Linfocitos B y anticuerpos

Linfocitos B y
anticuerpos
Dra Mirta Giordano
Linfocitos B y plasmocitos secretores de anticuerpos
Antígeno
Receptor
para Ag
Anticuerpos
Linfocito B
Plasmocito
Estructura de las inmunoglobulinas
Cadena
liviana
Cadena
pesada
Puentes
disulfuro
Extremo
N-terminal
Región
variable
Región
constante
Extremo
C-terminal
Extremo
N-terminal
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.
Antígeno
Receptor
para Ag
Anticuerpos
Linfocito B
Plasmocito
Recombinación somática de los genes de inmunoglobulinas
Cadena L
Cadena H
DNA
germinal
Recombinación
génica
DNA
rearreglado
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
Ciclo de vida de los linfocitos B
Linfocito B
precursor
Linfocito B inmaduro
que reconoce a Ag
propio
Linfocito B
maduro reconoce
a Ag extraño
Diferenciación de
linfocitos B a
plasmocito
Célula estromal
de médula ósea
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
Poblaciones de linfocitos B
• •Linfocitos
de los linfocitos
enlinfocitos
sangre yB
LinfocitosB2:
B2 95%
o foliculares:
95% deBlos
ganglios
linfáticos
en sangre
y ganglios
linfáticos
• Linfocitos B1: predominan en las cavidades
peritoneal y pleural
• Linfocitos B de la zona marginal del bazo
Activación de los linfocitos B con colaboración
de linfocitos T CD4 (TFH)
El Ag (proteína viral) es reconocido
por el BCR
El linfocito B presenta péptidos
derivados de las proteínas virales
El
entrecruzamiento
del BCR por el Ag
induce señales de
activación
El linfocito TFH
reconoce el
péptido-MHC II
presentado por
el linfocito B
El virus y la Ig son endocitados y
degradados
El linfocito B se diferencia a célula
productora de anticuerpos
El Ag se procesa
por la vía
endocítica
El linfocito B
activado se
diferencia a
plasmocito y
secreta
anticuerpos
específicos
Entrecruzamiento de
la Ig por el antígeno
+
•P
•P
•P
•P
Syk
ITAMs
PTK
Lyn,Fyn, Blk
+
Activación de distintas vías
transduccionales.
Activación de FT que permitirán la
transcripción de diversos genes.
Activación de los linfocitos B con colaboración
de linfocitos T CD4 (TFH)
El Ag (proteína viral) es reconocido
por el BCR
El linfocito B presenta péptidos
derivados de las proteínas virales
El
entrecruzamiento
del BCR por el Ag
induce señales de
activación
El linfocito TFH
reconoce el
péptido-MHC II
presentado por
el linfocito B
El virus y la Ig son endocitados y
degradados
El linfocito B se diferencia a célula
productora de anticuerpos
El Ag se procesa
por la vía
endocítica
El linfocito B
activado se
diferencia a
plasmocito y
secreta
anticuerpos
específicos
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
Linfático aferente
Seno
subcapsular
Seno
trabecular
Zona paracortical
Folículo
Conductos fibroreticulares que
ordenan el tránsito de los
linfocitos y células dendríticas en
la zona paracortical
Red de conductos
fibroreticulares
T
Ingreso de los linfocitos T vírgenes al ganglio linfático
AFERENTE
LINFÁTICO
Antígeno
HEV
T
TCR
Célula
dendrítica
T
MHC II-péptido
T
ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO
Ingreso de los linfocitos B vírgenes al ganglio linfático
V
V
V
Y
V
Y
Y
AFERENTE
LINFÁTICO
B
V
B
V
B
Y
CXCL13
V
CFD
V
B
Y
V
Y
B
V
V
Y
ZONA PARACORTICAL DEL
GANGLIO
V
Y
B
V
V
B
FOLÍCULO PRIMARIO
B
V
CXCR5
V
HEV
La diferenciación a TFH es
un proceso multifactorial
que ocurre en etapas
La activación de los linfocitos T CD4+
induce la secreción de IL-21
TCR
IL-21
T
IL-6
IL-12
T
T
T
T
T
TCR alta
afinidad
CXCR5
CCR7
CD28
T
MHC IIpéptido
ICOS
• Los linfocitos T activados aumentan la expresión de
CXCR5 y disminuyen la expresión de CCR7.
• Se induce la expresión de la molécula coestimulatoria ICOS.
ZONA PARACORTICAL
DEL GANGLIO
Pre-TFH
• La expresión sostenida de
CXCR5 es propia del linfocito
T folicular helper (TFH)
• Los linfocitos pre-TFH migran hacia el
folículo primario atraídos por CXCL13
El factor de transcripción BCL-6
coordina la diferenciación de los
linfocitos T a TFH
CXCL13
TFH
FOLÍCULO
PRIMARIO
¿Qué sucede con los linfocitos B en el
ganglio linfático?
T
T
Los linfocitos B que
reconocen el antígeno
aumentan la
expresión de CCR7
T
T
T
CCL19
CCL21
Y
V
B
V
T
CD4
V
MHC IIpéptido
B
Macrófago
subcapsular
V
TFH
Y
V
V
FOLÍCULO PRIMARIO
Y
ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO
B
Cooperación T-B
en el borde del
folículo
MEDULA DEL GANGLIO
LINFATICO
IgM
IL-6
PLASMOCITOS
PLASMOBLASTOS
FOCO
PRIMARIO
B
Zona del manto
(linfocitos B en reposo)
TFH
B
B
B
CFD
B
FOLÍCULO PRIMARIO
CXCL13
FORMACIÓN DEL CENTRO GERMINAL
TFH
FOCO
PRIMARIO
B
CFD
B
CENTROBLASTOS
Hipermutación
somática
Hipermutación somática
“hotspots”
Cadena H
VDJ
Cadena L
VJ
ADN
ADN
Mutaciones en la region variable
(1 par de bases cada 1000 en
cada mitosis)
50% de las células hijas en cada
mitosis porta una Ig diferente
TFH
CFD
Y
THF
Y
Y
Y
Y
Y
Y
ZONA
CLARA
Y
CENTROCITOS
TFH
CENTROBLASTOS
ZONA
OSCURA
Ki-67, marcador de
proliferación celular
Y
Receptores
para Fc de Ig
Ag
opsonizado
CFD
Y
Y
Y
Y
Y
Señales de
sobrevida
Y
Y
Y
Y
B
TFH
Y
Y
Centrocito
apoptótico
TFH
B
Y
Receptores para
complemento
Y
Selección de los centrocitos con BCR de mayor afinidad por el Ag
El aumento de la afinidad de los anticuerpos favorece la respuesta
anti-infecciosa facilitando la neutralización de los patógenos
Interacción con el antígeno
Alta afinidad
virus Influenza ingresa a la
célula blanco por unión de
Hemaglutinina a residuos de
ácido siálico en la membrana
Baja afinidad
antígeno
antígeno
Menor
concentración
Mayor
concentración
• ~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
Y
Receptores
para Fc de Ig
Ag
opsonizado
CFD
Y
Y
Y
Y
Y
Cambio de isotipo
Y
Y
Y
Y
Centrocito
apoptótico
Señales de
sobrevida
Y
B
TFH
Y
B
Y
Receptores para
complemento
Y
Cambio de isotipo de inmunoglobulina
THF
Cambio de isotipo de Inmunoglobulina
Cadena H de la inmunoglobulina en un linfocito B que expresa IgM
IgM
5´
regiones S
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
Segmento de ADN que se pierde
IgG1
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)
Cambio de
isotipo (CI)
Hipermutación
somática (HS)
ADN
deaminación de
citidina en uracilo
Mutaciones en AID
provocan el sindrome
de hiper-IgM tipo 2
transcripción de la región S
y deaminación de citidina
exinción del uracilo
exinción del uracilo
reparación del esqueleto
de fosfodiésteres
reemplazo por otra base
• Las mutaciones en la
HS son consecuencia de
los errores introducidos
por la maquinaria de
reparación del ADN.
ruptura de las hebras de
ADN por endonucleasas
• 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
Recombinación de
regiones S
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.
Diferenciación del centrocito
Y
BCR
Y
Y
Y
Plasmocito
Y
Y Y
Y
Y
B
Y
Y
Y
Célula B de
memoria
Y
Y
HLA-II
Y
Principales factores de
transcripción en la
diferenciación del linfocito B
BCL-6
PAX-5
BLIMP-1
XBP-1
PAX-5
PAX-5
PAX-5
XBP-1
XBP-1
XBP-1 alto
BCL-6 (inhibe
expresión de BLIMP-1)
Deja de expresarse
BCL-6
Deja de
expresarse PAX-5
BLIMP-1 (inhibe
expresión de BCL-6 y
PAX-5
BLIMP-1 alto
Respuesta de
centro germinal en
el ganglio
Respuesta de
centro germinal en
el bazo
Respuesta de
centro germinal en
las mucosas
CG
Zona del
manto
Zona
marginal
CG
Trabéculas
Pulpa
roja
Placa de
Peyer
Arteriola
central
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
Linfocitos B vírgenes que reciben
señales de sobrevida
Vida media: alrededor de 3 días
Vida media: 3 a 8 semanas
Linfocitos B activados por el
Antígeno
Células B de memoria: de larga
vida (meses-años)
Plasmocitos (vida media
corta o larga)
Supervivencia de los plasmocitos en la médula ósea
hueso
médula ósea
Célula estromal
productora de
CXCL12
eosinófilo
vaso
sanguíneo
plasmoblasto
Plasmocito de vida
media larga
megacariocito
monocito
Current Opinion in Immunology 33:64, 2015
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
Ciclo de vida de los linfocitos B1
Linfocitos B1
• Se activan por reconocimiento de antígenos
que presentan epitopes repetitivos.
Antígeno T
independiente de tipo II
Ejs: polisacáridos bacterianos, fosforilcolina,
Y
Y
Y
Influenza.
B
Y
Y
proteínas virales como hemaglutinina de virus
Y
• La activación no requiere que colaboren con
linfocitos TFH a través de HLA-II.
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
Y
B
Y
Y
Y
Y
Y
Y
¿Cómo se induce la
segunda señal de activación
que requiere el B1 para
diferenciarse?
plasmocito
anticuerpos
NKT
Y
NK
plasmocito
anticuerpos
B
Y
Y
Y
Y
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, CD40CD40L, etc)
Y
Y
célula
dendrítica
T
plasmocito
Y
Y
Y
Y
B
Y
Ligandos de los TLR también
pueden inducir la segunda señal
de activación para la
diferenciación de las B1 en
plasmocitos
Y
Y
B
Y
Y
Y
Y
TLR9
Y
Y
TLR2
anticuerpos
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
Filtrado en los tejidos
linfáticos secundarios
Estimulan la respuesta
adaptativa
Neutralización
Anticuerpos
naturales
Transporte de los
antígenos virales a
los tejidos linfáticos
secundarios
Complejos inmunes
Activación del complemento
Lisis de los viriones y/o las
células infectadas
Unión a
receptores de
complemento y
remoción del virus
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
Estructura del bazo
macrófagos
Pulpa blanca
Zona
perifolicular
Zona
marginal
Pulpa Roja
Cápsula
Arteria esplénica
Folículo
Células BZM
Arteriola
Arteriola
Zona T
Linfocitos B1 y linfocitos de la zona marginal del bazo
(células B “innatas” - innate-like B cells)
Linfocitos B de la zona
marginal del bazo
Linfocitos B1
Repertorio B restringido
Activación sin necesidad de contacto
con T CD4 a través de MHC II
Respuesta rápida (3-4 días de ingresado
el antígeno)
Producción de Acs polirreactivos de baja
afinidad
Acs de isotipo IgM, IgA e IgG3
Acs de isotipo IgM e IgG2
Cavidad peritoneal y pleural
Bazo
Relevantes en la protección contra bacterias
encapsuladas:Streptococcus pneumoniae, Haemophilus
influenzae, Neisseria meningitides
Respuesta inmune a la infección con Streptococcus pneumoniae
Atrapamiento de
la bacteria en el
bazo
Evita la infección a órganos vitales
Aumenta la inmunogenicidad
Mucosa
respiratoria
bacterias
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
YY
Y IgA
Y
Después de 1-2 semana: IgG de alta afinidad
Activación del
complemento
Y
3 días post-infección: Altos títulos de IgM
de baja afinidad
IgM
natural
Y
Transporte a
tejidos linfáticos
secundariosl
Sangre
Clases o isotipos de anticuerpos
Anticuerpos
naturales
CP
IgG
IgA
Respuesta primaria y secundaria
de anticuerpos
Título de anticuerpos
B
IgM
IgG
Antígeno
Antígeno
IgA
IgE
IgM
Tiempo (semanas o meses)
Funciones de los anticuerpos
Funciones de los anticuerpos según el isotipo de Ig
IgM
• Activación de la vía clásica del
complemento
• Neutralización de antígenos
• Neutralización de antígenos
IgG
• Interacción con RFc (fagocitosis,
CCDA, secreción de citoquinas)
• Activación de la vía clásica del
complemento
IgA
• Neutralización de antígenos
• Sensibilización de mastocitos
IgE
• Interacción con RFc (CCDA)
Distribución de las Inmunoglobulinas en el organismo
Principales características de los isotipos de Igs
Neutraliza antígenos
Activa vía clásica del C´
Activa vía alterna del C´
Sensibiliza mastocitos
Atraviesa placenta
Difusión extravascular
Nivel sérico (mg/ml)
Vida media (días)
IgM
+
+++
+/1,5
10
IgD
0,04
3
IgG1
++
++
++
++
9
21
IgG2
++
+
++
++
3
20
IgG3
++
++
++
++
1
7
IgG4
++
++
++
0,5
21
IgA
++
++
2
6
IgE
+++
+
3x10-5
2