Linfocitos B y anticuerpos - fmed.uba.ar · Seno subcapsular Folículo Seno trabecular Ganglio...
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Linfocitos B y anticuerpos Dra Mirta Giordano
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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
Célula madre
hematopoyética
Progenitor B1
Linfocito B1
B1
Progenitor B
Célula B
transicional 2
Linfocito B
folicular o B2
Linfocito B de la
zona marginal del
bazo
B2 BZM
Poblaciones de linfocitos B
médula ósea
hígado
fetal bazo
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 B2 o foliculares
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?
El tráfico linfocitario permite el encuentro de los linfocitos T
y B específicos para un antígeno
Red de
conductos
fibroreticulares
Linfático aferente
Zona paracortical Seno
subcapsular
Folículo
Seno
trabecular
Ganglio linfático Mucosa intestinal
lumen intestinal
zona T
TCR alta
afinidad
IL-12
ZONA PARACORTICAL
DEL GANGLIO
MHC II-
péptido
T
T T
T
T
T
TCR IL-21
CXCR5 CCR7
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
CXCR5
MHC II-
péptido
ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO
FOLÍCULO PRIMARIO
T
T T
T
T
T
CD4
B
CCL19
CCL21
TFH
B
B
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
B
B
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 J Cadena L ADN
50% de las células hijas en cada
mitosis porta una Ig diferente
“hotspots”
CFD
CENTROBLASTOS
CENTROCITOS
ZONA
OSCURA
ZONA
CLARA
TFH
TFH
TFH
Ki-67, marcador de
proliferación celular
Ag
opsonizado
Centrocito
apoptótico
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
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
CFD
CENTROBLASTOS
CENTROCITOS
TFH
TFH
TFH
CFD
CENTROBLASTOS
CENTROCITOS
TFH
TFH
TFH
TFH
TFH
Para Ags con más de un epitope (la inmensa mayoría) se activan varios clones B que
compiten entre sí por el Ag y reciben ayuda de TFH específicas para cada epitope.
Competencia
intraclonal
Competencia intra e
interclonal
Acs neutralizantes
previenen la
infección viral
Acs no neutralizantes
no previenen la
infección viral
Infección en
ausencia de
Acs
Receptores
celulares para el
virus
En una infección se generan Acs neutralizantes y no neutralizantes.
La inducción de Acs no neutralizantes es una estrategia de evasión viral.
Anticuerpos ampliamente neutralizantes en HIV
* Un 10% de los individuos HIV+ generan Acs que
neutralizan el ingreso del virus a la célula y son
específicos contra epitopes que el virus no puede mutar:
Acs ampliamente neutralizantes.
* Estos Acs se generan al menos 1-2 años postinfección.
* Presentan una enorme cantidad de mutaciones
somáticas en la porción variable.
Ac ampliamente
neutralizante
Ac no neutralizante
Proteína gp120
del virus HIV
Acs específicos
de cepa viral
Ag
opsonizado
Centrocito
apoptótico
CFD
Receptores para
complemento Receptores
para Fc de Ig
TFH
B
Cambio de isotipo
Cambio de isotipo de inmunoglobulina
Señales de
sobrevida
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
Cambio de isotipo de inmunoglobulina
5´
ADN de cadena H
3´
Región de
Switch
Exón de cadena
pesada Cγ1 Promotor
para Cγ1
Unidad de
transcripción
Citoquinas
CD40-CD40L
APRIL
STAT6
NF-B
Bcl-6
Regulan la transcripción
del promotor de cada
exón de cadena pesada
Cambio de isotipo de inmunoglobulina
5´
ADN de cadena H
3´
Exón de cadena
pesada Cγ1 Promotor
para Cγ1
Unidad de
transcripción IL-4
STAT6
Ejemplo
La hipermutación somática y el cambio de isotipo dependen de la
enzima AID (citidina deaminasa inducida por activación)
ADN
deaminación 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
AID deamina la citidina del ADN convirtiéndola en uracilo
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.
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
¿Dónde se secretan los
anticuerpos?
• en los tejidos linfáticos secundarios
• en la médula ósea
• en tejidos periféricos en condiciones
patológicas
células plasmáticas de
corta vida
células plasmáticas de larga vida
células plasmáticas de corta vida
Dos tipos de células plasmáticas
antígeno
médula ósea hueso
vaso
sanguíneo
plasmoblasto
Célula estromal
productora de
CXCL12
Célula plasmática
de larga vida
eosinófilo
megacariocito
monocito
Current Opinion in Immunology 33:64, 2015
Supervivencia de los plasmocitos en la médula ósea
Plasmoblastos en sangre durante la infección aguda por
virus Dengue
J Virol 86:2911, 2012
La célula
plasmática
desplazada por el
plasmoblasto migrante
muere rápidamente.
Supervivencia de plasmocitos de larga vida en la lámina
propia de la mucosa intestinal
Tiempo (semanas o meses)
Tít
ulo
de
an
tic
ue
rpo
s
Antígeno Antígeno IgG
IgA
IgE
IgM
IgD IgE
IgG
IgA IgM
Respuesta primaria y secundaria de anticuerpos
Alta afinidad Baja afinidad
Respuesta de anticuerpos en la infección por sarampión (virus ARN) C
on
ce
ntr
ació
n d
e Ig
G e
sp
ecífic
a
Afinid
ad d
e los A
cs p
or
el virus
Días postinfección Días postinfección
síntomas
clínicos
Los títulos neutralizantes de
anticuerpos persisten de por vida
¿Cómo se mantiene la concentración sérica
protectiva de un anticuerpo (memoria humoral)?
1- generación de células plasmáticas a partir de
linfocitos B de memoria activados por el antígeno en
forma periódica.
2- generación de células plasmáticas a partir de
linfocitos B de memoria activados por ligandos de los
TLRs, citocinas u otras señales.
3- supervivencia sostenida de células plasmáticas en
microambientes particulares.
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 antígenos IgA
• Sensibilización de mastocitos
• Interacción con RFc (CCDA) IgE
Distribución de las Inmunoglobulinas en el organismo
Célula madre
hematopoyética
Progenitor B1
Linfocito B1
B1
Progenitor B
Célula B
transicional 2
Linfocito B
folicular o B2
Linfocito B de la
zona marginal del
bazo
B2 BZM
Poblaciones de linfocitos B
médula ósea
hígado
fetal bazo
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
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
¿Cómo se induce la
segunda señal de activación
que requiere el B1 para
diferenciarse?
plasmocito
anticuerpos
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
plasmocito
anticuerpos
Ligandos de los TLR también
pueden inducir la segunda señal
de activación para la
diferenciación de las B1 en
plasmocitos
B
B
TLR2
TLR9
plasmocito
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
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
Célula madre
hematopoyética
Progenitor B1
Linfocito B1
B1
Progenitor B
Célula B
transicional 2
Linfocito B
folicular o B2
Linfocito B de la
zona marginal del
bazo
B2 BZM
Poblaciones de linfocitos B
médula ósea
hígado
fetal bazo
Zona
perifolicular Zona
marginal
Zona T
Folículo
Arteriola
linfocitos BZM
(IgM+++ IgD±)
macrófagos
Arteriola
Estructura del bazo
Pulpa blanca
Pulpa Roja
Cápsula
Arteria esplénica
Pulpa blanca
Acs de isotipo IgM e IgG2 Acs 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
Las 3 poblaciones de linfocitos B suelen
actuar en forma coordinada durante la
respuesta anti-infecciosa
Mucosa respiratoria
bacterias
IgA
Respuesta inmune a la infección con Streptococcus pneumoniae
Aumenta la inmunogenicidad
Evita la infección a órganos vitales Atrapamiento de la bacteria en el
bazo
Transporte a tejidos linfáticos
secundariosl
Sangre
Y 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
Mucosa
respiratoria
virus
Respuesta inmune a la infección con virus Influenza
Infección del epitelio
(respuesta primaria)
Formación de centros
germinales en ganglios
drenantes
Acs naturales evitan la
diseminación temprana
del virus en la mucosa
respiratoria
Y
Migración de
plasmoblastos a la
mucosa respiratoria
Formación de
centros germinales
en la mucosa
Migración de
CD y virus
Neutralización
del virus
Y
Sangre
IgM
natural
Atrapamiento en el
bazo y activación
de BZM
Anticuerpos patogénicos en la infección por virus Dengue
Sindrome de permeabilidad vascular o fiebre hemorrágica por Dengue
Acs IgG de infecciones
previas se complejan con
las partículas virales y
facilitan su ingreso a los
monocitos
Secreción de
citoquinas:
TNFα, IL-2,
IFNγ
Secreción de
citoquinas:
TNFα, IL-1β, IL-6
endotelio Los complejos virus-IgG activan a las
plaquetas Aumento de la
permeabilidad
vascular
Aumento de la
permeabilidad
vascular
