Generación de la diversidad de los linfocitos T y B

Vista previa del material en texto

Se calcula que la diversidad potencial del repertorio de linfocitos B es de 1 x 1011, cantidad que excede en gran número el total de linfocitos B en el organismo (1 x 109). Esto es posible gracias a un complejo mecanismo de recombinación genética descubierto por S. Tonegawa en la década de 1970 denominado recombinación somática o V(D)J. 
La línea germinal del genoma codifica para un número limitado de segmentos llamados V (Variable), D (Diversity) y J (Joining). El número de segmentos V, D y J varía para cada especie y para cada locus (cadena pesada o IgH, cadena ligera kappa, lgκ, o cadena ligera lambda, lgλ). Durante su maduración, cada linfocito recombina un segmento V, D y J (para IgH) o VJ (para IgL) de los disponibles, para conformar un solo exón que codificará para la región variable (VH o VL) del BCR. 
Si se asume que el proceso de recombinación es aleatorio y dada la disponibilidad de múltiples elementos V, D y J, la diversidad combinatoria posible es muy alta. La diversidad potencial que se logra mediante la recombinación de segmentos V(D)J se conoce como diversidad combinatoria. La recombinación V(D)J es un mecanismo único en los vertebrados y, en esencia, es el mismo que utilizan los linfocitos proT en el timo para generar diversidad de TCR.
Los genes que codifican las Igs se encuentran localizados entres loci diferentes: ewl locus de la cadena pesada se encuentra en el cromosoma 14, el de la ligera k en el cromosoma 2 y el de la ligera kappa en el cromosoma 22.
La recombinación somática del ADN es realizada por un grupo de enzimas denominadas recombinasas que aproximan los diferentes segmentos mediante la formación de un ¨lazo¨ de DNA que es escindido. La recombinación de los segmentos V, D y J está dirigida por una serie de secuencias muy conservadas, que separan los diferentes segmentos génicos denominadas señales de recombinación. Estas señales están formadas por una secuencia conservada de siete bp (Heptámero) y otra de nueve bp (nonámero) separadas por una región espaciadora no conservada de 12 o 23 bp. Estos tamaños son importantes para la recombinación ya que la secuencia señal que tiene un separador de 12 bp sólo puede unirse a un separador de 23 bp.
Si bien la recombinación somática o V(D)J es un proceso exclusivo de los linfocitos B y T y ocurre en los órganos linfoides primarios, la recombinación de cambio de clase y la hipermutación somática son exclusivos de los linfocitos B.
Recombinación de cambio de clase
Ambos procesos dependen de la activación celular, la cual se asocia con la inducción de la expresión de la AID (Activation Induced Cytidine Deaminase). Esta enzima pertenece a la familia de APOBEC, a la que pertenecen diferentes enzimas con capacidad de edición del RNA. La desaminación de citidina resulta en uracilo, lo cual induce la activación del sistema de reparación de DNA.
La inducción del sistema de reparación de DNA, en particular la reparación de mismatch, induce el corte de la doble cadena de DNA en ambas regiones S, lo que promueve la deleción del segmento que abarca desde Sµ y S6 hasta la región S correspondiente al futuro gen C. Los extremos son religados por el sistema NHEJ, de tal forma que la nueva configuración genómica de la célula que cambió de clase consiste del mismo exón V(D)J, seguido del nuevo gen codificante de la región constante.
Hipermutación somática
La desaminación de la citidina en el gen V(D)J mediada por la AID en los centroblastos induce la activación del sistema de reparación del DNA. A diferencia de la recombinación de cambio de clase, durante la hipermutación somática no hay ruptura de la doble cadena de DNA, sino que el uracilo resultante es removido por la uracilo-DNA glicosilasa. El daño al DNA es reparado por el sistema de reparación de mismatch, y la escisión de bases repara el sitio al introducir una sustitución y, con menos frecuencia, inserciones o deleciones puntuales.
La AID desamina preferentemente la citidina en los motivos WCGW (en los que W puede ser timina o adenina), por lo cual la hipermutación no es del todo aleatoria. El análisis de las mutaciones en anticuerpos de alta afinidad derivados de múltiples inmunizaciones revela un patrón no aleatorio, que se caracteriza por una elevada preferencia por los CDR tanto en la cadena ligera como en la pesada.
En conjunto, estas modificaciones indican que la maduración de afinidad es un proceso de selección clonal en el cual sólo persisten los linfocitos B cuyas mutaciones confieren cambios en la secuencia proteínica del receptor de antígeno involucrados en el contacto y la mejora de la afinidad por el antígeno, ya sea como célula plasmática o linfocito B de memoria.