Mucose associated lymphoid tissue. Antigen presenting cells.

Abstract. We studied samples of normal and abnormal human mucosae, including oral tissue and uterine cervix, using electron microscopy. Special attention was given to the functions and mechanisms of defense carried out by the epithelial (EC) and dendritic cells (DC). Activated epithelial cells posses the capacity to uptake and process antigens, in order to present them, subsequently, to the dendritic cells. The structures and elements of the cells intervening on this function are: micropinocytic vesicles, multivesicular bodies, lysosomes, phagosomes, clathrin-covered vesicles, dense granules covered by a unit membrane, granules with onion likes leaves, microbodies, and dense granules with acid phosphatase activity. When they first arrive within the epithelial layers, the DC are clear with long cytoplasmic projections, which later become short, and the density of their cytoplasm increases. They possess mycropinocytic vesicles, some clathrine-covered vesicles, lysososmes and Birbeck granules. At this moment, they are known as Langerhans cells. EC and DC present many surface folds rich in micropynocytic vesicles. Between EC and DC there are many contacts (close junctions or tight junctions), through which antigens, phagocitized and processed by the EC, are given to the DC. These cells join them to major histocompatibility complex molecules or to other molecules with similar functions (CD1). Then the Langerhans cells travel to the lymphatic node to activate T cells and continue the immunologic task. So, in this way, both the EC and the DC are a link between the natural and the acquired immunological mechanisms.

Keywords: antigen presenting cells, epithelial cell as antigen presenting cell, Langerhans cell. 

Recibido: 16-04-12 Aceptado: 27-06-2013

Las superficies externas de las mucosas humanas están cubiertas de epitelio plano estratificado el cual constituye una barrera natural contra substancias químicas, moléculas extrañas y microorganismos vivientes. Cuando la barrera es vencida, existen mecanismos de defensa innatos que actúan indistintamente del agente causante y de los sistemas adquiridos, específicos de resistencia a la noxa agresora. La finalidad del presente estudio es aportar algunos conocimientos sobre los elementos celulares presentes en estas mucosas, implicadas en funciones de defensa. Estos son: las células epiteliales (CE o queratinocito), que sufren un proceso de queratinización para aumentar su resistencia física y a la vez actúan como captadoras y procesadoras de moléculas extrañas o antígenos (Ag), y células pertenecientes al sistema linfático que por su anatomía fina se han denominado células dendríticas (CD) y por su función se conocen como presentadoras de antígeno (CPA). 

El presente trabajo es una revisión del proceso de defensa a nivel de las mucosas, basado en trabajos del autor en la especialidad en microscopía electrónica y sustentados por los conocimientos actuales sobre esta materia. Comprende observaciones en mucosa oral normal (MON) y patológica (MOP): paradenciopatías, estomatitis aftosa. También se incluyen hallazgos en mucosa de cuello uterino normal (MCUN) y patológica (MCUP): displasia, carcinoma. 

La anatomía fina de la CE varía de acuerdo al nivel en que se encuentre dentro del epitelio plano estratificado. En la presente revisión sólo nos referiremos a las características relacionadas con los componentes celulares comprometidos en la fagocitosis, la digestión y el procesamiento de los antígenos. 

En el queratinocito del tejido normal se aprecian tonofilamentos, un complejo de Golgi, retículo endoplasmático tanto liso como rugoso y según el sitio en que se encuentre en el estrato espinoso forma gránulos de queratohialina. Los elementos que a continuación se describen son escasos en la CEN, pero en los casos de MOP y MCUP aparecen de acuerdo al grado de la lesión una cantidad de vesículas de micropinocitosis, tanto lisas (Fig. 1a), como recubiertas por clatrina (Fig. 1b), y algunas hacen contacto con las cisternas del complejo de Golgi (Fig. 1c); lisosomas de pequeño tamaño; gránulos limitados por una unidad de membrana, con contenido denso que puede estar sobre la hoja interna de la membrana que los delimita o en el centro del gránulo, extendiéndose la densidad a veces como radios de bicicleta (Fig. 1d); también estructuras uniformemente densas con pequeñas zonas claras redondeadas (cuerpos multivesiculares) (Fig. 2a), algunas con vesículas grandes (Fig. 2b). Existe una variedad de gránulo con láminas cuya disposición recuerda el bulbo de una cebolla (Fig. 2c) y microcuerpos con una estructura cristaliforme en su interior (Fig. 2d). La comprobación de la actividad lisosómica en los pequeños gránulos en el interior del citoplasma de las CE se hizo mediante la determinación de fosfatasa ácida (1) (Fig. 2e).

Las CE normales se unen entre sí por desmosomas y mantienen un espacio intercelular claro, en los casos de la MOP se observa un material poco electrodenso y un aumento de los espacios intercelulares; hay contactos con las CD y prolongaciones de estas células que hacen contacto íntimo con la CE. En las observaciones de MCUP los contactos intercelulares son muy abundantes, con uniones estrechas entre las CE y hay aumento en la cantidad de material electrodenso en el espacio intercelular. 

Las CPA son de dos tipos, las profesionales que comprenden los macrófagos, las células dendríticas, los linfocitos B y las células epiteliales activadas. Las otras células del organismo (no profesionales), pueden transformarse en presentadoras de Ag de acuerdo a los factores que las estimulen. En todas las circunstancias deben capturar un Ag, sea externo o interno, procesarlo y luego entregarlo a células encargadas de transportarlo a un ganglio linfático para ser presentado a un linfocito que está especializado en desarrollar las defensas correspondientes (anticuerpo) contra este antigeno. En las mucosas las CE captan los antígenos del medio ambiente mediante pinocitosis y micropinocitosis, en el interior del citoplasma estas vesículas se unen a lisosomas transformándose en fagolisosomas para degradar las moléculas extrañas ingeridas mediante varios mecanismos que comprometen la actividad del complejo de Golgi y del retículo endoplasmático, las fijan a moléculas especiales pertenecientes al complejo principal de histocompatibilidad o a otras con funciones similares –CD1–, para ser luego transportadas a la superficie, donde permanecen hasta ser entregadas a una CPA, presentación que en muchas oportunidades puede ser directa a través de un contacto íntimo (zonula ocludens), como sucede entre una CE y una CL (3).

La principal célula presentadora de antígeno es la CD, la cual se origina en una célula madre en la médula ósea, que si es estimulada por la IL-3 se convertirá en progenitora mieloide y luego si es influenciada por GM-CSF se transformará en monocito. El monocito de acuerdo al medio químico que le rodee y estimule, cambia a macrófago que permanece en el tejido conjuntivo, o a célula DC. Los factores estimulantes están representados por citocinas, que son proteínas o glicoproteínas secretadas por células de la inmunidad innata y adaptativa que orientan su maduración y son diferentes de acuerdo a las distintas zonas del organismo, por lo que aquellos monocitos destinados a funcionar como CD del timo, del bazo y estructuras similares se conocen como CD linfoides (CDl), en tanto que los que tienen como meta las mucosas, la piel, o los ganglios linfáticos que los drenan, se denominan CD mieloides (CDm) (4, 5). En su evolución la CDm cuando llega a su destino, es un elemento inmaduro que no ha tenido oportunidad de hacer contacto con un Ag y sí su objetivo es residenciarse en un epitelio plano estratificado, una vez abandonado el torrente sanguíneo, debe recorrer el tejido conjuntivo, cruzar la lámina basal e instalarse entre las células epiteliales. La CD cuando viaja en el torrente circulatorio tiene grandes prolongaciones citoplasmáticas móviles y por su apariencia al microscopio de barrido se le ha denominado célula con “velo” y al entrar al epitelio conserva temporalmente este aspecto, luego disminuye el tamaño de sus “velos” que se transforman en simples prolongaciones y aparece en su citoplasma una formación conocida como gránulo de Birberck. A partir de entonces se denomina célula de Langerhans (CL). A eso se debe que encontremos en la mucosa bucal, según su grado de evolución, células dendríticas más claras con grandes prolongaciones y menos claras con prolongaciones cortas, fácilmente distinguibles. 

Los queratinocitos próximos a las CL, la fijan gracias a la cadherina y evitan su maduración prematura. Sin embargo al haber citoquinas inflamatorias como la interleuquina 1 (IL-1), el TNFa (producidas por el queratinocito), endotoxinas, ADN de bacterias, ARN viral, provenientes del medio que la rodea, empieza su cambio funcional y estructural. Al hacer contacto con el Ag, y reconocer que su estructura es complementaria a la del receptor específico presente en la superficie de la CD (predominantemente lectinas tipo 1 y 2), aquel es fijado, ingerido, procesado y luego colocado en su superficie, sobre una molécula del complejo principal de histocompatibilidad (MHC I, MHC II), o unido a las isoformas 1 ó 2 de las moléculas del CD1, Se produce una unión: v.g. Ag-MHC. En este momento, la célula adquiere características físicas y funcionales nuevas, deviene en célula presentadora de antígenos (CPA), que abandona su localización al liberarse de su unión con los queratinocitos y empieza su migración como elemento maduro al ganglio linfático que drena el área correspondiente (6-8); secuencialmente cruza la lámina basal, el corium subyacente, entra a un vaso linfático y migra al ganglio que drena la zona y de acuerdo al tipo de Ag transportado, contacta ya sea un linfocito T4+(h1 ó h2), un linfocito T8+(citotóxico), un asesino natural (NK), un linfocito B inmaduro, o un linfocito de memoria. Todos estos nuevos elementos no deben haber tenido contacto anterior con un Ag (estar sin sensibilización previa) y son ayudados por moléculas estimuladoras que para ese momento produce la CPA.

Las CPA expresan tanto en su superficie como en su interior una serie de moléculas, algunas característica de ellas y otras comunes con otras células. Entre estas moléculas están: 1°: Lectina de superficie, tipo II, conocida como langerina CD206, es producida cuando la célula es inmadura, actúa como receptor endosómico de manosa, se acumula formando los gránulos de Birbeck, y al fijar el antígeno permite que se inicie una vía no clásica en el procesamiento de estos. La unión langerina-manosa influye en la captación de péptidos que no contienen manosa, pero sí fucosa, glucolípidos, n-acetilglucosamina, los une posteriormente a moléculas CD1a y su destino final será presentarlos a linfocitos T especializados en reconocer esta unión. 2°: MHC tipo I, presentes en todas las células del organismo y son encargadas de fijar los antígenos endógenos en la superficie celular. 3°: MHC tipo II, presentan antígenos péptidos a LTCD4+. 4°: CD1 (grupo I y II), son moléculas transportadoras de antígeno, por la vía no clásica, que inducen respuestas inmunes. 5°: Las CD39, son las responsables de las actividades enzimáticas extracelulares (ecto-ATPasa), regulan las respuestas inflamatorias y reacciones inmunes mediadas por nucleótidos. 6°: Moléculas como HLA-DR, receptores para la FC de las inmunoglobulinas y la molécula 3 del sistema de complemento. 7°: Lectinas varias: de acuerdo al tipo de éstas los antígenos captados van a diferentes compartimientos del citoplasma, cada uno especializado para el compuesto químico que le llega (9-11). 

Todas esas moléculas se encuentran presentes en elementos del citoplasma celular, según el caso en las CE, en las CL, o de las dos. Las moléculas clase I del MHC, presentes en todas las células del organismo están preferentemente en las vacuolas autofágicas (3); las moléculas clase II del MHC, características de las APC profesionales se pueden evidenciar en varias estructuras, tales como los gránulos con características de hoja de cebolla (en CE), las del CD1a y CD1b en las vesículas recubiertas por clatrina (CE, CD); la lectina langerina en los gránulos de Birberck (CL), enzimas para la degradación de los antígenos a moléculas pequeñas se encuentran en los lisosomas (CE, CL), que se identifican por su actividad de fosfatasa ácida (1,3,12-14), otras enzimas en los microcuerpos (no descritos previamente en la mucosa bucal) y en pequeños gránulos con material electrodenso. 

En trabajo anterior (2) se describieron por primera vez en la cavidad bucal en casos de lengua escrotal humana, los gránulos de Birbeck y un engrosamiento en la hoja interna de la cisterna nuclear; la actividad de fosfatasa ácida en la CE normal de la cavidad bucal (1) y ahora, la presencia, en condiciones normales y patológicas, de las vesículas recubiertas en las CE de la MO y MCU y en la CL. También las estructuras que simulan bulbos de cebolla en las CE. 

Tomando en cuenta los diferentes hallazgos en la célula epitelial normal y en la patológica, las cuales contienen moléculas clase I y II del MHC, moléculas CD1, microcuerpos, cuerpos multivesiculares y vesículas autofágicas, es posible sugerir que la CE es una célula capaz de procesar antígenos y luego presentarlos sobre su superficie en las áreas de contacto a las CL. 

Actualmente ha cambiado el concepto que los Ag sólo son transportados y presentados a los linfocitos sobre moléculas del MHC. Hoy se conoce que esto también sucede sobre las distintas moléculas que conforman el CD1. Es conveniente comentar que CL es una célula moduladora de las respuestas inflamatorias, y que en caso de estar ausentes, las inflamaciones locales son más severas, pero nunca implica una falta de defensa local. También es sabido que las citocinas de inducción favorecen el desplazamiento de esta célula a los sitios de inflamación y las citocinas constitutivas regulan su posterior migración a los tejidos linfáticos. Cuando una CD es estimulada sólo por citocinas y no ha ingerido Ag, al migrar y hacer contacto con el linfocito, lo estimula y lo activa, pero este es incapaz de cumplir sus funciones (14). Ingerido el Ag, las citocinas IL1-b, IL-6, IL-8, GM-CSF, TNFa producidas por los queratinocitos activan la CD y ésta aumenta su IL-12 (molécula estimuladora). En el ganglio la CPA cuando hace contacto para estimular al linfocito, produce: 1) IL-1b, FNTa que son moléculas estimuladoras para el transporte del Ag desde el epitelio hasta el ganglio de drenaje; 2) IL-6 producida por CL desde su etapa inmadura, estimula el LT, ayuda en la diferenciación de los LB a células plasmáticas productoras de anticuerpo y es además un estimulador de los neutrófilos; y 3) L-12, clave en el sistema inmune innato, producida por todas las CPA profesionales (DC, macrófagos, LB), actúa sobre los LTCD8+ y sobre NK. 

La granulisina, es una proteína antimicrobial presente en los gránulos de los LTC y NK. Es el mediador fundamental de la citotoxicidad dirigida contra las bacterias, en los gránulos de los linfocitos se encuentra acompañada de perforinas (15, 16) y gramzymas (17). En las DC inicialmente, la granulisina está en la membrana celular y entra a la célula por mecanismos asociados al transporte lipídico, es llevada a los fagosomas y produce la lisis del Ag (18). Por otra parte las alarminas son mediadores endógenos que pueden aumentar la actividad de CPA y promover la generación de la respuesta inmunológica (19, 20). 

REFERENCIAS 

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