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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