Inmunidad frente a tumores

1. INMUNIDAD FRENTE A TUMORES

1.1. INMUNOVIGILANCIA.

INMUNOVIGILANCIA (Burnet): vigilancia de los LT para eliminar las células tumorales a medida que surgen. Las células tumorales expresan nuevos epitopos de membrana mediante los cuales se las reconoce como extrañas. Hay datos que hacen sospechar esto:

– La regresión espontanea de los tumores.

– La frecuencia de aparición de tumores malignos es mayor en niños y ancianos porque tienen el SI deficiente.

– La frecuencia de aparición de tumores raros aumenta en pacientes inmunosuprimidos. Esta aumentado los tumores producidos por virus y tumores linforreticulares.

INCIDENCIA TUMORAL AUMENTADA EN PACIENTES INMUNOSUPRIMIDOS
CAUSA DE LA INMUNODEFICIENCIA TUMOR VIRUS IMPLICADO
Inmunodeficiencia hereditaria Linfoma VEB
SIDA Linfoma

Cáncer cervical

Sarcoma de Kaposi

VEB

Papilomavirus

Desconocido (CMV ?)

Paludismo Linfoma de Burkitt VEB
Pacientes a los que se trasplantó un órgano: ciclosporina A, azatiopirina, esteroides Linfoma, cancer de piel, sarcoma de Kaposi CMV (?)
Enfermedades autoinmunes Linfoma VEB
EFECTO DE LAS INMUNODEFICIENCIAS HEREDADAS SOBRE LA INCIDENCIA TUMORAL
Enfermedades por inmunodeficiencias Defecto Trastorno reticular Trastorno epitelial y otros
Síndrome de Di George Descenso de LT +
Síndrome de Wiskott-Aldridge Descenso de LT +
Ataxia-telengectasia Descenso de LT +
Inmunodeficiencia combinada severa Descenso de LT y LB +
Síndrome de Chediak-Higashi Descenso de granulocitos, monocitos y NK +

Esto sugiere que la inmunovigilancia se encarga de vigilar la diseminación de virus oncogénicos, más que para detectar tumores y eliminarlos, pero en el resto de los tumores, la respuesta inmunitaria puede ser relativamente tardía e ineficaz.

1.2. ANATOMÍA PATOLÓGICA.

Se han encontrado infiltrados de células mononucleares en tumores sólidos, lo que demuestra una resistencia del huésped. Estos infiltrados son heterogéneos y se componen de fagocitos mononucleares, linfocitos de diferentes subtipos, y poblaciones minoritarias de mastocitos, células plasmáticas, etc. La presencia de infiltrado celular puede mantener restringido el tumor o no hacer nada.

1.3. ANTÍGENOS TUMORALES.

La transformación maligna puede ir acompañada de cambios fenotípicos como perdida de Ags normales, ganancia de Ags o neoantígenos y cambios en la membrana. Los neoantígenos pueden ser:

Públicos (expresado en otras células no tumorales).

Privados (expresado sólo en las células tumorales).

1.3.1. ANTÍGENOS ESPECÍFICOS DE TUMOR (TSA).

Están expresados muy selectivamente en células tumorales. Pueden tener un origen en proteínas que derivan de genes mutados, como en los tumores inducidos por carcinógenos químicos, en el que las mutaciones suceden al azar y los Ag suelen ser específicos de ese tumor. En los tumores espontáneos humanos, las mutaciones son puntuales y, en general, restringidas a proteínas involucradas en el control del crecimiento celular (protooncogenes). Estas mutaciones son muchas veces idénticas entre tumores de individuos, lo que puede indicar una ventaja selectiva para la proliferación de la célula portadora de esa mutación.

Los TSA también pueden tener su origen en proteínas normales, no mutadas, pero que resultan únicas dado el origen clonal de la célula tumoral; no teniendo ninguna relación con el proceso neoplásico. (ej.:región variable de las cadenas de las Ig que aparecen en neoplasias de origen B.

1.3.2. ANTÍGENOS ASOCIADOS A TUMOR.

La mayoría de los Ags tumorales descritos pertenecen a esta categoría. Son estructuras de diferente naturaleza (proteínas, lípidos, carbohidratos) que se expresan preferentemente en las células neoplásicas, aunque se pueden expresar en tejidos normales. En general, los Ag de naturaleza lipídica o carbohidrato están definidos por Ac monoclonales , mientras que las proteínas lo está, por CTL.

Su origen es variable, aunque suelen deberse a la hiperexpresión de genes normales y/o alterados postraduccionalmente, como aquellos que afectan al patrón de glicosilación de lípidos y proteínas. No tienen una relación directa del proceso de transformación neoplásica y aparecen como alteraciones secundarias asociadas a está.

1.3.2.1. EXPRESIÓN DE ESTRUCTURAS RELACIONADAS CON ESTADIOS CONCRETOS DE LA DIFERENCIACIÓN CELULAR.

a) Ags ONCOFETALES (OFA): expresión retrogenética de algunos tumores. La mayoría de los OFA no son estrictamente tumores asociados y se han detectado en un pequeño porcentaje de células no malignas. Los más importantes son:

Alfa-fetoproteína (AFP): es una glicoproteína (primera alfa-globulina que aparece en el suero de los mamíferos durante el desarrollo) que se sintetiza en el saco vitelino, endodermo e hígado fetal. La síntesis cesa después del nacimiento y queda reemplazada por la albúmina. Los niveles elevados de esta proteína se asocian en el adulto con hepatoma primario, ciertos tumores de la línea germinal e hígado en proceso regenerativo.

Ag carcinoembrionario (CEA): glicoproteína heterogénea de la superficie celular de las células del colon fetal. Sus niveles elevados en el adulto se asocian a cáncer de colon, tumor de origen endodérmico (intestino, pulmón, páncreas, mama, estómago), procesos inflamatorios y tabaquismo intenso.

Se ha visto que disminuye después de estirpar el tumor, su concentración es directamente proporcional a la masa tumoral y son útiles para localizar metástasis, pero no se usan para la detección de tumores.

b) Proteínas asociadas a la diferenciación específica de un tejido como la Melan-A/MART-1, tirosinasa y gp100/pMel17 asociadas a melanoma.

1.3.2.2. HIPEREXPRESIÓN DE CIERTAS ESTRUCTURAS de gangliosidos GM1, GM3, GD2 en tumores de origen neuroectodérmico (melanoma, neuroblastoma); mucinas MUC1, MUC2, en adenocarcinomas (páncreas, mama, colon, pulmón).

El GM1 es uno de los gangliósidos más comunes y mayormente distribuidos en el SNC, junto al gangliósido GM3 se encuentran distribuidos en núcleos grises y sustancia blanca del cerebelo. El GM3 se expresa también en médula espinal y en células epidérmicas y su hiperexpresión se ha relacionado con el desarrollo de tumores neuroectodérmicos.

Las mucinas 1 y 2 (MUC1 y MUC2), son proteínas que en el ser humano están codificadas por el gen MUC1 y MUC2, respectivamente. Las proteínas mucina penetran en las membranas de las células epiteliales, en la superficie interna del intestino y otros órganos (MUC1) y en intestino grueso (MUC2). Las mucinas protegen el cuerpo contra la infección mediante la unión a los agentes patógenos. La sobreexpresión de la proteína de mucina se asocia a menudo con cáncer de colon y muchos otros tipos de cáncer.

1.3.2.3. EXPRESIÓN DE GENES SILENTES, como el MAGE-1 (melanoma, cáncer de mama, cáncer escamoso de cabeza y cuello).

MAGE genes humanos-1 codifica antígenos tumorales específicos que se reconocen en las células de melanoma por los linfocitos T citolíticos autólogos. Este gen se expresa en una proporción significativa de los tumores de diversos tipos histológicos, pero no en tejidos normales, excepto en células germinales masculina. Los genes impulsado por el promotor MAGE-1 están activos, no sólo en las líneas de células tumorales que expresan MAGE-1, sino también en aquellos que no lo hacen. Esto sugiere que el factor crítico que causa la activación de MAGE-1 en ciertos tumores es la presencia inadecuada de los factores de transcripción.

1.3.2.4. EXPOSICIÓN DE ESTRUCTURAS NORMALMENTE OCULTAS (CRIPTICAS), debido a la infraglucosilación de mucinas (adenocarcinomas): antígenos TN, antígenos TF.

La expresión de mucinas y su glicosilación presentan alteraciones importantes en varios estados patológicos como el cáncer, en algunos casos asociados con la severidad de la patología. Como consecuencia de la transformación maligna ocurren cambios muy importantes en la glicosilación. Muchos de los marcadores fenotípicos utilizados para la identificación de cánceres epiteliales corresponden a estructuras carbohidratos o al sector peptídico de las mucinas. La mayoría de las células de carcinomas desarrollan una elongación incompleta de las cadenas sacarídicas con uniones de tipo O, formando estructuras menos complejas que quedan expuestos en la superficie celular, resultando en la formación de nuevos antígenos asociados al cáncer. Los mejor caracterizados son los antígenos Tn, TF y sialil-Tn, presentes en más del 90% de los carcinomas. Tn y TF también pueden expresarse en los linfomas de células T. Más recientemente, fueron identificadas otras dos estructuras asociadas a carcinomas humanos que corresponden a cadenas truncadas de O-glicanos: el “core” 6 y el antígeno Tk.

1.3.2.5. GLICOSILACIÓN ABERRANTE debido a la expresión de glicosiltransferasas generalmente silentes: grupos sanguíneos incompatibles (aberrantes) en tumores de origen epitelial; alteración en la glicosilación (sialización terminal) de la mucina.

La glicosilación aberrante en las neoplasias obedece a alteraciones en la codificación de las glicosiltransferasas, las cuales, sin embargo, se sabe que realizan la modificación normal de antígenos de grupo en el desarrollo humano. De hecho, estas glicosilaciones aberrante s pueden realizarse tanto a nivel genético como epigenético, pero se cree que están controladas por los mismos genes causantes de la transformación maligna. La pérdida de determinantes de grupo ABH es posible que esté dada por un bloqueo de la acción de las glicosiltransferasas, pues, recientes investigaciones han reforzado evidencias de que la actividad de glicosilación está disminuida en los tejidos neoplásicos. Incluso, el mecanismo de disglicosilaciones puede seguir caminos más complejos que las simples expresiones o bloqueos de esta como también afectar a otras vías de glicosilación (sialización) de la mucina.

1.3.2.6. ANTÍGENOS DE ORIGEN VIRAL (VIRUS ONCOGÉNICOS): VEB asociado al linfoma de Burkitt y al carcinoma nasofaríngeo.

Los virus oncogénicos son aquellos que tienen la propiedad de transformar la célula que infectan y transformarla en célula tumoral. Los mecanismos por los cuales un virus desencadena esta transformación son variados entre los que se encuentran:

1) la integración del genoma viral en distintas ubicaciones:

– cerca de un protooncogen induciendo la expresión de éste que se transformará en encogen.

– interrumpiendo secuencias de genes supresores de tumores (p21, p53, Rb)

2) La síntesis de proteínas que induzcan la multiplicación de la célula

3) La síntesis de proteínas capaces de inhibir de alguna forma el control del ciclo celular (ubiquitinación de p53)

Entre los virus asociados a enfermedades se encuentra el Virus de Epstein-Barr el cual se asocia a patologías como la mononucleosis infecciosa, linfoma de Burkitt (LB) y el carcinoma nasofaríngeo con mecanismos descritos anteriormente.

1.4. RESPUESTA INMUNITARIA A LOS TUMORES.

1.4.1. INMUNIDAD MEDIADA POR CÉLULAS FRENTE A TUMORES (similar a trasplantes).

a) Los Ags desprendidos por las células neoplásicas se unen a las CPA y estimulan a LTh y LB específicos. La estimulación de los linfocitos ocasiona:

– Evolución de linfocitos B a células plasmáticas y se producen Ac.

– Generación de LTh, LTs y LTc específicos frente a tumor.

– Los LTh producen linfocinas que reclutan y activan a macrófagos, NK, LAK, LTc.

b) LTc tienen actividad citostática o citotóxica. Están restringidos por MHC-I y necesitan a los LTh para que los activen. Durante la respuesta se generan células de memoria. Vigilancia inmunológica contra células infectadas por virus.

c) LT CD4+ activados: Los LTh se activan al reconocer el Ag sobre las CPA, secretan linfocinas, activan y atraen a otras células (macrófagos, NK, etc). Las linfocinas más importantes son:

IL2: es esencial para la división de LTh y diferenciación de LB a células plasmáticas. También participan en la amplificación de las NK y generación de LAK que pueden lisar también células tumorales de origen vírico.

Factor de inhibición de la migración (MIF): detiene a los macrófagos en el lugar del tumor.

Factor activador de macrófagos (IFN-gamma): aumenta la actividad tumoricida.

Linfotóxina (TNF-beta): es citotóxica y lisa a las células tumorales. La producen los LTc.

IFNs: propiedades antivíricas e inmunomoduladoras. El IFN-gamma es el más importantes:

– Activa a los macrófagos y NK, lo que resulta es una lisis más eficaz de células tumorales.

– Activa MHC-I y II sobre células cercanas al tumor.

Factores quimiotácticos (CFM) para PMN y macrófagos: tienen actividad citotóxica.

1.4.2. DETECCIÓN DE LA INMUNIDAD MEDIADA POR CÉLULAS.

Los LT activados detectan Ags tumorales sobre células neoplásicas. Estas pruebas están restringidas a sistemas singénicos.

1.4.2.1. ANÁLISIS DE PROLIFERACIÓN DE LT

Tras la activación antigénica de los LT, estos adquieren citotoxicidad antitumoral. La proliferación de LT se mide por la incorporación de timidina tritiada a LT tras 6 días de cultivo con células tumorales irradiadas (no crecen). La expansión puede ser de:

– LTc: se analizan por su citotoxicidad.

– LTh: se analizan por poder estimularse de nuevo por un Ag adecuado (sensibilización).

– LTs: se analizan por su capacidad de inhibir la transformación linfocitaria primaria por lectinas.

Los Ac monoclonales marcados permiten distinguir los LTh y LTc de otros linfocitos. Los LT se obtienen de sangre periférica o infiltrados tumorales, y se separan en gradiente de Ficoll o de Percoll.

1.4.2.2. FUNCIÓN EFECTORA DE LT: ANÁLISIS DE LIBERACIÓN ISOTÓPICA.

Test de interacción celular de cultivos mixtos de linfocitos y células diana tumoral (MLTI). Sirve para detectar el incremento de LTc en pacientes, y si el SI puede reaccionar contra el tumor. Los linfocitos pueden ser extraídos de sangre periférica, ganglios linfáticos o del tumor (linfocitos infiltrados tumores o TIL).

Son ensayos de citotoxicidad de corta duración, tales como la liberación de Cr radiactivo a partir de células diana premarcadas. Hay que distinguir LTc y NK sirviéndose de una diana sensible a NK como control. Los LTc se pueden estimular con IL-2 para aumentar la citotoxicidad. A veces, los TIL no responden a IL-2 porque están modulados “in situ” por productos del tumor, LTs, y macrófagos, pero después de 24 horas con IL-2, vuelven a adquirir actividad citotóxica específica sobre las células tumorales.

1.4.2.3. RESPUESTA DE LOS LB.

Hay producción de Ac contra Ags de células tumorales que se puede demostrar por inmunofluorescencia indirecta (IFI) y análisis de citotoxicidad (mediante Ac, SC y células diana premarcadas). Los Ac se fijan a los Ags de superficie y reclutan células con Rc de Fc (células K y macrófagos).

1.5. INMUNIDAD NATURAL.

Ejecutada por células capaces de lisar el tumor de forma espontanea, sin sensibilización previa: macrófagos, PMN, NK, K.

1.5.1. NK y LAK.

Las NK carecen de memoria inmunológica, no presentan restricción por MHC y tienen capacidad de lisar una amplia variedad de dianas. La actividad NK es demostrable en sangre periférica y bazo, y en menor medida en ganglios linfáticos, médula ósea, conducto torácico y timo. No se conocen bien los determinantes que reconocen las NK y parece que necesitan la ausencia de MHC.

La regulación de las NK es por IFN-gamma e IL2 que producen ellas mismas (además de los LT). Estas linfocinas se unen a Rc de superficie de las NK, se produce un incremento de la actividad y una transformación en células LAK. El papel biológico de estos dos tipos de células es:

a) Las NK son la primera línea de defensa frente al cáncer (destrucción de líneas celulares) y participa en:

– Rechazo de células tumorales trasplantadas y prevención de metástasis (neoplasias linforreticulares).

– Rechazo de injertos en médula ósea.

– Regula la proliferación de las células madre hematopoyéticas y otras células linfoides inmaduras en médula ósea y timo.

No participa en la destrucción del tumor ya establecido. La actividad NK en sangre periférica tiende a desvanecerse al progresar la enfermedad y no es detectable en ciertos trastornos proliferativos malignos.

b) Las células LAK. tienen mayor especificidad por tumores sólidos y hay ausencia de citotoxicidad hacia células de tejidos normales.

1.5.2. MACRÓFAGOS.

Son células efectoras de la inmunidad celular natural que participan en el aclaramiento de células tumorales potencialmente metastásicas. El número de macrófagos es característico de cada neoplasia:

1.5.2.1. ACCIÓN POSITIVA.

Los macrófagos son poco citotóxicos, salvo cuando se activan por una serie de agentes como LPS, IC, IgG agregada, muramildipeptido y linfocinas. Los macrófagos de los infiltrados suelen estar activados.

Se desconoce cuales son las células dianas, pero si distinguen las células tumorales y normales. La destrucción tumoral es consecuencia de un fenómeno no fagocítico mediado por contacto; en un paso ulterior, pueden intervenir la secreción de enzimas lisosomales que desestabilizan la membrana de la célula diana. Otras secreciones son serin-proteasas, peróxido de hidrógeno, TNF, NO, etc.

Los macrófagos pueden ejercer una acción efectora en reacciones del ADCC, aunque depende de la cantidad de IgG sin formar complejos.

1.5.2.2. ACCIÓN NEGATIVA.

Los macrófagos también pueden mediar efectos negativos o inhibidores sobre diversas funciones inmunitarias. Los macrófagos supresores inhiben las respuestas linfoproliferativas frente a Ags alo-asociados y tumor-asociados, acción que puede contrarrestarse con indometacina que impide la producción de PGE2. Raras veces puede compensarse la acción de forma completa porque los macrófagos pueden lograr la supresión por mecanismos independientes de PGE2. Los macrófagos supresores también interfieren en la producción de MIF, IFN-gamma y otras linfocinas.

En algunos casos, la presencia de un número elevado de macrófagos indica un peor pronóstico del tumor porque producen factores de crecimiento del tumor.

CARACTERÍSITICAS DE LAS CÉLULAS CITOTÓXICAS DIRIGIDAS CONTRA TUMORES
Tipo celular Mecanismo inmunitario Comportamiento Inducción Dianas
LT adaptativo recirculantes requieren cebado celulas tumorales diferenciadas
NK no adaptativo limitadas a sangre y bazo actividad espontánea células madre tumorales
Macrófagos no adaptativo fijos a los tejidos actividad espontánea, estímulo por LT ¿sin preferencia?

1.6. ESCAPE INMUNOLÓGICO.

El escape inmunológico no invalida la inmunovigilancia necesariamente, dado que muchos tumores quedan eliminados antes de que puedan detectarse. Los tumores que se desarrollan lo hacen porque evaden la respuesta inmunitaria.

El escape inmunológico se produce cuando el equilibrio entre los factores favorables al crecimiento y los factores de destrucción del tumor se altera a favor del primero. Veremos algunos de los factores:

a) Cinética del tumor (camuflaje): en animales inmunizados, la administración de dosis bajas de células tumorales permite el desarrollo del tumor y las dosis altas provocan rechazo. A dosis bajas, las células tumorales se camuflan y no son reconocidas hasta que el tumor se establece y ya está fuera de control (paso furtivo).

b) Modulación antigénica: en presencia de Ac, algunos Ag son modulados y eliminados de la superficie celular por desprendimiento, endocitosis o redistribución; con lo que no quedan Ag reconocibles por los LT y NK y se escapa de la respuesta inmunitaria.

c) Factores bloqueantes: hay Ags tumorales que saturan a los Rc de los LTc y los bloquean (en la zona del tumor, la concentración de Ag es muy elevada). Cuando la concentración de Ag es baja, forman IC que pueden bloquear la ADCC.

d) Tolerancia: el virus del tumor de mama (MTV) inhibe específicamente la respuesta inmunitaria normal frente al Ag tumoral. En los tumores mamarios sin virus, la respuesta inmunitaria es más potente.

e) Factores genéticos: la no inducción de respuesta en LT podría ser por el haplotipo MHC del huésped, lo mismo que sucede en algunas infecciones víricas. Los productos del MHC son incapaces de formar un complejo adecuado con el Ag extraño, no siendo reconocido por los LT.

f) Productos tumorales: las PG inhiben a las NK y K. Hay otros factores que trastornan la respuesta inflamatoria, quimiotaxis, SC, etc.

g) Factores de crecimiento: en los tumores producidos por virus, esta aumentada la producción de Rc de factores de crecimiento o la producción de los factores de crecimiento. Ej: en la leucemia por HTLV, esta aumentada la producción de IL-2 y del Rc de IL-2.

h) Disfunción inmunitaria:

– Hay células tumorales que carecen de moléculas de adhesión para los linfocitos (LFA-1 o LFA-3).

– También pueden adquirir CD44, que facilita la formación de metástasis.

– Las células del melanoma aumentan la producción de ICAM-1 (homología con C4BP) que la protege del complemento.

– Perdida o alteración de los Ag de MHC-I, impide que la célula tumoral sea reconocida por los LT.

– Falta de respuesta de las células T por un defecto genético o adquirido.

1.7. INMUNOTERAPIA.

1.7.1. INMUNIZACIÓN ACTIVA.

a) Inmunización activa inespecífica. Se emplean una serie de sustancias reactivas que influyen sobre la respuesta inmunitaria, modificando la respuesta biológica. El problema es conseguir que las células estimuladas sean las correctas (no afecte a los LTs). Las sustancias más usadas son:

– BCG que tiene efecto estimulador sobre los macrófagos.

– Corynebacterium parvum.

– Levamisol.

– IFN alfa y gamma ejercen efecto antitumoral por inhibir el crecimiento celular y la división.

– IL2 que estimula el paso de NK a LAK. Se usa para tumores sólidos como melanoma y cáncer renal.

b) Inmunización activa específica: la inmunización contra las células tumorales está encaminada a aumentar la respuesta del huésped frente al tumor por:

– Infección del tumor por un virus, como el de la estomatitis vesiculosa, que transforma al tumor.

– Acoplamiento de haptenos a los Ag de la superficie tumoral. El hapteno más usado es el PPD.

– Acoplamiento de Ag proteicos a la superficie celular.

– Fusión del tumor con células de un tipo de histocompatibilidad diferente al del huésped.

– Aumento de la respuesta inmunitaria mediante adyuvante y otras moléculas biológicas (citocinas).

1.7.2. INMUNIZACIÓN PASIVA.

a) Inmunoterapia pasiva celular. Es la transferencia de inmunidad de un individuo a otro a través de leucocitos. Actúa sobre tumores ya establecidos. Se pueden preparar TIL “in vitro” y estimularlos con IL2 o Ag tumorales específicos aislados y purificados. De está forma se generan células LAK que pueden controlar el tumor.

b) Inmunoterapia pasiva humoral. Transferencia de Ac monoclonales y antitumorales ASOCIADOS con fármacos citotóxicos, toxinas como el ricino ó isótopos como el yodo. Se usa en pacientes con leucemia a los que se les trasplanta la médula ósea.

c) Terapia de inmunodepleción. Es muy usado en el campo del trasplante de médula ósea a pacientes leucémicos irradiados. Se usa la quimioterapia convencional y la irradiación corporal total.

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