¿Sabías que el descubrimiento de la Inmunoglobulina E ha

Una aproximación a la
utilidad de la Ciencia
¿Sabías que el descubrimiento de la
Inmunoglobulina E ha contribuido al
diagnóstico y tratamiento de las enfermedades
alérgicas?
MAYTE VILLALBA DÍAZ
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I
Universidad Complutense de Madrid
www.bbm1.ucm.es/divul/divul.html
www.bbm1.ucm.es/divul/divul.html
¿De cuando datan los primeros casos de alergia?
EGIPTO. Papiro de Ebers (20m)
Remedios contra el asma, gonorrea,
hepatitis, etc
Habla del PRIMER INHALADOR
El faraón Menes (2640 aC) murió
de una picadura de avispa
La respiración era la
función más vital
El emperador
Augusto primera
historia familiar
de alergia
ANTIGUA CHINA. Ephedra
sinica (EFEDRINA) usada para
tratar al emperador Shen Nung
los síntomas asmáticos
GRECIA. Hipócrates, el
padre de la medicina
Dio el nombre de ASMA
ROMA. Galeno, médico
de gladiadores.
PRIMER MODELO ANIMAL
Médico y
paciente a la vez
Un poco de historia
Portas glicerinados
John Bostock (1773-1846)
Descubridor de la fiebre del
heno o catarro estival
28 pacientes en toda Inglaterra
Charles Blackley (1820-1900)
Inhaló polen y esporas
POLEN ERA LA CAUSA
DIRECTA
Primer colector de polen
Uno de los animales
más mortíferos
Physalia (hipnotoxina)
Physalis
Charles Ritcher
PREMIO NOBEL 1913
“ANAFILAXIA” (falta de inmunidad)
Lo contrario a profilaxis. Sensibilidad desarrollada por un
organismo después de recibir la inyección de una
sustancia proteica extraña
La alergia es una alteración inmunológica
Respuesta inmunológica normal
sustancias DAÑINAS
sustancias INÓCUAS
RESPUESTA INMUNOLÓGICA (enfermedad)
TOLERANCIA
Respuesta inmunológica alterada
VACUNAS
Edward Jenner (1749-1823) vacuna contra la viruela humana con la de la viruela bovina.
PRIMER MODELO HUMANO
Alergia
Mano de Sarah Neimes
Adquisición de RESISTENCIA ó INMUNIDAD
¿Qué es la alergia?
“allos”=otra “ergon”=desviación
del estado original
Término
”ALERGIA”
Él, a falta de animales
de laboratorio, se
inoculó el suero de su
colega
ÉL, alérgico a pescado
Prausnitz
Prausnitz yy Küstner
Küstner 1921
1921
2.
2. Un
Un factor
factor sérico
sérico
REAGINA
REAGINA
Clemens
Clemens von
von Pirquet
Pirquet 1906
1906
Reacción alterada del
sistema inmunitario
1. Alergeno
3. Mastocitos
Mastocitos yy
basófilos
?
¿Cuál es el factor responsable de la reacción alérgica?
Ishizaka
Defensa frente a los parásitos
1966
IgE muy
baja
concentración en plasma
Sitios de unión del alergeno
En países
desarrollados
Desencadena los procesos al
érgicos
alérgicos
Más del 30% de la población en países
industrializados padecen alergia
¡También es culpable el paciente!
IgE
Anticuerpos IgE,
altos niveles en plasma de pacientes
Paciente alérgico
o atópico
Reacción de
hipersensibilidad tipo I
A veces también hay parásitos
en los países desarrollados
Hipersensibilidad a parásitos como
el ANISAKIS
¿A qué tenemos alergia?
EPITELIOS
ALIMENTOS
ÁCAROS
Fuentes Biol
ógicas
Biológicas
FÁRMACOS
POLEN
VENENOS
DE INSECTOS
LÁTEX
¿Cómo se produce la respuesta alérgica?
Alteración
Alteración del
del sistema
sistema inmune
inmune ((
SENSIBILIZACIÓN
IgE)
IgE) en
en respuesta
respuesta aa un
un antígeno
antígeno externo
externo (alergeno)
(alergeno)
PROVOCACIÓN
Liberación de mediadores
(histamina, serotonina, ...)
Alergeno
Células
Presentadoras
antígeno
Linfocito
Linfocito Th2
Th2
IL-4
Linfocito B
IgE
Mastocitos
Basófilos
Basófilos
Efectos clínicos:
rinoconjuntivitis
urticaria
asma
dermatitis...
¿Qué vías de acceso utilizan
los alergenos para producir alergia?
Vías de sensibilización
Fuentes biológicas
Inhalada
Polen
Hongos
Epitelios
Heces de insectos
Ácaros del polvo
Oral
Inyección
Por contacto
Alimentos: leche, huevos, pescado, frutas, semillas
Antibióticos
Veneno de insectos
Látex
¿Qué moléculas son capaces de
desencadenar una respuesta alérgica?
E
Ig
W74
W13
Alergeno
C14
epítopo
C76
Propiedades de los alergenos
Solubles
Pequeños
Estables
Proteínas
Carbohidratos
¿Cuáles son los síntomas clínicos más frecuentes?
Conjuntivitis
Urticaria
!!
a
at
i
d
e
m
n
i
Rinitis n
ó
i
c
c
a
e
¡¡R
Asma
Problemas
gastrointestinales
Shock anafiláctico
Algunos síntomas de
la alergia, como
el asma o la rinitis
se agravan con:
irritantes
Cambios
climáticos
Ejercicio
Cambios
emocionales
Contaminación
¿Qué factores contribuyen a la alergia?
Problema multifactorial
FACTORES INTRÍNSECOS
Características genéticas
Edad
Sexo
Hipótesis de la higiene
FACTORES EXTRÍNSECOS
Propiedades moleculares de los alergenos
Contaminación ambiental
Dieta
Estilo de vida
Hay un incremento de la prevalencia de la alergia en países industrializados
Ambientes
Ambientes limpios
limpios
vacunación
vacunación
Antibióticos
Antibióticos
Ausencia de un entorno microbiano en
la infancia aumenta el riesgo de
sufrir alergia
¿Tenemos síntomas todo el año?
Estacional
Pólenes
Perenne
Ácaros, hongos
Ocasional
Picaduras, ingesta alimentos
Horario laboral
Alergias ocupacionales
Polinosis
Pólenes ¿de qué especies?
REQUISITO IMPRESCINDIBLE:
ser anemófilos (más ligeros, plantas
sin flores)
Árboles
Ciprés
Olivo
Gramíneas
Malezas
Abedul
Salsola kali
P. judaica
Phleum pratense
¿Cómo se lleva a cabo el recuento
de granos de polen?
Charles Blackley
Contador de polen
Alergia
a ácaros
Zonas húmedas y poco aireadas
Alfombras, almohadas y mantas
Aunque se sea muy limpio……
Alergia perenne
Alimentos alergénicos más frecuentes
Pescados y mariscos
Legumbres
leche
Especias
Frutos secos
aguacate
Castaña
Problemas gastrointestinales,
urticaria, shock anafiláctico
6-8% niños y 2% adultos
Frutas
Hortalizas
Importancia de la preparación de los
alimentos en su potencia alergénica
1. Diferente alergenicidad en
distintas partes del alimento
Melocotón pelado o con piel
3. Alergenos ocultos:
MOSTAZA
2. ¿Cocinados o crudos?
Apio, patata, pimiento
¡Etiquetado muy importante!
¡¡Alergia al trabajo!!
Asma de carpintero
Personal sanitario
ALERGIA OCUPACIONAL
Veterinarios
Asma de panadero
Peluquería
Peluquería
Esteticistas
Esteticistas
Usuarios
Usuarios de
de plásticos
plásticos
Pinturas
Pinturas
Granjeros
Granjeros
Personal
Personal de
de limpieza
limpieza
Trabajadores
Trabajadores textiles
textiles
Industria
Industria electrónica
electrónica
Personal
Personal hospitalario
hospitalario
Soldadores
Soldadores
Impresores
Impresores
Procesado
Procesado de
de marisco
marisco
Trabajadores
Trabajadores forestales
forestales
Campesinos
Campesinos
Fabricantes
Fabricantes de
de alfombras
alfombras
Etc,
Etc,
Uno de los problemas más importantes para el diagnóstico de la alergia…
REACTIVIDAD CRUZADA
Alergenos comunes entre especies
distintas
PÓLENES-PÓLENES
PÓLENES-ALIMENTOS
POLÉNES-ALIMENTOS-LÁTEX
¿Cómo se diagnostica la alergia en la actualidad?
Provocación de una respuesta inflamatoria local para identificar la fuente
alergénica responsable (Reacción de Prausnitz y Küstner)
Prausnitz y
Küstner test (1926)
Provocación
Provocación oral
oral
Pruebas ‘in vivo’
Test
Test cutáneo
cutáneo (SPT)
(SPT)
Espirometría
Espirometría
¿Cómo se diagnostica la alergia?
Pruebas ‘in vitro’
Técnicas para medir
ELISA
IgE
IgG
IgE
IgG
IgE
Alergeno
Placas de policarbonato
con 96 pocillos
ELISA o RAST
(1978)
S
S Johanson
Johanson
¿Cómo se trata la alergia?
1. Tratamiento paliativo: Inmunoterapia inespecífica
o farmacoterapia
Antihistamínicos
Corticoides
2. Tratamiento terapeútico: Inmunoterapia específica
Dosis crecientes del extracto alergénico
Objetivo
DESENSIBILIZACIÓN DEL PACIENTE
3. Otros: Evitación del alimento
¿¿Son
Son adecuados los extractos para el diagn
óstico
diagnóstico
y la inmunoterapia
?
inmunoterapia?
Calidad insuficiente
Homogeneizado
Homogeneizado del
del material
material
Diferencias entre lotes
Se administran concentraciones variables
sobre todo en inmunoterapia es gravísimo
Inestabilidad de alergenos
Presencia de productos contaminantes
Lípidos, polisacáridos, pigmentos,…
Diagnóstico
incompleto
Diagn
óstico incompleto
Inmunoterapia ineficaz
ineficaz
Inmunoterapia
Una buena alternativa aa…
…
Extractos naturales
inadecuados
Productos bien definidos
Cuantificaci
ón de los alergenos
Cuantificación
Ausencia de productos no deseados
Mezclas de
alergenos purificados
Recombinante
Natural
Inconvenientes del uso de los alergenos naturales
Cantidad limitada del material
BAJO RENDIMIENTO
Material biológico
Cromatografías
Purificación
Alergenos purificados
LA ALTERNATIVA de las proteínas recombinantes
DNA del alergeno
1ª proteína recombinante SOMATOSTATINA (1972)
DNA
recombinante
Célula
huesped
Inserción en la célula
2. Inserción en
el huésped
3. Cultivo:
Producción
Producción del alergeno
4. Purificación
Producción ilimitada
Molécula homogénea
Estabilidad
Posibilidad de modificaciones
Alergenos
Alergenos
puros
puros
R
1. Incorporación del
cDNA en el
plásmido
cDNA
I
p
gen de resistencia
a antibiótico
I
T7
DNA bacteriano
Paul Berg (Premio Nobel 1980)
Ap
ligación
pET11b-cDNA
lacI
¿Cuántos sistemas para producir proteínas recombinantes?
BACTERIAS
LEVADURAS
CÉLULAS DE MAMÍFEROS
CÉLULAS DE INSECTO
PLANTAS
y después…..
=
Comprobar su equivalencia
estructural e inmunológica
Natural
Recombinante
EL FUTURO: Materiales
Desarrollo de nuevas vacunas
frente a la alergia
ALERGENOS PUROS RECOMBINANTES
ALERGENOS MUTANTES Hipoalergenos
Fermentadores
NUEVAS VÍAS DE ADMINISTRACIÓN
NUEVOS VEHÍCULOS
Organismos
Organismos vivos
vivos
EL FUTURO: Métodos
“Microchips” de ALERGENOS
ADVIA-Centaur
120 alergenos/chip
Robots de “screening”
En el presente y en el futuro hay que poner a punto
Por ejemplo un ratón alérgico a polen de olivo
Y aunque no est
én de acuerdo los
estén
defensores de los animales
…… la
animales……
la utilidad
utilidad
de los modelos animales
Estudio de la alergia tipo I
Evaluación preclínica de nuevos tratamientos
profilácticos y terapeúticos de la alergia