Biológicos y sistema inmune

Introducción

Hablar de biológicos es un tema amplio y variado, desde que inicia su fabricación, siguiendo los controles de calidad en el proceso de elaboración hasta el producto terminado, dificulta comprender muchos aspectos, inclusive la parte inmunológica y lo más importante es que nuestros lectores puedan tener un conocimiento lo más sencillo posible.

Se puede definir que los biológicos son sustancias complejas que se obtienen a través de proteínas, células y otros, producidos mediante el uso de la Biotecnología que involucra organismos vivos, sus derivados para su creación, modificación de productos o procesos para uso específicos.

Son productos que no pueden ser copiados, su calidad depende de muchos factores que están atados al proceso de producción haciéndolas difícilmente replicables.

Historia

Dentro de los biológicos tenemos las vacunas, la palabra “vacuna” proviene del latín vacca que significa vaca, indicándonos que las vacas estuvieron involucradas en el proceso de invención de la primera vacuna que fue contra la viruela humana por el médico Edward Jenner en Inglaterra hacia el año 1796.

Todo este proceso desarrollado se dio sin saber de la existencia de microorganismos, del conocimiento del sistema inmune y de los procesos de infección y contagio.

Louis Pasteur, llamado padre de la Bacteriología logró avances en el conocimiento tanto de los microorganismos como el desarrollo de algunas vacunas e introdujo métodos de atenuación, es decir, del debilitamiento de los agentes infecciosos (cuya naturaleza exacta aún no se conocía).

Durante el siglo XIX se avanzó de manera constante en el conocimiento de los agentes infecciosos (virus y bacterias) como del funcionamiento del cuerpo humano, en particular el funcionamiento general del sistema inmune que fue descrito por Erlich (Premio Nobel 1908). Después se descubrió que algunas enfermedades eran ocasionadas no por la presencia de la bacteria como tal, sino por sustancias producidas por ella como las toxinas.

Cabe mencionar que la teoría de la evolución, presentada por el naturalista inglés Charles R. Darwin en su obra “El origen de las especies por medio de la selección natural” nos lleva a pensar que en toda esta evolución de las especies tuvo que ir acompañada del desarrollo de un sistema inmune de acuerdo al grado de complejidad del medio de adaptación, bien sea acuático, terrestre o aire y su enfrentamiento a los diferentes agentes microbianos en su entorno, para poder subsistir y sobrevivir en el tiempo hasta nuestros días.

No fue que entre las décadas de los años 30 a los 60 que se desarrollaron numerosas vacunas, pero se hizo patente que estas presentaban limitaciones y muchas de ellas tuvieron que ser mejoradas. A partir de la década de los años 50 se desarrollaron nuevas técnicas como el cultivo celular y conocimiento de agentes microbianos.

A partir de un mejor conocimiento del sistema inmune se logra avanzar en los procesos y desarrollo de vacunas y su utilización en las diferentes especies animales; todo por cuanto hay variantes de los mecanismos de defensa en la escala filogenética sea mamífero, aves o animales acuáticos.

Para que haya una respuesta inmunitaria del organismo es necesario un antígeno.

¿Qué es un antígeno?

Es toda sustancia que pueden ser reconocidas por el sistema inmune adaptativo, bien sean propias o ajenas. Los antígenos son usualmente proteínas o polisacáridos. Esto incluye partes de bacterias (cápsula, pared celular, flagelos, fimbrias, y toxinas), de virus, parásitos y otros microorganismos. Los lípidos y ácidos nucleicos son antigénicos únicamente cuando se combinan con proteínas y polisacáridos.

Los prótidos o proteínas son biopolímeros, es decir, están formadas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas. Estas unidades son los aminoácidos, que se unen entre sí mediante enlaces peptídico.

Cada antígeno está definido por su anticuerpo, los cuales interactúan por complementariedad espacial.

¿Qué es un anticuerpo?

Los anticuerpos (también conocidos como inmunoglobulinas, abreviado Ig) son glicoproteínas del tipo gamma globulina. Pueden encontrarse de forma soluble en la sangre u otros fluidos corporales de los vertebrados, que actúa como receptor en los linfocitos B y son empleados por el sistema inmunitario para identificar y neutralizar elementos extraños tales como bacterias, virus o parásitos

El sistema inmune tiene la capacidad para proteger al cuerpo contra agentes específicos como bacterias, virus, toxinas o células propias que se han vuelto extrañas.

Por lo tanto es necesario conocer en nuestros países que agentes microbianos están involucrados en el desarrollo de las distintas patologías, que afectan a nuestros animales para que la vacuna contenga a los mismos y no para descalificar a la vacuna en un momento dado cuando no se logre reducir la enfermedad, o por la deficiencia del organismo animal en no producir los niveles de anticuerpo suficiente para hacer frente a la agresividad del agente infeccioso.

Los linfocitos B, son los encargados de la producción de anticuerpos después de una primera exposición a un agente extraño. Los anticuerpos son moléculas que reconocen al agente infeccioso y “avisa” a otras células inmunes para que lo destruyan.

La función de los anticuerpos es auxiliar a otras células a reconocer y destruir al agente extraño, para lograr este objetivo se realizan varias funciones como, aglutinar a los agentes tóxicos, lisar células, neutralizar al agente, o bien opsonizar lo que significa hacer al agente más susceptible a la fagocitosis por células encargadas de destruir al agente, como los neutrófilos y macrófagos.

Los linfocitos T, actúan formando “células sensibilizadas”, con sitios reactivos sobres sus membranas celulares semejantes a los sitios reactivos de los anticuerpos. Así la célula T sensible se adhiere a los agentes invasores y ayudan a su eliminación.

Con estas y otras estrategias el sistema inmune nos permite defendernos contra la presencia e invasión de agentes patógenos; sin embargo, este sistema necesita primero aprender a reconocer a los agentes que generan la enfermedad (virus y bacterias).

Las vacunas actúan simulando el primer ataque del patógeno pero sin que se corra el riesgo de desarrollar una enfermedad fatal, de manera que el individuo aprende a reconocer al agente infeccioso.

Sistema Inmune

Para comprender algo sobre el sistema inmunitario de los animales, tenemos que diferenciar entre animales invertebrados y vertebrados.

Invertebrados (camarones)

Poseen un mecanismo de defensa inmune innato que consistente en la participación de componentes celulares (células con capacidad fagocítica) llevados por lo hemocitos, y de otros componentes solubles o humorales que se involucran la activación y liberación de moléculas almacenados dentro del hemocito que pueden ser proteínas anticoagulantes, aglutininas, enzimas fenoloxidasa, péptidos antimicrobianos entre otros.

Vertebrados

Tienen un sistema inmune adaptativo o adquirido caracterizado por la capacidad de reconocer de forma específica un antígeno ( los linfocitos T y B presentan una gran diversidad de receptores específicos en la superficie de su membrana para reconocer una gran diversidad de estructuras antigénicas ), permite recordar exposiciones previas a un antígeno (Memoria) y con capacidad de responder de forma eficaz después de ponerse en contacto con ese mismo antígeno (Maduración de la respuesta inmune).

Aspecto a tener en cuenta cuando se usa la vacuna, donde una sola dosis a veces no es suficiente para que el organismo pueda dar una respuesta apropiada al agente infeccioso.

Existen 7 clases de vertebrados que en orden de un menor a un mayor grado de desarrollo de los mecanismos de defensa tenemos:

1. Peces sin mandíbulas (como la lamprea)

2. Peces cartilaginosos (tiburón)

3. Peces óseos (trucha)

4. Anfibios:

Urodelos (salamandra)

Anuros (ranas)

5. Reptiles:

Anapsidos (tortugas)

Euriapsidos (serpientes)

Archosauros (cocodrilos)

6. Aves

7. Mamíferos

Los vertebrados son los únicos animales que poseen sistema inmune adquirido o específico; generalizar es difícil por la gran diversidad de animales, con excepto de los peces sin mandíbulas, el resto de los vertebrados a partir de los peces cartilaginosos (tiburón) poseen linfocitos T y B y producen anticuerpos.

Órganos que Generan Inmunidad

Órganos linfoides

La presencia de linfocitos T y B en los vertebrados, está ligados a la presencia de órganos linfoides dedicados a la producción o diferenciación de estas células. Sin embargo, aunque se encuentran tejidos y órganos linfoides en todos los vertebrados, éstos sufren una gran evolución desde los peces cartilaginosos hasta los mamíferos que presentan un mayor grado de complejidad.

El Timo y el Bazo como órgano linfoide primario de linfocito T se encuentra a partir de los tiburones y se mantiene a lo largo de toda la escala filogenética, excepto en los peces sin mandíbulas.

Médula Ósea ejerce de órgano linfoide primario de linfocitos B en gran parte de los animales vertebrados y ésta no apareció hasta que los vertebrados se adaptaron al medio terrestre.

Así los peces no tienen médula ósea, mientras que los anfibios tienen ya restos de tejido linfoide en sus huesos, siendo la médula ya totalmente funcional en anfibios (anuros), reptiles, aves y mamíferos.

El Riñón se comporta como órgano linfoide primario en peces y algunos anfibios, supliendo la carencia de médula ósea y nódulos linfoides en estos animales.

En el caso de las aves, el órgano linfoide primario para células B es la Bolsa de Fabricio, y en ovejas y cerdos, donde además de la médula ósea, se han implicado a las placas de Peyer del intestino.

Ganglios Linfáticos forman parte del tejido hemopoyético y aparecen como estructuras linfoides más organizadas en la escala filogenética, constituidos por folículos primarios de células B, rodeadas de linfocitos T. Aparecen ya bien definidos a partir de los anfibios anuros, y se encuentran en el resto de animales vertebrados, aunque con ciertas diferencias entre ellos y que actúan contra las infecciones destruyendo los microorganismos y toxinas.

Únicamente en aves y mamíferos, animales homeotermos de sangre caliente, surgen los centros germinales o folículos linfoides secundarios.

Los animales vertebrados son los únicos animales capaces de producir anticuerpos específicos frente a una gran diversidad de patógenos. Con respecto al número y tipo de inmunoglobulinas que se encuentran en ellos, se observa una evolución hacia una mayor variedad y complejidad de los anticuerpos en la escala filogenética, siendo los mamíferos los que poseen mayor variedad de clases de inmunoglobulinas.