Sistema del Complemento

Sistema del Complemento
29 de Febrero de 2012 / Cristina Cabrera
Mónica Alejandra Solís Velasco
SISTEMA DEL COMPLEMENTO
El complemento se llama así porque unos señores en el Instituto Pasteur, se dieron cuenta
que además de la inmunidad humoral (anticuerpos) había algo más que ayudaba a
destruir los microorganismos, porque al subir la temperatura, a pesar de que los
anticuerpos seguían ahí, no había lisis; lo que significaba que había algo ahí que
complementaba la acción de los anticuerpos y que muy probablemente eran enzimas,
porque se desnaturalizaban a altas temperaturas, a eso le llamaron complemento.
Hay 3 vías por las que se activa el complemento:



Vía clásica: que tiene moléculas de C1 a C9. Fue la primera que descubrieron. Que
se activa ante la presencia de complejos inmunes, que es la unión de un antígeno
con un anticuerpo.
Vía alternativa: la segunda que descubrieron pero filogenéticamente más antigua.
Se activa ante algunas moléculas de un microorganismo, como el LPS (gram
negativas), el ácido lipoteitoico, etc.
Vïa de la lectina: la última que descubrieron. Nosotros tenemos en sangre lectina,
que tiene sitio de unión para todas las moléculas de azúcar, principalmente
manosa. Podría reconocer más polisacáridos.
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Una vez que cualquiera de estas vías se haya activado, vamos a tener estas funciones:




Reclutar células inflamatorias.
Opsonización de patógenos.
Muerte de los patógenos.
Limpieza de los complejos inmunes (únicamente por la vía clásica).
Los hepatocitos son las células que más producen moléculas del complemento, pero
también los macrófagos, los monocitos, el bazo, fibroblastos, tejido adiposo, las células
endoteliales y otros pueden producir también estas moléculas.
http://www.youtube.com/watch?v=vbWYz9XDtLw
Nota: ese es el link de la animación que la
profesora mostró en clase, tiene audio y
explican perfectamente la vía clásica.
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
VÍA CLÁSICA:
Explicación de la animación:
La animación corresponde a la vía clásica. Se observan los epítopes a los que se les va a
unir una IgG (es G porque es monómero y tiene forma de “y”). El anticuerpo es la base de
la activación de la vía clásica, el microorganismo está siendo opsonizado (marcado por
esos anticuerpos) a partir de ahí pasa lo siguiente:
1) Empieza con la unión del complejo C1 al antígeno. El complejo C1 está formado
por C1q (forma de flor, es un hexámero), 2 moléculas de C1r y 2 de C1s; las últimas
dos son enzimas (que están en forma de zimógeno cuando no hay unión al
anticuerpo). El C1 se forma en presencia de calcio. Cuando se une, C1, a uno de los
dominios constantes de la IgG, C1r se activa como enzima y actúa sobre C1s, la
hidroliza y la activa como enzima.
2) C1s activada va a atraer a C4 y la va a hidrolizar en C4a (pequeña) y C4b (grande).
El C4a se va y el C4b se queda.
3) El C4b que se quedó, atrae químicamente al C2. La misma enzima C1s la va a
hidrolizar a C2a y C2b. El C2b se queda; la unión de C4b con el Cb2 forma la C3
convertasa (C4b2b). En algunos libros aparece que la C3 convertasa es C4b2a,
pero la profesora dijo que para nosotros siempre el C2b es el que se queda en la
membrana.
4) La C3 convertasa proteoliza el C3 en C3a (que se va) y C3b que se pega a la
membrana. El C3b es la más potente opsonina. Cuando se forma la C3 convertasa
se hidrolizan muchas y se empiezan a pegar muchos C3b a la membrana, la vía se
amplifica. “Si va un macrófago por ahí caminando y se encuentra el microbio lleno
de C3b… se lo fagocita; hasta aquí el complemento está cumpliendo con una de
sus funciones”.
5) Uno de los C3b proteolizados, no se une a la membrana sino que se une a la C3
convertasa para formar la C5 convertasa. La C5 convertasa está formada por
C4b2b3b, es decir la misma C3 convertasa mas un C3b.
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6) La C5 convertasa proteoliza el C5 en C5a, que se difunde, y C5b que se queda en la
membrana.
7) Al C5b en la membrana se une químicamente el C6, el C7 ya empieza a penetrar la
membrana (C7 es una molécula anfipática, es decir con una región hidrofílica y
otra hidrofóbica) y el C8 también penetra la membrana. “El C5b es como el eje
sobre el cual se va a construir el MAC (complejo de ataque a la membrana)”.
8) Cuando ya están C5b, C6, C7 y C8 unidas en la membrana, es que llega el C9. El C9
se polimeriza y ahí si queda listo el MAC y forma un poro. Hay en la célula una
desestabilización osmótica y hay muerte del microorganismo. (C7, C8 y C9 son
anfipáticas y la única que se polimeriza es C9).
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En la vía clásica, los tipos inmunoglobulinas que activan la vía del complemento son IgG e
IgM.
-
IgM: tiene 5 monómeros. “Es más gordita y es como un pulpito porque con cada
brazo puede coger un epítope”. Es mucho más fácil que las “cabecitas” del C1q se
unan a la IgM que tiene varios sitios de unión, a que se una a una IgG.
Cuando la IgM está en sangre no se activa. Para su activación tiene que estar unida
a una superficie.
-
IgG: se necesitan dos IgG para que se pueda unir el C1q al anticuerpo y una
distancia de 80 A, exactamente. Principalmente las que activan el complemento
son IgG-1 e IgG-3.
Por lo anterior se dice que la IgM es la mejor activadora del sistema del complemento.
Pregunta de parcial 1: “¿Cuáles isoptipos de inmunoglobulinas activan el sistema del
complemento? La IgM y la IgG”.
Pregunta de parcial 2: “¿Cuál es la principal activadora del sistema del complemento? La
IgM”.
Resumen de la vía clásica, los pasos son:
1. Unión del complejo C1 a los complejos inmunes. C1r activa a C1s para que quede
con la actividad enzimática.
2. C1s atrae químicamente a C4 y lo hidroliza a C4a y C4b.
3. La C4b se une de forma covalente a la membrana del microorganismo mediante
un enlace covalente, tioéster. Las membranas de los microorganismos son ricas en
grupos OH por lo que es muy fácil que el complemento sea atraído por ese oxígeno
o por el azufre.
4. C4b2b forma la C3 convertasa que tiene la función de atraer el C3 y proteolizarlo
en C3a y C3b. Se hacen muchas C3b y se van pegando de forma covalente al
microorganismo.
Pregunta de parcial 3: “¿La C4b también es opsonina? Sí, porque tiene receptores en el
fagocito. Los fagocitos siempre tienen receptores para el C3b y la IgG, por eso son las
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mejores opsoninas; pero dentro de los receptores del complemento tenemos que el
receptor del C3b también puede reconocer a C4b. La C4b no es tan buena opsonina como
la C3b o la IgG, pero puede hacer la función. Primero porque en sangre hay mucha más
C3b que C4b, entonces es más fácil llenar a un microorganismo de C3b y va a ser más
llamativa para el fagocito”.
Los receptores reconocen cualquier molécula del complemento, pero son más específicos
para algunas. Por ejemplo el CR1 es más específico para el C3b, pero reconoce otras.
5. Una de las moléculas de C3b se pegó a la C3 convertasa y formaron la C5
convertasa. La C5 convertasa hidroliza el C5 en C5a y C5b.
6. El C5b se deposita en la membrana del microorganismo y atrae a C6-C8. Una vez
está esto es que se forma el Poli-C9, si no está este andamio el poli-C9 no se forma.
Las “a” del complemento (C3a, C4a, C5a…) son quimiotácticas y anafilotoxinas. Son
moléculas que proveen mecanismos para el proceso inflamatorio y de atracción.
C3a y C5a son anafilotoxinas, lo que significa que tienen receptores en células
granulocíticas como los mastocitos. Entonces cuando llegan a esos receptores hacen que
la célula se degranule y produzca histamina, prostaglandinas, leucotrienos y todos los
mediadores de inflamación.
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Mientras las tres (C3a, C4a y C5a) son quimiotácticas. La quimiotaxis es un movimiento
celular a través de un gradiente químico.
Estas moléculas quimitácticas son las que le van diciendo a las células inflamatorias el
lugar de inflamación. La más potente, tanto anafilotoxina como quimiotáctica es la C5a,
seguida de C3a y por último C4a.
La C2 es vasodilatadora y activadora de la vía de las cininas (supongo que se refiera a la
C2a).
La proteína C reactiva (CRP) es una opsonina y activa al complejo C1, lo que quiere decir
que es activadora de la vía clásica del complemento.
Pregunta de parcial 4: “¿Cuáles son las moléculas que activan la vía clásica del
complemento? IgM, IgG y proteína C reactiva”.

VÍA DE LA LECTINA:
Hay una lectina en sangre que se une a manosa que se descubrió que activaba el
complemento. Hay unas moléculas que son muy parecidas que son las ficolinas y unas
proteasas que son la MASP-1, MASP-2, MASP-3 que son serinproteasas asociadas a
manosa.
Esas proteasas (las MASP) van a reemplazar a C1r, C1s y a todo el complejo C1 de la vía
clásica. La lectina es un hexámero muy parecido al C1, pero la lectina no se une a C1r o
C1s, sino que se une a las MASP. Las MASP se unen para hacer la hidrólisis de los
componentes.
Paso por paso ocurre lo siguiente:
1. La lectina está unida a sus MASP y cuando encuentra un microorganismo rico en
manosa, fucosa, n-acetilglucosamina, n-acetilmuramico (este y el anterior hacen
parte del peptidoglicano de la pared de la bacteria) o glucosa, se pega a él.
2. Al reconocer la bacteria, sus proteasas hacen lo mismo que hacía C1r. Las MASP’s
hidrolizan C4, el C4b se deposita.
3. C4b atrae C2, C2a se va, se deposita C2b y con el C4b forma la C3 convertasa.
4. La C3 convertasa proteoliza C3 en C3a y C3b… Lo demás es igualito a la vía clásica.
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Es la misma vía, igual a la clásica; lo que la diferencia es cómo arranca. La vía de la lectina
se activa ante la presencia de azúcares y la clásica ante la presencia de complejos
inmunes.
La MASP-2 es la que actúa como proteasa, pero la MASP-1 tiene alguna actividad de
enzima.

VÍA ALTERNATIVA:
La vía alternativa ya cambia en su nomenclatura, se origina desde C3, continua con el
factor B, con el factor D y con el factor P (de properdina).
Puede ser activada por algunas moléculas del microorganismo como el LPS, el ácido
teitoico, el zymosan de los hongos; son moléculas que activan directamente la vía
alternativa.
En los textos hablan de una hidrólisis espontánea, pero tiene que haber algo que la
hidrolice (se refiere a la molécula C3 en sangre). En esta vía el C3 se está hidrolizando “por
si las moscas” hay un microorganismo. Pero el C3 debe estar en presencia de una enzima y
ya se descubrió que la que hace eso es la MASP-1 de la vía de las lectinas.
El MASP-1 hidroliza al C3, lo hace en una baja cantidad porque ese enlace tioester reactivo
puede hacerlo pegar a nuestras propias células. Es un proceso que se hace en cuestión de
minutos, si el C3b no encuentra un microorganismo para unirse, se hidroliza y se inactiva
(por el agua del medio que neutraliza la molécula).
Si el C3b que hidrolizó el MASP-1 encontró una membrana de un microorganismo arranca
la vía y sucede lo siguiente:
1. El C3b atrae a una molécula que también se encuentra en sangre y se llama el
factor B. Esa molécula se le pega al C3b y es hidrolizada en Ba y Bb por el factor D,
que es una enzima.
La primera enzima que actúa en esta vía es la MASP-1, la segunda enzima sería el factor D.
2. El Bb se queda en la membrana y junto con el C3b forman una molécula muy
inestable. Para estabilizarse necesitan que se les una properdino, por eso también
le llaman la vía de la properdina. Es la única molécula que requiere estabilización
en la vía del complemento.
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3. El C3b y el Bb forman la C3 convertasa. Se amplifica la reacción porque hay muchas
C3b que se forman y se empiezan a quedar en el organismo.
4. A la C3 convertasa se le une otra C3b y forma la C5 convertasa. “C3b mamá, C3b
papá y el Bb”.
5. La C5 convertasa hidroliza el C5 y sus partes cumplen las mismas funciones que en
las otras vías.
La formación del MAC es idéntica en las tres vías.
Pregunta de parcial 5: “¿Cuáles de las vías se encuentran en la respuesta inmune innata
y cuáles en la respuesta inmune adaptativa? La clásica está en la respuesta inmune
adaptativa y las otras dos en la respuesta inmune innata. La razón es que la vía clásica
necesita de la acción de los anticuerpos, que solo se producen después de la activación de
los linfocitos”.
Pregunta de parcial 6: “Si yo tengo una vía clásica que me está formando mucho C3b,
¿se puede activar la vía alternativa al mismo tiempo?”. Sí, el C3b puede ser hecho por la
lectina que une manosa, por la vía clásica que igual el factor B se le puede pegar y se
activan varias vías”.
Resumen de lo que hemos dicho: Tabla de examen.
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La profesora lee el cuadro tal cual y lo único que dice adicional para entenderlo es:
-
De iniciación: MASP-1 en la vía alternativa y MASP-2 en la vía de la lectina.
C3/C5 convertasa: quiere decir cuál es el fragmento que tiene acción de enzima.
En cuanto a quien opsoniza: C3b solamente en la vía alternativa (porque en la vía
alternativa no hay C4b) y en las otras dos vías tanto C3b como C4b.
Initiation of effector pathway: es decir con cuál comienza la formación del MAC.
En cuanto a la inflamación C5a > C3a > C4a en cuanto a la potencia anafiláctica y
quimiotáctica.
No sé si sea en serio… pero ahora viene la gráfica del examen:
-
Vía clásica: se activa desde complejos inmunes, C1s es quien tiene la actividad
enzimática, proteoliza C4 en C4a y C4b. C4b se une de forma covalente a la
membrana del microorganismo, atrae a C2 y la misma C1s hidroliza a C2 en C2a y
C2b. C4b2b forma la C3 convertasa de la vía clásica.
-
Vía de la lectina: cuando una lectina se une a azúcares sobre la superficie del
microorganismo se activa. Tiene a las MASP y MASP-2 es quien hidroliza a C4. El
C4b se une covalentemente a la membrana, atrae C2 y se forma la C3 convertasa
(C4bC2b).
-
Vïa alternativa: C3 encontró un sustrato en una membrana y se unió de forma
covalente, atrae químicamente al factor B. El factor B es hidrolizado por el factor
D, en Ba y en Bb. C3b se une a Bb, viene la properdina y lo estabiliza y se forma la
C3 convertasa.
También dicen tímidamente, que el MASP-1 es quien hidroliza el C3 en C3a y C3b.
Todas las C3 convertasas de todas las vías, proteolizan el C3 en C3b y C3a. El C3b se une a
las C3 convertasas de cada una de las vías y forman la C5 convertasa. La C5 convertasa
proteoliza C5 en C5a y C5b. El C5b da pie para que se forme el complejo de ataque a la
membrana.
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El resultado de la activación de cualquiera de las vías es:
-
Formación de mediadores.
Inflamación y reclutamiento de células inflamatorias.
Opsonización y lisis de la célula.
Remoción de complejos inmunes, que lo hace únicamente la vía clásica.
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Remoción de complejos inmunes:
La vía clásica coge los complejos inmunes y los lleva hacia los fagocitos que hay en el
hígado y el bazo; evitando que se produzca una patología autoinmune como vasculitis o
glomerulonefritis.
Cuando hay un complejo inmune se
activa la vía clásica. Cuando se activa
la vía clásica se forman muchas
moléculas de C3b que se va a unir al
antígeno en la parte donde están los
anticuerpos.
Cuando se han formado esas mallas
de complejos inmunes, el eritrocito es
rico en receptores CR1 que son afines
con el C3b.
Entonces los eritrocitos cargan los
complejos inmunes y los llevan hasta
el hígado y el bazo donde hay
fagocitos que los van a destruir y van
a impedir que esos complejos
inmunes se depositen en los tejidos.
Los complejos inmunes tienen una
atracción muy grande por los vasos
capilares, por el endotelio capilar y
atracción por el glomérulo.
Si hay muchos complejos inmunes
vamos
a
tener
vasculitis
y
glomerulonefritis.
Porque
causa
inflamación por pensar que algo nos
está atacando.
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El sistema del complemento está conformado por cerca de 35 proteínas, entre las que son
solubles y las que están como receptores.
Receptores del complemento:




Receptor del complemento 1 (CR1 o CD35): el mismo receptor que tiene el
fagocito para reconocer el C3b también puede reconocer el C4b. Lo que pasa es
que el C3b es mucho más afín. Sirve para la fagocitosis, limpieza de complejos
inmunes e inhibición de la activación del complemento (se explica ahora).
CR2 o CD21: hace parte del correceptor del linfocito B y también es el correceptor
del virus de Epstein Barr. Reconoce al C3d, C3dg > iC3b. El C3d es un pedacito
hidrolizado del C3b y el otro pedazo se llama el C3dg. El último que queda
colgando en la membrana del microorganismo es el C3d, los que parten el
complemento son los microorganismos intentando defenderse.
CR3: es una integrina, reconoce más ávidamente al iC3b y al ICAM.
CR4: es otra integrina que reconoce solo el iC3b. También se encuentra en los
fagocitos y en las NK y participa en procesos de fagocitosis y adhesión celular.
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

CRIg: En las células de Kupffer han encontrado un receptor del complemento que
es el CRIg (por tener una estructura parecida a las inmunoglobulinas) y reconoce
C3b e iC3b.
CIR1 (así lo escuché pero no lo encuentro por ninguna parte, verifiquen): se
encuentra en los macrófagos en la parte marginal del bazo y reconoce
polisacáridos de los neumococos.
El CR1 reconoce el C3b, CR3 reconoce iC3b y CR2 el C3d. No exclusivamente pero si es el
más afín.
Inhibición de la cascada:
Dentro de las moléculas, de las 35, tenemos moléculas inhibidoras:

C1 INH: es la única molécula que para la vía clásica desde un comienzo. No deja ni
que arranque porque es una molécula que químicamente atrae más al C1r/C1s. El
C1q solo no hace nada. La deficiencia de este produce angioedema hereditario.
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
Factor I: Cuando se ha insertado en la membrana el C4b, hay una proteína que une
C4b que se le pega y no deja que se le pegue el 2b, no deja que se haga la C3
convertasa y cuando se le ha pegado al C4bBb activa el factor I y lo degrada.

Factor H: Cuando el C3b que “se activa solo” en la vía clásica, se une a la
membrana de una célula nuestra, no atrae al factor B, sino al factor H. La razón es
que la composición de las membranas es diferente, nosotros tenemos ácido siálico
en las membranas y eso repele al factor B.
Entonces a ese C3b no se le pega el factor B, sino el factor H y la hidrólisis viene a
hacerla es el factor I. El factor I separa esas moléculas en iC3b e iC3f y lo puede
seguir fragmentando hasta dejarlo inútil.
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



Proteína que une C4.
Cofactor para proteína de membrana.
DAF: es el factor activador de la desaceleración, que se une al C4b y no permite
que se forme la C3 convertasa.
CD59.
Entre los que evitan la formación de la C3 convertasa están: la proteína que se une a C4bp, el factor I, el DAF y el CR1.

CR1: además de ser un receptor para el C3b, cuando está el C4b lo cubre y no deja
que se le una el C2b; le hace un impedimiento estérico químicamente.
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Regulación de la vía alternativa:
La vía alternativa como arranca desde C3b también tenemos impedimentos estéricos para
que no se le una el B:


DAF, CR1 pueden hacer que no se una el factor B y no se forme la C3 convertasa de
la vía alternativa.
Factor H también se le puede unir, lo que hace es atraer al factor I y este lo vuelve
iC3b y lo sigue partiendo.
Digamos que no hubo forma de parar la vía y llegamos hasta la formación del MAC.
En nuestras células tenemos la molécula CD59 que al unirse al complejo C5b-C8, le impide
la formación del poro. De esa forma se evita que se haga lisis de nuestras células. Los
glóbulos rojos tienen esta molécula porque si no se produce una patología llamada
hemoglobinuria paroxística nocturna.
Tenemos otra proteína que es la proteína S que es una proteína señuelo. Eso significa que
atrae químicamente a las moléculas del complemento desde C5b hasta el C9. “Es un
florero para que el MAC no se meta en la membrana sino que quede adornando el
florerito”.
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Si una persona tiene una mutación en las primeras moléculas de la vía clásica, va a tener
enfermedad por complejos inmunes. La razón es que la vía clásica es la única que limpia
esos complejos inmunes. Puede dar LES, vasculitis, glomerulonefritis, etc.
Si un niño recién nacido tiene deficiencia en las moléculas de lectina que une manosa,
tendrá infecciones recurrentes bacterianas hasta los 2 años, porque los niños no tienen
anticuerpos (empiezan a tener una buena cobertura de anticuerpos solo hasta los dos
años y es ahí cuando la vía clásica entonces comienza a funcionar). Estaríamos usando
solo la vía alternativa para el niño y por eso la deficiencia.
La deficiencia de C3 tenderá a infecciones por bacterias como Neisseria.
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Finalmente la deficiencia del MAC va a producir enfermedades por Neisseria.
Algunos microorganismos han creado estrategias para evadir el complemento:


Neumococo: presentan cápsulas que no permiten que se adhiera el complemento.
Micobacterias: paredes celulares inmensas que por más que se deposite el C3b, el
receptor del fagocito no alcanza a llegar y no hay unión y no hay fagocitosis.
Tienen otros, además enzimas que degradan el C3b. Tienen algunas proteínas que atraen
al complejo pero no lo dejan meter a la membrana como la proteína señuelo. Hay otras
membranas cuya composición química no permite la unión del complemento.