Desarrollo de la respuesta inmune humoral

Dra Mirta GiordanoLaboratorio de Inmunología OncológicaAcademia Nacional de Medicina

Linfocitos B y plasmocitos secretores de anticuerpos

Linfocito B Plasmocito

Antígeno

Receptor para Ag

Anticuerpos

El reconocimiento del antígeno se realiza a través de la porción variable de la Ig.

Linfocito B Plasmocito

Antígeno

Receptor para Ag

Anticuerpos

Cinco clases distintas de cadenas pesadas:

Dos clases dintintas de cadenas livianas:

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

• Linfocitos B2: 95% de los linfocitos B en sangre y ganglios linfáticos

Célula estromal

de médula ósea

Linfocito B

precursorLinfocito B inmaduro que

reconoce a Ag propio

Linfocito B maduro

reconoce a Ag

extraño

Plasmocito

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

Ciclo de vida de los linfocitos B2

Activación B hacia un antígeno T-dependiente

CD21

CD19

CD81

IgIgb

Linfocito

B

antígeno

BCR

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

T

Conductos fibroreticulares que ordenan el tránsito de los

linfocitos y células dendríticas en la zona paracortical

Interacción de los macrófagos subcapsulares y los linfocitos B del folículo primario

Linfático aferente

C3b, C3bi, C3d Ag

DC-SIGN

Seno subcapsular

macrófago subcapsular

Folículo primario

CR3/CR4

Los macrófagos subcapsulares favorecen la retención del Ag sin procesar

Seno subcapsular

Folículo

primario

macrófago subcapsular

Baja capacidad fagocítica

Ag soluble de bajo PM puede llegar directamente al folículo primario

MHC II-

péptido

ZONA PARACORTICAL DEL GANGLIO

FOLÍCULO PRIMARIO

T

TT

T

T

T

CD4

B

CCL19

CCL21

T

CD4

B

B

Los linfocitos B que reconocen el

antígeno aumentan la expresión de CCR7

Borde del folículo primario

B

B7

CD28

CD40L

CD40

IL-4

CD4TCR

MHC-péptidoRc IL-4

T

CD4

T CD4

FOCO

PRIMARIO

PLASMOBLASTOS

PLASMOCITOS

FOLÍCULO PRIMARIO

B

B

B

B

B

CFD

MEDULA DEL GANGLIO

LINFATICO

CXCL13

IL-6

Zona del manto

(linfocitos B en reposo)T

CD4

FORMACIÓN DEL CENTRO GERMINAL

FOCO

PRIMARIO

CFD

CENTROBLASTOSHipermutación

somática

B

B

T

CD4

Cadena H ADN

Hipermutación somática

V D J

Mutaciones en la region variable

(1 par de bases cada 1000 en

cada mitosis)

V JCadena L ADN

50% de las células hijas en cada

mitosis porta una Ig diferente

Si la mutación:

•Genera un codón stop muerte al no

expresar BCR

•Altera el folding de la Ig muerte al no

expresar BCR

•Modifica el paratope selección de la

célula B por el Ag

“hotspots”

Ag

opsonizado

Centrocito

apoptótico

CFD

Receptores para

complementoReceptores

para Fc de Ig

TCD4+

B

Selección de los centrocitos con BCR de mayor afinidad por el Ag

Señales de

sobrevida

1010

109

108

107

106

105

104

Afi

nid

ad

(M

-1)

Inmunización

semanas post-inmunización

Aumento de la afinidad de los anticuerpos con las sucesivas inmunizaciones

Ag

opsonizado

Centrocito

apoptótico

CFD

Receptores para

complementoReceptores

para Fc de Ig

T

CD4

B

Cambio de isotipo

Selección de los centrocitos con BCR de mayor afinidad por el Ag

Señales de

sobrevida

T

CD4

Cambio de isotipo de inmunoglobulina

5´

ADN de cadena H

3´

recombinación de las

regiones S

unión de las

regiones S a

recombinar

Síntesis de IgE

C1 Cγ2 Cγ4 C

S1 Sγ2 Sγ2 S

C

S

C C

C

S

S

S

Síntesis de IgG3

C

IgM

IgA

IgE

IgG

IgG1

IgG2

IgG3

IgG4

CFD

B

Célula B de

memoria

Plasmocito

Diferenciación del centrocito

Expresión

de Blimp-1

Poblaciones de linfocitos B

• Linfocitos B2: 95% de los linfocitos B en sangre y ganglios linfáticos

• Linfocitos B de la zona marginal del bazo

• Linfocitos B1: predominan en las cavidades peritoneal y pleural

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

• Prevención de la diseminación

Virus de la polio

Virus Vaccinia

• Activación del complemento

Virus influenza

Leishmania donovani

Neisseria gonorrhoeae

Salmonella typhimurium

Facilita la fagocitosis

Provoca la lisis

• 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+.

Linfocitos B1

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 B de la zona marginal del bazo

• Linfocitos B1: predominan en las cavidades peritoneal y pleural

Estructura del bazo

arteria

esplénica

zona T

seno venoso

vena

zona

marginal

folículo

arteriola central

folículo

arteriola

central

zona T

zona perifolicular

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.

Activación de las células B de la zona marginal del bazo

Ag libre u

opsonizado

Ag

CI-IgM-C3d

Señal

activadora

Acs de isotipo IgM e IgG2Acs de isotipo IgM, IgA e IgG3

Linfocitos B1 y linfocitos de la zona marginal del bazo (células B “innatas” - innate-like B cells)

Activación sin necesidad de contacto con T CD4 a través de MHC II

Repertorio B restringido

Respuesta rápida (3-4 días de ingresado el antígeno)

Producción de Acs polirreactivos de baja afinidad

Linfocitos B1 Linfocitos B de la zona marginal del bazo

Cavidad peritoneal y pleural Bazo

Relevantes en la protección contra bacterias encapsuladas:Streptococcus pneumoniae, Haemophilus

influenzae, Neisseria meningitides

Producción de los anticuerpos

Tejidos linfáticos secundarios: ganglios

linfáticos, bazo, tejido linfático asociado a

mucosas

Médula ósea

Tejidos no linfoides: sinovia, glomérulo renal

B CP

¿Dónde ocurre?

Producción de los anticuerpos

Con participación de los linfocitos T colaboradores foliculares (TCD4+)

Independiente de la colaboración de TCD4+

Respuesta de centro germinal

Sin respuesta de centro germinal

CP

¿Cómo ocurre?

B

Funciones de los anticuerpos

Funciones de los anticuerpos según el isotipo de Ig

IgM• Activación de la vía clásica del

complemento

• Neutralización de antígenos

IgG

• Neutralización de antígenos

• Interacción con RFc (fagocitosis,

CCDA, secreción de citoquinas)

• Activación de la vía clásica del

complemento

• Neutralización de antígenosIgA

• Sensibilización de mastocitos

• Interacción con RFc (CCDA)IgE

Respuesta primaria y secundaria de anticuerpos

Tiempo (semanas o meses)

Título

de a

nticue

rpos

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.

Antígeno Antígeno IgG

IgM

• 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

Salmonella grupo B ++ - - - + -proteínas de membrana

de H influenza++ - + - + -

polisacárido A de

Neisseria meningitidis++ ++ - - + -

polisacárido B de

Streptococcus neumon.+ ++ - - + -

a. Teicoico de

Staphilococcus aureus+ ++ - + + -

Hepatitis B ++ - ++ - -Sarampión ++ - - - ++ -

Schistosoma mansoni + - - ++ - ++

• Persistencia de los niveles de anticuerpos:

Los niveles de anticuerpos séricos pueden mantenerse de por vida

Viruela Sarampión

Títulos negativos por ELISA Títulos negativos por ELISA

....... Títulos protectivos

Vida media de la respuesta de

anticuerpos: 92 años

Vida media de la respuesta de

anticuerpos: 3014 años

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.

• Persistencia de los niveles de anticuerpos:

CP

reposición lenta por

proliferación

CP

producción de Acs de por vida

¿Cómo se mantiene la memoria humoral?

células B de memoria

B

CP

plasmocito de muy larga vida producción de

Acs de por vida

B

reactivación bystander (TLR)

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

Mucosa respiratoria

bacterias

IgA

Respuesta inmune a la infección con Streptococcus pneumoniae

Aumenta la inmunogenicidad

Evita la infección a órganos vitalesAtrapamiento de la bacteria en el

bazo

Transporte a tejidos linfáticos

secundariosl

Sangre

YIgM natural

Activación del complemento

3 días post-infección: Altos títulos de IgM de baja afinidad

Después de 1 semana: IgG de alta afinidad