Download I6. Ontogenia Linfocitos B

LINFOCITOS B:
ONTOGENIA Y ACTIVACION
Médula ósea
B1
B1a
B2
B1b
MEDULA OSEA
SANGRE
Repertorio abierto de LB maduros.
Inducción de Tolerancia central
Inducción adicional de Tolerancia.
LB no entran folículos linfoides
LB entran al folículo linfoide
LB tienen una vida media de 3 días
Apoptosis
Células B vírgenes maduras y
circulantes de larga vida (3-8
semanas)
Estímulo Agco
Células plasmáticas
Secretoras de acps
MO e intestino
Células B de memoria maduras y
circulantes de vida más larga.
Expresan IgG, IgA o IgE
de alta afinidad
Uno de los objetivos fundamentales de la ontogenia:
Formación de receptor antigénico funcional en linfocitos B
BCR
Reconocimiento del
antígeno
Anticuerpo de membrana
Cadenas
Subrogadas
Igα, Igβ
Señalización
intracelular
Porción transmembranal
Progenitor
Linfoide
Stem Cell
común
Hematopoyética
Pre-Pro B
Estadios de desarrollo
de la célula B
Pro B
Pre B
Célula B
inmadura
IgM
IgD
Célula B
madura
Desarrollo de células B en la médula ósea
Regulación de la expresión de BCR
Cada célula B adquiere solo una específicidad
Selección negativa de células B autoreactivas
Aporta células B maduras a la periferia
Proporciona un microambiente para la
secreción de acps por células plasmáticas
La médula ósea proporciona el microambiente para la
maduración, diferenciación y selección durante el desarrollo de
las células B.
Eventos genéticos y expresión de acps durante el desarrollo de LB
Médula ósea
Rearreglos génicos
de cadena pesada
parciales
Rearreglos génicos
de cadena pesada
completos
Pre-Pro B
Célula
plasmática
Intestino
Célula B OL 2°
activada
Pro B
Rearreglos génicos
de cadena liviana
Expresión de
pre-BCR
Pre B
Célula B
madura
Célula B
inmadura
Expresión de
mIgM + mIgD
Expresión de
mIgM
Reconocimiento
De antígeno
Maturing B cells
Bone marrow stromal cell
Citocinas y contacto celular durante la diferenciación
de la célula B
VLA-4
(Integrina)
Pro B
temprana
Stem
cell
VCAM-1
C-Kit
Stem cell
factor
(Sup Igs)
Mol adhesión
celular
Célula estromal
Citocinas y contacto celular durante la diferenciación
de la célula B
Receptor
IL-7
IL-7
Factor de
crecimiento
VLA-4
(Integrina)
Pro B
temprana
Pro B
tardía
Pre B
VCAM-1
(Sup Igs)
Mol adhesión
celular
Célula estromal
Receptor pre-BCR
Igα
Igβ
Pre B
CHµ
λ5
VpreB
Céllula estromal
Cadena pesada
VHDHJH
Se expresa temporalmente cuando los rearreglos VHDHJH CHµ son productivos
La cadena liviana subrogada VpreB/λ5 es necesasria para su expresión.
Los ligandos para el pre-BCR se expresan en la célula estromal
(galectina-1, heparan sulfato, otros).
Como ocurren los rearreglos de CH de Ig
V
J
D
Constantes
Cµ
Cδ
Línea
germinal
Cγ3
DH - JH
Cγ1
Cα1
VH - DHJH
Cγ2
Cγ4
VHDHJH
Cε
Cα2
VHDHJH - Cµ
CHµ
µ
Rearreglos D-->J en ambos alelos
VH
DH JH
Cµ
Rearreglos V-->DJ en un solo alelo
VHDJH
Cµ
DNA
RNAm
Si
AAAAAAA
Rearreglo productivo: Codifica un polipéptido?
No hay rearreglos en el
segundo alelo
Rearreglo productivo
Si
Asociación CHµ - VpreB/l5
Expresión de pre-BCR
No
Segundo alelo rearregla
V-->DJ
No
Muerte por apoptosis
Expresión del pre-BCR y su interacción con las células
estromales
IL-7R (L-7Rα
αy
IL-2 γc)
Señalización intracelular;
1. Expansión clonal
2. Exclusión alélica
3. Rearreglos de genes de
cadena liviana
La interacción con pre-BCR dispara la
proliferación celular
Pre B
Estadío de LB
Configuración
Genes IgH
Stem cell
Pro-B
temprana
Línea
germinal
DH - JH
Pro-B
tardía
VH - DHJH
Pre-B
VHDHJH - CH
Pre B
Proliferación
Pre B
Pre B
Pre B
Pre B
Pre B
Pre B
Comienzan rearreglos
de cadena liviana
Pre B
Muchas células pre-B
con pre-BCR idéntico
Interacción del pre-BCR
Inhibe rearreglos posteriores de genes de cadena pesada
Asegura una única especificidad por cada LB
EXCLUSION ALÉLICA
La expresión de un gen en un cromosoma, inhibe la
expresión del alelo en el segundo cromosoma
Genes de cadena liviana CL
VL - JL
VL - JL
VLJL - Cκ
VL - JL
VL - JL
VLJL - Cλ
CLκ
κ
CLλ
λ
Rearreglos de CH y CL
LB inmaduro
Segmentos génicos para genes de Igs
Cadenas
Segmento
Cadenas Livianas Pesadas
H
κ
λ
Variable (V)
40
30
65
Diversidad (D)
0
0
27
Unión (J)
5
4
6
Adquisición de la especificidad para el antígeno, crea la
necesidad de chequear el reconocimiento de antígenos
propios
Pre B
Célula pre-B
Célula B inmadura
Incapaz de reconocer ags
!!Puede ser autoreactiva!!
IgMm puede reconocer ags
Si es autoreactiva
1. Remoción física del clon (apoptosis)
2. Parálisis de la función
3. Alteración de la especificidad
Deleción
Anergia
Edición del BCR
Mecanismos
Muerte por
Apoptosis
Reconocimiento de ags
Multivalentes
“Cross-linking”
Deleción clonal
Reconocimiento de ags
Monoo multivalentes
No inducen “Cross-linking”
Maduración de LB
IgM+ IgD+
no funcional
Anergia clonal
Edición del BCR
Un rearreglo que codifica para un receptor que reconoce un ag propio con
suficiente afinidad, puede ser reemplazado
V
V
V
V
D J
C
Receptor reconoce
ag propio
Arresto en el desarrollo
Reactivación de
recombinasas
RAG-1 y RAG-2
V
V
Apoptosis
or anergia
Nuevo rearreglo VDJC
V
D J
C
Receptor editado se chequea
Reconocimiento de ag propio
No
Maduración
Si
Apoptosis
IgD
IgM
Linfocito B maduro
Por qué una célula B madura virgen puede expresar tanto
IgM como IgD de forma simultánea
Cµ
Cδ
Cγ3
Cγ1
Ausencia de secuencia de señal de
Recombinación (RSS)
Secuencias de reconocimiento para
productos del gen de activación
de recombinación (RAG)
Cα1
Cγ2
Cγ4
Cε
Cα2
Splicing alternativo del RNAm de IgM e IgD
VD J
VDJ
Cµ1
Cµ2
Cµ
Cµ3
Cδ
Cγ3
Cδ1
Cµ4
Cγ1
Cδ2
DNA
Cδ3
pA2
pA1
Se pueden generar dos tipos de RNAm de forma simultánea por el uso
diferencial de sitios de poliadenilación y splicing del RNA
VD J
Cµ1
Cµ2
Cµ3
Cµ4
AAA Cδ1
V D J Cµ
Cδ2
Cδ3
RNA clivado y
poliadenylado en pA1
IgM mRNA
RNA clivado y
Poliadenilado en pA2
VDJ
Cµ1
Cµ2
Cµ3
Cµ4
Cδ1
Cδ2
Cδ3
AAA
pA1
V D J Cδ
IgD mRNA
Se generan IgM e IgD con la misma especificidad en una sola célula B.
Variaciones fenotípicas durante la maduración del LB
Variaciones fenotípicas durante la maduración del LB
Cuales son las señales externas que activan los LB maduros?
Fab anti-mIg
Unión de fregmentos Fab a mIg,
no se genra señal intracelular.
mIg
(Fab)2 anti-mIg
Anti-(Fab)2
“Cross-linking” de diferentes mIg
permiten que el BCR genere una
señal intracelular débil.
Fuerte “cross linking” de (Fab)2 unidos
a mIg usando un anti-(Fab)2, aumenta
la señal intracelular.
Coloración en anillo
Patching
Ig distribuida al rededor
De la superficie
Ig en agrupamientos
Como resultado
decross-linking
intermedio
Capping
Ig polarizada en la superficie
celular por cross-linking
fuerte
Desarrollo de células B en la periferia
Señalización en células B
Señalización en células B
Co-receptor del BCR
Interacción del co-receptor incrementa
la señal de 1000 a 10000 veces.
Señalización intracelular del LB
• MAP kinasas
Se encuentran en organismos multicelulares y su activación permite la
fosforilación de factores de transcripción de la familia AP-1 como Fos y Jun.
• Incremento de calcio intracelular vía IP3
IP3, producido por PLC-γ, une los canales de calcio en el RE y libera el Ca++
al citosol. El incremento intracelular de Ca++ activa la fosfatasa calcineurina,
la cual activa el factor de transcripción NFAT.
• Activación of miembros de la familia de Protein kinase C vía DAG
DAG asociado a la membrana plasmática recluta miembros de la familia
de proteina kinasa C. The PKC, proteínas serin/treonina kinasas, activan
the transcription factor NFκ
κB
Los factores de transcripción activados AP-1, NFAT and NFκB inducen
proliferación, diferenciación y mecanismos efectores por la célula B.
La activación de la célula B vírgen se lleva a cabo
en el órgano linfoide secundario
Ag en tejido
Vaso
sanguíneo
Las células linfoides ingresan
al OL por las vénulas
endoteliales altas
HEV
Vaso linfático aferente
Seno subcapsular
Macrófagos
Folículo linfoide
primario LB
No activación
Folículo linfoide
secundario LB
Activación pasada
o reciente
Corteza: Folículos
Zonas de LB
HEV
HEV
Paracorteza
Zona de LT
Centro
germinal
Las células linfoides ingresan
al OL por las vénulas
endoteliales altas
HEV
Vaso linfático aferente
Centro germinal
• Proliferación de LB específicos de
antígeno.
• Cambio de isotipo
• Maduración de la afinidad por
hipermutación somática.
• Selección del repertorio de alta
afinidad y regulación de LB
autoreactivos.
• Generación de células B de
memoria
• Diferenciación de células
plasmáticas secretoras de acps
de alta afinidad.
FDC
Bead formation on dendrites
Asociación de antigeno con FDC
Antígeno entra al centro germinal
en forma de complejo inmune
con C3b y anticuerpos
El complejo inmune se une a R
C´ y FcIgR en la FDC
FCIgR
RC´
FDC
Las dendítas de las FDC se cubren con
una capa delgada de complejos inmunes
FDC no procesan antígenos
Eventos dependientes de citocinas de LT
ag
ag
Activación
Cambio de isotipo
Generación de
LB memoria
Maduran afinidad
Diferencian
Selección del
repertorio
Citocinas secretadas
por LT
Cambio de isotipo: Recombinación somática
Cµ
Cδ
Cγ3
Cγ1
Cα1
Cδ
Cδ
Cγ2
Cγ4
Cε
Cα2
Sγγ3
Cγ3
Cµ
Sγγ1
Cµ
Cγ1
VDJ
Cγ3
VDJ
Cα1
VDJ
Cγ3
VDJ
Cα1
Cambio de IgM
a IgG3
Cambio de IgM a IgA1
En los genes constantes se
encuentran las regiones S
que son necesarias para
switch de isotipo
(cambio de isotipo)
Maduración de la afinidad: Hipermutación somática
“La generación de LB capaces de producir anticuerpos de alta afinidad ocurre
a través de la acumulación de mutaciones en las regiones variables de genes
Igs; y la selección de LB cuyos BCRs tienen mutaciones acumuladas que
incrementan la afinidad por al Ag”
Selección del repertorio de alta afinidad
Célula B y célula plasmática
Linfocitos B de memoria
Célula B
efectora
Precursor
X
Célula B
memoria
LB de memoria generados en la respuesta secundaria
pueden permanecer en estado proliferativo por largos
periodos de tiempo y sobrevivir de una manera
dependiente o independiente de antígeno
Linfocitos B1 y B2
Que son los antígenos timo dependientes
y timo independientes?