Definición y papel de las citocinas
Las citocinas son proteínas reguladoras de bajo peso molecular o glucoproteínas secretadas por las células del sistema inmunitario y otras células del organismo en respuesta a diversos estímulos. Las citocinas sirven como el lenguaje principal de la comunicación intercelular: a través de ellas, las células se transmiten información sobre el estado del organismo, de forma análoga a como las personas intercambian información mediante palabras.
Cuando un patógeno penetra en el organismo, por ejemplo Mycobacterium tuberculosis o un virus, las células de la inmunidad innata son las primeras en reconocerlo y comenzar a producir citocinas. Estas moléculas informan a otras células sobre la naturaleza de la amenaza y dirigen el desarrollo de la respuesta inmunitaria: ante patógenos intracelulares se activan los linfocitos T cooperadores de tipo 1 (Th1) y los linfocitos T citotóxicos, mientras que ante los extracelulares se activan otros eslabones de la inmunidad adaptativa.
Principales funciones de las citocinas
- Inicio y regulación de la reacción inflamatoria;
- Activación de la expresión de moléculas de adhesión en el endotelio y facilitación de la migración de leucocitos desde los vasos sanguíneos hacia los tejidos (etapa previa a la fagocitosis);
- Activación de las células efectoras de la inflamación;
- Regulación de las manifestaciones locales y sistémicas de la inflamación;
- Determinación del tipo de respuesta inmunitaria adaptativa.
Propiedades de las citocinas
- Pleiotropía: una sola citocina actúa sobre múltiples células diana (macrófagos, neutrófilos, eosinófilos, etc.);
- Convergencia de funciones (redundancia): diferentes citocinas son capaces de realizar funciones similares, por ejemplo, estimular la migración celular hacia el foco inflamatorio;
- Polimorfismo de producción: una célula, en respuesta a un solo estímulo, puede producir múltiples citocinas diferentes con efectos variados.
Los efectos biológicos de las citocinas sobre la célula diana incluyen la proliferación, la diferenciación, el mantenimiento de la supervivencia, la inducción de la apoptosis o necrosis, así como la migración celular a lo largo de un gradiente de quimiocinas.
Clasificación según el efecto biológico
- Interleucinas (IL): moléculas de señalización entre leucocitos (IL-1, IL-2, IL-6, IL-10, etc.);
- Factores de necrosis tumoral (TNF): citocinas con acción citotóxica y reguladora, por ejemplo, TNF-α;
- Interferones: IFN-α e IFN-β (tipo I), IFN-γ (tipo II); confieren el estado antiviral a la célula;
- Factores estimulantes de colonias y factores de crecimiento: por ejemplo, GM-CSF (factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos), que estimula la médula ósea roja para la producción de monocitos; factores de crecimiento de fibroblastos, endoteliales, epidérmicos;
- Quimiocinas: aseguran la quimiotaxis; se designan según la estructura de los residuos de cisteína (CC, CXC, etc.).
Clasificación según el papel en la inflamación
Citocinas proinflamatorias: IL-1, IL-6, IL-8, IFN-γ, TNF-α. De especial importancia para memorizar son IL-1, IL-6, TNF-α e IFN-γ.
Citocinas antiinflamatorias: su representante clave es la IL-10, que suprime el desarrollo de la respuesta inflamatoria.
Receptores de citocinas y vías de señalización
Las citocinas ejercen su acción a través de receptores específicos en la superficie celular. La unión del ligando activa cascadas intracelulares cuyo punto final son los factores de transcripción en el núcleo.
- Familia de receptores de IL-1: dominios de tipo inmunoglobulina; activan la vía clásica de NF-κB a través de moléculas adaptadoras;
- Receptores de tipo I (heterodiméricos) y tipo II (homodiméricos) para hematopoyetinas, la mayoría de las interleucinas y los interferones: activan la vía JAK-STAT;
- Receptores de la familia TNF: triméricos; activan las vías clásica y alternativa de NF-κB, así como la inducción de apoptosis a través de «receptores de muerte»;
- Receptores de factores de crecimiento (EGF, PDGF, VEGF, M-CSF) poseen actividad tirosina quinasa intrínseca y activan las cascadas de MAP quinasas;
- Receptores de TGF-β: dímeros de dímeros con actividad serina-treonina quinasa intrínseca; activan la vía SMAD;
- Receptores de quimiocinas: proteínas hemitrasmembrana de tipo rodopsina acopladas a proteína G; provocan la polarización celular y su movimiento a lo largo del gradiente de quimiocinas.
Puntos clave
- Las citocinas son el lenguaje universal de la comunicación intercelular en el sistema inmunitario;
- Tres propiedades clave: pleiotropía, convergencia de funciones y polimorfismo de producción;
- Principales grupos: interleucinas, TNF, interferones, factores estimulantes de colonias, factores de crecimiento y quimiocinas;
- Las principales citocinas proinflamatorias son IL-1, IL-6, TNF-α, IFN-γ; la principal antiinflamatoria es la IL-10;
- La mayoría de las interleucinas y los interferones transmiten señales a través de la vía JAK-STAT;
- Los receptores de IL-1 y TNF activan la vía NF-κB; los receptores de factores de crecimiento activan las MAP quinasas; el TGF-β activa la vía SMAD;
- Los receptores de quimiocinas son hemitrasmembrana, están acoplados a proteína G y aseguran la migración celular dirigida;
- El tipo de respuesta de citocinas determina la dirección posterior de la inmunidad adaptativa.