unidad 7 anticuerpos

7/25/2019 Unidad 7 Anticuerpos

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Inmunologa General

Unidad 7

Linfocitos B y respuesta humoral

Dr. Enrique Ortega Soto

Departamento de Inmunologa, IIBiomedicas


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ANTIGENOSAntgeno: distintos libros de texto manejan definiciones diferentes:

Klein: un antgeno es una sustancia que activa (positiva o

negativamente) a los linfocitos mediante la interaccin con los sitios de

combinacin de los receptores de los linfocitos (TCR o BCR). La

activacin positiva resulta en la induccin de una respuesta inmune, la

activacin negativa resulta en no-respuesta (tolerancia). El tmino

inmungeno lo usa solo para enfatizar el papel de una sustancia dada

en la fase de induccin de la activacin linfocitaria.

Abbas: Antgeno: una molcula que se une al sitio activo de un

anticuerpo o a un TCR (esta definicin tambin incluira a un hapteno)

y define Inmungeno como un antgeno que induce una respuesta

inmune. No todos los antgenos son inmungenos.

Janeway: Cualquier sustancia que sea capaz de inducir una respuesta

inmune es un inmungeno. Un antgeno se define como cualquier

sustancia que se puede unir a un anticuerpo especfico.


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Factores que influyen en la inmunogenicidad de un antgeno:Naturaleza qumica: protenas son los inmunogenos ms eficientes. Lospolisacridos son de antigenicidad variable, pero pueden ser buenos antgenos.

Los lpidos, y los cidos nuclicos por si solos no son inmunognicos, pero es

posible encontrar anticuerpos que reconozcan a lpidos o a cidos nuclicos (LES)Complejidad Qumica: En general, mayor complejidad = mayor inmunogenicidad.Tamao: Para servir como inmunogeno una molcula debe pesar al menos 4000-5000. Para ser buen antgeno, debe pesar ms de 10,000. Los inmungenos ms

potentes pesan ms de 100,000.Grado de extraeza: Normalmente, un individuo solo responde contra molculas

no-propias, y la respuesta es ms potente entre ms distinto sea el antgeno aantgenos propios. P.ej: la colgena es poco antignica porque est muy

conservada entre distintas especias. En contraste, las molculas del MHC son

buenos antgenos porque son diferentes an entre individuos de la misma especie.

Ruta de administracin:En general, se requiere va parenteral (no oral). Influyentambin: la dosis, el esquema de inmunizacin (frecuencia), y el tiempo despus de

la inmunizacin en que se evala la respuesta.Constitucin gentica del animal: Determina no solo el tipo de respuesta, sinohasta si el individuo responder o no responder a cierto antgeno.

Los genes de respuesta inmune mejor caracterizados son los genes del MHC. La

causa de la falta de respuesta a cierto antgeno puede ser la ausencia de

receptores linfocitarios para ese antgeno o la falta de molculas de MHC

apropiadas para presentar ese antgeno.


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Los antgenos tienen uno o varios determinantes

antignicos o eptopes, que se define como la regin dela molcula de antgeno que hace contacto directamentecon el sitio de combinacin del anticuerpo o del TCR.Los residuos de la molcula de antgeno que establecen

interacciones no covalentes con los residuos del sitioactivo del anticuerpo conforman el eptope.

La respuesta inmune adaptativa que induce uninmunogeno (anticuerpos en suero, linfocitos T

efectores) sera la suma de respuestas inducidas por cadauno de los epitopes a los cuales pueda responder elindividuo


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De acuerdo a la posicin de los aminocidos que conforman el eptope

en la secuencia del antgeno, pueden distinguirse epitopes continuos o

lineales, y discontinuos o conformacionales


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El sitio de combinacin del anticuerpo puede interactuar con el antgenoen forma nativa. En cambio, el sitio de combinacin del TCR solo puedeinteraccionar con complejos peptido-MHC, por lo tanto, los eptopes quereconocen ambos tipos de receptores son distintos.


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La activacin de

los linfocitos B

naive lleva a la

proliferacin de la

clona y la

diferenciacionhacia clulas

plasmticas

secretoras de

anicuerpos y

clulas de

memoria


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Agregacin de BCR

por antgeno

Activacin de

cinasas de tirosina y

otras enzimas

Eventos bioquimicos

Intracelulares

Activacin de

factores de

transcripcin


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El entrecruzamiento del BCR por antgeno induce varias respuestas

funcionales en el linfocito B que lo preparan para recibir la segunda

seal. Cuando el entrecruzamiento es vasto, el linfocito B puede no

requerir ayuda de linfocitos T (antigenos T-independientes)


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El tipo de citocinas producidas

por el linfocito T cooperador

determina el subtipo de

anticuerpos producidos por la

clona de linfocitos B (switch de

isotipo)


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Las funciones efectoras de los anticuerpos (algunas dependen del isotipo)


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Despes de una respuesta primaria, permanecen linfocitos B

de memoria, asi como clulas plasmticas, cuyos tiempos de

vida media son largos (aos?), proveyendo clulas especficas

capaces de responde rpidamente a un nuevo estmulo por el

mismo antgeno.


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ESTRUCTURA DE LOS ANTICUERPOS:Todas las molculas de anticuerposcomparten la misma estructura bsica, peromuestran una gran variabilidad en lasregiones que reconocen al antgeno

La estructura bsica de los anticuerposcontiene dos cadenas pesadas idnticasunidas entre s por puentes disulfuro(~ 50o 70 kDa) y dos cadenas ligeras (~ 25 kDa)

idnticas entre s, cada cadena ligera seune a una pesada por un puente disulfuro.Tanto las cadenas pesadas como las ligerascontienen una regin o dominio variable(extremo amino terminal) y regiones odominios constantes (extremo carboxiloterminal). Los dominios variables de

ambas cadenas forman el sitio dereconocimiento antignico, y los dominiosconstantes son los responsables de laspropiedades funcionales (efectoras) de lasdistintas clases (isotipos) de lasinmunoglobulinas


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Tanto las cadenas pesadas comolas cadenas ligeras contienen unaserie de unidades homlogas, deaprox 110 aminocidos c/u, que se

pliegan independientemente una deotra, en una estructura globularcaracterstica llamada DOMINIO DEINMUNOGLOBULINA (Ig domain).Cada dominio de inmunoglobulinatiene dos capas de cadenas -plegadas, cada capa estcompuesta de 3-5 tirasantiparalelas de cadenapolipeptdica. Estas dos capasestn dispuestas una encima de laotra, y entre ellas hay un puentedisulfuro. Las tiras estnconectadas entre s por asas conestructura de -hlice. Estas asasson de longitud y composicinvariable.


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Inmunoglobulinas y TCRs


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Relacion estructura-funcion en la

molcula de Immunoglobulina

Unin del

antgeno

Unin del complemento

Transfencia a

traves de la

placenta

unin a receptores

para Fc (FcRs)


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Las inmunoglobulinas de todos los isotipos pueden existir como proteinas de

membrana y como proteinas solubles


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B Cell Antigen Receptor (BcR)

Ig-Ig- Ig-Ig-


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IgG1, IgG2, IgG4 IgG3

Estructura: Todas las IgGs son monmeros (7S). Las subclasesdifieren en el nmero de puentes disulfuro y la longitud de la reginde la bisagra. En el humano hay 4 subclases: IgG1, IgG2, IgG3 eIgG4. En el ratn: IgG1, IgG2a, IgG2b e IgG3.

IgG


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IgG

Propiedades:

La ms abundante en el suero, 75% de los anticueros sricosson IgGLa ms abundante en espacios extravascularesEs la nica clase de Ig que atraviesa la placenta. Latransferencia es mediada por un receptor en clulas de la

placenta. No todas las clases atraviesan en el mismo grado,IgG2 casi no atraviesa.Fija complemento. Diferencias entre subclases. IgG4 es lamenos activaUnin a clulas: Macrfagos, monocitos, neutrfilos y algunoslinfocitos tienen receptores para la region Fc de la IgG (Fc

R).La unin de complejos Ag-IgG a las clulas induce:internalizacin, fagocitosis, activacin de funciones efectoras(ADCC, estallido respiratorio) secrecin de citocinas,inmunoregulacin.


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IgA

Estructura: La IgA srica es un monmero pero la IgA que seencuentra en las secreciones es un dmero , que se mantieneunido en su extremo carboxilo terminal por una cadena J y otraprotena llamada el componente secetor. El componente secretores producido por las clulas epiteliales, y se une a la IgA dimricacuando sta es transportada a travs del epitelio hacia la

superficie exterior. El componente secretor es un fragmento delreceptor para Ig polimrico, que trasporta a la IgA a travs de lasclulas. El componente secretor ayuda a la IgA a ser transportadaa travs de las mucosas y la proteje de ataque proteoltico

Cad JComp. secretor


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Origen de componente secretor de la

sIgA


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IgA

Funciones:La segunda ms abundante en sueroLa principal clase presente en las secreciones (lgrimas, saliva,calostro, moco). Es importante para la inmunidad local enmucosas.

Normalmente no fija complmento, a menos que sea agregadaPuede unirse a varios tipos celulares a travs de un receptorespecfico (FcR), expresado en polimorfonucleares y algunos

linfocitos.


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CH4

Cadena J

Estructura:Normalmente existe como pentmero (19S) pero tambin puedeexistir como monmero.En su forma pentamrica todas lascadenas pesadas son idnticas y todas las ligeras son idnticas..La valencia es tericamente de 10. Tiene un dominio extra en lacadena pesada (CH4), y tiene otra cadena protica (cadena J) unidacovalentemente a travs de puentes S-S.Esta cadena mantiene la estructura pentamrica.

IgM


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Funciones:La tercera ms abundante en el sueroLa primera Ig hecha por el feto y la primera Ig que fabrica unaclula B cuando es estimulada por el antgeno.A consecuencia de ser pentmero, es muy efectiva en la fijacinde complemento. Muy efectiva para mediar lisis demicroorganismos, y para mediar la opsonizacin porcomplemento.

Buen anticuerpo aglutinante. La IgM es muy efectiva paraformar agregados de microorganismos para su eliminacin.Ig de superficie de linfocitos B.La IgM de membrana es monmero y no tiene la cadena J. Tiene20 aminocidos ms en la porcin carboxilo terminal de la

cadena pesada a travs de los cuales se une a la membrana.Funciona como receptor para antgeno de linfocitos B. En lamembrana se asocia a otras protenas llamadas Ig e Ig, las

cuales participan en la transduccin de la seal.

IgM


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Cola

Propiedades:Se encuentra en muy bajas concentraciones en suero. Sedesconoce si cumple alguna funcin la IgD srica.Se encuentra principalmente en la superficie de linfocitos B en losque funciona como receptor para antgeno. La IgD de membranatiene aminocidos extra en el extremo carboxilo terminal parainsertarse en la membrana. Se asocia en membrana a molculas Ig

e Ig.

No fija complemento

Estructura:

Solo existe como monmero

IgD


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Estructura:

La IgE es un monmero, y tiene un dominio extra en la reginconstante de la cadena pesada

IgE

CH4


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Propiedades:Es la Inmunoglobulina menos abundante en el suero.

Se une con gran afinidad a los receptores FcRI de basfilos y clulas

cebadas an antes de interaccionar con el antgeno.

Involucrada en las reacciones alrgicas. Como consecuencia de su unin

a basfilos y clulas cebadas, las sensibiliza y cuando el alergeno(antgeno) entra en contacto con la clula, la unin del alergeno a la IgE

induce la liberacin de varios mediadores (histamina, serotonina, PGs,

etc.) que provocan la respuesta alrgica.

Tiene un rol en infecciones por parsitos helmintos. Los niveles de IgE

suben en infecciones por parasitos. Los eosinfilos tienen receptorespara IgE (FcRII) y la unin del eosinfilo a helmintos recubiertos de IgE

provocan la muerte del parsito.

No fija complemento

IgE


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Inmunoglobulinas y TCRs


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Expresin de los genes de inmunoglobulinas yReceptores de linfocitos T

Cada individuo sintetiza un nmero enorme de

inmunoglobulinas (anticuerpos) diferentes, para asegurar

que puede tener una respuesta especfica contra

virtualmente cualquier antgeno.La secuencia de aminocidos de los anticuerpos, como de

cualquier otra protena, est codificada en el genoma

(DNA). Para evitar la utilizacin de una cantidad inmensa de

DNA para codificar todos los posibles anticuerpos, el

sistema inmune utiliza mecanismos de RECOMBINACINGENETICA, por medio de los cuales puede sintetizar, apartir de un nmero relativamente pequeo de genes, un

nmero ms grande de anticuerpos diferentes.


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Cada una de las cadenas de los anticuerpos, no est codificada

en el DNA genmico como una secuencia (un gen). Ms bien,

cada cadena est codificada en varios segmentos genticos,los cuales se RECOMBINANpara dar origen a la secuenciacodificadora completa. Es decir, en el DNA genmico no existe

una secuencia que codifique para cada uno de los anticuerpos

que el individuo puede sintetizar. Estas secuencias se van

generando por recombinaciones que van ocurriendo de una

manera ordenada y ligadas al proceso de maduracin de los

linfocitos B.

El dominio variable de una cadena pesada se codifica

por la unin de tres segmentos de DNA, llamadossegmentos VH (variable) DH (diversity) y JH (joining). Un

segmento gentico distinto codifica para los dominios

constantes (C, C1, C1, C2, etc).


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El dominio variable de una cadena pesada se codifica por la unin

de tres segmentos de DNA, llamados segmentos VH (variable) DH

(diversity) y JH (joining). Un segmento gentico distinto codifica para

los dominios constantes (C, C1, C1, C2, etc).De igual manera, la regin variable de la cadena ligera se codifica

por dos segmentos genticos, VL y JL, que son distintos a los

usados para la cadena pesada.

El DNA de cada clula del organismo contiene mltiples segmentos

V, D, y J para las cadenas pesadas y ligeras.


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Los mecanismos de recombinacin de estos genes ocurren

solo en los linfocitos B, siguiendo un orden preciso:

En una etapa de su diferenciacin, en el linfocito B ocurre el

primer rearreglo, unindose alguno de los segmentos D conalguno de los segmentos J de la cadena pesada. El

segmento DJ generado se une entonces a alguno de los

segmentos VH. La unidad VDJ generada codificar para la

regin variable de la cadena pesada, esta unidad quedacercana a los genes que codifican para las regiones

constantes, C y C

El mismo tipo de rearreglos ocurre para los genes de la

cadena ligera. Un segmento V se une a un segmento J,

creando la unidad VJ, la cual queda prxima a la regin

que codifica el dominio constante de la cadena ligera.


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En cada clona de linfocitos, los segmentos V D y J rearreglados son

diferentes, y con la variabilidad obtenida en las uniones y la adicion de

N/P nucleotidos, ocasionan que cada clona de linfocitos exprese un

dominio variable diferente . Esto ocurre tanto en las cadenas pesadas

como en las ligeras. Por lo tanto, la especificidad de el receptor decada clona de linfocitos es diferente a la de otras clonas


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Generacin de la diversidad de anticuerpos


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Generacin de la diversidad de anticuerpos.

Varios mecanismos contribuyen a la generacin de la

diversidad de la especificidad de los anticuerpos:

Multiples genes para las regiones variables de las cadenas

pesadas y ligeras (V,D,J), las cuales pueden combinarse

entre s en distintas combinaciones (hasta donde

sabemos, esto ocurre al azar.) De esta manera, el nmeroterico mximo de combinaciones diferentes es el

producto del nmero de genes V, por el nmero de genes

J, por el nmero de genes D (cadenas pesadas), y para

las ligeras, el producto de V x J. Adems, cualquiercombinacin VDJ de la cadena pesada se puede

combinar con cuanquier combinacin de la cadena ligera,

de modo que la diversidad es el producto de ambos

mximos.


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Junctional diversity. Otra contribucin a la diversidad viene del

hecho de que durante las uniones de los segmentos V con

D, D con J y V con J, pueden aadirse o eliminarse

nucletidos en la unin, alterando as la secuencia de

aminocidos. Esto trae como consecuencia que la regin

CDR3 sea la que muestra mayor variabilidad, pues esta

regin incluye los sitios de recombinacin de los genes V D

J.

Despus de la estimulacin antignica, ocurre la

hipermutacin somtica, en las secuencias que codifican

para el dominio variable de las cadenas de Ig. Aunque estasmutaciones ocurren al azar, la presencia de antgeno

selecciona a las clonas que generan anticuerpos con

afinidades mayores por el antgeno. A esto se debe el

fenmeno de maduracin de la afinidad que se observa en

las respuestas de anticuerpos a la imunizacin.


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