTÍGENOS DE DIFERENCIACIÓN LEUCOCITARIA (CD

Inmunología General, 2º Medicina (2005-2006)
TEMA 5
ANTÍGENOS DE DIFERENCIACIÓN LEUCOCITARIA (CD)
Los antígenos leucocitarios se comenzaron a descubrir gracias al desarrollo de los
Anticuerpos Monoclonales (MoAbs). Un antígeno leucocitario no es otra cosa que una
proteína de superficie de algún tipo de leucocito (células blancas de la sangre). Para
hacer una nomenclatura sistemática, según se iban descubriendo nuevas proteínas con
diversos anticuerpos monoclonales, inmunólogos de todo el mundo se pusieron de
acuerdo y así surgió la nomenclatura CD. “CD” (“cluster of differentiation”) significa
grupo de diferenciación y viene seguido de un número ordinal. Este nombre deriva del
hecho de que al madurar las células adquieren y/o eliminan proteínas en su superficie:
antígenos leucocitarios. Existen más de 160 proteínas con CD asignado; además
existen 3 tipos de proteínas (BCR , TCR , HLA) que marcan el reconocimiento específico
del antígeno por el sistema inmune y que no han recibido un número CD de identificación.
5.1
Antígenos de diferenciación de Linfocitos T:
La célula stem procedente de la médula ósea tiene la potencialidad de diferenciarse en
linfocito T y NK (diapositivas 5.3 y 5.4), expresa CD7, CD33 y CD34. Ya dentro del timo,
y antes del reordenamiento de los receptores de la célula T, los precursores pueden
perder la expresión de CD34 (y quedan comprometidos al linaje NK y diferenciarse fuera
del timo) o conservarlo (y quedar comprometidos al linaje T) como timocitos inmaduros.
En una etapa posterior de maduración (timocito común) adquieren la expresión de CD1,
CD3 y TcR, CD4 y CD8. Estas células, también llamadas “doble positivas” por coexpresar CD4 y CD8 suponen más del 90% de los timocitos totales. Los procesos de
selección (positiva y negativa) van a eliminar el 95% de los timocitos. La última etapa de
maduración intratímica, supone el apagado selectivo de la expresión de CD4 o CD8,
puesto que en sangre periférica no pueden co-expresar ambas moléculas, estos son los
denominados timocitos maduros (suponen el 5% de los timocitos totales).
Una vez en la periferia, los linfocitos T son una población celular muy heterogénea
formada por, al menos, tres tipos diferentes de células: aquellas con TcR γ−δ, y dentro de
las que tienen TcR α−β se distinguen 2 tipos principales: CD4 y CD8. Dado que el TcR va
acompañado de un grupo de moléculas accesorias, denominadas CD3, es este marcador
el que mejor define el Linaje T.
Pero además, hay un grupo de moléculas accesorias (diapositiva 5.5), entre las que
cabe destacar el marcador CD2 que actúa de receptor para la molécula LFA-3,
fundamental en la adhesión celular. Otra molécula muy importante, que expresan casi
todos los linfocitos T es el CD28, que transmite al interior celular una señal
coestimuladora para la activación de los linfocitos T. Por último, y aunque ya
mencionados, no son menos importantes los denominados correceptores (CD4 y CD8)
que se expresan de modo excluyente y que se unen a partes conservadas de las
moléculas HLA de clase II y clase I, respectivamente.
5.2
Antígenos de diferenciación de Linfocitos B:
Las células poco diferenciadas (pro-B) expresan el enzima Tdt (diapositiva 5.6). Los
linfocitos B desde etapas de diferenciación tempranas expresan moléculas HLA de clase
II que sólo existen además en células presentadoras de antígenos. También, en todas las
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etapas del proceso de diferenciación se expresa CD 19 , que es el mejor marcador del
linaje B.
En la tercera etapa madurativa (pre-B) se comienza a expresar la Inmunoglobulina en
superficie, aunque sólo se completa en la ultima etapa de diferenciación (célula B
inmadura), con la expresión de IgM e IgD en superficie. Es también en esta última etapa
de diferenciación donde se aprecia la expresión de CD 20 (diapositiva 5.7), que se pierde
en el paso a células plasmáticas Los linfocitos B inmaduros y maduros expresan CD21
que es a la vez receptor para complemento y para el virus de Epstein-Barr (EBV). Las
moléculas CD19 y CD20 son importantes en la proliferación y activación de los linfocitos
B. Por último, en los linfocitos B activados se enciende la expresión de la proteína CD38
(marcador de estado de activación que también tienen los linfocitos T activados). Otra
molécula accesoria fundamental en los linfocitos B es CD40, puesto que cuando esta
molécula se une a su ligando, da señales al linfocito B para que cambie de isotipo en su
Inmunoglobulina.
5.3 Antígenos de diferenciación de Linfocitos NK.
A diferencia de los linfocitos T y B, no existe un marcador de linaje perfecto para los
linfocitos NK (diapositiva 5.8). Algunos de los Linfocitos NK presentan CD56, pero no
todos, por lo que no sirve como marcador específico. Se creía que eran específicos los
receptores NK: KAR y KIR, pero se han encontrado en otros tipos celulares (esta erróneo
en la figura) y además son variables entre individuos y células.
Luego, hay una serie de marcadores que comparten con otras células linfoides: CD2 que
ya sabemos lo expresan los linfocitos T, pero no los B. CD8 se expresa en el 30-80 % de
linfocitos NK, aparte de los Linfocitos Tc. La integrina LFA1 (CD11a/CD18) es común a
todos los tipos de linfocitos (T, B y NK). CD25, parte del receptor para interleucina-2
también se encuentra en linfocitos T activados, linfocitos B y NK.
Por último, hay una serie de marcadores que comparten con otras células de la estirpe
mieloide: destaca el CD16 es un receptor para Ig que expresan las células NK y los
monocitos y granulocitos.
Debido a todo lo expuesto la identificación de linfocitos NK en la práctica real se hace
buscando aquellas células que expresan CD16 y/o CD56 pero que carecen de CD3.
Todos los linfocitos NK presentan CD16 pero no nos vale como marcador, puesto que
engloba a granulocitos y monocitos. Haciendo la corrección con la “ausencia” de CD3,
corregimos este problema.
5.4
Antígenos de diferenciación del linaje mieloide.
En la diferenciación de linaje mieloide hay una característica llamativa: todas las células
precursoras expresan HLA-DR, pero al final de la diferenciación (diapositiva 5.9) sólo las
células presentadoras de antígenos mantienen dicha expresión (esto es la estirpe
monocito-macrófago). La molécula CD34, con funciones de adhesión celular, resulta ser
el marcador más primitivo en la diferenciación, de hecho se utiliza en la práctica
clínica para seleccionar células primordiales pluripotentes (o células stem), y no se
expresa en ninguno de los tipos celulares finales. CD16 (receptor para Fc de Igs) aparece
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en todas las células, pero se expresa más en granulocitos que en monocitos.
(diapositivas 5.10 y 5.11). El marcador mejor de la estirpe monocito-macrófago parece
ser CD14 (receptor para lipo-polisacáridos bacterianos), prácticamente ausente en los
granulocitos. Por el contrario, CD17 (implicado en transducción de señales) es mejor
marcador de granulocitos, aunque también se ha encontrado expresado en plaquetas.
Todas las células del linaje mieloide expresan diferentes isoformas de CD45 (que es el
mejor marcador pan-leucocitario), así como distintas combinaciones de integrinas: siendo
CD18 común (expresado algunas veces junto a CD11b y otras junto a CD11c).
5.5
Clasificaciones de los antígenos de diferenciación:
Estas moléculas CD, que son siempre proteínas estructurales de membrana se pueden
clasificar atendiendo a diferentes criterios, pero fundamentalmente según criterios
estructurales y/o funcionales.
a) Clasificación atendiendo a criterios estructurales:
Dentro de los antígenos de diferenciación (CD) se establecen una serie de superfamilias.
Cada superfamilia se caracteriza porque las proteínas que la integran reúnen una serie de
características estructurales comunes. Normalmente estas características estructurales
comunes significa que comparten dominios de proteína de un determinado tipo. Así
podemos hablar de las superfamilias de las Inmunoglobulinas, de las integrinas, de las
selectinas, de los receptores de citocinas, etc...
La mejor conocida de todas es la superfamilia de las inmunoglobulinas (diapositiva
5.12) que se caracteriza porque las proteínas que la componen presentan dominios
globulares de unos 110 aminoácidos con estructura tridimensional muy semejante a la de
los dominios globulares de Inmunoglobulina. Estos dominios globulares pueden ser
similares a los de regiones constantes (C), a los de regiones variables (V), o en general a
los de cadenas pesadas (H) de Inmunoglobulina. Hay una gran colección de proteínas en
esta superfamilia. Podemos destacar:
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Las propias inmunoglobulinas
El receptor de la célula T (TcR) y las cadenas de su estructura asociada: CD3.
Los antígenos HLA, tanto de clase I como de clase II
Los co-receptores del linfocito T: CD4 y CD8
La molécula que transmite señales coestimuladoras: CD 28, así como sus dos
ligandos: CD80 y CD86 (antiguamente llamados B 7-1 y B 7-2)
Uno de los receptores para Fc de la IgG (CD32)
Distintas moléculas de adhesión: ICAM-1 (CD54), ICAM-2 (CD102), VCAM–1
(CD106), NCAM (CD56)
Uno de los receptores para IL-1: IL-1R tipo I (CD121a)
b) Clasificación atendiendo a criterios funcionales:
Cuando una célula presentadora de antígeno (APC) y un linfocito T entran en contacto,
hay una gran cantidad de moléculas que intervienen en la adhesión y transmisión de
señales entre ambos tipos celulares (diapositiva 5.13). Las funciones que tienen cada
una de estas moléculas es muy diferente:
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Así están las moléculas que intervienen en el reconocimiento del antígeno: TcR (en
el caso de los linfocitos B sería el BcR)
Las moléculas para el anclaje correcto de dicho receptor y transducción de señales
al interior: complejo de proteínas CD3.
Los co-receptores: CD4 o CD8
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Las moléculas que presentan el antígeno a la células T: antígenos HLA
Los receptores para Fc de Inmunoglobulinas: CD16
Los receptores para fragmentos de complemento: CD 35
Los receptores para interleucinas: CD 121 a
Moléculas de co-estimulación: CD28
Moléculas de señalización: CD40 (en el APC) y CD40L (en el linfocito T)
Moléculas de activación, que se expresan cuando la célula se ha activado: como el
receptor de IL-2 (CD25) ó CD38.
• Marcadores del estado de diferenciación celular: CD 45 R0 (memoria) ó CD45RA
(vírgenes)
• Moléculas de adhesión Inter.-celular: CD 18, CD2, etc...
En negrita: las moléculas que participan en el reconocimiento específico del antígeno.
Desarrollando un poco más los marcadores que identifican el estado de diferenciación
celular (diapositiva 5.14), se ha encontrado que la molécula CD45 tiene varias isoformas,
entre las que prevalecen las denominadas CD45RO y CD45RA. Se ha determinado
además, que CD45RA se expresa en células vírgenes (que aún no han encontrado el
antígeno), en tanto que CD45RO se expresa en células de memoria. La transición de la
expresión de un tipo al otro es un proceso continuo (de modo que en un momento
determinado una célula T puede co-expresar ambas isoformas). Además, hay otros
marcadores del estado de activación: así CD2, CD29 y CD18 se expresan a mayor
densidad en las células de memoria, aunque también se expresan (pero en menor
densidad) en las células vírgenes.
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