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RESPUESTA MEDIADA POR LINFOCITOS B Subpoblaciones de Linfocitos B Linfocitos B1 • Se generan en el hígado fetal (son los primeros en generarse) y poseen baja diversidad porque no sufren recombinaciones, testeos, etc. • El adulto inicia con un pool de Linfocitos B1 que trae del nacimiento, ya que su producción es baja. • Se asientan en las cavidades pleural y peritoneal: estos son sitios en contacto con el ambiente, por eso, actúan como primera barrera de defensa. • Los Ac naturales que provienen de estos linfocitos y que tienen especificidad a HC (como Ag del grupo sanguíneo), no necesitan activación: RECONOCEN ANTIGENOS T INDEPENDIENTES (aunque algunos pueden activarse y producir Ac por el contacto con un Ag). Linfocitos de la zona marginal del bazo (La zona marginal del bazo se llama a la región que separa la pulpa roja de la pulpa blanca) • También RECONOCEN ANTIGENOS T INDEPENDIENTES. • Vienen de médula ósea, pero estos al llegar al bazo NO terminan de madurar. • Expresan altos niveles de CD21 (CR2), el cual es un correceptor de proteínas de complemento (c3b) que reconoce microorganismos opsonizados; este correceptor permite darle al linfocito una doble vía de reconocimiento (por un lado reconoce el BCR y por otro el CD21). Linfocitos B10: reguladores, que producen IL-10 en procesos de regulación Linfocitos B2 • Linfocitos convencionales de los cuales se habla en el resto del resumen. Activación de LB2 Los mecanismos para la activación por Ag T dependientes como por Ag T independientes pueden ser: • 2 señales o refuerzo de señal (por ejemplo, señal 1:BCR, señal 2: Receptores para PAMPS) • Entrecruzamiento: estructuras con epitopes repetitivos generan una señal muy potente por la activación de muchos BCR en simultáneo (principalmente en T independientes) • Reconocimiento de Ag opsonizados gracias a CD21 Además los Ag T dependientes activan el linfocito B cuando el BCR reconoce el Ag, al complejo Ag-Ac lo internaliza para procesarlo por vía exógena y exponerlo para presentárselo a Linfocitos T cd4+; así recibirá colaboración de ese linfocito T RECONOCIMIENTO DEL ANTÍGENO Y ACTIVACIÓN DEL LINFOCITO B INDUCIDA POR EL ANTÍGENO Para iniciar las respuestas de Ac, los Ags deben ser capturados y transportados a las zonas de linfocitos B de los órganos linfáticos. Los Ags inician entonces el proceso de activación del linfocito B trabajando con señales generadas en la respuesta inmunitaria innata. Captura del antígeno y entrega a los linfocitos B La mayoría de Linfocitos B vírgenes son Linfocitos B foliculares. Los linfocitos B foliculares entran en los tejidos linfáticos secundarios (bazo, ganglios linfáticos, tejidos linfáticos mucosos) a través de los vasos sanguíneos localizados en las zonas de linfocitos T, y después migran a los folículos a la zona de linfocitos B guiados por la quimiocina CXCL13 secretada por las células dendríticas foliculares (CDF), ya que estos linfocitos expresan receptores para dichas quimiocinas (CXCR5). El Ag puede llegar a los linfocitos B vírgenes en los órganos linfáticos en diferentes formas y múltiples vías: • Los Ags solubles de bajo peso molecular alcanzan la zona de linfocitos B a través de conductos (pasan entre macrófagos subcapsulares) interactuando directamente con los linfocitos B. • Los Ags de alto peso molecular son capturados por macrófagos de seno subcapsular vía complemento, que los llevan a los folículos. • Los Ag de los inmunocomplejos pueden unirse a receptores para el complemento situados en los linfocitos B de la zona marginal del bazo y estos transfieren los Ag a los linfocitos B foliculares. • Los inmunocomplejos pueden unirse al receptor para el complemento CR2 situados en la superficie de las células dendríticas foliculares (estas CD no expresan MHC clase II ni derivan de la progenie de medula osea, sino que expresan receptores para el complamento y receptores para Fc) y estas luego presentan los Ags a los linfocitos B específicos. • Los microorganismos patógenos de transmisión hematica son capturados por CD plasmocitoides en sangre y transportados al bazo. En todos los casos el Ag está en su estructura tridimensional original intacta y no ha sido procesado por APC. Activación de los linfocitos B por antígenos y otras señales La supervivencia del linfocito B folicular depende de señales del BCR, así como de impulsos recibidos de una citocina de la familia de TNF llamada BAFF que proporciona señales de maduración y supervivencia, este junto con un ligando relacionado: APRIL pueden activar otros receptores que participan en estadios posteriores de la activación y diferenciación de linfocitos B . La unión del Ag a una molécula de Ig de membrana envía señales bioquímicas vía Igα e Igβ a los linfocitos B para que inicien el proceso de activación. Luego el receptor interioriza el Ag unido en vesículas endosómicas y si el Ag es una proteína, se procesa en péptidos y puede presentarse en la superficie para su reconocimiento por linfocitos T cooperadores. Para inducir respuestas completas, otros estímulos cooperan con la unión del BCR (Ig de membrana + Igα + Igβ), como las proteínas del complemento, los RRP (los productos microbianos por ejemplo se unen a receptores tipo Toll o las CD activadas por TLR contribuyen a la activación de Linfocitos T coop.), los linfocitos T cooperadores (en el caso de Ags proteínicos) La activación del linfocito B también la facilita el correceptor CR2/CD21 situado en los linfocitos b que reconocen fragmentos del complemento unidos de forma covalente al Ag o que forman parte de inmunocomplejos que contienen al Ag. Respuestas funcionales de los linfocitos B frente a los antígenos El entrecruzamiento del BCR puede inducir que los Ag multivalentes inicien la proliferación y diferenciación del linfocito B y los Ag proteínicos preparen a los linfocitos B para interacciones posteriores con los linfocitos T cooperadores (aumentando la expresión de MHC Clase II o aumentando la expresión de receptores para varias citocinas derivadas del linfocito T) RESPUESTAS DE ANTICUERPOS DEPENDIENTES DEL LINFOCITO T COOPERADOR FRENTE A ANTÍGENOS PROTEÍNICOS A los Ags proteínicos los reconocen los linfocitos B y T específicos en los órganos linfáticos periféricos, y las poblaciones celulares activadas se reúnen en estos órganos para iniciar las respuestas inmunitarias humorales. La interacción entre los linfocitos T cooperadores y los linfocitos B empieza con el reconocimiento del MISMO Ag; los linfocitos T CD4 vírgenes se activan en la zona T por CD y se diferencian en efectores y los linfocitos B se activan en los folículos por el mismo Ag que fue transportado hasta allí. Activación inicial y migración de linfocitos B y de linfocitos T cooperadores Los linfocitos B y T específicos tienen que encontrarse los unos a los otros e interactuar físicamente para generar respuestas fuertes de anticuerpos, ambos migran hacia los bordes de los folículos donde surge la primer respuesta de Ac Los linfocitos T reducen el receptor para quimiocinas CCR7 (que los mantienen en la zona T) y aumentan la expresión del CXCR5 migrando hacia el folículo; en cambio los linfocitos B dismuyen la expresión de CXCR5 y aumentan la de CCR7 que los hace migrar hacia la zona T por CCL19 y CCL21 ( que son los ligandos de este receptor y están en la zona T), así se encuentran los LB Y LT en la transición entre folículos y zona T. Los Ag proteínicos que reconocen receptores en el linfocito B son interiorizados , procesados y presentados a los linfocitos T cd4, por lo tanto usa un epitope reconocido por el linfocito B y después se libera otro epitope lineal que será reconocido por el linfocito T cd4 cooperador. Papel de la interacción CD40L:CD40 en la activación del linfocito B dependiente del linfocito T El CD40 se expresade forma constitutiva en los linfocitos B y el CD40L se expresa en la superficie de los linfocitos T cooperadores después de activarse; la unión de CD40 a CD40L da lugar a una alteración en la estructura tridimensional de los trímeros de CD40 preformados y esto induce la asociación de proteínas citosolicas TRAF , los TRAF reclutados inician cascadas enzimáticas que llevan a la activación y translocacion nuclear de factores de transcripción como NF-κβ y la AP-1 que estimulan la proliferación del linfocito B y aumentan la síntesis y secreción de Ig. Además los linfocitos T cooperadores liberan citocinas que contribuyen a la respuesta del linfocito B (Las mutaciones en CD40L generan el síndrome de la hipergammaglobulinemia M ligada al X que se caracteriza por defectos en la producción de Acs, el cambio de isotipo, la maduración de afinidad y la generación de linfocitos B de memoria). Despues de la interaccion inicial entre los linfocitos B y los linfocitos T cooperadores, los LT pueden activar después a los LB en dos localizaciones diferentes: una fuera de los folículos en un foco extrafolicular y el otro en los centros germinales de los folículos. Activacion del linfocito B extrafolicular La activación del linfocito B en el foco extrafolicular proporciona una respuesta temprana de Acs frente a los Ags proteínicos y determina la formación de una respuesta de desarrollo más lento pero más eficaz en el centro germinal; estos linfocitos B extrafoliculares sufren cambio de isotipo limitado y las células plasmáticas generadas por estos son de vida corta ya que no adquieren la capacidad de migrar a lugares como la medula ósea. La respuesta extrafolicular también ayuda a generar linfocitos T foliculares (TFH) que migran hacia el folículo y son necesarios para la formación del centro germinal, incluso algunos linfocitos B extrafoliculares vuelven para contribuir a la formación del centro germinal. La reacción del centro germinal Los largos procesos citoplasmáticos de las CDF forman una red alrededor de la cual se forma los centros germinales En el centro germinal ocurre la maduración de la afinidad, el cambio de isotipo y la generación de células plasmáticas de vida larga y de linfocitos B de memoria; este centro se crea dentro del folículo unos 4-7 días después de la respuesta inmunitaria dependiente de T cuando algunos linfocitos B extrafoliculares migran al folículo y empiezan a proliferar con rapidez formando una región distinta, dentro de cada centro hay un cúmulo denso de linfocitos B que proliferan, esta es una zona oscura que no contiene CDF ni LT, y la pequeña progenie de LB que no se dividen quedan en la zona clara donde entran en contacto con CDF y LTfh para producir los procesos selectivos; cada centro germinal contiene células derivadas solo de unos pocos clones de LB. La inducción de los linfocitos T cooperadores foliculares Los linfocitos Tfh expresan ICOS (coestimulador inducible esencial para la reacción del centro germinal), PD-1 (muerte programada), la citocina IL-21 (contribuye a la generación de células plasmáticas en la reacción el centro germinal) y el factor de transcripción BcI-6 Cambio de isotipo (clase) de cadena pasada Parte de la progenie de linfocitos B activados que expresan IgM e IgD sufre el cambio de isotipo (clase) de cadena pesada y produce Ac con cadenas pesadas de diferentes clases como IgG, IgE e IgA. Algunos cambios de isotipo ocurren en los linfocitos B en los focos extra foliculares, pero muchos más en los centros germinales dirigidos por LThf Hay que tener en cuenta que se modifican regiones constantes de las cadenas pesadas pero no cambia la especificidad de los Acs. El cambio de isotipo en la respuesta a diferentes tipos de microbios está regulado por citocinas producidas por los linfocitos t cooperadores activados por estos microbios Las señales del CD40 trabajan junto con las citocinas para inducir el cambio de isotipo; ya que la unión del CD40 a su ligando induce la ENZIMA DESAMINASA INDUCIDA POR LA ACTIVACION (AID) . El mecanismo molecular de cambio de isotipo es un proceso llamado recombinación para el cambio, en el que el ADN de la cadena pesada de la Ig en los linfocitos B se corta y recombina de tal modo que un exón VDJ formado previamente que codifica el dominio V se coloca junto a una región C situada en sentido 3', y se elimina el ADN intermedio. Esta recombinación del ADN afecta a secuencias denominadas regiones de cambio (1 a 10kb con numerosas repeticiones en tándem de secuencias de ADN ricas en GC y se encuentran en sentido 5' a cada gen de cadena pesada) en los intrones entre los segmentos J y C en los extremos 5' de cada locus CH. En sentido 5' a cada región de cambio hay un pequeño exón llamado exón I (por iniciador de la transcripción) precedido de un promotor de la región I. Las señales de las citocinas y del CD40 inducen la transcripción de un promotor particular de la región I que lee a través del exón I, la región de cambio y los exones CH adyacentes. Estos transcriptos se conocen como transcriptos en línea germinal situados en sentido 3' al cual se induce a cambiar en un linfocito B activado. En cada región de cambio que participa, el transcripto de línea germinal facilita la generación de roturas en el ADN bicatenario. La rotura del ADN en la región de cambio situada en sentido 5' se une a la rotura en la región de cambio seleccionada en sentido 3'. Como resultado de ello, el exón VDJ reordenado justo en sentido 5' a la región de cambio en el linfocito B productor de IgM se recombina con el gen de la cadena pesada de la Ig localizado inmediatamente después de la región de cambio en sentido 3' con la transcripción activa. La enzima clave requerida para el cambio de isotipo (y maduración de la afinidad, descrita más adelante) es la AID, la expresión de AID la activan, sobre todo, las señales del CD40 desde las células Tfh. La enzima desamina a las citocinas en plantillas de ADN bicatenario convirtiendo las citosinas (C) enuracilos (U). Las regiones de cambio son ricas en bases G y C, y los transcriptos de la región de cambio tienden a formar híbridos ADN-ARN estables que afectan a la cadena codificadora del ADN, lo que libera así la cadena inferior o no codificadora, que forma un asa de ADN unicatenario llamada asa R. El asa R es donde un gran número de C en la secuencia de cambio del ADN se convierten en U por la acción de la AID. Una enzima llamada uracilo N-glucosilasa elimina los U, dejando lugares abásicos. La endonucleasa Apel y, probablemente, otras endonucleasas escinden estos lugares abásicos, lo que genera una muesca en cada posición. Las roturas bicatenarias en las dos regiones de cambio se unen (reparan) usando la maquinaria implicada en la reparación de roturas de la doble cadena mediante una unión de extremos no homologa. En este proceso, el ADN situado entre las dos regiones de cambio se elimina, y el resultado neto es que la región V reordenada se sitúa adyacente a una nueva región constante. Maduración de la afinidad: mutación somatica de los genes de Ig y selección de LB de afinidad alta La maduración de la afinidad es el proceso que lleva a una mayor afinidad de los anticuerpos por un antígeno particular a medida que la respuesta humoral dependiente de T progresa y es el resultado de la mutación somática de los genes de Ig seguida de la supervivencia selectiva de los linfocitos B productores de los anticuerpos con las mayores afinidades. El proceso de maduración de la afinidad genera anticuerpos con una capacidad creciente de unirse a antígenos y, por ello, neutralizan y eliminan microbios de forma más eficiente. Los linfocitos T cooperadores y las interacciones CD40:CD40L son necesarias para iniciar la mutación somática y, la maduración de la afinidad seobserva en las respuestas de anticuerpos frente a antígenos proteínicos dependientes de T. En los linfocitos B en proliferación del centro germinal de la zona oscura, los genes V de Ig sufren mutaciones puntuales con una frecuencia sumamente alta, por esta razón, la mutación en los genes V de Ig se llama también hipermutación somática. Las mutaciones del gen V de Ig continúan ocurriendo en la progenie de linfocitos B. Como resultado de ello, cualquier clon de linfocitos B puede acumular más y más mutaciones durante su vida en el centro germinal. Durante la reacción del centro germinal, la mutación somática de genes V de Ig y la selección de linfocitos B con receptores de afinidad alta para el antígeno dan lugar a la producción de anticuerpos con elevada afinidad por el antígeno Son notables varias características de estas mutaciones: • Las mutaciones se agrupan en las regiones V, sobre todo en las regiones determinantes de la complementariedad que se unen al antígeno. • Hay muchas más mutaciones en los anticuerpos IgG que en los IgM. • La presencia de mutaciones se correlaciona con afinidades crecientes de los anticuerpos hacia el antígeno que indujo la respuesta La enzima AID, que se expuso antes en el contexto del cambio de isotipo, desempeña un papel esencial en la maduración de la afinidad, convierte los C en U en los puntos calientes para la mutación. Los U pueden cambiarse a T cuando se produce la replicación del ADN, lo que genera un tipo frecuente de mutación C a T, o la uracilo N-glucosilasa puede eliminar el U y se repara así el lugar abásico mediante un proceso que tiende al error, lo que genera finalmente sustituciones con cada uno de los cuatro nucleótidos de ADN en cada lugar de desanimación de la citidina inducida por la AID. Estos procesos de reparación tendentes al error extienden las mutaciones a otros nucleótidos. Algunas de estas mutaciones son probablemente útiles, porque generarán anticuerpos con elevada afinidad, sin embargo, muchas de las mutaciones pueden dar lugar a una declinación o incluso a la pérdida de la unión al antígeno. Por tanto, el siguiente y crucial paso en el proceso de maduración de la afinidad es la selección de los linfocitos B con mayor afinidad y más útiles, un tipo de selección natural darwiniana que asegura la supervivencia de los mejores linfocitos B. A los linfocitos B que se unen a los antígenos en los centros germinales con afinidad alta se les selecciona para que sobrevivan. Los linfocitos B del centro germinal que han sufrido la mutación somática migran a la zona más clara rica en FDC del centro germinal, estos linfocitos B mueren por apoptosis, a no ser que el reconocimiento del antígeno los reclute. Los linfocitos B con receptores de afinidad alta por el antígeno son los más capaces de unirse al antígeno cuando está presente en bajas concentraciones, y estos linfocitos B sobreviven gracias a varios mecanismos: • El propio reconocimiento del antígeno induce la expresión de proteínas antiapoptósicas de la familia del Bcl-2. • Los linfocitos B de afinidad alta interiorizarán por endocitosis preferentemente y presentarán el antígeno e interactúan con el número limitado de linfocitos Tfh en el centro germinal. Estos linfocitos T cooperadores pueden generar señales a través del CD40L para promover la supervivencia de los linfocitos B con los que interactúan. * • Algunos linfocitos Tfh expresan el ligando de Fas, que puede reconocer el receptor mortal Fas en los linfocitos B del centro germinal y enviar una señal apoptósica. Los linfocitos B de afinidad alta, que son los más capaces de reconocer y responder al antígeno, pueden activar inhibidores endógenos de Fas cuando sus BCR reconocen al antígeno y así protegerse de la muerte Los linfocitos B, que serán capaces de unirse específicamente a este antígeno y de ser rescatados de la muerte, necesitan expresar receptores para el antígeno con una afinidad cada vez mayor por el antígeno, por eso, a medida que progresa la respuesta de anticuerpos a un antígeno, los linfocitos B que se seleccionan para sobrevivir en los centros germinales producen Ig con una afinidad cada vez mayor por el antígeno Como la mutación somática también genera muchos linfocitos B, que no expresan receptores de afinidad alta por el antígeno y no pueden ser seleccionados para sobrevivir, los centros germinales son lugares de una tremenda apoptosis. Las células seleccionadas se diferencian en linfocitos B memoria o en precursores secretores de anticuerpos de afinidad alta de células plasmáticas que salen del centro germinal. Diferenciación del linfocito B en células plasmáticas secretoras de anticuerpos Las células plasmáticas son linfocitos B diferenciados en su último estadio comprometidos en la producción de anticuerpos abundantes. Se generan tras la activación de los linfocitos B a través de señales del BCR, el CD40, el TLR y otros receptores como los receptores para citocinas. Hay dos tipos de células plasmáticas. • Las células plasmáticas de vida corta se generan durante las respuestas independientes de T y pronto durante las respuestas dependientes de T en los focos de linfocitos B extrafoliculares, descritos antes. Estas células suelen encontrarse en órganos linfáticos secundarios y en tejidos extralinfáticos periféricos. • Las células plasmáticas de vida larga se generan en respuestas del centro germinal dependientes de T frente a antígenos proteínicos. Las señales del receptor del linfocito B para el antígeno y la IL-21 cooperan para generar células plasmáticas y sus precursores (plasmoblasto que entran en la circulación y se alojan en la médula ósea donde se diferencian en células plasmáticas de vida larga). Estas células plasmáticas se mantienen gracias a citocinas de la familia BAFF que se unen a un receptor de la membrana de la célula plasmática llamado BCMA, lo que permite a la célula sobrevivir durante períodos largos, a menudo durante toda la vida del anfitrión. Las células plasmáticas de la médula ósea pueden continuar secretando anticuerpos durante meses o incluso años después de que el antígeno ya no esté presente. Los anticuerpos secretados entran en la circulación y en las secreciones mucosas, pero las células plasmáticas maduras no recirculan. En la diferenciación de los linfocitos B en células plasmáticas secretoras de anticuerpos la célula aumenta de tamaño de forma llamativa, el retículo endoplásmico se hace llamativo, y la célula se transforma en una célula secretora que se parece poco o nada a un linfocito B, se produce el cambio en la producción de Ig de la forma membranaria (característica de los linfocitos B) a la forma secretada (en las células plasmáticas). Generación de linfocitos B de memoria Los linfocitos B memoria se generan durante la reacción del centro germinal y son capaces de realizar respuestas rápidas a la introducción posterior del antígeno. Se observan en las respuestas inmunitarias dependientes de T y habitualmente surgen paralelas a los linfocitos T cooperadores memoria. Algunos linfocitos B memoria pueden permanecer en el órgano linfático donde se generaron, mientras que otros salen de los centros germinales y recirculan entre la sangre y los órganos linfáticos. La producción de grandes cantidades de anticuerpos de afinidad alta con el isotipo cambiado se acelera mucho tras la exposición secundaria a los antígenos, y esto puede atribuirse a la activación de las células memoria en los centros germinales. RESPUESTAS DE ANTICUERPOS FRENTE A LOS ANTÍGENOS INDEPENDIENTES DEL LINFOCITO T Muchos antígenos no proteínicos, como polisacáridos y lípidos, estimulan la producción de anticuerpos sin los linfocitos T cooperadores, y estos antígenos y la respuestas que desencadenan se denominan independientes del timo o independientes de T. Losanticuerpos que se producen sin la ayuda del linfocito T suelen ser de afinidad baja y consisten sobre todo en IgM con un cambio limitado de isotipo a algunos subtipos de IgG y también a IgA. La zona marginal y los subgrupos B-1 de linfocitos B son especialmente importantes para las respuestas de anticuerpos frente a los antígenos TI. Mientras que las respuestas a antígenos proteínicos dependientes de T están mediadas en gran medida por linfocitos B foliculares, otros subgrupos de linfocitos B pueden ser los principales respondedores a los antígenos TI, así las respuestas de anticuerpos independientes de T pueden iniciarse en el bazo, la médula ósea, la cavidad peritoneal y las mucosas. Tales antígenos multivalentes pueden inducir un entrecruzamiento máximo del complejo BCR en linfocitos B específicos, lo que lleva a su activación sin la necesidad de la ayuda de un linfocito T afín. Además, muchos polisacáridos activan el sistema del complemento por la vía alternativa, lo que genera C3d, que se une al antígeno y es reconoddo por el CR2, aumentando así la activación del linfodto B Los antígenos TI contribuyen a la generación de anticuerpos naturales, que están presentes en la circulación de los sujetos normales y se producen aparentemente sin una exposición clara a microorganismos patógenos. La mayoría de los anticuerpos naturales son anticuerpos contra glúcidos de afinidad baja, que se cree que producen linfocitos B -l peritoneales estimulados por bacterias que colonizan el tubo digestivo y por linfocitos B de la zona marginal en el bazo. Mecanismos efectores EVOLUCIÓN DE LA RESPUESTA EN EL TIEMPO MECANISMOS EFECTORES DE LOS AC RECEPTORES PARA FC La mayoría tienen naturaleza activadora; hay algunos inhibidores para lograr la regulación conocida como inmunomodulación: consiste en un feed back negativo para regular o frenar la respuesta inmune. MODULOS EFECTORES INMUNES