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03- ANTICUERPOS, EL BCR, EL TCR & LAS MPP RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 1 de 8 El receptor de linfocito B (BCR) es un anticuerpo de clase IgM producido por dichos linfocitos y que se mantiene unido a la membrana. El BCR es un complejo que además contiene 2 moléculas coestimuladoras (Ig e Ig) y un correceptor formado por tres moléculas (CD81, CD19 CD21). El linfocito B virgen una vez que encuentra su antígeno específico se transforma en célula plasmática (plasmocito), los cuales son células productoras de anticuerpos solubles. Cada linfocito B tiene un BCR con una sola especificidad y que esta forma un clon con la misma especificidad al ponerse en contacto con su antígeno específico. Este receptor reconoce directamente estructuras nativas solubles y péptidos (lo que lo diferencia del TCR). Posee MPP-II, pero solo cuando está activado, por lo que puede presentar péptidos procesados por el mismo y convertidos en estructuras lineales para los linfocitos T para recibir ayuda de este Nota: Los linfocitos B-2 son mayoritarios y pertenecen a la respuesta inmune adquirida en respuesta predominante a las proteínas Los anticuerpos son: moléculas glicoprotéicas especializadas: a) 82 al 96% protéica y b) 4 al 18% de carbohidratos. producidas por las células plasmáticas reaccionan específicamente con un Ag representan ~20% de las proteínas séricas CARACTERÍSTICAS DE LOS ANTICUERPOS: 1. Un humano presenta cinco clases de anticuerpos: IgM, IgG (IgG1, IgG2, IgG3 y IgG4), IgA (IgA1 y IgA2), IgE y IgD. 2. Tienen especificidad clonal. Propiedades físico-química: 3. Vida media varía: 20 días la IgG; 6 días la IgA y 10 la IgM; breve permanencia sérica de IgD y la IgE. 4. La IgG es la clase de mayor vida media, mayor concentración sérica y de menor peso molecular lo que le permite difundir a traves de los epitelios. Expresión de respuesta secundaria parenteral. Mayor afinidad que la IgM. Representada en el recién nacido por la IgG materna. Tiene cuatro subclases (IgG1 a 4). Función como activadora de C´ y opsonizante. 5. La IgE es la clase de menor concentración y vida media sérica lo que contrasta con su capacidad citotrópica de unirse a receptores celulares particularmente a los mastocitos hísticos donde dura de 3-6 meses. También se une a los eosinófilos. Localizada, fundamentalmente, en la submucosa respiratoria y digestiva. Expresión de respuesta secundaria. Se encuentra en forma monomérica. Principal defensa contra los helmintos. Principal causante de reacciones alérgicas. 6. La IgM monomérica a nivel de membrana actúa como BCR, es pentamérica en el suero unido por cadena J de alto PM por lo que está casi exclusivamente en la sangre. Tiene 5 dominios constantes. Funciona activando el C´ (complemento) y opsonizante. Primera en producirse en la respuesta primaria. 7. La IgA es monomérica en el suero y dimérica o trimérica en las mucosas. Representa el 10% del total de las Ig humanas. Primera línea de defensa en mucosas por exclusión inmune y eliminación inmunológica. Expresión de respuesta secundaria. Representada en el recién nacido por la IgA materna que arriba por la leche. Tiene dos subclases (IgA1 e IgA2) NOTA: Los anticuerpos una vez producidos y que hayan desaparecido los antígenos que lo indujeron deben ser eliminados 03- ANTICUERPOS, EL BCR, EL TCR & LAS MPP RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 2 de 8 La IgD es monomérica y se encuentra principalmente unida a los linfocitos B compartiendo con la IgM monomérica la función de receptor para el antígeno. Última en aparecer en la escala zoológica en los mamíferos. Está en bajas concentraciones en suero. Su función biológica no está clara, aunque se cree que participa en la memoria inmune. Propiedades biológicas: 8. Atravesar la barrera placentaria (IgG) para proteger al feto/recién nacido. 9. Atravesar epitelios mucosos (IgA di-trimérica) 10. Atravesar el epitelio vascular por un proceso de difusión no activo (IgG e IgE). 11. Atravesar el epitelio glandular mamario (IgA activo e IgG por difusión no activa). 12. Activar el sistema del complemento principalmente por la IgM pentamérica, en menor medida por la IgG y agregados de la IgA. 13. Fijarse a los receptores FcRI de los fagocitos conocidos como opsonización (IgG) 14. Neutralizar los patógenos principalmente la IgA y la IgG (a nivel mucoso), pero también la IgM. 15. Fijarse a los receptores FcRII de los mastocitos, basófilos y eosinófilos conocido como citrotopismo (IgE) Propiedades biológicas por subclases: 16. Todas las subclases de IgG atraviesan la placenta, el epitelio vascular y son neutralizantes. 17. Todas las clases de IgA atraviesan activamente el epitelio mucoso y mamario cuando están en forma di-trimérica. La IgA1 predomina en la sangre. 18. La IgG1 e IgG3 son el resultado de la orientación de la inmunopolarización hacia una respuesta celular. Son las mejores fijadoras del complemento que se une a las NK. 19. La IgG2 es la que se induce en respuesta a los polisacáridos. 20. La IgG4 es la que interfiere (bloquea) la respuesta de IgE. 21. La IgA2 es la más resistente a las proteasas presente en las mucosas. Estructura 22. Están constituidos por dos cadenas pesadas (H de heavy) y dos ligeras (L de light) unidas covalentemente por puentes disulfuro. 23. Las cadenas L y H cuentan con una región variable (V) y con una región constante (C) 24. Cada cadena también presenta uniones covalentes disulfuros intracatenarios que forman los dominios. 25. En la región V se encuentra el sitio de unión a los antígenos (paratopo) y en estos existen regiones hipervariables, 3 de cada cadena (L y H). estos forman estructuras complementarias de los antígenos, son los que determinan la especificidad de los linfocitos B, de los anticuerpos y los Linfocitos T y también se denominan CDR (regiones determinantes de complementariedad). ¿Cómo se garantiza la función de los segmentos variables? Asociaciones no covalentes entre el Ag y el Ac específico. Estas fuerzas permiten mantener la interacción ligando-receptor, estas son no covalentes: Fuerzas electrostáticas Puentes de hidrógeno Fuerzas de van der Walls Hidrofóbicas Estas interacciones a pesar de ser débiles, actuando en conjunto hacen interacciones más fuertes; esta interacción depende de la complementariedad entre ambos componentes y puede según las características del Ag como simples, mayores y complejos, así como la reactividad cruzada 03- ANTICUERPOS, EL BCR, EL TCR & LAS MPP RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 3 de 8 FRACMENTACIÓN ENZIMÁTICA Así, la papaína degrada a los anticuerpos por delate de las uniones disulfuro presente en las bisagras. De esta forma se obtiene dos fragmentos Fab (fragmento de unión de los antígenos) y uno Fc (fracción cristalizable) Se el anticuerpo se pone en contacto con la pepsina estomacal se produce un fragmento F(ab´) y el Fc es destruido por no contar con los enlaces disulfuro intracatenarios. Factores que determinan la clase de Ac Tipo de antígeno Ambiente de citocinas generado Vía de entrada • IgG2, sacáridos * IL12, IgG1 e IgG3 ° Mucosa, IgA • IgE, helmintos o alérgenos * IL4, IgE Número de encuentros con el Ag Primaria, IgM Secundaria, IgG, IgA o IgE FUNCIONES DE LOS ANTICUERPOS: la principal función biológica de los anticuerpos es la reacción con el antígeno que está en su región variable. RECEPTOR DE LINFOCITOS T: Es un heterodímeros formado por dos cadenas distintas, mediante la cual el linfocito T reconoce sus antígenos específicos. Es un complejo que cuenta con moléculas accesorias, el CD3y dos las que son necesarias para la transducción de las señales (debido a que la región intracelular es muy corta) y un correceptor CD4 o CD8 según el linfocito. Está involucrado en la primera señal específica para la inducción de la respuesta inmune (TCD4) o lisis celular (TCD8). Es decir, activación de linfocitos T. No reconoce a los antígenos de forma natural, sino a los asociados a las MPP en forma de péptidos presentados por CPA (células presentadoras de antígenos, portadoras del complejo MPP-péptido en su superficie). 03- ANTICUERPOS, EL BCR, EL TCR & LAS MPP RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 4 de 8 No reconoce moléculas solubles. Especificidad clonal. Orquestador de la respuesta inmune. El TCD4 reconoce por el TCR Ag exógenos degradados y presentados por CD (células dendríticas) en sus MPP-II El TCD8 reconoce por el TCR Ag endógenos degradados y presentados por cualquier célula nucleada y plaquetas en sus MPP-I Existen dos tipos de TCR según sus cadenas: 95% de los linfocitos tienen TCR (T que son mayoritarios y pertenecen a la respuesta inmune adquirida en respuesta predominante a las proteínas) y sólo 5% TCR Los TCR predominan en los sitios efectores como las mucosas y la piel, y pertenecen a la respuesta innata y no a la adquirida (este tipo de receptor pueden reconocer de forma rápida a los antígenos no asociados a las MPP, en particular no proteicos, sino polisacáridos [debido a que los polisacáridos están muy presentes en la membrana de los agentes infecciosos]). SUPERANTÍGENOS: Son reconocidos por la cadena del TCR No requiere el reconocimiento específico por el TCR Este proceso ocurre sólo en los linfocitos T Se estimulan todos los linfocitos T que presentan iguales cadenas DIVERSIDAD DEL TCR Y BCR: ֎ La creación del amplio repertorio anticipado de los TCR y BCR (anticuerpos) ocurre por recombinación somática en cadenas L y H del BCR y las y del TCR. ֎ La recombinación somática es el ensamblaje de los exones localizándose cercas hasta formar un gen funcional continuo ֎ Este es igual antes del contacto antigénico y en BCR se adiciona la hipermutación somática y el cambio de clases al enfrentarse al antígeno específico La información está en los genes a nivel del ADN en el núcleo de los linfocitos. Los genes están organizados como segmentos de genes formados por exones (codificantes) separados por intrones (no codificantes) en la línea germinal. En estos para la síntesis de las cadenas L y H del BCR y las y del TCR se requiere de recombinación somática del ADN, su transcripción en ADN y la transducción de proteínas de cada cadena con la eliminación del péptido líder y su ensamblaje con la otra cadena. Este último proceso ocurre en el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. ֎ Los segmentos génicos en la línea germinal están conformados por segmentos: variables (V), contrastes (C), líderes (L), de unión (J) y de diversidad (D). estos segmentos génicos: 1. Se localizan en diferentes cromosomas. Se presenta el segmento D solo en las cadenas (TCR) y H (BCR). 2. En la línea germinal del BCR: hay exones constantes en H para clases y subclases hay exones para Ig de membrana o secretada. Se presenta el segmento D solo en la cadena H (BCR). 3. En la línea germinal del TCR: Se presenta el segmento D solo en las cadenas y (TCR). Cadena dentro de ; mayor cantidad de J que en BCR y no exones para secreción (Por ello, TCR permanece siempre unido a linfocito productor) 03- ANTICUERPOS, EL BCR, EL TCR & LAS MPP RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 5 de 8 La recombinación somática ocurre solo en un solo paso en las cadenas(TCR) y o (BCR) para unir VJ y en la cadena (TCR) para unir VDJ. En el BCR una vez que el linfocito B ha madurado de forma de antígeno independiente y luego responde al antígeno específico ocurren dos procesos adicionales que incrementan su diversidad y que no ocurre con el TCR: la hipermutación somática (o maduración de afinidad) y el cambio de clase (o cambio de isotipo). La hipermutación somática consiste las mutaciones puntuales en las regiones V de las cadenas L y H que conlleva a aumentar su afinidad logrando anticuerpos mejor dotados para interactuar con el mismo antígeno. El cambio de clases y subclases en Fc dota a los anticuerpos con nuevas funciones manteniendo su especificidad clonal aportada por Fab (con otras palabras, mejora sus propiedades biológicas, manteniendo la especificidad del anticuerpo y solo cambia su región constante). Inicialmente se produce IgM y luego, en dependencia de las necesidades se puede cambiar de clases a IgG (parenteral), IgA (mucoso) e IgE (helminto/alérgeno) Por tanto, dos procesos adicionales diferencian al receptor de linfocito B del T. El TCR siempre permanece unido al linfocito T una vez que ha ocurrido su maduración tímica (fetal/infancia) o por IL7 (adulto). Por el contrario, el BCR puede estar unido al linfocito B, siempre como IgM monomérica lo que constituye el receptor de membrana o el linfocito B se transforme en plasmática y secrete anticuerpos de forma soluble, ambas con la misma especificidad clonal. Diferencias adicionales del BCR con el TCR BCR TCR los B, a través de sus anticuerpos, lo pueden hacer también, a distancia Los efectores T actúan localmente; pues están fijos El BCR consta de procesos adicionales como la hipermutación somática y el cambio de clases, con lo cual mejora su afinidad y potencia sus propiedades biológicas En el TCR a pesar de no contar con la hipermutación somática ni el cambio de clases del BCR, logra mayores posibilidades combinatorias por cuantía en exones J El BCR reconoce el antígeno en forma conformacional, soluble, lo que les permite reconocer directamente su forma nativa (proteínas y polisacáridos), pero también antígenos lineales (péptidos) procesados por los linfocitos B El TCR solo reconoce péptidos lineales presentados por la MPP propias, es decir, el TCR tiene un reconocimientos doble: el péptido y las MPP propias, las MPP-II para los linfocitos TCD8 y las MPP-I para los TCD4 En el TCR hay menos segmentos génicos para las cadenas C donde existen solo uno (y ) o dos ( y ) En las BCR hay 9 segmentos génicos en la H Diversidad y dependencia de antígenos 03- ANTICUERPOS, EL BCR, EL TCR & LAS MPP RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 6 de 8 El BCR existe en la membrana del linfocito y también en forma secretada El TCR solo existe unido a la membrana del linfocito El BCR es un complejo que además contiene 2 moléculas coestimuladoras (Ig e Ig) y un correceptor formado por tres moléculas (CD81, CD19 CD21). Es un complejo que cuenta con moléculas accesorias, el CD3 y dos las que son necesarias para la transducción de las señales (debido a que la región intracelular es muy corta) y un correceptor CD4 o CD8 según el linfocito. El BCR tiene dos receptores de membrana IgM e IgD con igual especificidad ----- _____________________________________________________________________________ MOLÉCULAS PRESENTADORAS DE PÉPTIDOS: El papel fisiológico y fundamental de las MPP es el de ser una molécula receptora de péptidos involucrada en la presentación de los mismos al TCR. Las MPP son dos de las cinco estructuras receptoras de antígenos (péptidos) y son uno de los puentes entra la respuesta inmune innata y la adquirida. No tienen especificidad clonal; pero reconocen secuencias aminoacídicas Históricamente se le dominó MHC (complejo principal de histocompatibilidad) al ser descubiertas por su papel en el trasplante de órganos. También ayudan en estudios de paternidad, en la neurotransmisióny tolerancia al feto. Toman nombres diferentes en cada especie. En el humano se denominan HLA (antígenos leucocitarios humanos) TIPOS DE MPP MPP-I es una cadena con una 2microglobulina y MPP-2 dos cadenas y presenta 3 locus denominados A, B y C. unión de Ag en surcos es menor en MPP-I (8-11 aa) y mayor en MPP-II (11-30 aa) Solo están presentes en las células presentadoras de antígenos (MPP-II células dendríticas, macrófagos y linfocitos B activados) o en todas las células nucleadas y plaquetas (MPP-I) Estas moléculas propias presentan los antígenos degradados en péptidos a los linfocitos TCD4 (para la inducción de respuesta inmune adquirida cuando el antígeno es ajeno y cuando el antígeno es ajeno y cuando este es propio para silenciar la misma) o TCD8 (para eliminar células mutadas, infectadas o cancerosas), respectivamente. MPP-II se expresa células dendríticas (CD), Mø y Lø B activados; pero sólo las CD presentan a los Lø T vírgenes. Los demás lo hacen en la fase efectora; Esta capacidad viene dada, principalmente por su capacidad migratoria desde la periferia, a órganos linfoides secundarios, donde se orquesta la respuesta inmune adquirida MPP-I se expresa en todas las células nucleadas y plaquetas, convirtiéndolas en presentadoras de péptidos a los linfocitos TCD8 en la fase efectora de la respuesta inmune DIFERENCIAS e/ LAS MPP Y LAS OTRAS MOLÉCULAS PRESENTADORAS DE ANÍGENOS TCR y BCR MPP Son las moléculas receptoras de antígenos de la respuesta adquirida los PRR son las moléculas receptoras de antígenos (MAMP y DAMP) de la respuesta innata Son receptoras de péptidos. Puente entre respuesta Innata y Adquirida N C M N N M 03- ANTICUERPOS, EL BCR, EL TCR & LAS MPP RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 7 de 8 Se expresan solo en los linfocitos T y B respectivamente MPP-II se expresa células dendríticas (CD), Mø y Lø B activados; pero sólo las CD presentan a los Lø T vírgenes. Los demás lo hacen en la fase efectora. MPP-I se expresa en todas las células nucleadas y plaquetas Los TCR y BCR se heredan como fragmentos de genes con expresión alélica que garantizan la diversidad a nivel de cada clon de linfocito T o B del individuo las MPP se heredan de forma codominante en bloques de genes denominados haplotipos. Así cada célula en un individuo expresa el mismo set de MPP provenientes del padre y la madre, garantizando la diversidad a nivel de la población y no en cada clon celular del individuo En los TCR y BCR los alelos difieren en uno o pocos aa En las MPP los alelos difieren en 10-20 aa La creación de su diversidad está basada en la recombinación genética somática que conlleva a entrecruzamiento de exones. La recombinación genética somática está ausente en la generación de la diversidad de las MPP. Esta se genera por el polimorfismo de los genes de estas MPP La especificidad se basa en el reconocimientos de un solo péptido (TCR o molécula (BCR) por los clones de linfocitos T y B, respectivamente, donde su composición es esencial. Las MPP acomodan un amplio rango de péptidos, por la ausencia no esencial, sino la presencia de determinados residuos complementarios. Esta es la base del control de la respuesta inmune adquirida por restricción de las MPP, pues sino es captado por una célula dendrítica presentadora profesional, procesado por esta y cargado en sus MPP no se presenta a los linfocitos T y se induce la respuesta inmune adquirida. Su repertorio para el reconocimiento de todos los antígenos está formado, aun sin la presencia de estos Existe la posibilidad para el reconocimiento de la mayoría, sino todos los posibles péptidos aún en ausencia de estos, donde predomina el mecanismo del polimorfismo de sus genes que se heredan en bloques de sus padres. 03- ANTICUERPOS, EL BCR, EL TCR & LAS MPP RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 8 de 8 Hiporespondedores: Ocurre en un individuo cuya dotación de MPP está restringida a un haplotipo específico No ocurre a nivel poblacional Por esto el polimorfismo da ventaja adquirida poblacional a expensa de la adaptabilidad individual donde incluso pueden existir alelos de baja expresión INMUNIDAD POBLACIONAL: Cada individuo puede presentar un conjunto de antígenos/péptidos induciendo la respuesta contra ellos La población tiene la capacidad de presentar todos los antígenos/péptidos existentes y los nuevos En Cuba fueron usados para caracterizar los orígenes de la población incluyendo los amerindios UTILIDAD EN LA PRÁCTICA MÉDICA DE LAS MPP: 1. Cada individuo puede presentar un conjunto de antígenos/péptidos induciendo la respuesta contra ellos 2. La población tiene la capacidad de presentar todos los antígenos/péptidos existentes y los nuevos 3. En Cuba fueron usados para caracterizar los orígenes de la población incluyendo los amerindios CONCLUSIONES: Los anticuerpos son glicoproteínas que forman parte del BCR (IgM e IgD) y son también, secretadas como cinco clases Ig(GAMDE) y subclases (IgG e IgA) Los anticuerpos tienen una estructura básica formada por dominios, dos cadenas ligeras y dos pesadas con regiones variables y constantes La región variable funciona interactuando con el antígeno y la constante tiene otras funciones biológicas Las principales funciones de los Acs están asociadas a su estructura y localización donde se destacan el paso trasplacentario de la IgG y mamario de la IgA Los efectores T actúan localmente; pues están fijos y los B, a través de sus anticuerpos, lo pueden hacer también, a distancia El BCR tiene dos receptores de membrana IgM e IgD con igual especificidad Diferencias adicionales del BCR con el TCR Se definieron las MPP como receptoras de péptidos de la respuesta innata y puente de la adquirida y sus dos tipos: MPP-I y MPP-II Se analizaron las interacciones TCR/ péptido-MPP Se definió la restricción de la MPP, la poligenia, el polimorfismo y los haplotipos Inmunidad poblacional
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