Las citocinas son proteínas solubles reguladoras de bajo peso molecular (en general de menos de 30kDa) secretadas por todas las células nucleadas, que se unen a receptores específicos en las células diana y alteran su expresión génica regulando reacciones inmunitarias e inflamatorias230. Se descubrieron en sobrenadantes de cultivos in vitro de linfocitos. Estas moléculas se liberan como respuesta a estímulos discretos y su secreción es de excasa duración, teniendo efectos biológicos a concentraciones picomolares ya que tienen una elevada afinidad por sus receptores. La síntesis de citocinas es transitoria y se regula a nivel transcripcional231. La mayoría, tan pronto como se producen se secretan aunque en algunos casos pueden almacenarse a nivel intracitoplasmático. Suelen actuar de manera autocrina o paracrina aunque su acción es pleiotrópica, actúan sobre diferentes tipos celulares. Actúan sobre la síntesis y acción de otras citocinas, de forma que se pueden producir efectos antagónicos o sinérgicos3. Las citocinas regulan tanto la respuesta innata como la adaptativa y están implicadas en procesos de crecimiento, diferenciación y reparación celular231.
4.2 Los interferones: generalidades
Los interferones (IFNs) fueron una de primeras citocinas descritas. Se descubrieron en 1957 por A. Isaacs y J. Lindenmann como factores derivados de las células que inducían una resistencia a ser infectadas por virus e ‘interferían’ en la replicación del mismo232. Comprende una familia de proteínas secretadas, producidas por una gran variedad de células en respuesta principalmente a infecciones de tipo viral pero también a otros estímulos. Se han descrito funciones antivirales, antiproliferativas e immunomoduladoras para estas proteínas. Los IFNs se unen a receptores específicos de membrana.
Los interferones se clasifican en:
1) Interferones ácido-estable o tipo I
Este grupo incluye IFN-α, IFN-β, IFN-τ (sólo rumiantes), IFN-ε, IFN-κ e IFN-ω que comparten un receptor común y carecen de intrones233. El locus
IFNs de tipo I por la presencia de intrones y la unión a un receptor diferente por lo que se ha catalogado en otra familia de citocinas.
Los genes que codifican para los diferentes IFNs de tipo I presentan un 45% de homología234.
2) Interferones ácido-lábil o tipo II
Representados por un solo miembro: el IFN-gamma. Es la principal citocina secretada por linfocitos T citotóxicos, linfocitos Th1 y células NK. Sus funciones principales están relacionadas con la inmunidad celular específica: activar macrófagos, aumentar la expresión de moléculas de MHC de clase I y II e incrementar la presentación antigénica3. El IFN-gamma es secretado principalmente por linfocitos Th1 y células NK activadas y favorece la inmunidad mediada por células e interfiere en la inducción de la respuesta inmune humoral.
4.3 Los interferones de tipo I
Los IFNs de tipo 1 constituyen la primera línea de defensa del organismo frente a infecciones víricas. Tras un infección viral, después de esta primera fase, se secretan otras citocinas como TNF, IL-6, IL-12 e IFN-gamma235. Los IFNs de tipo 1 comprenden un grupo de proteínas que se unen a un receptor común: el receptor IFN-alfa/beta que está compuesto por dos subunidades (IFNR1 eIFNR2c)236. La secreción de este tipo de IFN se activa principalmente tras una infección vírica, pero estudios in vitro e in vivo demuestran que otros estímulos pueden activar la producción de estas moléculas: poly (I:C), que mimetiza al RNA viral de doble cadena (ds-RNA); algunas citocinas como IL- 10, mitógenos, células tumorales, diferentes microorganismos no virales (protozoos y bacterias) y sus productos233 y estímulos endógenos como inmunocomplejos y material apoptótico y/o necrótico237. Estos estímulos son detectados por uno o más de los 13 TLRs descritos en mamíferos238. Las señales mediadas por estos receptores inician las transcripción de cientos de genes entre los que se encuentran los que codifican para citocinas inflamatorias como TNF-alfa y los IFNs de tipo 1, que a su vez modulan la expresión génica237.
Una vez los IFNs de tipo 1 se unen al receptor común, la vía clásica de señalización por IFNs de tipo I implica la fosforilación de janus quinasas (Jak1,
Tyk2) y la consiguiente activación de transductores de señal y activadores de la transcripción (STAT1, STAT2) que conducen a la transcripción de diversos genes que llevan promotores con elementos de respuesta a estímulo por interferón (IFN-stimulated response elements, ISRE). De esta forma se sintetizan diferentes proteínas con actividad antiviral como la proteínquinasa dependiente de RNA de doble cadena (PKR), la sintasa 2’,5’-ologoadenilato y la GTPasa Mx, que promueven la degradación de mRNA, inhiben la traducción del mRNA, inducen apoptosis en las células huésped e inhiben la actividad de la polimerasa viral236. Los IFNs de tipo 1 pueden inducir la síntesis de más de 300 proteínas entre las que se incluyen enzimas, proteínas de señalización, proteínas de presentación antigénica, factores de transcripción, heat shock
proteins (Hsp) y proteínas apoptóticas239. De esta forma se puede inducir
resistencia a la replicación vírica en todas las células del organismo.
Los IFNs de tipo 1 promueven la respuesta inmune adaptativa frente a los virus incrementando la expresión de MHC de clase I y la presentación antigénica en la superficie de todas las células3. Esto facilitará por un lado la presentación de fragmentos peptídicos virales por parte de las células infectadas a los linfocitos T citotóxicos y por otro, evitará la destrucción de las células no infectadas por parte de las células NK. Además de los efectos antivirales, los IFNs de tipo I ejercen múltiples funciones en células del sistema inmune actuando como inmunoreguladores233, 237,240 (Figura 6):
- influyen sobre la generación, maduración y función de las células dendríticas
- mantienen activados a los linfocitos T CD4 y CD8 y promueven su proliferación
- promueven la expansión clonal y longevidad de células T activadas o memoria
- promueven el cross-priming de linfocitos T CD8 contra células diana
infectadas por virus
- polarizan la respuesta inmune adaptativa hacia repuestas Th1
- potencian las respuestas de las células B2 maduras dependientes de BCR y aumentan su supervivencia inhibiendo su apoptosis
- potencian la citotoxicidad y la producción de citocinas por parte de las células NK
- actúan sobre el desarrollo, maduración y producción de síntasa inducible por óxido nítrico (inducible nitric oxide syntase, iNOS) por macrófagos
- inducen la secreción de citocinas secundarias como IL-15 por parte de las APC
Figura 6. Principales acciones de los IFN de tipo I sobre diferentes tipos celulares del
sistema inmune.
Todas estas respuestas están determinadas por la concentración de IFN y el momento en que este se produce241:
1) Concentración baja de IFN-alfa/beta tras una infección no viral, una dispersión vírica baja o una infección vírica con baja inducción de IFN
↑ o ↓ generación de DC ↑ maduración de DC
↑ cross-priming de linfocitos T CD8 ↑ o ↓ producción de IL-12
↑ producción de IL-15
↑ capacidad estimuladora de las células B
↑ o ↓ expresión de iNOS y actividad antimicrobiana ↑ o ↓ producción de IL-12
↓ expresión de MHC II ↑ o ↓ apoptosis
↓ generación neonatal de células T mediada por IL-7 ↑ o ↓ proliferación
↑ citotoxicidad de linfocitos citotóxicos
Polariza hacia el desarrollo de una respuesta Th1 ↑ longevidad de células T efectoras y memoria ↑ motilidad
↓ generación neonatal de células B mediada por IL-7 ↑ diferenciación en células plasmáticas
↑ cambio de isotipo (IgG)
↑ citotoxicidad ↑ producción de IFN-gamma ACCIONES TIPO CELULAR T B NK Mø DC ↑ o ↓ generación de DC ↑ maduración de DC ↑ cross-priming de linfocitos T CD8 ↑ o ↓ producción de IL-12 ↑ producción de IL-15
↑ capacidad estimuladora de las células B
↑ o ↓ expresión de iNOS y actividad antimicrobiana ↑ o ↓ producción de IL-12
↓ expresión de MHC II ↑ o ↓ apoptosis
↓ generación neonatal de células T mediada por IL-7 ↑ o ↓ proliferación
↑ citotoxicidad de linfocitos citotóxicos
Polariza hacia el desarrollo de una respuesta Th1 ↑ longevidad de células T efectoras y memoria ↑ motilidad
↓ generación neonatal de células B mediada por IL-7 ↑ diferenciación en células plasmáticas
↑ cambio de isotipo (IgG)
↑ citotoxicidad ↑ producción de IFN-gamma ACCIONES TIPO CELULAR T T B NK Mø Mø DC
implica: aumento de la citotoxicidad de las células NK, aumento de los efectos de IL-12 y una polarización hacia respuestas Th1
2) Concentración elevada de IFN-alfa/beta debido a una dispersión vírica elevada y/o virus que inducen una elevada expresión de IFN implica: aumento en la citotoxicidad de las células NK, inhibición de los efectos de IL-12, inhibición de la producción de IFN-gamma por las células NK, aumento de las respuestas mediadas por linfocitos CD8 y aumento de la producción de IFN-gamma por parte de estos linfocitos.
Debido a los diversos efectos que los IFNs de tipo I ejercen en la inmunidad innata y adaptativa, estas citocinas pueden tener un papel clave en el desarrollo de autoinmunidad como evidencian diversos estudios realizados en lupus y DT1237.