Desarrollo del sistema inmune de las aves

El huevo está especialmente diseñado para alojar, alimentar y ofrecer un entorno estéril para proteger al embrión de amenazas exteriores. Por lo tanto, representa una importante barrera de defensa, pues es justo durante la incubación que comienza el desarrollo del sistema inmune de los pollitos, el cual terminará de madurar semanas después de la eclosión. A continuación se discutirá el desarrollo temprano del sistema inmune de las aves.

Sistema inmune innato.

El cascarón es una estructura rígida compuesta principalmente por carbonato de calcio, presenta numerosos poros que permiten el intercambio gaseoso con el exterior, y está recubierto por una capa delgada de mucina que actúa como una barrera importante que limita el ingreso de microorganismos. Las fárfaras  funcionan cómo filtros impidiendo el ingreso de patógenos. Así mismo, en la albúmina encontramos agentes anti-microbianos como la lisozima y la avidina, además de un pH altamente alcalino (Seto, 1981; Quintana, 2011).

Algunos de los componentes del sistema inmune innato que ya se encuentran durante el desarrollo embrionario son el complemento y el interferón. Éste último se detecta desde el sexto día de incubación, y es producido por la membrana corio-alantoidea. Además se ha reportado la expresión de genes de interleucinas (IL) 1, 6 y 8, así como la expresión de Receptores Tipo Toll 1, 2, 3, 4, 5 y 7 en fibroblastos de embrión de pollo de 6 días (Haunshi, 2014; Seto, 1981).

Desde la primera semana del desarrollo embrionario, el bazo y la médula ósea están comprometidos en granulocitopoyesis, por lo que es posible detectar heterófilos y otros leucocitos circulando en la sangre del embrión. La primera generación de macrófagos, producida por el saco vitelino, comienza su actividad fagocítica a partir del quinto día de desarrollo del embrión (Fella, 2014; Seto 1981; Solomon, 1966).

Sistema inmune adaptativo. 

a)    Desarrollo y migración linfocitaria.

Desde el primer y segundo día del desarrollo embrionario, aparecen células madre primitivas formando pequeñas islas en el saco vitelino; al tercer y cuarto día llega una segunda población de células madre simultáneamente al saco vitelino y al embrión (dentro de la aorta). Ésta población intra-aortica de células madre parte del endotelio ventral hacia algunos órganos del embrión como el bazo e hígado para dar origen a las células precursoras de linfocitos que posteriormente migrarán a los órganos linfoides primarios. Del sexto al noveno día de incubación es posible encontrar grupos grandes de células hematopoyéticas localizados en el mesénquima libre, ventral a la aorta, conocidos como focos para-aórticos que son responsables de la primera ola de colonización celular que llega al timo. Otro sitio donde se puede realizar hematopoyesis es el alantoides, pues posee endodermo asociado con mesodermo que es un tejido adecuado para que se lleve a cabo este proceso. Por lo tanto, estas células hematopoyéticas provenientes del alantoides llegan a colonizar la medula ósea alrededor del día 10 de incubación. (Apanius, 1998; Fellah, 2014; Vainio, 2015).

b)    Colonización del timo. 

El timo provee el ambiente idóneo para que las células precursoras puedan diferenciarse en linfocitos T. El proceso de colonización ocurre en 3 oleadas de células precursoras hematopoyéticas que van llegando al timo el día 6, 12 y 18 de incubación respectivamente. Las células T progenitoras de la primera ola se originan del foco para-aórtico, mientras que las células progenitoras de la segunda y tercera ola provienen de la médula ósea. Por su parte, las células T maduras del timo que colonizan la periferia también lo hacen en oleadas (Fellah, 2014).

Se ha reportado previamente que las aves expresan 3 Receptores de Linfocitos T (TCR): TCR1⁺ (γδ), TCR2⁺ (αβ Vβ₁) y TCR3⁺ (αβ Vβ₂). El subgrupo TCR1⁺ aparece el día 12 de la embriogénesis y se dispersa hacia la periferia (principalmente al bazo e intestino al día 15). Los subgrupos TCR2⁺ y TCR3⁺ aparecen en el timo al día 15, mientras que en el bazo el subgrupo TCR2⁺ aparece al día 19 del desarrollo embrionario, y el subgrupo TCR3⁺ se observa en dicho órgano 2 días después de que el pollito eclosiona. Sólo los linfocitos que porten un TCR que se una efectivamente al Complejo Principal de Histocompatibilidad (MHC) serán activados (Vainio, 1995).

c)    Colonización de la Bolsa de Fabricio y diversificación del repertorio de anticuerpos. 

La Bolsa de Fabricio es, al igual que el timo, un órgano linfoide primario de las aves, sólo que en la Bolsa proliferan y se diversifican los linfocitos B.

La etapa inicial del desarrollo de los linfocitos B ocurre en pequeñas islas de sangre localizadas en el saco vitelino, y es también ahí donde comienza la recombinación de genes de inmunoglobulinas a partir del quinto día del desarrollo embrionario. Cabe mencionar que, a diferencia de los roedores y primates, en los cuales el repertorio primario de anticuerpos es generado sólo por procesos de recombinación génica, en las aves se realiza de manera diferente pues los pollos sólo poseen un gen V funcional de la cadena ligera (V_L) de las inmunoglobulinas, un segmento C (C_L) y J (J_L). Éste último lleva a cabo recombinación, aunque genera mínima diversidad. Una situación parecida ocurre en la cadena pesada, donde sólo encontramos un gen V_H, un gen V_J y una familia de 15 elementos funcionales D_Hmuysimilares entre ellos. A su vez, hay presencia de múltiples pseudogenes en el loci de la cadena ligera y pesada, los cuales no pueden llevar a cabo procesos de recombinación, pero funcionan como elementos donadores de secuencias, ya que reemplazan secuencias homólogas en los genes VJ_L o VDJ_H, contribuyendo así a la diversificación. A éste proceso se le conoce como Conversión Génica Somática, y es crucial para generar diversidad en las inmunoglobulinas de las aves (Ratcliffe, 2006; Ratcliffe, 2014; Vainio, 1995).

Posteriormente, las células pre-B que presenten el antígeno de superficie chB6 migran de la médula ósea a la Bolsa de Fabricio (del día 8 al 14 del desarrollo embrionario), donde los linfocitos B con receptores pre-diversificados por recombinación génica se expanden, pues sólo ahí encuentran las señalizaciones para su desarrollo. Igualmente, es en esta etapa donde se lleva a cabo el proceso de Conversión Génica Somática, la selección negativa (eliminación por apoptosis de células B que reaccionen fuertemente a componentes propios del organismo o que presenten algún defecto), y la selección positiva, que consiste en la proliferación de las células B cuyos receptores funcionen perfectamente y que respondan débilmente a los componentes endógenos. Investigaciones previas indican que las células progenitoras ya están comprometidas al linaje B antes de colonizar la Bolsa de Fabricio, sin embargo, la Bolsa es fundamental para la expansión de los linfocitos y para generar una diversidad importante de los anticuerpos por Conversión Génica. Pocos días antes de la eclosión, las células B comienzan a migrar a los órganos linfoides secundarios aunque hasta éste punto aún en pequeñas cantidades (Figura 1). (Ekino, 2015; Fellah, 2014; Ratcliffe, 2006; Ratcliffe, 2014; Sayegh, 2000).

Los embriones también están protegidos durante su desarrollo por transmisión pasiva de anticuerpos. En el caso concreto de las IgG, primero la madre sintetiza éstas inmunoglobulinas que pasan de su circulación a los folículos ováricos, luego son transportadas activamente al vitelo donde predominan, y por último, son liberadas a la circulación embrionaria. Dicho transporte de inmunoglobulinas es favorecido por unos receptores denominados FcRY. Por otro lado, las IgA e IgM de origen materno se difunden principalmente al líquido amniótico, y en mínimas cantidades al vitelo, donde eventualmente son ingeridas por el embrión. Por lo tanto, antes de que el pollito eclosione posee IgG circulando en suero e IgM e IgA en intestino. La protección pasiva persiste alrededor de un mes después después de la eclosión, mientras el pollito termina de madurar sus propios mecanismos de defensa (Fellah, 2014; Rose, 1974; Seto, 1981).