Ontogenia de Linfocitos B y T

INMUNOLOGIA

¿Qué es el sistema inmune?• - Un sistema de reconocimiento molecular• - Mantiene la identidad bioquímica del organismo

OBJETIVO DEL SISTEMA INMUNE• Distinguir propio-extraño-perdida de lo propio• Antígeno Propio: Proteínas, polisacáridos propios.• Antígeno Extraño: - Microorganismos infecciosos

Macromoléculas extrañas, Oncoproteínas mutadas

Respuestas Innatas:- Mecanismos existentes antes de que se desarrolle una infección.- Son respuestas muy rápidas- Reaccionan siempre de la misma manera ante diferentes agentes infecciosos- No existe especificidad antigénica- Se encargan de estás defensas innatas: las barreras físicas y químicas (epitelios y sustancias antimicrobianas), Células fagocíticas, granulocitos y NK; Sistema del complemento, Proteínas de fase aguda y interferones.

Las bacterias “activan” las respuestas no-específicas muyrápidamente

Respuestas adaptativas:- Respuestas proporcionales y secundarias a la experiencia antigénica- Son mecanismos que se desarrollan tras la exposición a los diferentes agentes infecciosos- Son respuestas de una gran intensidad defensiva.- Son lentas: Necesitan Innatas + Memoria Antigénica- Memoria Antigénica: Reiterada exposición antigénica genera memoria- Son específicas: Diferencian distintos microorganismos y macromoléculas Respuesta Primaria

– Se desarrolla en 1 - 2 semanas– Incluye respuesta celular y de anticuerpos– El anticuerpo predominante es de isotipo IgM– Los niveles de anticuerpo declinan rápidamenteRespuesta Secundaria (“memoria”)– Se desarrolla mucho más rápido– Incluye respuesta celular y de anticuerpos– El anticuerpo predominante es de isotipo IgG– Los niveles permanecen altos por largos periodos

Ontogenia de linfocitos• Linfocitos son las únicas

células del cuerpo con una alta diversidad de receptores, capaces de reconocer a una amplia variedad de antígenos

• Diversidad generada durante el desarrollo

• Responden frente a los agentes extraños, con alta especificidad (respetando la integridad de los tejidos propios) y preservando la tolerancia.

Ontogenia de linfocitos

¿Cuál es la razón de la existencia de finos mecanismos de regulación del desarrollo de los linfocitos?

• –Asegurarse de contar con el repertorio de células capaces de reconocer a todos los Ag extraños presentes en la naturaleza

• –Asegurarse que el sistema inmune reconozca como propio a los Ag del individuo (TOLERANCIA)

• –Asegurarse que los linfocitos migren hacia la periferia con las herramientas básicas para enfrentarse a los Ag extraños

Ontogenia de linfocitos

¿Cuál es la razón de la existencia de mecanismos finos de regulación del desarrollo de los linfocitos?

• –Asegurarse que el receptor antigénico (BCR, TCR) sean útiles (selección positiva) y los receptores potencialmente peligrosos y autorreactivos sean eliminados (selección negativa)

• –Asegurarse que los linfocitos puedan comunicarse con las células accesorias (aquellos que no lo hacen sufren muerte por negligencia).

Ontogenia de linfocitos

Elementos que participan

–Célula progenitora pluripotencial

–Mediadores solubles

–Interacción entre las células linfoides con elementos del microambiente.

Células hematopoyéticas(HSC):• –Se alojan en la médula ósea• –Fenotipicamente son

reconocidas por expresar CD34

• –Actividad de la telomerasa y autorenovación

Ontogenia de los linfocitos

Ontogenia de los linfocitos

Los linfocitos T, B y NK se originan de un precursor

• El primer evento es ubicarse en estadio precursor linfoide común (CLP), dará origen a: T, B, NK y células dendríticas de origen linfoide (plasmocitoides)

• Destinados a originar células B permanecen en la MO

• Destinados a madurar como células T egresan de la MO y se ubican en el timo

• IL-7 indispensable para el desarrollo de linfocitos T y B

• Mientras IL-15 es requerida para el desarrollo de NK

Ontogenia de los linfocitos

• El desarrollo de los linfocitos depende de tres procesos básicos:

• –Migración y proliferación• –Diferenciación: adquisición de fenotipos

maduros• –Selección del repertorio: células

específicas a los antígenos (Ag) extraños y restringidas por las moléculas de histocompatibilidad (MHC)

Uno de los objetivos fundamentales de la ontogenia: Generación del receptor antigénico funcional en linfocitos B

(BCR) Y T (TCR)

Ontogenia de linfocitos B

• Su desarrollo se inicia en el hígado fetal 8va-9nasemana y luego continúa en la médula ósea.

• El repertorio de células se genera por recombinaciones de segmentos de los genes del receptor de linfocito B (BCR).

• Están sujetos a mecanismos de selección positiva y negativa.

Ontogenia de Linfocitos B

Ontogenia de linfocitos B

Ontogenia de linfocitos B:

Cadena Pesada y Rearreglo VDJ

Loop de DNA durante el rearreglo de genes

Cadena Liviana

• Dos loci separados – kappa () y lambda () en 2 cromosomas diferentes

• Expresan cadenas livianas kappa y lambda • Tienen segmentos génicos V y J (no segmentos D) • Si el rearreglo de la cadena pesada es exitoso, ocurre el

rearreglo de cadena kappa ()• Si el rearreglo de kappa es exitoso, la célula B expresa

IgM con cadenas livianas kappa ()• Si el rearreglo de kappa no es exitoso, el gen lambda se

rearregla• Si el rearreglo de lambda es exitoso, la célula B expresa

IgM con cadenas livianas lambda ()

REARREGLOS DE GENES kAPPA

Coexpresión de IgM e IgD -Splicing Alternativo

Mecanismos de Diversidad

Cada individuo puede producir células B y T con 1015 a 1018

diferentes especificidades. Tenemos anticuerpos y receptores LT (TCR) que

reaccionan prácticamente con cualquier compuesto incluyendo aquellos que son sintéticos y que nunca existirían en la naturaleza.

La mayoría de esta diversidad es generada durante el rearreglo V(D)J, lo cual ocurre previo a la exposición a antígeno.

La diversidad de células By T producidas se llama REPERTORIO. De este repertorio, una fracción pequeña (<5%) responderá contra un determinado antígeno.

Mecanismos de Diversidad de Anticuerpos

• Disponibilidad de múltiples segmentos génicos V.

• Diversidad combinatorial: diferentes combinaciones VDJ y VJ

• Agrupación de cadenas pesadas con 2 tipos de cadenas livianas.

• Exclusión alélica

• Hipermutaciones somáticas

Hipermutaciones Somáticas

• Mutaciones en regiones variables de cadenas pesadas y livianas ~10,000 veces más frecuentes que lo basal después de la activación de la célula B.

• Ocurre después de la estimulación antigénica.

• Genera la maduración de afinidad: seleción de mutantes que poseen una afinidad por el antígeno en respuestas secundarias.

Switch Isotípico

• Definición : Cambio en el isotipo de cadena pesada por una determinada células B. células B ‘naive’ sólo expresan IgM e IgD.

• Switch isotípico es estimulado por la exposición a Ag + citoquinas producidas por linfocitos T.

• Especificidad por la unión a antígeno no cambia.

Mecanismo de deleción de DNA en región constante

Estadíos del Desarrollo de Linfocitos B

Ontogenia de Linfocitos T

Ontogenia de Linfocitos T

Ontogenia de Linfocitos T

Microambiente tímico

CORTEZA

CÉLULAS EPIT CORTICALES

REGIÓN CORTICOMEDULAR

CÉLULAS EPIT MEDULARE

CÉLULAS DENDRÍTICAS

MÉDULA

Reordenamiento de los genes que codifican para la cadena βDos alelos: el reordenamiento exitoso de uno de ellos inhibe el

reordenamiento del otro: EXCLUSIÓNALÉLICA

Ontogenia de Linfocitos T

preTCR:•Es expresado seguido al reordenamiento exitoso de TCR•Favorece reordenamiento de la cadena α•Proliferación y da paso a timocitos Doble Positivos (co-expresión de CD4 y CD8)preTCR:

Ontogenia de linfocitos

• Mecanismos involucrados en la generación de la diversidad

• Familias de genes V, D y J• Combinaciones entre las

cadenas β y α(en el caso de linfocitos T) o pesadas y livianas (en el caso de linfocitos B)

DN

V D J C

Configuración germinal

V DJ C

fusión D-J

DN

DN

*Región C en splicing con fusión VDJ y cadena producidaen citoplasma*No TCR en la membrana

V DJ C

fusión V-DJ

Rearreglo cadena alfa TCR

Germline TcR

J CV

V-J rearrangedTcR 1° transcript

Spliced TcR mRNA

Selección positiva y negativaSelección positiva

(rescate de la apoptosis):

• TCR tenga baja afinidad por los Agpropios

• Células epiteliales tímicas

Selección negativa:

• TCR con alta afinidad por el Agpropio o incapaz de interactuar con MHC (I y II)

• Corteza profunda, unión córtico-medular y médula

• Células interdigitantes

Ontogenia de linfocitos T

Durante la ontogenia de linfocitos T se toman las siguientes decisiones:

• Reordenamiento del TCR

• Escoger entre TCRγδ o TCRαβ

• Selección positiva y negativa

• Escoger entre CD4 o CD8