Inmunidad mediada por células B

Desarrollo de la respuesta inmune
humoral
Dra Mirta Giordano
Laboratorio de Inmunología Oncológica
Academia Nacional de Medicina
Linfocitos B y plasmocitos secretores de anticuerpos
Antígeno
Receptor
para Ag
Anticuerpos
Linfocito B
Plasmocito
El reconocimiento del antígeno se realiza a través
de la porción variable de la Ig.
Cinco clases distintas de cadenas
pesadas:     
Dos clases dintintas de cadenas
livianas:  
Antígeno
Receptor
para Ag
Anticuerpos
Linfocito B
Plasmocito
GENERACIÓN DE DIVERSIDAD DE LAS
INMUNOGLOBULINAS
Previo contacto con el antígeno
1- existencia de varios segmentos V-D-J para la
cadena H y V-J para la cadena L.
2- asociación de cadena H con L.
3- unión imprecisa de los segmentos.
Post-contacto con el antígeno
4- B madura: hipermutación somática.
Poblaciones de linfocitos B
• Linfocitos B2: 95% de los linfocitos B en sangre
y ganglios linfáticos
• Linfocitos B1: predominan en las cavidades
peritoneal y pleural
• Linfocitos B de la zona marginal del bazo
Ciclo de vida de los linfocitos B2
Linfocito B
precursor
Linfocito B inmaduro que
reconoce a Ag propio
Linfocito B maduro
reconoce a Ag
extraño
Plasmocito
Célula estromal
de médula ósea
Generación de
linfocitos B en
médula ósea
Inducción de
tolerancia hacia Ags
propios
Activación de
linfocitos B en bazos
y ganglios
Secreción de Acs en
bazo, ganglios y
médula ósea
Activación B hacia un antígeno T-dependiente
CD21
CD19
antígeno
BCR
Linfocito
B
CD81
Ig
Igb
HLA-II
T
CD4
TCR
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?
Estructura del ganglio linfático
Conductos fibroreticulares que
ordenan el tránsito de los
linfocitos y células dendríticas en
la zona paracortical
T
Interacción de los macrófagos subcapsulares y los linfocitos B
del folículo primario
Linfático aferente
C3b, C3bi, C3d
Ag
Seno subcapsular
DC-SIGN
CR3/CR4
macrófago
subcapsular
Folículo primario
Los macrófagos subcapsulares favorecen la retención
del Ag sin procesar
Seno subcapsular
macrófago
subcapsular
Folículo
primario
Ag soluble de bajo
PM puede llegar
directamente al
folículo primario
Baja capacidad
fagocítica
T
T
Los linfocitos B que
reconocen el
antígeno aumentan la
expresión de CCR7
T
T
T
CCL19
CCL21
MHC IIpéptido
T
CD4
B
T
CD4
B
B
ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO
FOLÍCULO PRIMARIO
Borde del folículo primario
B
Rc IL-4
MHC-péptido
CD40
B7
CD40L
T
CD4
TCR
CD4
CD28
T CD4
IL-4
MEDULA DEL GANGLIO
LINFATICO
IL-6
PLASMOCITOS
PLASMOBLASTOS
FOCO
PRIMARIO
B
B
Zona del manto
(linfocitos B en reposo)
T
CD4
B
B
CFD
B
FOLÍCULO PRIMARIO
CXCL13
FORMACIÓN DEL CENTRO GERMINAL
T
CD4
FOCO
PRIMARIO
B
CFD
B
CENTROBLASTOS
Hipermutación
somática
Hipermutación somática
“hotspots”
Cadena H
VDJ
Cadena L
VJ
Mutaciones en la region variable
(1 par de bases cada 1000 en
cada mitosis)
ADN
ADN
Si la mutación:
•Genera un codón stop
expresar BCR
•Altera el folding de la Ig
expresar BCR
50% de las células hijas en cada
mitosis porta una Ig diferente
•Modifica el paratope
célula B por el Ag
muerte al no
muerte al no
selección de la
Selección de los centrocitos con BCR de mayor afinidad por el Ag
Receptores para
complemento
Receptores
para Fc de Ig
Ag
opsonizado
CFD
TCD4+
B
Centrocito
apoptótico
Señales de
sobrevida
Aumento de la afinidad de los anticuerpos con
las sucesivas inmunizaciones
1010
Afinidad (M-1)
109
108
107
106
105
104
Inmunización
semanas post-inmunización
Selección de los centrocitos con BCR de mayor afinidad por el Ag
Receptores para
complemento
Receptores
para Fc de Ig
Ag
opsonizado
CFD
T
CD4
B
Centrocito
apoptótico
Señales de
sobrevida
Cambio de isotipo
T
CD4
Cambio de isotipo de inmunoglobulina
ADN de cadena H
Cγ2
C1
C
Cγ4
5´
3´
S1
Sγ2
Sγ2
S
unión de las
regiones S a
recombinar
C
C
S
S
C
recombinación de las
regiones S
C
S
S
Síntesis de IgE
Síntesis de IgG3
C
IgM
IgE
IgG1
IgG
IgG2
IgG3
IgG4
IgA
Diferenciación del centrocito
Célula B de
memoria
CFD
B
Expresión
de Blimp-1
Plasmocito
Poblaciones de linfocitos B
• Linfocitos B2: 95% de los linfocitos B en sangre
y ganglios linfáticos
• Linfocitos B1: predominan en las cavidades
peritoneal y pleural
• Linfocitos B de la zona marginal del bazo
Ciclo de vida de los linfocitos B1
Los linfocitos B1 producen anticuerpos naturales
IgM polirreactiva y de baja afinidad: reconoce epitopes
antigénicos (repetitivos) presentes en muchos
microorganismos.
Ej: polisacáridos comunes a muchos patógenos: fosfatidil
colina, fosforilcolina, LPS
Proteínas virales: hemaglutinina de virus Influenza
También se producen anticuerpos naturales de isotipo IgA
e IgG.
¿Cómo protegen los anticuerpos naturales de las infecciones?
• Neutralización directa del patógeno
Virus de la estomatitis vesicular
Streptococcus pneumoniae
• Activación del complemento
Virus influenza
Leishmania donovani
Neisseria gonorrhoeae
Salmonella typhimurium
• Prevención de la diseminación
Virus de la polio
Virus Vaccinia
Facilita la fagocitosis
Provoca la lisis
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 reconozcan al
péptido presentado por los linfocitos T CD4+.
Antígeno T
independiente de tipo II
B
Secreción de
anticuerpos
Poblaciones de linfocitos B
• Linfocitos B2: 95% de los linfocitos B en sangre
y ganglios linfáticos
• Linfocitos B1: predominan en las cavidades
peritoneal y pleural
• Linfocitos B de la zona marginal del bazo
Estructura del bazo
arteria
esplénica
vena
seno venoso
arteriola central
folículo
zona T
zona
marginal
zona perifolicular
folículo
arteriola
central
zona T
Activación de las células B de la zona marginal del bazo
CI-IgM-C3d
Ag libre u
opsonizado
Ag
Señal
activadora
El Ag puede llegar al bazo en forma libre, formando parte de un
complejo inmune o portado por una célula dendrítica de la sangre.
El receptor para el complemento (CD21) facilita la captura del Ag y
activa a la célula BZM.
Linfocitos B1 y linfocitos de la zona marginal del
bazo (células B “innatas” - innate-like B cells)
Linfocitos B1
Linfocitos B de la zona
marginal del bazo
Repertorio B restringido
Activación sin necesidad de contacto
con T CD4 a través de MHC II
Respuesta rápida (3-4 días de
ingresado el antígeno)
Producción de Acs polirreactivos de
baja afinidad
Acs de isotipo IgM, IgA e IgG3
Acs de isotipo IgM e IgG2
Cavidad peritoneal y pleural
Bazo
Relevantes en la protección contra bacterias
encapsuladas:Streptococcus pneumoniae, Haemophilus
influenzae, Neisseria meningitides
Producción de los anticuerpos
B
¿Dónde ocurre?
CP
Tejidos linfáticos secundarios: ganglios
linfáticos, bazo, tejido linfático asociado a
mucosas
Médula ósea
Tejidos no linfoides: sinovia, glomérulo renal
Producción de los anticuerpos
B
¿Cómo ocurre?
CP
Con participación de los
linfocitos T
colaboradores
foliculares (TCD4+)
Independiente de la
colaboración de TCD4+
Respuesta de
centro germinal
Sin respuesta
de centro
germinal
Funciones de los anticuerpos
Funciones de los anticuerpos según el isotipo de Ig
IgM
• Activación de la vía clásica del
complemento
• Neutralización de antígenos
• Neutralización de antígenos
IgG
IgA
• Interacción con RFc (fagocitosis,
CCDA, secreción de citoquinas)
• Activación de la vía clásica del
complemento
• Neutralización de antígenos
• Sensibilización de mastocitos
IgE
• Interacción con RFc (CCDA)
Título de anticuerpos
Respuesta primaria y secundaria de anticuerpos
Antígeno
Antígeno
IgG
IgM
Tiempo (semanas o meses)
La respuesta de anticuerpos
depende del tipo de patógeno
que se necesite combatir
• cinética de la producción.
• afinidad de las Igs.
• isotipo de las Igs.
• persistencia de los niveles de
anticuerpos.
• Cinética de la producción de anticuerpos:
1) respuestas tempranas (2-4 días post-infección) en
infecciones por virus citopáticos. IgM T independiente,
neutralizante. Evita la diseminación viral.
Ej: enterovirus
(virus de la polio).
2) Respuestas tardías de anticuerpos neutralizantes para virus
no citopáticos.
Ej: virus de hepatitis B.
• Afinidad de los anticuerpos:
• Para bacterias con cápsula (S. pneumoniae) los Acs naturales de
baja afinidad pueden ser suficientes para impedir la diseminación.
•Para el virus sincicial respiratorio la protección está dada por la
generación de anticuerpos de alta afinidad. La producción de
anticuerpos de baja afinidad (inducidos por algunas vacunas a
virus muerto) puede provocar daño tisular.
• Otro ejemplo: vacuna inactivada anti-sarampión.
• Isotipo de los anticuerpos en la respuesta secundaria:
IgG1
IgG2
IgG3
IgG4
IgA
IgE
proteínas de membrana
de H influenza
++
++
-
+
-
+
+
-
polisacárido A de
Neisseria meningitidis
++
++
-
-
+
-
polisacárido B de
Streptococcus neumon.
+
++
-
-
+
-
a. Teicoico de
Staphilococcus aureus
+
++
-
+
+
-
Hepatitis B
++
++
+
-
++
-
++
++
-
++
Salmonella grupo B
Sarampión
Schistosoma mansoni
• Persistencia de los niveles de anticuerpos:
Viruela
Vida media de la respuesta de
anticuerpos: 92 años
Títulos negativos por ELISA
Sarampión
Vida media de la respuesta de
anticuerpos: 3014 años
Títulos negativos por ELISA
....... Títulos protectivos
Los niveles de anticuerpos séricos pueden mantenerse de por vida
• Persistencia de los niveles de anticuerpos:
Para patógenos que evaden la respuesta inmune modificando
los epitopes reconocidos por los anticuerpos (por ej el virus
Influenza con el drift y shift antigénico) la respuesta
protectiva no persiste y el sistema inmune debe generar
nuevos Acs periódicamente.
¿Cómo se mantiene la memoria humoral?
plasmocito de
muy larga vida
producción de
Acs de por vida
CP
B
células B
de memoria
reposición
lenta por
proliferación
CP
reactivación
bystander (TLR)
B
CP
producción de Acs
Los linfocitos B no sólo son los precursores de
las células plasmáticas
Los plasmocitos de larga vida
persisten dentro de nichos de
supervivencia en la médula ósea
Factores de sobrevida: CXCL12,
IL-6, BAFF, APRIL
Respuesta inmune a la infección con Streptococcus pneumoniae
Atrapamiento de
la bacteria en el
bazo
Evita la infección a órganos vitales
Aumenta la inmunogenicidad
Mucosa
respiratoria
bacterias
Transporte a
tejidos linfáticos
secundariosl
3 días post-infección: Altos títulos de IgM
de baja afinidad
IgM
natural
Activación del
complemento
Y
IgA
Después de 1 semana: IgG de alta afinidad
Sangre