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Linfocitos B y anticuerpos
Dra Mirta Giordano
Linfocitos B y plasmocitos secretores de anticuerpos
Linfocito B Plasmocito
Antígeno
Receptor para Ag
Anticuerpos
Cadena pesada
Cadena liviana
Puentes disulfuro
Extremo N-terminal
Extremo N-terminalRegión
variable
Región constante
Extremo C-terminal
Estructura de las inmunoglobulinas
Cinco clases distintas de cadenas pesadas:
Dos clases dintintas de cadenas livianas:
El reconocimiento del antígeno se realiza a través de la porción variable de la Ig.
Linfocito B Plasmocito
Antígeno
Receptor para Ag
Anticuerpos
DNAgerminal
DNArearreglado
Recombinacióngénica
Cadena HCadena L
Recombinación somática de los genes de inmunoglobulinas
La recombinación somática (generación de diversidad de Igs) ocurre durante la
ontogenia de los linfocitos B en la médula ósea.
Antes del encuentro con el antígeno
Célula estromal de médula ósea
Linfocito B precursor
Linfocito B inmaduro que reconoce a Ag
propio
Linfocito B maduro reconoce
a Ag extraño
Diferenciación de linfocitos B a plasmocito
Generación de linfocitos B en médula ósea
Inducción de tolerancia hacia
Ags propios y bazo
Activación de linfocitos B en
tejidos linfáticos secundarios
Secreción de Acs en médula ósea y tejidos linfáticos
secundarios
Ciclo de vida de los linfocitos B
Poblaciones de linfocitos B
• Linfocitos B2: 95% de los linfocitos B en sangre y ganglios linfáticos
• Linfocitos B1: predominan en las cavidades peritoneal y pleural
• Linfocitos B de la zona marginal del bazo
• Linfocitos B2 o foliculares: 95% de los linfocitos B en sangre y ganglios linfáticos
Activación de los linfocitos B con colaboración de linfocitos T CD4 (TFH)
El entrecruzamiento del BCR por el Ag induce señales de
activación
El Ag se procesa por la vía
endocítica
El Ag (proteína viral) es reconocido por el BCR
El virus y la Ig son endocitados y degradados
El linfocito TFH reconoce el
péptido-MHC II presentado por
el linfocito B
El linfocito B activado se diferencia a plasmocito y
secreta anticuerpos específicos
El linfocito B presenta péptidos derivados de las proteínas virales
El linfocito B se diferencia a célula productora de anticuerpos
+
PTK
+
Lyn,Fyn, Blk
•P•P
•P•P
Syk
ITAMs
Activación de distintas vías transduccionales.
Activación de FT que permitirán la transcripción de diversos genes.
Entrecruzamiento de la Ig por el antígeno
Activación de los linfocitos B con colaboración de linfocitos T CD4 (TFH)
El entrecruzamiento del BCR por el Ag induce señales de
activación
El Ag se procesa por la vía
endocítica
El Ag (proteína viral) es reconocido por el BCR
El virus y la Ig son endocitados y degradados
El linfocito TFH reconoce el
péptido-MHC II presentado por
el linfocito B
El linfocito B activado se diferencia a plasmocito y
secreta anticuerpos específicos
El linfocito B presenta péptidos derivados de las proteínas virales
El linfocito B se diferencia a célula productora de anticuerpos
Frecuencia de linfocitos vírgenes (T o B)
específicos para un antígeno
entre 1:10.000 y 1:1.000.000
¿Cómo consiguen encontrarse para colaborar en la producción de anticuerpos?
Estructura del ganglio linfático
T
Conductos fibroreticulares que ordenan el tránsito de los
linfocitos y células dendríticas en la zona paracortical
Red de conductos fibroreticulares
Linfático aferente
Zona paracortical Seno subcapsular
Folículo
Seno trabecular
AFERENTE LINFÁTICO
MHC II-péptido
Célula dendrítica
AntígenoHEV
T
T
T
ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO
TCR
Ingreso de los linfocitos T vírgenes al ganglio linfático
ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO
FOLÍCULO PRIMARIO
HEV
YB
V
V
YBV
V
CXCR5
CXCL13
CFD
YB
V
V
YBV
V
YB
V
V
YB
V
V
YB
V
VYB
V
V
AFERENTE LINFÁTICO
Ingreso de los linfocitos B vírgenes al ganglio linfático
TCR alta afinidad
IL-12
ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO
MHC II-péptido
T
TT
T
T
T
TCRIL-21
CXCR5CCR7
La activación de los linfocitos T CD4+
induce la secreción de IL-21
• Los linfocitos T activados aumentan la expresión de CXCR5 y disminuyen la expresión de CCR7.• Se induce la expresión de la molécula co-estimulatoria ICOS.
CD28
ICOS
T
La diferenciación a TFH es un proceso multifactorial
que ocurre en etapas
IL-6
FOLÍCULO PRIMARIO
CXCL13
Pre-TFH
• Los linfocitos pre-TFH migran hacia el folículo primario atraídos por CXCL13 TFH
• La expresión sostenida de CXCR5 es propia del linfocito
T folicular helper (TFH)
El factor de transcripción BCL-6 coordina la diferenciación de los
linfocitos T a TFH
¿Qué sucede con los linfocitos B en el ganglio linfático?
MHC II-péptido
ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO
FOLÍCULO PRIMARIO
T
TT
T
T
T CD4
YB
V
VCCL19
CCL21
Y
V
V
TFH
B
YBV
V
Macrófago subcapsular
Los linfocitos B que reconocen el antígeno
aumentan la expresión de CCR7
Cooperación T-B en el borde del
folículo
FOCO PRIMARIO
PLASMOBLASTOS
PLASMOCITOS
FOLÍCULO PRIMARIO
B
B
B
BB
CFD
MEDULA DEL GANGLIO LINFATICO
CXCL13
IL-6
Zona del manto (linfocitos B en reposo)TFH
IgM
FORMACIÓN DEL CENTRO GERMINAL
FOCO PRIMARIO
CFD
CENTROBLASTOS Hipermutación somática
B
B
TFH
Cadena H ADN
Hipermutación somática
V D J
Mutaciones en la region variable (1 par de bases cada 1000 en
cada mitosis)
V JCadena L ADN
50% de las células hijas en cada mitosis porta una Ig diferente
“hotspots”
Y
Y
Y
Y
Y Y
Y
Y CFD
CENTROBLASTOS
CENTROCITOS
ZONA OSCURA
ZONA CLARA
TFH
THF
TFH
Ki-67, marcador de proliferación celular
Y
Y Y Ag opsonizado
Y Y
Centrocito apoptótico
YY
Y
CFD
Receptores para complemento
Receptores para Fc de Ig
TFH
B
Selección de los centrocitos con BCR de mayor afinidad por el Ag
Señales de sobrevida
YY
YBY Y
Y
TFH
virus Influenza ingresa a la célula blanco por unión de
Hemaglutinina a residuos de ácido siálico en la membrana
• ~300 moléculas de Hemaglutinina por virión
• 60-110 moléculas de anticuerpo para impedir el ingreso del virus (neutralización)
• la afinidad aumenta desde 10-4M hasta > 10-8M
Alta afinidad Baja afinidad
Menor concentración
Mayor concentración
Interacción con el antígeno
antígeno antígeno
El aumento de la afinidad de los anticuerpos favorece la respuesta anti-infecciosa facilitando la neutralización de los patógenos
Y
Y Y Ag opsonizado
Y Y
Centrocito apoptótico
YY
Y
CFD
Receptores para complemento
Receptores para Fc de Ig
TFH
B
Cambio de isotipo
Cambio de isotipo de inmunoglobulina
Señales de sobrevida
YY
YBY Y
Y
THF
Cadena H de la inmunoglobulina en un linfocito B que expresa IgM
IgM
Corte del ADN en la región constante de la cadena pesada
Unión de la porción VDJ con un exón de región constante distinto de y
Cadena H de la Ig en un linfocito B que expresa IgG1 IgG1
Segmento de ADN que se pierde
Cambio de isotipo de Inmunoglobulina
5´
regiones S
La hipermutación somática y el cambio de isotipo dependen de la enzima AID (citidina deaminasa inducida por activación)
• AID deamina la citidina del ADN convirtiéndola en uracilo.
• AID actúa únicamente sobre ADN simple cadena, lo que explica que la transcripción sea crítica para la HS y el CI.
• La expresión de AID se encuentra fuertemente regulada.
La hipermutación somática y el cambio de isotipo dependen de la enzima AID (citidina deaminasa inducida por activación)
ADNdeaminación de
citidina en uracilo
exinción del uracilo
reparación del esqueleto de fosfodiésteres
reemplazo por otra base
Hipermutación somática (HS)
transcripción de la región S y deaminación de citidina
exinción del uracilo
ruptura de las hebras de ADN por endonucleasas
Recombinación de regiones S
Cambio de isotipo (CI)
• Las mutaciones en la HS son consecuencia de los errores introducidos por la maquinaria de reparación del ADN.
• En el CI, AID es necesaria para inducir la ruptura de las hebras de ADN en las regiones S que son luego unidas por las recombinasas
Mutaciones en AID provocan el sindrome
de hiper-IgM tipo 2
Cambios en los genes que codifican las cadenas pesada y liviana de las Inmunoglobulinas:
Recombinación somática: involucra a los genes V(D)J (porción variable) de las cadenas H y L. Ocurre durante la ontogenia, en la médula ósea, antes del encuentro con el antígeno.
Hipermutación somática: involucra a los genes V(D)J (porción variable) de las cadenas H y L. Ocurre en los órganos linfáticos secundarios, después del encuentro con el antígeno.
Cambio de isotipo de Ig: involucra a los genes de la porción constante de la cadena H. Ocurre en los órganos linfáticos secundarios, después del encuentro con el antígeno.
Cambios en los genes que codifican las cadenas pesada y liviana de las Inmunoglobulinas
• Capacidad para reconocer una enorme diversidad de moléculas.
• Aumento de la afinidad de los anticuerpos.
• Producción de anticuerpos de distintos isotipos.
• Ruptura de la doble hélice de ADN.
• Mutaciones inducidas por errores en la reparación genómica.
• Más del 95% de las leucemias y linfomas humanos son de origen B.
Y
YY
Y
Y
Y
YY
YY
Y
Y
YY
B
Célula B de memoria
Plasmocito
Diferenciación del centrocito
Y
HLA-II
BCR
Principales factores de transcripción en la
diferenciación del linfocito B
BCL-6
PAX-5
BLIMP-1
XBP-1
XBP-1
Deja de expresarse PAX-5
XBP-1
BLIMP-1 (inhibe expresión de BCL-6 y PAX-5
PAX-5
BCL-6 (inhibe expresión de BLIMP-1)
PAX-5
Deja de expresarse BCL-6
PAX-5
XBP-1 alto
BLIMP-1 alto
Respuesta de centro germinal en
el ganglio
CG
Zona del manto
Zona marginal
Arteriola central
Pulpa roja
Trabéculas
Respuesta de centro germinal en
el bazo
Respuesta de centro germinal en
las mucosas
Placa de Peyer
CG
Ciclo de vida de los linfocitos B2 o foliculares
Médula ósea y bazo
Generación del repertorio B e inducción de tolerancia central
Circulación
Linfocitos B vírgenes IgM+ IgD+
Linfocitos B que no pueden competir con éxito por las señales de sobrevida
Vida media: alrededor de 3 días
Células B de memoria: de larga vida (meses-años)
Linfocitos B vírgenes que reciben señales de sobrevida
Vida media: 3 a 8 semanas
Plasmocitos (vida media corta o larga)
Linfocitos B activados por el Antígeno
médula óseahueso
vaso sanguíneo
plasmoblasto
Célula estromal productora de
CXCL12
Plasmocito de vida media larga
eosinófilo
megacariocito
monocito
Current Opinion in Immunology 33:64, 2015
Supervivencia de los plasmocitos en la médula ósea
Poblaciones de linfocitos B
• Linfocitos B2: 95% de los linfocitos B en sangre y ganglios linfáticos
• Linfocitos B de la zona marginal del bazo
• Linfocitos B1: predominan en las cavidades peritoneal y pleural
Ciclo de vida de los linfocitos B1
• Se activan por reconocimiento de antígenos que presentan epitopes repetitivos.
Ejs: polisacáridos bacterianos, fosforilcolina, proteínas virales como hemaglutinina de virus Influenza.
• La activación no requiere que colaboren con linfocitos TFH a través de HLA-II.
Linfocitos B1
Antígeno T independiente de tipo II
B
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Secreción de anticuerpos
Linfocitos B1
El linfocito B1 no necesita presentar el péptido junto a moléculas HLA-II al linfocito TFH para proliferar y diferenciarse en célula plasmática
B
Y
Y
Y
Y
Y
Y
¿Cómo se induce la segunda señal de activación
que requiere el B1 para diferenciarse?
Yplasmocitoanticuerpos
T
Los linfocitos T, células NK, NKT y células dendríticas pueden inducir señales de
activación en las B1 para que se diferencien en plasmocitos
(citoquinas, BAFF, CD40-CD40L, etc)
célula dendrítica
NK
NKT
B
Y
YY
Y
YY
Yplasmocitoanticuerpos
Ligandos de los TLR también pueden inducir la segunda señal
de activación para la diferenciación de las B1 en
plasmocitos
B
Y
Y
Y
Y
Y
Y
B
Y
Y
Y
Y
Y
Y
TLR2
TLR9Y
plasmocitoanticuerpos
Los linfocitos B1 secretan anticuerpos naturales
• IgM> IgG> IgA de baja afinidad y polirreactivos.
• Repertorio menos diverso que los linfocitos B2.
• Una parte sustancial de la IgM natural reconoce epitopes oxidados.
• Importantes en la respuesta anti-infecciosa temprana y en la homeostasis.
Importancia de los anticuerpos naturales en las infecciones virales
Limitan la diseminación viral
Anticuerpos naturales
Neutralización
Complejos inmunes
Activación del complemento
Lisis de los viriones y/o las células infectadas
Filtrado en los tejidos linfáticos secundarios
Unión a receptores de complemento y
remoción del virus
Estimulan la respuesta adaptativa
Transporte de los antígenos virales a
los tejidos linfáticos secundarios
Poblaciones de linfocitos B
• Linfocitos B2: 95% de los linfocitos B en sangre y ganglios linfáticos
• Linfocitos B de la zona marginal del bazo
• Linfocitos B1: predominan en las cavidades peritoneal y pleural
Zona perifolicularZona
marginal
Zona T
Folículo
Arteriola
Células BZM
macrófagos
Arteriola
Estructura del bazo
Pulpa blancaPulpa RojaCápsula Arteria esplénica
Acs de isotipo IgM e IgG2Acs de isotipo IgM, IgA e IgG3
Linfocitos B1 y linfocitos de la zona marginal del bazo (células B “innatas” - innate-like B cells)
Activación sin necesidad de contacto con T CD4 a través de MHC II
Repertorio B restringido
Respuesta rápida (3-4 días de ingresado el antígeno)
Producción de Acs polirreactivos de baja afinidad
Linfocitos B1 Linfocitos B de la zona marginal del bazo
Cavidad peritoneal y pleural Bazo
Relevantes en la protección contra bacterias encapsuladas:Streptococcus pneumoniae, Haemophilus
influenzae, Neisseria meningitides
Mucosa respiratoria
bacterias
IgA
YY
YY
YYYY
Respuesta inmune a la infección con Streptococcus pneumoniae
Aumenta la inmunogenicidad
Evita la infección a órganos vitalesAtrapamiento de la bacteria en el
bazo
Transporte a tejidos linfáticos
secundariosl
Sangre
YYY
YY
IgM natural
Activación del complemento
3 días post-infección: Altos títulos de IgM de baja afinidad
Después de 1-2 semana: IgG de alta afinidad
Clases o isotipos de anticuerpos
Respuesta primaria y secundaria de anticuerpos
Tiempo (semanas o meses)
Títu
lo d
e an
ticue
rpos
Antígeno AntígenoIgG
IgA
IgE
IgM
Anticuerpos naturales
B CP
IgM
IgG
IgA
Funciones de los anticuerpos
Funciones de los anticuerpos según el isotipo de Ig
IgM• Activación de la vía clásica del complemento
• Neutralización de antígenos
IgG
• Neutralización de antígenos
• Interacción con RFc (fagocitosis, CCDA, secreción de citoquinas)
• Activación de la vía clásica del complemento
• Neutralización de antígenosIgA
• Sensibilización de mastocitos
• Interacción con RFc (CCDA)IgE
Distribución de las Inmunoglobulinas en el organismo
IgM IgD IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 IgA IgENeutraliza antígenos + - ++ ++ ++ ++ ++ -Activa vía clásica del C´ +++ - ++ + ++ - - -Activa vía alterna del C´ - - - - - - - -Sensibiliza mastocitos - - - - - - - +++Atraviesa placenta - - ++ ++ ++ ++ - -Difusión extravascular +/- - ++ ++ ++ ++ ++ +Nivel sérico (mg/ml) 1,5 0,04 9 3 1 0,5 2 3x10-5
Vida media (días) 10 3 21 20 7 21 6 2
Principales características de los isotipos de Igs
