Nuevos conocimientos sobre las células B y por qué los seres humanos pueden producir billones de anticuerpos que combaten enfermedades
Identificación y delimitación por citometría de flujo de subpoblaciones de células B cMyc+ GC seleccionadas positivamente. (A) Flujo de trabajo de scRNAseq y estrategia de activación para aislar células B cMyc+ GC esplénicas de ratones cMycgfp/gfp. (B) Mapa de calor que ilustra DEG altamente representativos en cada grupo. Estos DEG superaron los umbrales: primero, el punto de corte para P 0,05 por comparación multigrupo y segundo, para P 0,05 por comparación de dos grupos (el grupo frente al grupo) y log2 fold change >1. Fcer2a fue el octavo gen enriquecido en el grupo cMyc+#1, pero no figura en el grupo porque en su lugar se muestra como el segundo gen enriquecido en el grupo cMyc+#3. Los genes que codifican marcadores clave que se utilizan para delinear las subpoblaciones de células B GC cMyc+ de citometría de flujo (como se describe en D) están resaltados en rojo. (C) Mapa de calor que ilustra los cinco genes marcadores clave utilizados en D. Los marcadores se seleccionaron de 76 DEG (P 0,005, por comparación multigrupo). (D) Gráficos representativos de citometría de flujo que ilustran la estrategia de activación para delimitar las subpoblaciones de células B cMyc+ GC. Las células B GC esplénicas de ratones C57BL/6 se muestran en puntos grises como células de control cMyc-GFPneg. El valor promedio de SEM (15 ratones) se muestra en cada puerta indicada. Respuesta de células B del GC esplénico a SRBC el día 7 en ratones cMycgfp/gfp. Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2016425118
Ninguna historia en biología es más intrigante que la que involucra a las células B y los intrincados procesos que resultan en la producción de anticuerpos. Es una historia sobre matemáticas, una historia de genética y una saga de cómo vastos ejércitos de diminutos los anticuerpos pueden controlar una amplia gama de agentes causantes de enfermedades.
El tema de las células B y la producción de anticuerpos alguna vez fue un tema arcano de biólogos y médicos. Pero en medio de una pandemia mundial que se ha cobrado la vida de más de 2 millones de personas, las preocupaciones sobre los anticuerpos y la respuesta inmunitaria se han convertido en temas de los noticieros televisivos diarios.
La producción de anticuerpos es el núcleo de preocupaciones sobre la salud y la supervivencia, como las probabilidades de recuperarse de COVID-19 y qué tan bien las vacunas pueden prevenir la infección por SARS-CoV-2. A lo largo de la vida, los humanos son capaces de generar 10 billones de moléculas de anticuerpos diferentes, un número tan asombroso que plantea la pregunta de cómo es posible.
Los anticuerpos son proteínas, lo que significa que su producción está codificada por genes. Pero la cifra de 10 billones presenta lo que parece un dilema matemático crítico. ¿Cómo puede el genoma humano, que está compuesto por 30.000 genes, producir 10 billones de anticuerpos diferentes? Parecería imposible que una persona pudiera producir más anticuerpos que los genes existentes en el genoma, que tendrían que ser órdenes de magnitud más grandes para acomodar la gran cantidad de anticuerpos.
Resulta que la evolución ha producido mecanismos para resolver ese desajuste. Los seres humanos pueden generar un suministro aparentemente interminable de anticuerpos uniendo segmentos de genes separados antes de que se transcriban. El proceso se denomina hipermutación somática, que permite que las células B muten los genes que utilizan para producir anticuerpos. Este proceso de aturdimiento permite que las células B produzcan anticuerpos que se unen intensamente al SARS-CoV-2 o a cualquier otro virus o especie bacteriana que invada el cuerpo.
Estos extraordinarios eventos biológicos que personalizan anticuerpos y células B que forman recuerdos de los invasores tienen lugar en los centros germinales de los ganglios linfáticos, un mundo en sí mismos con demarcaciones «geográficas» de zonas oscuras y claras. El centro germinal es donde las células B se activan y proliferan. También es donde varias clases de inmunoglobulinasanticuerpos que son productos de las células B, se transforman en las diversas clases de inmunoglobulinas IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. En los centros germinales, las inmunoglobulinas también aumentan su afinidad por los antígenos, fragmentos de infiltrados que los anticuerpos reconocen como peligrosos y buscan destruir.
Se están realizando investigaciones en Londres que están abriendo nuevos caminos en la comprensión de la actividad del centro germinal. Las células B se activan y cómo las inmunoglobulinas alcanzan su asombrosa amplitud y diversidad. Las células B no ingresan a las zonas claras y oscuras de los ganglios linfáticos de cualquier manera. Su entrada y salida de estas regiones críticas depende de una variedad de factores, cada uno destinado a producir tipos específicos de células B e inundaciones de anticuerpos altamente específicos.
Una célula B puede ser una célula plasmática cuya función es secretar grandes cantidades de anticuerpos; o una célula B puede ser una célula B de memoria, que se forma dentro de los centros germinales después de la infección primaria. Las células B de memoria pueden sobrevivir durante décadas. Su función es «recordar» un agente infeccioso, el antígeno.
Tener un registro de una causa anterior de enfermedad acelera la respuesta la próxima vez que se encuentre el mismo antígeno. Hay otras células B en los centros germinales, algunas en fases intermedias de desarrollo.
El equipo con sede en Londres del Laboratorio de Inmunidad y Cáncer del Instituto Francis Crick está estudiando un proceso conocido como maduración por afinidad dentro de los centros germinales de los ganglios linfáticos.
La maduración de la afinidad es el proceso en el que los anticuerpos desarrollan sus agudas afinidades por los antígenos. Un antígeno puede ser un fragmento de un virus o un fragmento de una bacteria, por ejemplo, que las células dendríticas llevan a los centros germinales. Las dendríticas no solo hacen sonar la alarma sobre el peligro, sino que también presentan la evidencia. Las células T también se encuentran en los centros germinales y son los pilares de la respuesta inmunitaria general, e incluso desempeñan un papel en ayudar a las células B a madurar. Los centros germinales son colmenas de actividad.
«La maduración por afinidad depende de la eficacia con la que los centros germinales seleccionen positivamente las células B en la zona clara, donde las células dendríticas depositan fragmentos de un infiltrado», escribieron la Dra. Rinako Nakagawa y un equipo del Instituto Crick. Su extenso análisis sobre las actividades en los centros germinales se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Las células B del centro germinal seleccionadas positivamente recirculan entre la zona clara y la zona oscura y finalmente se diferencian en plasmablastos y células B de memoria», informan Nakagawa y el equipo del Instituto Crick.
La investigación El equipo subrayó que «las células B de la zona clara se seleccionan en los centros germinales de manera dependiente de cMyc, antes de la migración a la zona oscura». Eso significa que cMyc controla las actividades en los centros germinales.
El oncogén cMyc también funciona como regulador del ciclo celular. Es un factor de transcripción multifuncional que impulsa una variedad de actividades necesarias para la división celular rápida. También inhibe la expresión de genes con funciones antiproliferativas. Debido a su capacidad para inducir la apoptosis, la expresión de cMyc está estrictamente regulada.
Como encontraron Nakagawa y sus colegas, cMyc también está íntimamente involucrado en los mecanismos del centro germinal, desempeñando un papel en la formación y el mantenimiento de los centros en los ganglios linfáticos de todo el cuerpo. Es una proteína de 62 kilodalton compuesta por 439 aminoácidos y pertenece a la clase hélice-bucle-hélice de factores de transcripción cremallera.
«Este estudio redefine la selección positiva de células B del centro germinal como un proceso dinámico que garantiza el mantenimiento de una amplia gama de afinidades en los centros germinales», escribieron Nakagawa y sus colegas. «Encontramos que la división celular dependiente de la afinidad ocurrió en la zona clara y, por lo tanto, ese proceso no está restringido a la zona oscura».
Si bien la investigación del Instituto Crick está redefiniendo los mecanismos en las zonas clara y oscura, su El trabajo también se basa en estudios que se remontan a décadas para dilucidar cómo las células B y los anticuerpos maduran hasta convertirse en fuerzas clave de la defensa inmunitaria.
La historia detrás de la capacidad humana para producir billones de anticuerpos es una de las más sorprendentes en y destaca por qué el sistema inmunitario de los mamíferos es una de las redes de vigilancia y respuesta más complejas del universo conocido.
De hecho, los sistemas inmunitarios de los humanos y otros animales han desarrollado mecanismos genéticos que les permiten generar un número asombrosamente alto de anticuerpos. Al unir segmentos de genes separados antes de transcribirlos, se puede producir una gran cantidad de anticuerpos. No todos los mamíferos usan las mismas estrategias, pero el resultado final es un ejército molecular de inmunoglobulinas que combaten enfermedades que el cuerpo adapta para combatir a los infiltrados.
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Las tormentas de citoquinas de COVID-19 pueden prevenir una respuesta inmune duradera Más información: Rinako Nakagawa et al. La selección permisiva seguida de la proliferación basada en la afinidad de las células B de la zona clara de GC dicta el destino celular y garantiza la amplitud clonal, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2016425118 Información de la revista: Actas de la Academia Nacional de Ciencias
2021 Science X Network
Cita: Nuevos conocimientos en células B y por qué los humanos pueden producir billones de anticuerpos que combaten enfermedades (2021, 1 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-insights-cells-humans-trillions-disease-fighting .html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.