Desarrollo temprano de las células B: de célula madre a célula B inmaduraDesarrollo de células B de transición : de célula B inmadura a célula B MZ o célula B madura (FO)
Las células B experimentan dos tipos de selección mientras se desarrollan en la médula ósea para asegurar un desarrollo adecuado, ambos involucrando receptores de células B (BCR) en la superficie de la célula. La selección positiva ocurre a través de señalización independiente del antígeno que involucra tanto al pre-BCR como al BCR. [9] [10] Si estos receptores no se unen a su ligando , las células B no reciben las señales adecuadas y dejan de desarrollarse. [9] [10] La selección negativa ocurre a través de la unión del autoantígeno con el BCR; si el BCR puede unirse fuertemente al autoantígeno, entonces la célula B experimenta uno de cuatro destinos: deleción clonal , edición del receptor , anergia o ignorancia (la célula B ignora la señal y continúa el desarrollo). [10] Este proceso de selección negativa conduce a un estado de tolerancia central , en el que las células B maduras no se unen a los autoantígenos presentes en la médula ósea. [8]
Para completar el desarrollo, las células B inmaduras migran desde la médula ósea al bazo como células B transicionales , pasando por dos etapas transicionales: T1 y T2. [11] A lo largo de su migración al bazo y después de la entrada al bazo, se consideran células B T1. [12] Dentro del bazo, las células B T1 pasan a células B T2. [12] Las células B T2 se diferencian en células B foliculares (FO) o células B de la zona marginal (MZ) dependiendo de las señales recibidas a través del BCR y otros receptores. [13] Una vez diferenciadas, ahora se consideran células B maduras o células B vírgenes. [12]
Activación
Activación de células B: de célula B inmadura a célula plasmática o célula B de memoriaFunción básica de las células B: unirse a un antígeno, recibir ayuda de una célula T colaboradora cognada y diferenciarse en una célula plasmática que secreta grandes cantidades de anticuerpos.
La activación de las células B ocurre en los órganos linfoides secundarios (SLO), como el bazo y los ganglios linfáticos . [1] Después de que las células B maduran en la médula ósea, migran a través de la sangre a los SLO, que reciben un suministro constante de antígeno a través de la linfa circulante . [14] En el SLO, la activación de las células B comienza cuando la célula B se une a un antígeno a través de su BCR. [15] Aunque los eventos que tienen lugar inmediatamente después de la activación aún deben determinarse por completo, se cree que las células B se activan de acuerdo con el modelo de segregación cinética [ cita requerida ] , inicialmente determinado en los linfocitos T. Este modelo denota que antes de la estimulación del antígeno, los receptores se difunden a través de la membrana entrando en contacto con Lck y CD45 en igual frecuencia, lo que produce un equilibrio neto de fosforilación y no fosforilación. Solo cuando la célula entra en contacto con una célula presentadora de antígeno, el CD45 más grande se desplaza debido a la estrecha distancia entre las dos membranas. Esto permite la fosforilación neta del BCR y el inicio de la vía de transducción de señales [ cita requerida ] . De los tres subconjuntos de células B, las células B FO experimentan preferentemente una activación dependiente de células T, mientras que las células B MZ y las células B B1 experimentan preferentemente una activación independiente de células T. [16]
La activación de las células B se mejora a través de la actividad de CD21 , un receptor de superficie en complejo con las proteínas de superficie CD19 y CD81 (los tres se conocen colectivamente como el complejo correceptor de células B). [17] Cuando un BCR se une a un antígeno marcado con un fragmento de la proteína del complemento C3, CD21 se une al fragmento C3, se coliga con el BCR unido y las señales se transducen a través de CD19 y CD81 para reducir el umbral de activación de la célula. [18]
Activación dependiente de células T
Los antígenos que activan las células B con la ayuda de las células T se conocen como antígenos dependientes de células T (TD) e incluyen proteínas extrañas. [1] Se denominan así porque no pueden inducir una respuesta humoral en organismos que carecen de células T. [1] Las respuestas de las células B a estos antígenos tardan varios días, aunque los anticuerpos generados tienen una mayor afinidad y son funcionalmente más versátiles que los generados a partir de la activación independiente de las células T. [1]
Una vez que un BCR se une a un antígeno TD, el antígeno es absorbido por la célula B a través de endocitosis mediada por receptor , degradado y presentado a las células T como piezas peptídicas en complejo con moléculas MHC-II en la membrana celular. [19] Las células T colaboradoras (T H ) , típicamente las células T colaboradoras foliculares (T FH ) reconocen y se unen a estos complejos MHC-II-péptido a través de su receptor de células T (TCR) . [20] Después de la unión TCR-MHC-II-péptido, las células T expresan la proteína de superficie CD40L , así como citocinas como IL-4 e IL-21 . [20] El CD40L sirve como un factor coestimulador necesario para la activación de las células B al unirse al receptor de superficie de células B CD40 , que promueve la proliferación de células B , el cambio de clase de inmunoglobulina y la hipermutación somática , además de sostener el crecimiento y la diferenciación de las células T. [1] Las citocinas derivadas de células T unidas a los receptores de citocinas de células B también promueven la proliferación de células B, el cambio de clase de inmunoglobulina y la hipermutación somática, además de guiar la diferenciación. [20] Después de que las células B reciben estas señales, se consideran activadas. [20]
Activación de células B dependiente de T
Una vez activadas, las células B participan en un proceso de diferenciación de dos pasos que produce tanto plasmoblastos de corta duración para una protección inmediata como células plasmáticas de larga duración y células B de memoria para una protección persistente. [16] El primer paso, conocido como respuesta extrafolicular, ocurre fuera de los folículos linfoides pero todavía en el SLO. [16] Durante este paso, las células B activadas proliferan, pueden experimentar un cambio de clase de inmunoglobulina y diferenciarse en plasmoblastos que producen anticuerpos tempranos y débiles, principalmente de clase IgM. [21]
Histología de un folículo linfoide normal , con centro germinal en el medio.
El segundo paso consiste en que las células B activadas ingresen a un folículo linfoide y formen un centro germinal (CG) , que es un microambiente especializado donde las células B experimentan una proliferación extensa, cambio de clase de inmunoglobulina y maduración de afinidad dirigida por hipermutación somática. [22] Estos procesos son facilitados por las células T FH dentro del CG y generan células B de memoria de alta afinidad y células plasmáticas de larga vida. [16] Las células plasmáticas resultantes secretan grandes cantidades de anticuerpos y permanecen dentro del SLO o, más preferentemente, migran a la médula ósea. [22]
Activación independiente de células T
Los antígenos que activan las células B sin la ayuda de las células T se conocen como antígenos independientes de las células T (TI) [1] e incluyen polisacáridos extraños y ADN CpG no metilado. [16] Se denominan así porque pueden inducir una respuesta humoral en organismos que carecen de células T. [1] La respuesta de las células B a estos antígenos es rápida, aunque los anticuerpos generados tienden a tener una menor afinidad y son menos versátiles funcionalmente que los generados a partir de la activación dependiente de las células T. [1]
Al igual que con los antígenos TD, las células B activadas por antígenos TI necesitan señales adicionales para completar la activación, pero en lugar de recibirlas de las células T, se proporcionan ya sea por el reconocimiento y la unión de un componente microbiano común a los receptores tipo Toll (TLR) o por una extensa reticulación de BCR a epítopos repetidos en una célula bacteriana. [1] Las células B activadas por antígenos TI continúan proliferando fuera de los folículos linfoides pero aún en SLO (no se forman GC), posiblemente experimentan un cambio de clase de inmunoglobulina y se diferencian en plasmablastos de vida corta que producen anticuerpos tempranos y débiles, principalmente de clase IgM, pero también algunas poblaciones de células plasmáticas de vida larga. [23]
Activación de células B de memoria
La activación de las células B de memoria comienza con la detección y unión de su antígeno objetivo, que es compartido por su célula B parental. [24] Algunas células B de memoria se pueden activar sin la ayuda de las células T, como ciertas células B de memoria específicas de virus, pero otras necesitan la ayuda de las células T. [25] Tras la unión del antígeno, la célula B de memoria absorbe el antígeno a través de la endocitosis mediada por receptores, lo degrada y lo presenta a las células T como piezas peptídicas en complejo con moléculas MHC-II en la membrana celular. [24] Las células T colaboradoras de memoria (T H ), normalmente las células T colaboradoras foliculares de memoria (T FH ), que se derivaron de las células T activadas con el mismo antígeno reconocen y se unen a estos complejos MHC-II-péptido a través de su TCR. [24] Después de la unión del péptido TCR-MHC-II y la transmisión de otras señales de la célula T FH de memoria , la célula B de memoria se activa y se diferencia en plasmablastos y células plasmáticas a través de una respuesta extrafolicular o entra en una reacción del centro germinal donde generan células plasmáticas y más células B de memoria. [24] [25] No está claro si las células B de memoria experimentan una mayor maduración de afinidad dentro de estos GC secundarios. [24] La activación in vitro de las células B de memoria se puede lograr a través de la estimulación con varios activadores, como el mitógeno de la hierba carmín o los anticuerpos monoclonales anti- CD40 , sin embargo, un estudio encontró que una combinación de R-848 e IL-2 humana recombinante era el activador más eficiente. [26]
Célula secretora de anticuerpos, proliferante y de corta duración, que surge de la diferenciación de células B. [1] Los plasmablastos se generan al principio de una infección y sus anticuerpos tienden a tener una afinidad más débil hacia su antígeno objetivo en comparación con las células plasmáticas. [16] Los plasmablastos pueden resultar de la activación de células B independiente de células T o de la respuesta extrafolicular de la activación de células B dependiente de células T. [1]
Célula secretora de anticuerpos, no proliferante y de larga vida que surge de la diferenciación de células B. [1] Hay evidencia de que las células B primero se diferencian en una célula similar a un plasmablasto y luego se diferencian en una célula plasmática. [16] Las células plasmáticas se generan más tarde en una infección y, en comparación con los plasmablastos, tienen anticuerpos con una mayor afinidad hacia su antígeno objetivo debido a la maduración de la afinidad en el centro germinal (GC) y producen más anticuerpos. [16] Las células plasmáticas generalmente resultan de la reacción del centro germinal de la activación de células B dependiente de células T, aunque también pueden resultar de la activación de células B independiente de células T. [23]
Células B latentes que surgen de la diferenciación de células B. [1] Su función es circular por el cuerpo e iniciar una respuesta de anticuerpos más fuerte y rápida (conocida como respuesta de anticuerpos secundarios anamnésicos) si detectan el antígeno que había activado su célula B original (las células B de memoria y sus células B originales comparten el mismo BCR, por lo que detectan el mismo antígeno). [25] Las células B de memoria se pueden generar a partir de la activación dependiente de células T a través de la respuesta extrafolicular y la reacción del centro germinal, así como a partir de la activación independiente de células T de las células B1. [25]
Es el tipo más común de célula B y, cuando no circula por la sangre, se encuentra principalmente en los folículos linfoides de los órganos linfoides secundarios (OLS). [16] Son responsables de generar la mayoría de los anticuerpos de alta afinidad durante una infección. [1]
Se encuentran principalmente en la zona marginal del bazo y sirven como primera línea de defensa contra patógenos transmitidos por la sangre, ya que la zona marginal recibe grandes cantidades de sangre de la circulación general. [29] Pueden experimentar una activación tanto independiente de las células T como dependiente de las células T, pero preferentemente experimentan una activación independiente de las células T. [16]
Surge de una vía de desarrollo diferente de las células B FO y las células B MZ. [28] En ratones, pueblan predominantemente la cavidad peritoneal y la cavidad pleural , generan anticuerpos naturales (anticuerpos producidos sin infección), defienden contra patógenos de la mucosa y exhiben principalmente una activación independiente de las células T. [28] No se ha descubierto un verdadero homólogo de las células B-1 de ratón en humanos, aunque se han descrito varias poblaciones celulares similares a las células B-1. [28]
Un tipo de célula B inmunosupresora que detiene la expansión de linfocitos patógenos proinflamatorios a través de la secreción de IL-10, IL-35 y TGF-β. [30] Además, promueve la generación de células T reguladoras (Treg) al interactuar directamente con las células T para sesgar su diferenciación hacia Tregs. [30] No se ha descrito una identidad común de células Breg y se han encontrado muchos subconjuntos de células Breg que comparten funciones reguladoras tanto en ratones como en humanos. [30] Actualmente se desconoce si los subconjuntos de células Breg están vinculados al desarrollo y cómo ocurre exactamente la diferenciación en una célula Breg. [30] Existe evidencia que muestra que casi todos los tipos de células B pueden diferenciarse en una célula Breg a través de mecanismos que involucran señales inflamatorias y reconocimiento de BCR. [30]
Los pacientes con alinfocitosis de células B están predispuestos a sufrir infecciones. [34]
Epigenética
Un estudio que investigó el metiloma de las células B a lo largo de su ciclo de diferenciación, utilizando la secuenciación de bisulfito de todo el genoma (WGBS), mostró que existe una hipometilación desde las etapas más tempranas hasta las etapas más diferenciadas. La mayor diferencia de metilación se da entre las etapas de las células B del centro germinal y las células B de memoria. Además, este estudio mostró que existe una similitud entre los tumores de células B y las células B de larga vida en sus firmas de metilación del ADN . [35]
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