Inmunología de peces
Antonio Luque Lara
La inmunología de los peces es un tema complejo que no está bien estudiado si se la compara con la de los mamíferos. Existe un problema a la hora de unificar y comparar todos los datos existentes debido a los diferentes puntos de vista con los que se aborda este tema, no siendo posible además comparar los resultados de diferentes especies, entre las que hay peces de aguas frías, templadas, saladas o dulces, etcŠ La metodología usada es muy variada y existe una gran influencia del medio ambiente. De todas formas, el sistema inmune de los peces está bien desarrollado y es efectivo en la misión de proteger al pez frente a enfermedades infecciosas.
A pesar de estos problemas, hay un gran número de aspectos que sí son bien conocidos. El sistema inmune de los peces contiene una serie de mecanismos entre los que incluimos barreras mecánicas, sistema de defensa celular y humoral no específico y sistema de defensa celular y humoral específico. Los mecanismos específicos requieren, al igual que en los mamíferos, una inducción por parte del antígeno, una discriminación de los elementos propios y extraños, una especificidad hacia el antígeno y una memoria inmunológica. El mecanismo inespecífico es inducido por un antígeno o cuerpo extraño y discrimina lo propio de lo extraño. A lo largo de la historia evolutiva, los organismos más desarrollados dependen proporcionalmente más de la respuesta inmunoespecífica que de la inespecífica, por lo que en los peces ésta última tiene mayor importancia.
Las barreras mecánicas sirven de protección permanente y son la primera línea de defensa, está compuesta por la piel, que contiene la dermis, epidermis, escamas y mucus. El mucus es una mezcla compleja compuesta principalmente de glucoproteínas. Es particularmente importante porque actúa de barrera física y química, ya que contiene lisozima, enzimas proteolíticas, proteína C reactiva, etcŠ, que inhiben e impiden la invasión bacteriana. Algunos autores han descrito la existencia de aglutininas e inmunoglobulinas específicas en el mucus de animales inmunizados.
El tracto gastrointestinal es la segunda barrera, está formado por el epitelio intestinal y su secreción mucosa. Las células defensivas encontradas en este epitelio están constituidas principalmente por linfocitos, células plasmáticas, granulocitos y macrófagos; hay bajos niveles de inmunoglobulinas, no estando claro si proceden de síntesis local o si son séricas.
Al igual que en los mamíferos, las células protagonistas del sistema inmune son los linfocitos, aunque también podemos encontrarnos, células plasmáticas, monocitos, macrófagos, granulocitos, células polimorfonucleares y mastocitos. Está aceptado que en los peces existen unas células equivalente a los linfocitos T y B de mamíferos, según posean inmunoglobulina en su superficie (LB o Sig +) o no la posean (LT o Sig -). Los linfocitos T y B de peces asumirían funciones equivalentes a la de los mamíferos (funciones citotóxicas y sintetizadoras de inmunoglobulinas).
Las células citotóxicas de los peces se suelen describir como linfocitos granulares pequeños, siendo células no B y no T, son los equivalentes a los "natural-killers" de mamíferos y están implicadas principalmente en la resistencia a protozoos. Entre las células fagocíticas, destacamos los monocitos que son circulantes y los macrófagos que están asociados a tejidos, los melanomacrófagos son unas células pigmentadas que forman unos focos en el bazo, riñón y ocasionalmente en otros órganos [Wake et al., Fish Shellfish Immun. (1992)]. Estas células contienen melanina y otros tipos de pigmentos (lipofuscina, hemosiderina, etcŠ). La función de este último tipo celular no está bien dilucidada, si bien se sabe que aparecen en aquellos lugares donde hay agresiones tisulares y aparentemente secuestran al material extraño degradándolo o almacenándolo en su interior.
Entre los componentes defensivos no específicos ya hemos mencionado las barreras mecánicas; también existen componentes humorales (lisozima, transferrina, complemento, interferón, proteína C reactiva, enzimas, etcŠ), componentes celulares (fagocitos, melanomacrófagos y células citotóxicas no específicas) y el mecanismo de la inflamación [Alexander e Ingran. Ann. Rev. Fish Dis. (1992)]. La proteína C reactiva, en contraste con la de mamíferos, puede ser un componente normal del suero, es capaz de unirse a los residuos de fosforil-colina presentes en la membrana celular de varias bacterias, parásitos u hongos causando la aglutinación de éstos (lo que induce su fagocitosis), activan el complemento y pueden actuar como opsoninas. También existen unas moléculas séricas denominadas aglutininas, hemoaglutininas o lectinas que cuando entran en contacto con bacterias o componentes extraños producen su aglutinación y lisis. Los peces producen interferón, tanto sérico como celular. El sistema del complemento es una secuencia compleja de reacciones en cascada que se produce en respuesta a determinados microorganismos (vía alternativa) o complejos antígeno-anticuerpo (vía clásica). En los peces teleósteos se han descrito ambas vías. Pero este sistema de complemento no está aún bien caracterizado. Algunos factores equivalentes a los de los mamíferos han sido aislados de truchas y escualos, presentado diferencias en sus características de termolabilidad y temperatura óptima de reacción.
Las células fagocíticas actúan de forma similar a la de mamíferos, requiriendo para su función la adhesión de partículas a la membrana del fagocito. Los receptores de los macrófagos poseen estructuras similares a las lectinas, pudiendo reaccionar directamente con la superficie bacteriana. Las opsoninas median el reconocimiento entre el fagocito y las partículas extrañas, habiéndose descrito la presencia de receptores del componente sérico C3 y del fragmento Fc de los anticuerpos.
El proceso de inflamación se produce como respuesta a una infección bacteriana, por parásitos o vírica. Este proceso se produce de una forma más pausada, menos intensa y delimitada que en los mamíferos. En las áreas de inflamación podemos detectar granulocitos, macrófagos y linfocitos.
Dentro del sistema específico de defensa se encuentra la respuesta humoral específica y la respuesta celular específica. Tras la inmunización, el pez produce anticuerpos específicos que aparecen en la sangre y otras secreciones (bilis, mucosas,Š). La inmunoglobulina predominante en los peces es una similar a la IgM. Esta IgM es tetramérica en los teleósteos, aunque escualos pueden aparecer formas pentaméricas. Este tipo de inmunoglobulina es la más antigua filogenéticamente hablando, estando presente en todos los vertebrados. Aunque existe un solo tipo de inmunoglobulina, se han detectado varios subtipos dentro de ella en base a la heterogeneidad de las cadenas pesada y ligera de la misma [Palomera et al. Fish Shellfish Inmun. (1996)]. La naturaleza de los anticuerpos de los peces y sus propiedades varían dependiendo de la especie. Existen anticuerpos naturales que son aquellos que se producen sin contacto previo con el antígeno. Estos anticuerpos reaccionan frente a moléculas altamente conservadas durante el proceso evolutivo (actina, miosina, tubulinaŠ) y podrían ser consecuencia de una estimulación natural a través del tracto gastrointestinal o de la superficie del pez.
En los peces teleósteos los anticuerpos producidos como respuesta a un antígeno particular son policlonales y el título de éstos es muy inferior al de los mamíferos. Tras la penetración de un antígeno hay un proceso de cooperación entre las células T y B cuyo resultado es la aparición de células plasmáticas secretoras de anticuerpos específicos, así como la aparición de células de memoria. En los mamíferos, la afinidad de los anticuerpos va aumentando durante la respuesta inmune, acompañado de un cambio en el tipo de inmunoglobulina (de IgM a IgG). Sin embargo, en los teleósteos no se observa ningún cambio en el tipo de inmunoglobulina, aunque en algunos casos sí se observa un cambio en la afinidad por el antígeno. Existen una serie de factores que influyen en la producción de inmunoglobulinas en los peces, tales como el estado de inmunocompetencia del individuo, la ruta de entrada del antígeno, la naturaleza del mismo, la dosis y la temperatura.
La inmunidad celular es una respuesta específica mediada por la cooperación entre linfocitos, fagocitos mononucleares y moléculas efectoras. En los peces hay una serie de inmunomoduladores cuyas funciones se acercan bastante a las citoquinas de mamíferos, sin embargo estas citoquinas no han podido ser aisladas en este grupo de organismos [Secombes et al. Fish Shellfish Inmun. (1996)].
También existe un sistema genético polimórfico parecido al complejo principal de histocompatibilidad de mamíferos. Este sistema está implicado en el reconocimiento del antígeno por parte de células accesorias o presentadoras de antígeno. Estas células (monocitos y macrófagos) presentan el antígeno procesado a los linfocitos para activar la respuesta específica. El procesado del antígeno por parte de las células presentadoras requiere una proteolisis, la cual presumiblemente se produce dentro de compartimentos subcelulares con ambiente ácido [Vallejo et al. Ann. Rev. Fish Dis. (1992)]. Recientemente, se han ido aislando una serie de genes de este sistema en carpas, salmones atlánticos y truchas [Stet y Egberts. Fish Shellfish Immun. (1991); René et al. Fish Shellfish Inmun. (1996)]
Todos estos avances en el conocimiento del sistema inmunitario de los peces se han producido como resultado del creciente desarrollo de la acuicultura durante los últimos treinta años. Durante este tiempo numerosos problemas patológicos han ido surgiendo, lo cual ha desencadenado la aparición de estrategias preventivas frente a las infecciones. La manipulación de los peces en las piscifactorías puede inducir una reducción de los niveles de protección frente a patógenos debido al estrés que ésta les causa, lo cual induce un aumento en el nivel de cortisol que actúa como inmunosupresor. Hay algunos agentes contaminantes como los metales pesados, disolventes orgánicos o pesticidas, junto con algunos antibióticos, que también actúan como inmunosupresores. Otro factor muy a tener en cuenta es la temperatura, ya que estamos hablando de animales poiquilotermos, generalmente las temperaturas bajas son inmuno-supresivas.
Se sabe que hay una serie de factores que pueden aumentar los niveles de protección frente al agente infeccioso. Entre estos factores podemos mencionar la administración de sustancias inmunoestimulantes, que actúan principalmente aumentando las defensas inespecíficas, el empleo de adyuvantes, que administrados junto al antígeno aumentan la respuesta específica. Finalmente hay que destacar que el desarrollo de vacunas en acuicultura es un campo que está en pleno apogeo. Actualmente, gran parte de las investigaciones están siendo llevadas a cabo por grupos de investigación de la Universidad con departamentos de I+D de empresas comerciales que quieren aumentar la eficacia de la vacunación por la importancia económica que ésta significa.
Antonio Luque es doctorando del Dpto. de Microbiologia de la Universidad de Málaga