Ejercicios: La inmunidad específica

¿Qué es un antígeno? Pon dos ejemplos de moléculas o estructuras que puedan actuar como antígenos.

Distingue entre inmunidad humoral e inmunidad celular, indicando qué tipo de linfocito es el protagonista de cada una.

Observa el esquema e indica cuál de las dos células (A o B) es un linfocito B y cuál un linfocito T. Explica qué está haciendo cada una y a qué tipo de inmunidad específica corresponde su actuación.

¿Qué es un anticuerpo y dónde se encuentran los anticuerpos en el organismo? Indica qué tipo de célula los produce.

Distingue entre antígeno y anticuerpo, y explica qué significa que la unión entre ambos es específica, comparándola con una llave y su cerradura.

¿Qué son las células de memoria inmunológica? Explica por qué, tras padecer ciertas enfermedades como el sarampión, no se suele volver a enfermar de la misma enfermedad.

Indica qué son los linfocitos, en qué órgano se forman todos ellos y en qué órganos maduran los linfocitos B y los linfocitos T.

Los anticuerpos no destruyen directamente a los patógenos: los marcan y los neutralizan. Explica dos formas en las que un anticuerpo ayuda a eliminar a un patógeno (neutralización, opsonización, aglutinación o activación del complemento).

Describe la estructura básica de un anticuerpo (inmunoglobulina): cuántas cadenas lo forman, qué forma tiene y qué parte de la molécula reconoce y se une al antígeno.

Los linfocitos T colaboradores (CD4) coordinan la respuesta inmune específica. Explica qué funciones realizan y qué ocurre en el organismo cuando el VIH los destruye progresivamente.

Explica qué hacen los linfocitos T citotóxicos (CD8) y por qué son especialmente importantes frente a las células infectadas por virus y frente a las células tumorales.

Cuando un linfocito B encuentra el antígeno que reconoce, prolifera formando un clon. Explica en qué consiste la selección clonal y qué dos tipos de células se generan a partir de ese linfocito activado, indicando la función de cada una.

Las moléculas MHC de clase I presentan antígenos producidos en el interior de la célula (por ejemplo, de un virus), y las de clase II presentan antígenos que han sido fagocitados. Indica qué tipo de linfocito T reconoce cada clase de MHC y razona por qué este reparto tiene sentido biológico.

Las células plasmáticas son auténticas fábricas de anticuerpos: pueden secretar miles de moléculas por segundo. Relaciona esta función con su aspecto al microscopio (retículo endoplasmático rugoso muy desarrollado y aparato de Golgi prominente) y razona por qué viven poco tiempo, pero dejan tras de sí células de memoria.

Un laboratorio quiere obtener anticuerpos monoclonales, es decir, anticuerpos idénticos dirigidos contra un único determinante antigénico. Explica por qué un solo clon de linfocitos B produce anticuerpos monoclonales y cita dos aplicaciones de estos anticuerpos en medicina (diagnóstico o tratamiento).

En un ensayo clínico se cuantifica la concentración sérica de anticuerpos (IgM e IgG) en un voluntario tras inyectarle el antígeno X en el día 0 y una mezcla de los antígenos X e Y en el día 28. Se obtienen los siguientes resultados:

• Día 7: se detecta IgM frente a X (título 1:64) y trazas de IgG frente a X.

• Día 35 (7 días tras la 2.ª inyección): los títulos frente a X son IgM (1:32) e IgG (1:2048), mientras que frente a Y se detecta únicamente IgM (1:64).

1. a) Interpreta estos resultados justificando qué tipo de respuesta inmune (primaria o secundaria) se ha producido frente a cada antígeno tras el día 28 y qué células son responsables del drástico incremento de IgG anti-X.
2. b) Predice qué ocurriría con los títulos de IgG e IgM frente a Y si se administra una nueva dosis del antígeno Y en el día 56. Justifica tu respuesta en términos de memoria inmunológica y explica su implicación en el diseño de las pautas de vacunación con dosis de refuerzo.

En el laboratorio de un hospital de campaña se dispone de concentrados de glóbulos rojos (hematíes) y de plasma de donantes de grupos A, B, AB y 0 (todos Rh+). Llegan dos pacientes politraumatizados que necesitan soporte urgente:

• Paciente 1 (grupo AB+): requiere una transfusión urgente de concentrado de hematíes, pero el banco de sangre se ha quedado sin hematíes del grupo AB+.

• Paciente 2 (grupo 0+): requiere una transfusión urgente de plasma (no de hematíes).

1. a) Justifica razonadamente qué tipo de hematíes (A, B o 0) podrías transfundir de forma segura al Paciente 1 y qué mecanismos inmunológicos provocarían un choque hemolítico si se produjera una incompatibilidad.
2. b) Un técnico novato propone transfundir plasma del grupo 0 al Paciente 2 afirmando que «el grupo 0 es el donante universal y nunca da problemas». Rebate su afirmación analizando qué contiene el plasma de un donante del grupo 0 y deduce qué tipo de plasma (A, B, AB o 0) sería idóneo para el Paciente 2 y si, en este caso concreto, la propuesta del técnico es aceptable.

En un experimento in vitro se incuban por separado linfocitos B maduros y linfocitos T cooperadores (CD4+) procedentes de un ratón inmunizado previamente frente a una toxina bacteriana extracelular. A ambos cultivos acelulares se les añade la toxina purificada en su conformación nativa.

1. a) Tras 48 horas, se observa que los linfocitos B proliferan y secretan anticuerpos específicos, mientras que los linfocitos T CD4+ permanecen completamente inactivos. Justifica este resultado basándote en la naturaleza estructural de los receptores BCR y TCR y en los requisitos de activación de cada estirpe celular.
2. b) Se repite el ensayo de linfocitos T añadiendo macrófagos del mismo ratón que han fagocitado y procesado previamente la toxina. Predice qué ocurrirá en este caso y qué sucedería si los macrófagos añadidos procedieran de una cepa de ratón con alelos MHC incompatibles. Justifica tu respuesta considerando el fenómeno de restricción por el MHC.

Un paciente seropositivo para el VIH inicia tratamiento con un único antirretroviral (monoterapia con un inhibidor de la transcriptasa inversa). Durante los primeros cuatro meses, su carga viral plasmática desciende hasta niveles indetectables. Sin embargo, al sexto mes, la carga viral experimenta un rebote significativo a pesar de mantener una adherencia estricta a la medicación.

1. a) Interpreta la causa biológica de este rebote virológico considerando la tasa de mutación de la transcriptasa inversa y justifica por qué la terapia antirretroviral combinada (TARGA, con al menos tres fármacos dirigidos a dianas distintas) previene eficazmente este fenómeno.
2. b) Un nuevo fármaco experimental logra eliminar el 100 % de los viriones libres en sangre y de las células con infección activa. Sin embargo, si el paciente interrumpe la terapia, el virus reaparece en pocas semanas. Explica a nivel celular y molecular dónde se «esconde» el virus durante el tratamiento y por qué el sistema inmunitario no detecta ni destruye esas células reservorio.

Durante el diseño de una vacuna frente a un nuevo virus patógeno se comparan dos plataformas: una basada en la proteína viral de la espícula purificada administrada con un adyuvante clásico (vacuna de subunidades) y otra basada en nanopartículas lipídicas que contienen ARNm que codifica dicha proteína viral.

1. a) Deduce la ruta de procesamiento intracelular y presentación antigénica que seguirá la proteína generada tras la inyección de la vacuna de ARNm en una célula dendrítica, y justifica por qué esta plataforma induce de forma eficaz tanto linfocitos T citotóxicos (CD8+) como linfocitos T colaboradores (CD4+) y linfocitos B, a diferencia de la vacuna de proteína purificada.
2. b) Desde el punto de vista de la bioseguridad, justifica por qué la vacuna de ARNm no presenta el riesgo de reversión a virulencia que presentan las vacunas tradicionales de virus atenuados ni el riesgo de integración génica en el ADN del hospedero.

En la siguiente tabla se muestran los datos clínicos y de laboratorio de dos pacientes de 45 años, sin enfermedades previas, al séptimo día desde el inicio de los síntomas de una infección viral respiratoria aguda:

• Paciente A: Carga viral en exudado nasofaríngeo: muy baja; IL-6 en suero: 12 pg/mL (valor normal: < 7 pg/mL); Proteína C reactiva: 8 mg/L (valor normal: < 5 mg/L); Saturación de O2 basal: 97 %.

• Paciente B: Carga viral en exudado nasofaríngeo: muy baja; IL-6 en suero: 185 pg/mL (valor normal: < 7 pg/mL); Proteína C reactiva: 140 mg/L (valor normal: < 5 mg/L); Saturación de O2 basal: 86 %.

1. a) Interpreta la aparente paradoja del Paciente B: ¿cómo se explica que, teniendo una carga viral ya muy baja, presente un cuadro clínico de insuficiencia respiratoria mucho más grave que el Paciente A? Justifica el fenómeno inmunológico subyacente y el concepto de «tormenta de citoquinas».
2. b) En una reunión clínica, un médico propone administrar una dosis masiva de antivirales al Paciente B, mientras que otro sugiere administrar anticuerpos monoclonales bloqueantes del receptor de IL-6 junto con glucocorticoides (inmunosupresores). Razona cuál de las dos estrategias terapéuticas es la biológicamente adecuada en esta etapa para el Paciente B y qué consecuencia tendría aplicar la opción descartada.