Chapter 3: Culture History Background
3.3 Late Precontact Period (2 000 – 300 years B.P.)
Los antígenos denominados T-independientes, como los polisacáridos y los lípidos, presentan múltiples epítopos antigénicos equivalentes, lo cual facilita el entrecruzamiento de los BCRs en la membrana de los linfocitos B. En esta situación, los linfocitos B son activados directamente sin necesidad de la colaboración de linfocitos T. La respuesta humoral derivada de estas interacciones está compuesta principalmente por anticuerpos de isotipo IgM de escasa afinidad, y no se observa una capacidad de memoria importante [Mond et al., 1995].
Los antígenos T-dependientes, principalmente de origen proteico, no pueden activar, por sí mismos, la respuesta humoral. En estos casos, como su nombre indica, la diferenciación final a células productoras de anticuerpos y a células memoria depende de la interacción con linfocitos T CD4+ colaboradores, específicos para el mismo antígeno [Parker, 1993]. La respuesta humoral frente a este tipo de antígenos se caracteriza por la producción de anticuerpos de alta afinidad, con diferentes isotipos, y una mayor capacidad de memoria. Las fases necesarias en la activación de este tipo de respuestas se describen a continuación [Lanzavecchia A, 1985].
3.1.3.1. Estimulación antigénica (priming)
El encuentro entre los linfocitos B naive (que no han tenido contacto previo con el antígeno) y los antígenos suele tener lugar en los folículos primarios, donde confluyen los linfocitos B recirculantes y los antígenos que se encuentran en la circulación sanguínea (bazo) o provienen de tejido por la vía linfática (ganglios linfáticos).
Los antígenos son reconocidos por el receptor de antígeno de los linfocitos B (BCR) de forma específica. La inmunoglobulina de membrana consta de dos cadenas pesadas y dos ligeras, pero ninguna de ellas tiene una región intracitoplasmática con capacidad de unión a proteínas intracelulares. Dentro del complejo del BCR, junto a la inmunoglobulina de membrana, se incluye también el heterodímero Igα/Igβ [Kurosaki, 1998], responsable de la señalización intracelular a través de los motivos ITAM (del inglés, immunoreceptor tyrosine-based activation
motif) ricos en tirosinas [Reth, 1989]. Además, la activación del linfocito B se ve favorecida por
segundas señales que le son proporcionadas por el complejo correceptor, formado por las moléculas CD21, CD19 y CD81 (Fig.9). CD21 se une a la proteína C3d de la vía del complemento, mientras que CD19 es responsable de la señalización intracelular. De esta manera, la activación del linfocito B se ve potenciada si C3d se encuentra unido al antígeno reconocido por el BCR [Fearon et al., 2000]. Se ha demostrado que la regulación de la señalización vía BCR ejercida por CD19 es, además, un elemento clave en el desarrollo de las diferentes subpoblaciones de células B (B-1, B-2 y de zona marginal) [Engel et al., 1995; Rickert et al., 1995].
La unión del antígeno a los receptores de membrana, además de iniciar la activación de los linfocitos B, favorece la internalización de los complejos antígeno-BCR en vesículas endosómicas, las cuales son dirigidas a las rutas de procesamiento antigénico. De esta manera, los péptidos derivados del antígeno captado llegan a ser presentados unidos a moléculas del MHC de clase II [Batista et al., 2001]. El fenotipo de estos linfocitos estimulados se caracteriza por la hiperexpresión en membrana de moléculas del MHC de clase II, así como de moléculas con función coestimuladora como CD80 y CD86. En estos linfocitos B estimulados se observa también un incremento en la expresión de receptores de citoquinas.
Figura 9. Complejo y correceptores del receptor de antígeno en los linfocitos B. Las cadenas Igα e Igβ forman parte del complejo del BCR. Las moléculas
3.1.3.2. Interacción antígeno-específica con linfocitos T CD4+
linfocitos B, mientras que los linfocitos T se localizan en la zona que rodea los folículos, también denominada zona T. Por
CD21, CD19 y CD81 forman parte del complejo correceptor, que potencia la señal activadora del BCR cuando la proteína C3d del complemento se encuentra unida al antígeno (principalmente antígenos de origen microbiano). Las moléculas Igα e Igβ son las responsables de iniciar la cascada de señalización que media la activación de los linfocitos B, mientras que CD19 potencia esta vía de señalización, y estimula el procesamiento y la presentación antigénica.
Los folículos linfoides están compuestos principalmente por
ello, los linfocitos B estimulados que requieren la colaboración de los linfocitos T CD4+ colaboradores migran al borde del folículo [Toellner et al., 1996]. Si un linfocito T CD4+ específico para el mismo antígeno ha sido estimulado mediante la presentación del antígeno por parte de una célula APC, también habrá migrado a la zona del borde del folículo y allí podrá tener lugar la interacción antígeno-específica entre la célula T y B (aunque el determinante antigénico reconocido por ambas células puede ser distinto) (Fig. 10) [McHeyzer- Williams et al., 2005]. Los linfocitos B estimulados, cuya capacidad presentadora y coestimuladora ha sido potenciada, pueden activar a los linfocitos T a través del TCR y de CD28, que se une a las moléculas coestimuladoras. A su vez, los linfocitos T activados aumentan la expresión de CD40L y de citoquinas del tipo IL-2, IL-4 e IL-6 [Clark et al., 1994]. Estos factores inducen la activación completa de los linfocitos B, los cuales se especializan en
la producción de anticuerpos o migran de nuevo a los folículos linfoides para formar un centro germinal [Bishop et al., 2001].
MHC II TCR CD80 CD86 CD28 CD40 CD40L citoquinas
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linfocito B linfocito T CD4+folículo linfoide zona T
MHC II TCR CD80 CD86 CD28 CD40 CD40L citoquinas
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linfocito B linfocito T CD4+folículo linfoide zona T
Figura 10. Interacciones moleculares bidirecionales entre los linfocitos B y T estimulados (primed) vía antígeno, en el borde del folículo linfoide. El antígeno captado por los linfocitos B, mediante la internalización del BCR, es presentado a los linfocitos T en forma de péptidos unidos a moléculas del MHC de clase II. La unión del TCR y la interacción con moléculas coestimuladoras (CD80 y CD86) inducen la activación de los linfocitos T CD4+. Estos linfocitos colaboradores aumentan la expresión de CD40L y la producción de citoquinas, que inducirán la activación completa de los linfocitos B.
3.1.3.3. Diferenciación a células plasmáticas
Algunos de los linfocitos B activados de esta manera son diferenciados directamente a plasmablastos. La activación vía CD40 induce el cambio de isotipo [Armitage, 1992; Quezada et al., 2004], pero éste viene determinado por las citoquinas que hayan sido producidas por los linfocitos T colaboradores. Tras la expansión clonal de los plasmablastos, éstos derivan a células plasmáticas que quedan residentes en las zonas extrafoliculares, o en la pulpa roja en el caso del bazo, donde los anticuerpos producidos son liberados rápidamente al torrente circulatorio [Ho et al., 1986; Jacob et al., 1991].
3.1.3.4. Formación del centro germinal: maduración de la afinidad y producción de células memoria
Otros linfocitos B, en cambio, tras ser activados vuelven al folículo linfoide para formar un centro germinal. Allí los linfocitos B comienzan la expansión clonal y tienen lugar fenómenos de hipermutación somática en las regiones variables de las inmunoglobulinas (Fig.11) [McHeyzer-Williams et al., 2001; Wolniak et al., 2004].
Figura 11. Diagrama esquemático de los procesos que tienen lugar durante la reacción de centro germinal. Algunos linfocitos B, tras ser activados por las células T colaboradoras en el borde del folículo linfoide, migran de nuevo al interior del folículo y proliferan, formando una zona oscura, con una elevada densidad celular. En estas células se producen hipermutaciones en las regiones variables de las inmunoglobulinas. Tras la migración de los linfocitos a la zona clara del centro germinal, donde se encuentran células dendríticas foliculares y linfocitos T foliculares, se produce una selección de aquellos linfocitos B cuyo BCR ha adquirido mejor afinidad. Tras el cambio de isotipo, los linfocitos se diferencian a células memoria o a células productoras de anticuerpos.
Dentro del microambiente del centro germinal existen tipos celulares especializados, como las células dendríticas foliculares y los linfocitos T CD4+ foliculares, ambos fundamentales en el
ismo antígeno, los anticuerpos producidos de forma continua por las células plasmáticas en médula ósea pueden neutralizar directamente el
O 1
n tienen capacidad presentadora de antígenos, durante muchos años han sido considerados, en el desarrollo de la diabetes autoinmunitaria, proceso de selección de aquellos linfocitos B cuyo BCR ha mejorado la afinidad [Tew et al., 1990, MacLennan, 1994; Kosco-Vilbois, 2003]. Tras este proceso de maduración de la afinidad por el antígeno [Rajewsky et al., 1996], se originan linfocitos B memoria y células plasmáticas con diferentes isotipos. Los linfocitos B memoria tienen una larga supervivencia, y quedan residentes en ganglios linfáticos u otros tejidos linfoides, mientras que las células plasmáticas migran preferentemente a médula ósea, donde seguirán produciendo anticuerpos de manera continuada [Minges Wols et al., 2002].
Ante posteriores contactos con el m
patógeno u opsonizarlo, de manera que se facilita la presentación a células B memoria [McHeyzer-Williams et al., 2005]. Los linfocitos B memoria activados en esta respuesta secundaria originan la proliferación rápida de clones de linfocitos B de alta afinidad, que desarrollarán funciones de presentación y formaran nuevas células plasmáticas. Así, mientras que la repuesta primaria, resultado de la activación de los linfocitos B naive, tarda entre 5 y 10 días, la respuesta secundaria se desarrolla en sólo 1-3 días.