Los granulocitos, también denominados polimorfonucleados (PMN) debido a las formas multilobuladas que pueden presentar en su núcleo, se caracterizan por la presencia de abundantes gránulos localizados en su citoplasma, y mediante su avidez a distintas tinciones han dado lugar a sus denominaciones: neutrófilos, eosinófilos y basófilos.

Neutrófilos

Los neutrófilos son el tipo celular defensivo más abundante en nuestra sangre, en torno al 60-70% de los leucocitos en adultos, y representan la principal herramienta fagocítica que utiliza el sistema inmune en la eliminación de patógenos fagocitables. Son células que se reclutan muy rápidamente al foco de la infección, poseyendo un papel crítico defensivo frente a bacterias extracelulares y hongos4. Además, son capaces de liberar grandes cantidades de citocinas y quimiocinas, siendo piezas clave de los procesos de inflamación.

Morfológicamente, los neutrófilos tienen el núcleo multilobulado y un tamaño de 10-12 a 20 micras. Se originan en la línea mieloide, derivan de un precursor común que genera el progenitor de los granulocitos, monocitos y megacariocitos (precursor del linaje mielocítico, CFU-GEMM, CFU —unidad formadora de colonias—). Como consecuencia se formará un nuevo precursor, el CFU-GM (precursor CFU-granulocitos-macrófagos) que derivará en los neutrófilos o en los monocitos (fig. 4). Las interleucinas: factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF), de granulocitos-monocitos (GM-CSF) e interleucina (IL)-3 serán las encargadas de dirigir la diferenciación hacia el neutrófilo. En este momento de la diferenciación, este precursor comenzará a expresar receptores específicos para factores de crecimiento y, en cambio, perderá la expresión de moléculas de histocompatibilidad de clase II, razón por la cual un neutrófilo maduro carece de ellas. A diferencia de los neutrófilos, los monocitos, en las mismas fases de la diferenciación, sí mantienen la expresión de estas moléculas.

Fig. 4.

Precursores y factores de diferenciación implicados en el desarrollo de las células de sistema inmune innato en la médula ósea. CFU: unidad formadora de colonias; Epo: eritropoyetina; TP: trombopoyetina.

(0.18MB).

Los neutrófilos son células de vida media muy corta, alrededor de 2-3 días, circulan libremente por el torrente circulatorio y se extravasan mediante diapédesis a través de los endotelios en condiciones de inflamación. La presencia de infección o lesión tisular conduce a que los macrófagos liberen altas cantidades de G-CSF y GM-CSF, estimulando a la médula ósea a producir grandes cantidades de neutrófilos que son liberados al torrente sanguíneo ocasionando la consecuente neutrofilia5. El reclutamiento y extravasación a los focos de infección requiere la presencia de mediadores proinflamatorios, moléculas de adhesión y quimiocinas, esenciales en todo este proceso.

Los neutrófilos expresan altas cantidades de moléculas de adhesión como las integrinas CD11a y CD11b o la selectina CD62L, también expresan de forma constitutiva grandes cantidades de receptores Fc para la inmunoglobulina IgG, CD32 y CD64, y solo después de su activación el CD16. Una vez estimulados, emiten pseudópodos, internalizan el patógeno en una vesícula denominada fagosoma, que a su vez se unirá a los lisosomas citoplasmáticos formando el fagolisosoma. Seguidamente, se produce un conjunto de reacciones químicas con el objetivo de destruir al patógeno. Para ello disponen de dos tipos de gránulos intracelulares, primarios y secundarios. En los primarios se produce el estallido respiratorio, que consiste en la reducción del oxígeno mediante la NADPH oxidasa para dar lugar a las distintas especies oxidantes derivadas del oxígeno como el peróxido de hidrógeno, los radicales hidróxilo o el ion superóxido. En estos mismos gránulos, también existen productos tóxicos como las hidrolasas ácidas, las mieloperoxidasas y las lisozimas o, incluso, péptidos antimicrobianos como las defensinas, las catelicidinas o las proteínas inductoras de permeabilidad bacteriana. Por otro lado, presentan un tipo de gránulos exclusivos, denominados secundarios y que contienen lactoferrina y lisozima, que interfieren en el metabolismo de los patógenos y la actividad antimicrobiana, aunque también se les han asociado funciones inmunomoduladoras, antiinflamatorias, antitrombóticas y antitumorales6.

Los mastocitos, llamados clásicamente células cebadas, constituyen una de las primeras y más rápidas barreras innatas defensivas frente a la invasión de los patógenos. A diferencia de los basófilos, se encuentran preferentemente en el tejido conectivo y numerosas áreas donde exista facilidad de contacto con los patógenos como la dermis, cerca de los vasos sanguíneos, linfáticos y los nervios, mucosas y submucosas del tracto digestivo, en la conjuntiva, los alvéolos y las vías respiratorias. A diferencia de los basófilos, son células de vida larga. No presentan grandes números en nuestro organismo, sin embargo, su activación produce la liberación explosiva de moléculas tóxicas y proinflamatorias frente a los patógenos.

Los mastocitos inician la inflamación y son responsables, junto con los basófilos y los eosinófilos, de reacciones severas del sistema inmune como las reacciones alérgicas. Morfológicamente, son similares a los basófilos y al igual que los mismos se originan en la médula ósea, aunque los gránulos de histaminas son más pequeños pero se encuentran en mayor número10. Sin embargo, presentan una línea de diferenciación independiente del precursor que origina a los neutrófilos, eosinófilos y basófilos, si bien todas estas células proceden del mismo progenitor hematopoyético CD34+ y el progenitor CFU-GEMM. A este precursor se le denomina como unidad formadora de colonias de mastocitos (CFU-Mast).

Es pertinente aclarar que, durante mucho tiempo, se ha sostenido que los mastocitos representaban un estado de diferenciación tisular de los basófilos. No obstante, se ha demostrado que los mastocitos tienen una línea de diferenciación distinta a los basófilos, si bien toda la línea de diferenciación no es del todo bien conocida. En concreto, los mastocitos proceden de un precursor que expresa CD34, CD13 y expresa el C-Kit (CD117), pero no expresa el receptor FC¿RI11. A diferencia del resto de células de la línea mieloide, el CD117 no desaparece durante su maduración, aunque sí pierde la expresión del CD34 y, en muchas ocasiones, la del CD13. La maduración de los mastocitos ocurre fuera de la médula ósea12, adquiriendo su fenotipo característico acorde a su estado de maduración y activación en consecuencia con el microambiente del tejido donde se van a localizar, mientras conservan su capacidad proliferativa. El papel del stem cell factor (SCF), liberado por las células estromales residentes en la médula ósea, es crítico en la proliferación, diferenciación y activación de los mastocitos mediante la estimulación a través del receptor cKit, previniendo a su vez la apoptosis y favoreciendo la adhesión a la fibronectina estructural.

Existen diferentes tipos de mastocitos maduros en función de su localización en los tejidos y de los mediadores que contienen. Los mastocitos T, que solo presentan en su interior triptasa y se encuentran principalmente localizados en los alvéolos y la mucosa gástrica. Los mastocitos TC presentan triptasa, quimasa (serinproteasas) y carboxipeptidasa, y están localizados en tejidos como el parénquima de la mama, en la piel, en los ganglios linfáticos axilares y en la submucosa gástrica. Por último, los mastocitos C, que solo contienen quimasa y carboxipeptidasa, son los menos frecuentes, y se localizan en los alvéolos y en la submucosa gástrica (tabla 1).

Los mastocitos expresan en su superficie miles de inmunoglobulinas de la clase IgE, todas específicamente diferentes, unidas mediante su receptor Fc Fc¿RI. La señalización mediante su antígeno, utilizando dos IgE (igual que en los basófilos), produce una transducción de señal intracelular que termina con la liberación de los mediadores preformados contenidos en sus gránulos intracelulares e inicia la señalización para sintetizar más. Entre los mediadores liberados se encuentran productos activadores del complemento, citocinas y otros componentes moleculares proinflamatorios. Los mastocitos, a su vez, son activados mediante las anafilotoxinas C3a y C3b a través de los receptores C3aR y C5aR, el factor de crecimiento nervioso (NGF) vía el receptor TrKA (receptor de tropomiosina kinasa A), vía IgG y sus receptores FcγIgR, y mediante receptores de tipo toll13. En los últimos años, se ha demostrado que la regulación en la activación del mastocito es más compleja de lo que parecía y, como en la mayoría de las células, se necesita de un equilibrio entre señales positivas y negativas intracelulares para realizar su función. Entre estas señales reguladoras tenemos secuencias ITAM, enzimas quinasas y fosfatasas, moléculas adaptadoras, lípidos y lipasas o el gp-49B1-aVB314. Además, se ha comunicado que tanto los mastocitos como los granulocitos, en general, y al igual que las células dendríticas, presentan un relevante papel en la transición entre la inmunidad innata y la adaptativa9.

Los monocitos circulantes de sangre periférica representan entre el 5-10% de los leucocitos. Constituyen una población leucocitaria heterogénea con la función de iniciar la inflamación y la eliminación directa de microorganismos patogénicos. Se encuentran vigilando el tejido vascular o permaneciendo infiltrados en los tejidos periféricos ante una posible invasión microbiana. Son críticos en la eliminación de bacterias, hongos y parásitos15. Morfológicamente presentan un núcleo bilobulado y arriñonado que ocupa dos tercios de la célula y la define como célula mononuclear. Se originan en la médula ósea y derivan de las células hematopoyéticas pluripotenciales que produce la línea mieloide (CFU-GEMM). Seguidamente se diferencian en las CFU-GM, que se comprometerán a un precursor monocitario común que producirá monoblastos proliferantes, promonocitos y monocitos finalmente, que a su vez podrán diferenciarse en los tejidos a macrófagos e, incluso, ante la presencia de ciertas citocinas, IL-4 y GM-CSF, a células dendríticas16. Las citocinas esenciales para su diferenciación son el M-CSF, GM-CSF y la IL-3. Al terminar su diferenciación en la médula ósea, serán liberados al torrente circulatorio donde permanecerán poco tiempo, desde unas pocas horas (6-8) hasta un máximo de tres días17.

Los monocitos se caracterizan por la expresión del CD115, el receptor del M-CSF y el CD11b. Se clasifican en diferentes subpoblaciones funcionales atendiendo a la expresión de receptores Fc, quimiorreceptores, moléculas de adhesión y patrones de reconocimiento, todo ello relacionado con su velocidad de extravasación, su capacidad fagocítica y la cantidad o tipo de citoquinas producidas. En la actualidad, los monocitos se clasifican en función de la expresión del receptor de lipopolisacárido bacteriano (LPS) CD14, el receptor Fc CD16 (receptor de baja afinidad para la IgG, FcγRIII), la expresión de los quimiorreceptores CCR2, CX3CR1, y la molécula de adhesión CD62L. Utilizando estos antígenos de superficie, los monocitos presentes en la circulación sanguínea se pueden dividir en tres subpoblaciones sanguíneas funcionalmente diferentes: monocitos clásicos (CD14+CD16-), inflamatorios (CD14+CD16+CCR2+) y reguladores (CD14-/dimCD16+)17. Los primeros se encargarían de la eliminación de los patógenos, los segundos de los procesos inflamatorios y los terceros de la inmunomodulación positiva o negativa del sistema inmune. El estudio de la distribución de estas subpoblaciones en la sangre periférica ha aportado evidencias fisiopatológicas asociadas a diferentes patrones de alteración en los procesos inflamatorios de diferentes patogenias y/o etiologías (tabla 2)18.

Los monocitos son células incapaces de replicarse en la sangre periférica o en ausencia de inflamación19. Sin embargo, y al cabo de un tiempo recirculando, los monocitos se extravasan a los tejidos, donde pueden proceder a diferenciarse a diferentes tipos celulares dependiendo del tejido y del ambiente molecular en el que se encuentren. De esta manera, se pueden diferenciar a tipos celulares morfológicamente diferentes y con funciones claramente distintas como, por ejemplo, macrófagos tisulares, macrófagos alveolares, macrófagos deciduales, células de Kupffer, células de microglía o en células dendríticas, entre otras, todas ellas con diferentes funciones efectoras y capacidades individuales20. Esta capacidad de los monocitos sanguíneos de diferenciarse a célula dendrítica es muy relevante, ya que está siendo ampliamente utilizada por los investigadores para realizar ensayos de inmunoterapia. Monocitos y macrófagos actúan insitu en los tejidos, presentan en su superficie una gran cantidad de receptores capaces de detectar microorganismos, lípidos e incluso restos de células muertas. Una vez activados, su vida media es muy corta, pero son capaces de producir inmediatamente grandes cantidades de especies reactivas del óxigeno (ROS), prostaglandinas y citoquinas proinflamatorias como el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), IL-1β, IL-6, CXCL8, IL-10 o vEGF.

Los macrófagos, en general, representan el estado de diferenciación final de los monocitos. Morfológicamente, son más grandes que los monocitos debido a la presencia de un retículo endoplasmático rugoso muy desarrollado y de un alto número de mitocondrias, además se caracterizan por una vida media larga en los diferentes tejidos que los contienen (conectivos, pulmonares, hepáticos…). En estado inactivo, se encuentran «patrullando» por los tejidos no inflamados en busca de patógenos y restos celulares, conservando en todo momento una alta capacidad fagocítica; sin embargo, su capacidad de procesar antígenos permanece inactiva. Mediante sus receptores de superficie, principalmente TLR, reconocen patrones moleculares asociados a los patógenos (PAMP). De esta manera reconocen a los patógenos, se activan y liberan grandes cantidades de las citoquinas antes mencionadas, como el TNF-α, IL1β o IL-8, imprescindibles para iniciar la inflamación y el reclutamiento celular. La activación de los macrófagos también tiene como principal objetivo destruir a los microorganismos patogénicos. Mediante una fagocitosis mediada por receptor, internaliza los patógenos en compartimentos vesiculares intracelulares donde serán destruidos e hidrolizados en fragmentos compuestos por unos pocos aminoácidos que serán posteriormente incorporados a las moléculas de histocompatibilidad de clase II21. Además, los monocitos y macrófagos tienen un papel crítico en el desarrollo de tejidos, la homeostasis y la reparación de lesiones, participando en la orientación de la remodelación vascular, la estimulación de las células madre y progenitoras locales, y la reparación estructural de los tejidos tales como músculo y hueso. Consecuentemente, se han descrito dos tipos de macrófagos diferentes acorde a su función y su capacidad de secretar citocinas proinflamatorias o antiinflamatorias, los macrófagos M1 y los M2. Los macrófagos M1 se producirían en presencia de señales inflamatorias como el interferón gamma (IFN-γ) y el TNF-α, mientras que los M2 en presencia de citocinas antiinflamatorias como la IL-1022. Los primeros presentarían un papel antibacteriano, antivírico y antitumoral, secretando citocinas como el TNF-α, IL1-β, IL-6 e IL-12; los segundos suprimirían la respuesta inmune e intervendrían en la reparación del daño y regeneración tisular, secretando IL-10, TGF-β, VEGF y metaloproteinasas (MMP)23.

La división del trabajo en dos subpoblaciones sugiere un mejor aprovechamiento en las funciones defensivas y en las regenerativas. Sin embargo, parece que estas células M1/M2 están en un complejo equilibrio. El inadecuado balance de estos macrófagos está estudiándose en la actualidad, participando en patologías neoplásicas, la obesidad o enfermedades autoinmunes como la artritis reumatoide, la enfermedad de Crohn y la esclerosis múltiple24.

Las células dendríticas representan apenas entre el 0,2-0,5% de los leucocitos sanguíneos circulantes; sin embargo, se encuentran mayoritariamente en los tejidos de nuestro organismo, esencialmente debajo de la piel y de todas nuestras mucosas, en el parénquima de los órganos y en los tejidos linfáticos7. Presentan un aspecto morfológico arborescente con largas prolongaciones de la membrana, similar a las dendritas de las neuronas, de ahí su nombre. Su función principal consiste en enlazar el sistema inmune innato con el sistema inmune adaptativo. A diferencia de los monocitos, son células encargadas de detectar patógenos, procesarlos y trasladarse a los órganos linfoides secundarios más cercanos para presentar los antígenos. Aquí se encargarán de activar a los linfocitos T y dirigirles en su diferenciación hacia la respuesta defensiva más adecuada25. Pero, además, estas células exhiben una relevante y crucial función inmunorreguladora. No solo activan o desactivan al sistema inmune, además están implicadas en el establecimiento de los procesos de tolerancia central y periférica regulando de esta forma la autorreactividad y la autoinmunidad. Se originan en la médula ósea y presentan la misma vía de diferenciación que los monocitos, derivando de la línea mieloide CFU-GEMM, la CFU-GM para acabar en una célula precursora monocitaria que decidirá, en presencia de IL-4 y GM-CSF, diferenciarse a célula dendrítica en vez de a monocito, pero nunca a granulocito16 (fig. 4).

En este tipo celular reside la clave para comprender el paradigma de cómo asegurar nuestra supervivencia utilizando un sistema inmune innato basado en el reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) mediante unos pocos receptores muy conservados y hereditarios. Un sistema así tendería a fracasar en la coevolución con los microorganismos patógenos, ya que estos han demostrado una gran capacidad para adaptarse y evadir a nuestro sistema defensivo. Surge entonces este tipo celular que presenta la propiedad de explorar exhaustivamente el medio que le rodea mediante un proceso denominado macropinocitosis. Este proceso, unido a la activación de sus receptores de membrana, les permite diferenciarse y dirigir la respuesta inmunitaria específica frente a los patógenos, aunque estos muten o evolucionen.

Las primeras células dendríticas descubiertas fueron las células de Langerhans en 1968. Su forma arborescente con prolongaciones se asemeja mucho a la de las células dendríticas descubiertas cinco años más tarde. Su papel fue desconocido durante muchos años, pero Steinman en los años 70 fue el primero en asociarlas a un nuevo linaje celular llamado células dendríticas y cuya función principal era el reconocimiento de antígenos en diferentes zonas anatómicas de nuestro organismo26. Desde entonces, se les han dado diferentes nombres y propiedades en función del tejido donde estaban presentes, en función de su estado de activación, o en función de los precursores de los cuales derivan. A continuación, describiremos brevemente las subpoblaciones de células dendríticas en función de estos tres criterios, los cuales son utilizados indistintamente.

Las células NK representan uno de los componentes celulares especializados más relevantes de nuestro sistema inmune, caracterizándose por presentar capacidades citotóxicas e inmunorreguladoras. Las células NK están implicadas en la primera línea de defensa frente a infecciones víricas, bacterias intracelulares y la eliminación de células neoplásicas, estando también involucradas en la patología de la autoinmunidad, las inmunodeficiencias o los trasplantes. De hecho, su denominación de NK o células citotóxicas naturales se debe a la observación inicial de ser capaces de eliminar células tumorales de forma espontánea36, sin inmunización previa, es decir, células cuyo papel efector no estaba restricto por la presentación antigénica en el contexto de determinadas moléculas de histocompatibilidad clásicas de clase I o II.

Representan entre el 5-15% de los linfocitos sanguíneos circulantes; sin embargo, también se las puede localizar como células centinelas debajo de la piel, mucosas, médula ósea y abundantemente en el bazo. Morfológicamente, las células NK han sido definidas como linfocitos granulares grandes, debido a su mayor tamaño respecto de los linfocitos T, con los cuales comparten receptores de superficie y funciones37. Su citoplasma se caracteriza por la presencia de gránulos azurófilos. Las células NK proceden de la diferenciación de precursores presentes en médula ósea, timo e hígado y que son comunes a los linfocitos T. A diferencia del resto de componentes celulares del sistema inmune innato, y a excepción de las células dendríticas plasmacitoides, proceden de la línea de diferenciación linfoide, que a su vez procede de las células madre CD34+. Se ha demostrado que la interleucina IL-15 es esencial para que los precursores CD34+ procedentes del cordón umbilical, médula ósea o timo se diferencien a linfocitos NK38. Durante este proceso de diferenciación, las células NK deben de adquirir muy rápidamente competencias para reconocer las moléculas de histocompatibilidad autólogas, seleccionándolas adecuadamente mediante la expresión de una serie de receptores característicos denominados receptores inhibidores. De esta manera, se logra el aprendizaje necesario para reconocer las estructuras celulares propias, y evitar la eliminación espontánea de las células estromales adyacentes, esenciales en su propia diferenciación, momento crítico en el que la célula NK madura y adquiere sus propiedades citolíticas efectoras. Receptores como el CD244 son importantes en este proceso de maduración y no agresión por parte de los linfocitos NK39.

Los linfocitos NK, y de manera similar a los linfocitos T, secretan citoquinas proinflamatorias, antiinflamatorias y presentan mecanismos efectores comunes que incluyen la liberación de moléculas citotóxicas como las perforinas y granzimas o la expresión del receptor de superficie CD95 (FAS) capaces de inducir la lisis y la apoptosis celular en células diana. Sin embargo, las NK presentan importantes diferencias respecto de los linfocitos T, en primer lugar no expresan TCR (el receptor clonal característico de los linfocitos T) ni realizan, por tanto, la recombinación somática (sintetizan CD3, pero no lo expresan en superficie). Tampoco necesitan la maduración en el timo, imprescindible para el desarrollo de los linfocitos T.

Los linfocitos NK no solo eliminan células anómalas o infectadas, sino que también se encargan de diferenciar entre células autólogas y las heterólogas o xenogénicas, siendo en parte las principales responsables del rechazo en los trasplantes. Este proceso lo realizan eficientemente gracias a un conjunto de receptores cada vez mejor conocidos. Estos receptores se han clasificado en dos grandes familias, la de los receptores activadores y la de los receptores inhibidores. Esta última se conoce desde hace tiempo, siendo responsables del reconocimiento de lo «propio» examinando las moléculas de histocompatibilidad de clase I. De los receptores activadores conocemos cada vez más y, sin embargo, poco sabemos de sus ligandos, foco actual de interés para los investigadores.

Al igual que el resto de las células del sistema inmune, no existe un solo tipo de linfocito NK. Intentar definir las subpoblaciones de células NK en función de la expresión de sus receptores es muy complicado y, por lo tanto, las deberíamos clasificar como células heterogéneas. Sin embargo, durante años se han identificado clases de células NK dependiendo de las funciones que eran capaces de realizar, su capacidad lítica o de liberar citocinas asociada a la expresión de receptores de superficie. Las células NK se caracterizan por la expresión del CD56 y la ausencia del CD3. A continuación se han clasificado las células NK en tres subpoblaciones en base a la intensidad de expresión de los antígenos de superficie CD56 y CD16, junto con el estudio de su capacidad efectora citotóxica. En la actualidad, se están estudiando también subpoblaciones de células NK asociadas a la expresión del CD62L, CD57, CD38, CD69. En función de la expresión de los antígenos de superficie CD56 y el CD16 se encuentran las células NK CD56+dimCD16+brigth que representarían un 90% del total de las NK circulantes en sangre, y se les denomina NK citotóxicas debido a su alta capacidad lítica y su baja capacidad de secretar citoquinas. Las CD56+brightCD16+dim/– representarían entre el 5-10% y se caracterizarían por su baja capacidad citotóxica y su alta capacidad inmunorreguladora, siendo responsables de la liberación de altas cantidades de citoquinas proinflamatorias y antiinflamatorias. Por último, un estado intermedio de diferenciación CD56+brightCD16+int capaz de presentar alta capacidad citotóxica y de secretar citocinas40 (tabla 4).

Los autores declaran que para esta investigación no se han realizado experimentos en seres humanos ni en animales.

Los autores declaran que en este artículo no aparecen datos de pacientes.

Los autores declaran que en este artículo no aparecen datos de pacientes.

Importante

Muy importante

Metaanálisis

Artículo de revisión

Ensayo clínico controlado

Guía de práctica clínica

Epidemiología