LA INMUNOLOGÍA Y SUS APLICACIONES

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12th Grade

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LA INMUNOLOGÍA Y SUS APLICACIONES

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Biology

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Dorleta Elejalde

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1.

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15 mins • 1 pt

Contesta correctamente al menos a tres de las cuatro preguntas para seguir avanzando. A finales de 2022, la revista Muy Interesante publicó el siguiente titular: ‘’Las alergias al polen se intensificarán con el cambio climático’’. En relación a esto:

a. Define los conceptos de antígeno y anticuerpo.

b. Define qué es la alergia y que mecanismos desencadena un alérgeno al entrar al organismo.

c. Define el concepto de inmunodeficiencia.

d. Define qué es la autoinmunidad, cómo ocurre y por qué ocurren los rechazos.

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a. Antígeno: cualquier molécula que active el sistema inmune. Anticuerpo: moléculas proteicas producidas por células del sistema inmune que se unen específicamente a antígenos.

b. La alergia es una respuesta exagerada e inapropiada del sistema inmunológico a sustancias que, en la mayoría de las personas, son inofensivas. Estas sustancias que desencadenan una respuesta alérgica se llaman alérgenos. Los alérgenos pueden ser diversos, como polen, ácaros del polvo, ciertos alimentos, picaduras de insectos, medicamentos o pelo de animales, entre otros.

Cuando un alérgeno entra en contacto con el organismo de una persona alérgica, el sistema inmunológico lo identifica erróneamente como una amenaza y comienza a producir anticuerpos específicos llamados inmunoglobulina E (IgE). Estos anticuerpos se adhieren a los mastocitos y basófilos, que son células del sistema inmunológico que contienen sustancias químicas, como la histamina.

Cuando el organismo entra nuevamente en contacto con el mismo alérgeno, este se une a los anticuerpos IgE que están unidos a los mastocitos y basófilos. Esta unión provoca que las células inmunológicas liberen las sustancias químicas almacenadas, especialmente la histamina. La liberación de histamina y otras sustancias químicas desencadena una reacción alérgica.

c. La inmunodeficiencia es una condición en la cual el sistema inmunológico del organismo no funciona adecuadamente o está debilitado, lo que resulta en una incapacidad para defenderse de manera efectiva contra infecciones y enfermedades. En otras palabras, las personas con inmunodeficiencia tienen una respuesta inmunitaria comprometida o insuficiente, lo que las hace más susceptibles a infecciones que, en individuos con sistemas inmunológicos saludables, serían fácilmente controladas o eliminadas.

d. La autoinmunidad es un fenómeno en el cual el sistema inmunológico del cuerpo ataca erróneamente y de forma persistente a sus propios tejidos y células, como si fueran sustancias extrañas o invasoras.

Las causas exactas de la autoinmunidad aún no están completamente comprendidas, pero se cree que resulta de una combinación de factores genéticos y ambientales.

En cuanto al rechazo, está relacionado con los trasplantes de órganos o tejidos. Cuando una persona recibe un órgano de un donante, el sistema inmunológico del receptor puede reconocerlo como un tejido extraño y tratar de eliminarlo para proteger el cuerpo. Para prevenir o reducir el rechazo, se utilizan medicamentos inmunosupresores que inhiben la respuesta del sistema inmunológico, lo que permite que el órgano trasplantado sea aceptado y sobreviva en el cuerpo del receptor.

2.

OPEN ENDED QUESTION

15 mins • Ungraded

Contesta correctamente al menos a dos de las tres preguntas para seguir avanzando. Hace varios años que en una clínica de Madrid se logró mantener in vivo un pulmón de un paciente muerto por parada cardíaca para su posterior trasplante.

a. ¿Cuál es la explicación inmunológica de los rechazos que se dan en los trasplantes?

b. ¿Será más difícil que se de el rechazo en el caso citado?

c. ¿Puede darse rechazo en trasplantes entre hermanos? y, ¿entre gemelos univitelinos?

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a. En cuanto al rechazo, está relacionado con los trasplantes de órganos o tejidos. Cuando una persona recibe un órgano de un donante, el sistema inmunológico del receptor puede reconocerlo como un tejido extraño y tratar de eliminarlo para proteger el cuerpo. Para prevenir o reducir el rechazo, se utilizan medicamentos inmunosupresores que inhiben la respuesta del sistema inmunológico, lo que permite que el órgano trasplantado sea aceptado y sobreviva en el cuerpo del receptor.

El complejo principal de histocompatibilidad (MHC), también conocido como complejo de histocompatibilidad mayor o HLA (antígenos leucocitarios humanos), es un grupo de genes que codifican proteínas de la superficie celular. Estas proteínas son fundamentales para el reconocimiento del sistema inmunológico de un individuo propio y no propio. Juegan un papel crucial en la regulación de la respuesta inmunitaria y en la presentación de antígenos a las células del sistema inmunológico.

En el contexto de los rechazos, el MHC es de particular importancia en los trasplantes de órganos y tejidos. Cuando un órgano o tejido se transplanta de un donante a un receptor, las células del órgano trasplantado expresan proteínas MHC que son diferentes de las proteínas MHC del receptor. Estas diferencias en el MHC son reconocidas por el sistema inmunológico del receptor como extrañas, lo que puede desencadenar una respuesta inmunitaria dirigida contra el órgano trasplantado.

c. Entre hermanos sí. Entre gmelos univitelinos no, ya que son genéticamente idénticos, por lo que tendrán las mismas moléculas MHC.

3.

OPEN ENDED QUESTION

15 mins • 1 pt

Contesta correctamente al menos a dos de las tres preguntas para seguir avanzando. El Docto Elkin Patarroyo, fue el investigador que consiguió y donó la vacuna contra la malaria, para que fuera accesible a todo el mundo. En una conferencia de hace unos años anunció que su equipo de investigación estaba desarrollando una nueva vacuna, la cual podría tener entre un 90 y un 95% de efectividad protectora en seres humanos, frente al 40% que tenía la anterior vacuna.

a. ¿Qué son los sueros? ¿cómo se obtienen? ¿cómo se utilizan? ¿qué tipo de inmunidad aportan?

b. ¿Cómo puede obtenerse inmunidad frente a un agente además de con sueros y vacunas?

c. ¿Cómo actúan las vacunas en el sistema inmunitario? ¿qué tipo de inmunidad se adquiere cuando se administran?

d. ¿Qué es la inmunodeficiencia? Cita algún caso que conozcas.

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a. Preparaciones líquidas que contienen anticuerpos específicos contra determinados antígenos. Los anticuerpos en los sueros son producidos por el sistema inmunológico de un organismo (humano o animal) después de haber sido expuesto a un antígeno particular. Los sueros se utilizan para brindar inmunidad temporal o pasiva a una persona que necesita protección inmediata contra una infección específica.

b. De manera natural.

c. Las vacunas actúan estimulando el sistema inmunitario para que reconozca y desarrolle una respuesta defensiva contra ciertos agentes infecciosos, como virus o bacterias, sin causar una enfermedad completa. Esto permite que el sistema inmunológico aprenda a reconocer y recordar el agente infeccioso, lo que proporciona una protección eficaz en caso de que el individuo sea posteriormente expuesto al patógeno real.

d. La inmunodeficiencia es una condición en la cual el sistema inmunológico del organismo no funciona adecuadamente o está debilitado, lo que resulta en una incapacidad para defenderse de manera efectiva contra infecciones y enfermedades. P.e. SIDA.

4.

OPEN ENDED QUESTION

15 mins • 1 pt

Contesta correctamente al menos a una de las dos preguntas para seguir avanzando. En cierto medio apareció la siguiente noticia: ‘’El Hospital Virgen del Rocío de Sevilla ha acogido este pasado sábado el nacimiento de Estrella, el segundo ‘bebé medicamento’ que nace en España, libre de una enfermedad genética hereditaria y que es compatible con su hermano Antonio, afectado de aplasia medular severa, una grave enfermedad hematológica que provoca la desaparición de las células encargadas de la producción de la sangre en la médula ósea’’.

a. ¿Qué células o moléculas afectan a la compatibilidad entre dos individuos? Explícalo ayudándote de dibujos.

b. ¿Cómo actúa el sistema inmune celular? ¿qué células y moléculas toman parte en este tipo de sistema inmune? Ayúdate de dibujos.

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a. El complejo mayor de histocompatibilidad (MHC), también conocido como sistema de antígenos leucocitarios humanos (HLA) en humanos, es un grupo de genes que codifican proteínas de la superficie celular. Estas proteínas son esenciales para la presentación de antígenos a las células del sistema inmunológico y desempeñan un papel fundamental en la regulación de la respuesta inmunitaria.

El MHC se encuentra en la mayoría de las células del cuerpo y es responsable de presentar fragmentos de proteínas extrañas o patógenos (antígenos) a los linfocitos T, que son un tipo de células inmunitarias. Esta presentación es esencial para activar y coordinar una respuesta inmunitaria específica contra los agentes infecciosos.

En humanos, existen dos tipos principales de MHC:

  1. MHC de clase I: Este tipo de MHC se encuentra en casi todas las células nucleadas del cuerpo humano. Sus proteínas (como las HLA-A, HLA-B y HLA-C) presentan fragmentos de proteínas derivados del interior de las células, como los producidos por virus, a los linfocitos T citotóxicos (CD8+). Esto permite que el sistema inmunológico reconozca y destruya células infectadas o dañadas.

  2. MHC de clase II: Este tipo de MHC se encuentra principalmente en las células presentadoras de antígenos, como los macrófagos, las células dendríticas y los linfocitos B. Sus proteínas (como las HLA-DP, HLA-DQ y HLA-DR) presentan fragmentos de proteínas derivados de patógenos y partículas externas a los linfocitos T cooperadores (CD4+). Esto activa a los linfocitos T cooperadores y ayuda a coordinar la respuesta inmunitaria, estimulando la producción de anticuerpos y la activación de los linfocitos T citotóxicos.

La variabilidad del MHC es extremadamente alta en la población humana, lo que significa que hay muchas variantes diferentes de estos genes (alelos) en la población. Esta diversidad es importante porque permite al sistema inmunológico reconocer y responder a una amplia gama de antígenos. Sin embargo, esta variabilidad también es la razón por la cual el MHC es un factor crítico en el rechazo de trasplantes, ya que las diferencias en los alelos MHC entre el donante y el receptor pueden ser reconocidas por el sistema inmunológico como extrañas, lo que lleva al rechazo del trasplante.

b. El sistema inmunitario celular, también conocido como inmunidad celular, es una parte fundamental del sistema inmunitario que se enfoca en combatir infecciones y eliminar células dañadas o cancerosas directamente. Este tipo de respuesta inmunitaria involucra principalmente a las células inmunitarias, como los linfocitos T y las células asesinas naturales (NK), así como a ciertas moléculas específicas que desempeñan un papel clave en la respuesta inmunitaria.

El proceso de acción del sistema inmunitario celular implica varias etapas:

  1. Reconocimiento del antígeno: Cuando un patógeno, como un virus o una bacteria, infecta una célula o entra al cuerpo, libera moléculas que son reconocidas como extrañas por el sistema inmunitario. Estas moléculas son conocidas como antígenos. Las células presentadoras de antígenos, como los macrófagos y las células dendríticas, detectan y capturan los antígenos y los presentan en su superficie.

  2. Activación de los linfocitos T: Los linfocitos T son un tipo de células inmunitarias que reconocen específicamente los antígenos presentados por las células presentadoras de antígenos. Cuando un linfocito T encuentra un antígeno que coincide con su receptor de célula T específico, se activa y comienza a multiplicarse rápidamente.

  3. Diferenciación en linfocitos T efectores: Los linfocitos T activados pueden diferenciarse en diferentes subtipos, como linfocitos T citotóxicos (también llamados células T CD8+) y linfocitos T cooperadores (también llamados células T CD4+).

  4. Acción de los linfocitos T citotóxicos: Los linfocitos T citotóxicos son responsables de reconocer y destruir células infectadas por virus o células cancerosas. Una vez que se activan, liberan sustancias tóxicas, como perforina y granzimas, que perforan la membrana de la célula objetivo y la inducen a la apoptosis (muerte celular programada).

  5. Acción de las células asesinas naturales (NK): Las células asesinas naturales son otro tipo de células inmunitarias que tienen la capacidad de reconocer y matar células infectadas y células tumorales sin necesidad de activación previa. Son especialmente importantes en la primera línea de defensa contra virus y células cancerosas.

5.

OPEN ENDED QUESTION

15 mins • 1 pt

Contesta correctamente al menos a tres de las cuatro preguntas para seguir avanzando. En relación con la inmunidad y la respuesta inmunitaria:

a. ¿Qué es un antígeno y qué un anticuerpo? Señala claramente las diferencias entre ambos en cuanto a sus naturalezas químicas.

b. Explica cuáles son los principales tipos de células sanguíneas que son capaces de reconocer antígenos. ¿En qué tipo de inmunidad están implicadas?

c. Dibuja la estructura de un anticuerpo, indicando las partes que tienen y explicando brevemente la función de cada una de ellas.

d. ¿Qué regiones del anticuerpo reconocen al antígeno? ¿por qué son estas regiones y no otras?

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a. Un antígeno es una sustancia extraña o molécula que el sistema inmunológico del cuerpo reconoce como "no propia" o potencialmente dañina. Los antígenos pueden ser moléculas biológicas, como proteínas, carbohidratos o lípidos, que se encuentran en microorganismos invasores (como bacterias, virus y parásitos) o en células extrañas, como células cancerosas o trasplantadas.

Los anticuerpos, por otro lado, son proteínas producidas por el sistema inmunológico en respuesta a la presencia de un antígeno. Estas proteínas tienen una estructura específica que les permite unirse de manera selectiva y altamente específica a los antígenos, como una llave que se ajusta a una cerradura. La unión entre un anticuerpo y su antígeno correspondiente desencadena una serie de respuestas inmunitarias para neutralizar o eliminar la sustancia extraña.

b. Los principales tipos de células sanguíneas que son capaces de reconocer antígenos son los linfocitos, que desempeñan un papel central en el sistema inmunológico. Los linfocitos se clasifican en tres tipos principales: linfocitos B, linfocitos T y células asesinas naturales (NK, por sus siglas en inglés).

c. y d. Imagen.

6.

OPEN ENDED QUESTION

15 mins • 1 pt

Contesta correctamente al menos a tres de las cuatro preguntas para seguir avanzando. En cuanto al sistema inmunitario:

a. Explica, ayudándote de dibujos, en qué consisten la inmunidad celular y la humoral, qué función cumple cada una y qué analogías y diferencias existen entre ellas.

b. ¿Qué células y moléculas participan en cada uno de los tipos de inmunidad? ¿qué diferencias existen en cuanto a su origen y forma de actuación?

c. ¿Qué son las inmunoglobulinas? Explica mediante dibujos sus estructuras y los tipos que conoces.

d. ¿Qué son los anticuerpos monoclonales y policlonales? ¿para qué se utiliza cada uno de ellos?

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a. y b. Imagen.

c. Los anticuerpos o inmunoglobulinas, son proteínas producidas por el sistema inmunológico en respuesta a la presencia de un antígeno. Estas proteínas tienen una estructura específica que les permite unirse de manera selectiva y altamente específica a los antígenos, como una llave que se ajusta a una cerradura. La unión entre un anticuerpo y su antígeno correspondiente desencadena una serie de respuestas inmunitarias para neutralizar o eliminar la sustancia extraña.

d. Los anticuerpos policlonales son una mezcla de diferentes anticuerpos que se producen en respuesta a un antígeno específico.

  • Cuando se introduce un antígeno en un organismo (por ejemplo, mediante una vacuna o una infección), el sistema inmunológico responde generando múltiples clones de células B que producen anticuerpos específicos contra diferentes epítopos del antígeno.

  • Estos anticuerpos policlonales se unen a diferentes regiones del antígeno y pueden tener diferentes afinidades y especificidades.

  • La producción de anticuerpos policlonales es una respuesta inmunológica natural y es más rápida y fácil de obtener en comparación con los anticuerpos monoclonales. Los anticuerpos monoclonales son anticuerpos producidos por células B idénticas, es decir, todos son clones de una única célula B. Los anticuerpos monoclonales tienen una alta especificidad y afinidad para un único epítopo del antígeno, lo que los hace muy útiles en aplicaciones de diagnóstico y terapia.

7.

OPEN ENDED QUESTION

15 mins • 1 pt

Contesta correctamente al menos a tres de las cuatro preguntas para seguir avanzando. España sigue siendo uno de los países con mayor tasa de trasplantes de órganos por habitante. Uno de los aspectos que más se ha mejorado en los últimos años es en los trasplantes de donante vivo.

a. ¿Cuál es la causa del rechazo que se puede producir por parte del organismo receptor?

b. ¿Qué tipo de trasplantes conoces?

c. ¿Cómo pueden reducirse las posibilidades de rechazo?

d. ¿Pueden trasplantarse órganos o tejidos si el donante y el receptor no son de la misma especie? Explícalo y en caso afirmativo, pon algún ejemplo típico.

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a. El rechazo que se produce por parte del organismo receptor es una respuesta inmunológica contra tejidos u órganos trasplantados que son percibidos como "extraños" por el sistema inmunológico del receptor. El sistema inmunológico está diseñado para proteger al cuerpo contra sustancias extrañas o invasores, como bacterias, virus y células anormales. Cuando se realiza un trasplante de órgano o tejido, el sistema inmunológico del receptor puede identificar el tejido trasplantado como un antígeno extraño y activar una respuesta inmunitaria para eliminarlo.

b. Autotrasplante, alotrasplante, isotrasplante y xenotrasplante.

c. Inmunosupresores.

d. Sí. Válvulas de corazón de cerdos a humanos.

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