Linfocitos B: Tipos y Funciones

Desarrollo de Linfocitos B

Definición

Los linfocitos B (derivados de la bursa), o células B, son un tipo de linfocito que surge del progenitor linfoide común.

• Participa en la inmunidad adaptativa humoral
• Funciones:
  • Los linfocitos B se diferencian en células plasmáticas → producen anticuerpos (que previenen la infección al inhibir que los microbios se adhieran a las células diana)
  • Los linfocitos B se diferencian en linfocitos B de memoria → se activan contra la reinfección

Desarrollo

• Comienza transitoriamente en el hígado fetal antes del nacimiento y continúa en la médula ósea durante toda la vida.
• En la médula ósea: células madre hematopoyéticas → progenitor linfoide común
• Para producir un linfocito B maduro funcional a partir del progenitor linfoide común:
  • La molécula de Ig de superficie celular (una parte del receptor de linfocito B) debe expresarse.
  • El ADN de la línea germinal no tiene los genes completos que codifican una Ig completa.
  • Se necesitan reordenamientos de genes (que unen diferentes segmentos de genes) dentro de los linfocitos B para ensamblar la molécula de Ig.
  • Este proceso también produce un repertorio de diversos linfocitos B; estos, en efecto, crean protección contra diferentes tipos de infecciones.
• Molécula de superficie celular (Ig):
  • Tiene cadenas pesadas (μ, δ, γ, α o ε) unidas por puentes disulfuro a cadenas ligeras (κ o λ)
  • Los genes de cadena pesada (que se encuentran dentro de un mismo locus, IgH), se ensamblan a partir de 4 segmentos de genes:
    • Región variable (V)
    • Segmento de diversidad (D)
    • Región de acoplamiento (J, por su inicial en inglés)
    • Región constante (C)
  • Los genes de cadena ligera (que se encuentran como 2 loci de genes separados: el locus κ y el locus λ) provienen de 3 segmentos de genes:
    • Región variable (V)
    • Región de acoplamiento (J)
    • Región constante (C)

Estadios

Para alcanzar la funcionalidad, el linfocito B pasa por estadios en la médula ósea y los órganos linfoides secundarios:

• En los estadios iniciales que ocurren en la médula ósea, el objetivo es construir el receptor (que no requiere antígeno).
• Cuando se libera a los órganos linfoides secundarios, un antígeno (con o sin ayuda de linfocitos T) activará los linfocitos B para continuar el proceso de maduración.

Activación de Linfocitos B

El linfocito B migra desde la médula ósea a los órganos linfoides secundarios. Este proceso toma una serie de medidas para producir un linfocito B diferenciado funcional: activación por un antígeno, proliferación, maduración por afinidad, cambio de clase y diferenciación (en células plasmáticas o linfocitos B de memoria).

Proceso inicial de activación

• Los linfocitos B vírgenes migran a los órganos linfoides secundarios, principalmente los ganglios linfáticos y el bazo.
  • En los ganglios linfáticos:
    • Los linfocitos B están en la corteza.
    • Los linfocitos T están en la paracorteza.
    • La entrada de linfocitos B en el tejido se realiza mediante la unión a un endotelio especializado (vénulas de endotelio alto).
  • Una vez en los órganos linfoides secundarios, se expresan IgM e IgD de superficie.
• Los linfocitos B son células en reposo que sufren apoptosis si no son activadas (por el antígeno).
• Se necesitan dos señales para la activación de los linfocitos B:
  • Señal 1: unión del antígeno al receptor de linfocito B (cuantos más receptores de linfocitos B entrecrucen con el antígeno, más fuerte es la señal)
  • Señal 2:
    • Las fuentes inflamatorias o antígenos presentan una amenaza para el huésped.
    • Sin la señal 2, los linfocitos B no se activan (esto evita la activación involuntaria por parte de antígenos inofensivos).

Selección clonal

• Desafío antigénico:
  • La interacción ocurre solo entre el antígeno y el linfocito B con el «ajuste» apropiado o la mejor «pareja» (basado en el receptor de linfocitos B específico).
  • Esta es una forma de selección positiva, con el linfocito B recién unido activado para responder.
  • Una vez que se produce la unión, ese linfocito B se divide y forma un clon.
• El clon seleccionado experimentará expansión clonal (o proliferación) con la ayuda de linfocitos T.

Tipos de activación

La activación de los linfocitos B por presentación de antígeno puede tener diferentes caminos:

• Dependiente de linfocitos T:
  • El antígeno circulante interactúa con el receptor de linfocitos B.
  • El antígeno sufre endocitosis y degradación.
  • Luego, los componentes peptídicos forman complejos con moléculas del CMH II de la superficie celular.
  • Rol de los linfocitos T:
    • Los linfocitos T colaboradores foliculares (Tfh, por sus siglas en inglés) CD4+ especializados previamente activados por células dendríticas (presentando el mismo antígeno).
    • Los Tfh reconocen y se unen al complejo antígeno-CMH II.
    • Luego, los Tfh expresan el ligando CD40, que se une al CD40 de los linfocitos B, lo que lleva a la activación y proliferación de los linfocitos B.
  • Los linfocitos B activados entran y proliferan en los centros germinales, donde continúan el proceso que lleva a la diferenciación.
  • Un ejemplo de ello es la vacuna neumocócica conjugada 13-valente:
    • El conjugado de polisacárido-proteína induce una respuesta inmunitaria dependiente de linfocitos T.
    • Forma anticuerpos específicos del serotipo neumocócico y linfocitos B de memoria, lo que crea una memoria inmunológica.
• Independiente de linfocitos T:
  • La activación de los linfocitos B no siempre necesita la ayuda de los linfocitos T.
  • Algunos antígenos, como los polisacáridos de una célula bacteriana, pueden estimular directamente a los linfocitos B y unirse a muchos receptores de IgM para lograr una fuerte señal 1.
  • La señal 2 pueden ser derivados del complemento C3b unidos a la célula bacteriana o patrones moleculares asociados a patógenos.
  • Pasando por alto la ayuda de los linfocitos T, estas respuestas son de corta duración, generadas principalmente por la producción de IgM (cambio de clase limitado y sin linfocitos B de memoria).
  • Un ejemplo es la vacuna neumocócica polisacárida 23:
    • Transporta polisacáridos de superficie de 23 serotipos de Streptococcus pneumoniae
    • La señal 1 es el polisacárido y la señal 2 es el adyuvante (no hay péptidos/proteínas para ser reconocidos por los linfocitos T colaboradores).
    • Con las 2 señales, la activación y proliferación de los linfocitos B ocurre independientemente de los linfocitos T.

Maduración y Diferenciación de Linfocitos B

Maduración de la afinidad

• Mientras que el linfocito B se ha activado, se llevan a cabo procesos en la zona oscura del centro germinal para «ajustar» aún más la afinidad del anticuerpo por el antígeno.
• La maduración por afinidad es el mecanismo por el cual los linfocitos B, después de una estimulación repetida, aumentan su afinidad por un antígeno específico que se les presenta.
• La hipermutación somática facilita el aumento de la afinidad:
  • Una mutación programada que involucra las regiones variables de los genes de cadena ligera y pesada de Ig, que ocurre después de la activación dependiente de antígeno
  • Impulsado por enzimas modificadoras del ADN:
    • Desaminasa de citidina inducida por activación
    • Uracilo nucleósido glicosilasa
  • Produce un receptor de linfocitos B con capacidad mejorada para reconocer y unirse al antígeno
• Selección:
  • Después de la mutación, los linfocitos B con receptor de linfocitos B de alta afinidad ahora se mueven a la zona clara y acceden al antígeno presentado por las células dendríticas foliculares.
    • Alta afinidad con el antígeno → es más probable que se seleccionen para presentar y recibir señales de supervivencia de los Tfh
    • Los linfocitos B con menor afinidad no recibirán señales de supervivencia y morirán por apoptosis.
• Este proceso no solo permite la diversidad, sino que también permite que solo los linfocitos B más optimizados sobrevivan y se diferencien.

Recombinación de cambio de clase

• Los linfocitos B supervivientes (con alta afinidad por el antígeno) luego se someten a un cambio de clase, un paso que también requiere desaminasa de citidina inducida por activación.
  • La región constante de la cadena pesada puede cambiar el segmento μ a uno de los otros segmentos de la cadena pesada (γ, ε o α).
  • La composición de la cadena pesada determina la clase de Ig:
    • µ: IgM
    • δ: IgD
    • γ: IgG
    • α: IgA
    • ε: IgE
  • El cambio está influenciado por las citocinas.
    • TGF-β: cambia preferentemente a IgA
    • IL-4: IgE
    • IFN-γ, IL-4: IgG
  • La región constante de la cadena pesada de Ig cambia, pero la región variable permanece sin cambios.
  • Dado que la región variable está intacta, la especificidad del anticuerpo no cambia.
• Después del cambio de clase, los linfocitos B salen de los centros germinales y se diferencian terminalmente en células plasmáticas o linfocitos B de memoria.

Células plasmáticas y linfocitos B de memoria

• Células plasmáticas:
  • Células grandes (hasta 20 micras de diámetro)
  • Producen anticuerpos
  • Migran a la médula ósea
• Linfocitos B de memoria:
  • Reaccionan a la estimulación antigénica (en respuesta a la reinfección)
  • Generan células plasmáticas, que tienen anticuerpos de alta afinidad en respuestas inmunitarias secundarias

Diversidad de Anticuerpos

Desde la producción inicial de linfocitos B, muchos procesos permiten a los humanos producir diferentes moléculas de anticuerpos que son significativamente más que la cantidad de genes en el genoma.

Se estima que se generan miles de millones de anticuerpos, frente a unos 30 000 genes.

El sistema inmunitario tiene mecanismos únicos para crear diversidad de anticuerpos, que incluyen:

• Tener múltiples segmentos V, D, J:
  • Como se mencionó en la discusión sobre el desarrollo temprano de linfocitos B, las cadenas pesadas y las cadenas ligeras tienen múltiples segmentos.
  • V, D, J, C para cadena pesada
  • V, J, C para cadena ligera
• Reordenamientos de los segmentos V, D, J:
  • Las secuencias de ADN (llamadas secuencias de señal de recombinación) flanquean cada segmento de gen.
  • Estas secuencias son sitios de reconocimiento para el proceso de acoplamiento.
  • El complejo enzimático recombinasa RAG1 y RAG2 (genes activadores de recombinación 1 y 2) reconoce las secuencias de señal de recombinación y cataliza el proceso de acoplamiento.
  • La deficiencia en RAG1 o RAG2 puede producir linfocitos B no funcionales.
  • ***Como se mencionó anteriormente en la sección anterior, después de los segmentos de la cadena pesada, los segmentos de la cadena ligera también se recombinan.
• Diversidad de acoplamiento:
  • El acoplamiento de segmentos de genes de anticuerpos puede ser imprecisa.
  • Se pueden eliminar y/o insertar varios nucleótidos desde los extremos de los segmentos del gen recombinante.
• Diversidad combinatoria: la diversidad se crea mediante el emparejamiento aleatorio de las cadenas pesada y ligera.
• Hipermutación somática:
  • Las mutaciones puntuales ocurren con la estimulación repetida de antígenos (de respuestas primarias a secundarias).
  • Aumenta la afinidad por el antígeno
  • Crea diversidad adicional al anticuerpo

Relevancia Clínica

• Agammaglobulinemia ligada al cromosoma X: resulta de mutaciones en el gen del cromosoma X que codifica la tirosina quinasa de Bruton, que es esencial para el desarrollo y la maduración de los linfocitos B. La enfermedad se caracteriza por la ausencia de linfocitos B, lo que da lugar a infecciones recurrentes, principalmente por bacterias y virus encapsulados, que afectan a los pulmones, los senos paranasales y la piel, así como al SNC. El tratamiento consiste en la administración de inmunoglobulina.
• Inmunodeficiencia común variable: también conocida como inmunodeficiencia humoral. La inmunodeficiencia común variable es un trastorno del sistema inmunológico caracterizado por niveles séricos reducidos de IgG, IgA e IgM. Las causas subyacentes de la inmunodeficiencia común variable se desconocen en gran medida. Los pacientes con esta afección son propensos a infecciones en el tracto gastrointestinal y en las vías respiratorias superiores e inferiores. La inmunodeficiencia común variable también se asocia con un mayor riesgo de desarrollar trastornos autoinmunes, enfermedades granulomatosas y malignidad. El tratamiento es la terapia de reemplazo con inmunoglobulina.
• Síndrome de hiper IgM: caracterizado por niveles normales o elevados de IgM con niveles disminuidos o ausentes de otras Ig. Hay tipos de síndrome de hiper IgM ligado al cromosoma X y autosómico recesivo. Los pacientes presentan infecciones sinopulmonares recurrentes, diarrea crónica e hiperplasia linfoide. El diagnóstico se verifica mediante pruebas genéticas. El tratamiento incluye terapia de reemplazo con inmunoglobulina y antibióticos profilácticos. El trasplante de células madre hematopoyéticas es otra opción.
• Deficiencia de IgA: caracterizada por niveles bajos de IgA, con niveles normales de IgG e IgM. La deficiencia de IgA es la inmunodeficiencia primaria más frecuente. Muchos pacientes son asintomáticos; sin embargo, existe la posibilidad de infecciones recurrentes, así como de enfermedades autoinmunes. Los pacientes pueden ser propensos a reacciones transfusionales anafilácticas debido a la presencia de IgA en los productos sanguíneos. Algunos de estos casos eventualmente progresan a inmunodeficiencia común variable. El tratamiento implica antibióticos profilácticos y evitar productos sanguíneos que contengan IgA.