Apresentam longas extensões, ao longo das quais se encontram receptores Fc e receptores do complemento. Estes receptores permitem que a célula dendritica folicular retenha e apresente complexos antigénio-anticorpo por longos periodos de tempo, mesmo meses, na superficie da célula.
Centros Germinativos e Diferenciação de Células B Induzida p or
Antigénio
Os centros germinativos surgem entre 7-10 dias após a exposição inicial a antigénios dependentes do timo e podemos distinguir duas zonas distintas:
Zona escura (Dark zone) - Durante a primeira etapa da sua formação, as células B activadas sofrem proliferação intensa. As células B em proliferação, conhecidas como centroblastos, surgem nesta zona e distinguem-se pelo seu grande tamanho, citoplasma extenso, cromatina difusa e ausência de Ig membranares. Os centroblastos eventualmente dão origem a
centrócitos, que são pequenas células B que não se dividem e expressam Ig membranares;
Zona clara (Light zone) – os centrócitos movem-se da zona escura para esta região, que contem células dendrtiticas foliculares, onde alguns centrócitos fazem contacto com antigénios apresentados como complexos antigénio-anticorpo na superficie de células dendrititicas foliculares.
Class switching;
Formação de plasmócitos e células B de memória.
Maturação da Afinidade
Resumidamente, os eventos celulares nos centros germinativos processam-se do seguinte modo:
Células B estimuladas por antigénios migram para os centros germinativos, onde reduzem a expressão de Ig membranares e sofrem rápida divisão celular e mutação de genes de região V de imunoglobulinas rearranjados na zona escura;
Subsequentemente, a divisão pára e as células B migram para a zona clara e aumenta a expressão de Ig membranar. Nesta etapa designam-se centrócitos;
Na zona clara, os centrócitos devem interagir com células dendriticas foliculares e células T helper para sobreviverem;
As células dendriticas foliculares ligam complexos antigénio-anticorpo ao longo das suas extensões e os centrócitos devem competir uns com os outros para ligar o antigénio. As células B que apresentam Ig membranares de alta afinidade são aquelas que competem com sucesso;
Aquelas células B que perdem nesta selecção mediada pelo antigénio morrem por apoptose;
As células B que passam na selecção e recebem um segundo sinal de sobrevivência a partir das células T helper diferenciam-se em células B de memória ou plasmócitos secretores de anticorpos.
Assim, o principal objectivo dos centros germinativos é gerar células B de alta afinidade a partir de células B de baixa afinidade. Em geral, a maturação da afinidade e a formação de células B de memória requer os centros germinativos. Contudo, algum class switchig e a formação significante de plasmócitos ocorre também fora dos centros germinativos.
Papel da Hipermutação Somática
Monitorizando os genes de anticropos durante uma resposta imune observa-se que ocorrem mutações extensivas nos genes Ig que respondem à infecção das células B no centros germinativos. A introdução de mutações pontuais, delecções e inserções nos genes de imunoglobulina rearranjados é um processo bastante direccionado:
A maior parte destas mutações ocorre na região que se extende desde cerca de 0,5 kb a 5’ até 1,5 kb a 3’ dos segmentos V(D)J dos genes de imunoglobulina rearranjados;
Apesar do processo de hipermutação inserir mutações por toda a região V, a selecção conduzida pelo antigénio resulta na eventual emergência de genes de imunoglobulinas nos quais a maior parte das mutações se encontram nas CDRs.
As taxas extremamentes elevadas (1 a cada 2 divisões) e a direcção precisa da hipermutação são caracteristicas extraordinárias unicas do sistema imunitário e a determinação deste mecanismo ainda se encontra desconhecido.
Como a mutação somática ocorre aleatoriamente, gerará poucas células com receptores de alta afinidade e muitas células com receptores com afinidade igual ou mais baixa que os da célula mãe para um antigénio particular. Assim, é necessária selecção para derivar uma população de células que apresentam maior afinidade. O centro germinativo á o local de selecção:
Células B que apresentam receptores de alta afinidade para o antigénio serão positivamente selecionadas e deixam o centro germinativo;
Papel da Selecção
A hipermutação somática dos genes das regiões variáveis das cadeias pesada e leve ocorre quando os centroblastos proliferam na zona escura do centro germinativo. A selecção ocorre nas zona clara, na população de centrócitos que não se dividem. O factor mais importante na selecção é a habilidade de moléculas Ig membranares nos centrócitos reconhecerem e ligarem antigénios apresentados por células dendriticas foliculares:
Como as superficies das células dendriticas foliculares estão ricamente cobertas por receptores Fc e do complemento, antigénios complexados com anticorpos ou antigénios ligados a fragmentos do complemento gerados durante a activação do complemento são capazes de se ligar às células dendriticas foliculares;
Um centrócito cujas Ig membranares se liga e sofre crosslinking com antigénios ligados a células dendriticas foliculares recebem um sinal que é essencial para a sua sobrevivência;
Aqueles que não recebem este final morrem.
Contudo, os centrócitos devem competir para as pequenas quantidades de antigénios apresentados nas células dendriticas. Como a quantidade de antigénio é limitada, os centrócitos com receptor de maior afinidade têm maior probabilidade de se ligar com sucesso do que aqueles com menor afinidade. Apesar da ligação do antigénio ser necessária para a sobrevivência do centrócito, não é suficiente. Um centrócito deve receber sinais gerados por interacção dom células T CD4+ helper para sobreviver. Centrócitos que não recebem estes dois sinais sofrem apoptose nos centros germinativos. De facto, uma das caracteristicas dos centros germinativos é a morte celular por apoptose que ai ocorre. Isto é claramente evidente pela presença de fragmentos de cromatina condensada, indicativa de apoptose, em macrófagos especificos que removem células por fagocitose nos tecidos linfáticos.
Class Switching
Os anticorpos têm duas actividade importantes:
Ligação especifica a um antigénio, que é determinada pelos dominios VH e VL;
Participação em várias funções biológicas efectoras, que é determinada pelo isotipo do dominio constante da cadeia pesada.
O class switching permite que qualquer dominio VH se associe com a região constante de qualquer
isotipo. Isto permite que a especificidade do anticorpo continue constante enquanto as actividades biológicas efectoras da molécula variam. Um numero de citocinas afectam a decisão de qual class de Ig é escolhida quando uma célula B que carrega IgM sofre class switch.
A resposta humoral a antigénios dependentes do timo é marcada por um class switching extensivo para isotipos diferentes de IgM, enquanto a resposta humoral a antigénios independentes do timo (independentes de células T) é dominada por IgM. No caso dos antigénios dependentes do timo, a interacção de células B com as células T helper é necessária, isto é, é necessária a maturação da afinidade feita pela selecção nos centros germinativos. Esta interacção é feita CD40 na célula B e CD40L na célula T helper e é essencial para a indução do class switch.
A importância da interacção CD40/CD40L é ilustrada pelo sindroma X-linked hyper-IgM, uma imunodeficiência nas quais as células TH falham na expressão de CD40L. Os pacientes com esta doença
memória, falham na formação de cnetros germinativos, e os seus anticorpos não sofrem hipermutação somática.
Células de Memória e Plasmócitos
Depois das células B serem seleccionadas nos centros germinativos para aquelas que carregam mIg de alta afinidade para antigénios apresentados pelas células dendriticas foliculares, algumas células B diferenciam-se em plasmócitos e outras tornam-se células de memória:
Propriedade Célula B naive Célula B de memória
Marcadores membranares Imunoglobulinas
Receptores do complemento
IgM, IgD Baixo
IgM, IgD(?), IgG, IgA, IgE Alto
Localização anatómica Baço Medula óssea, nodo linfático, baço
Longevidade Curta Pode ser longa
Recirculação Sim Sim
Afinidade do receptor Afinidade média
baixa
Afinidade média elevada devido à maturação da afinidade
Moléculas de adesão Baixo ICAM-1 Alto ICAM-1
Plasmócitos – geralmente não apresentam imunoglobulinas membranares detectáveis e, em vez disso, sintetizam grandes niveis de anticorpos secretados (a taxas superiores a 1000 moléculas de anticorpo por célula por segundo). A diferenciação das células B em plasmócitos requer uma alteração no processamento de RNA de modo que a forma secretada da cadeia pesada é sintetizada em vez da membranar. Em adição, apresentam uma taxa de expressão de cadeia pesada muito mais elevada. A transcrição aumentada pelos plasmócitos pode ser explicada pela sintese de maiores niveis de factores de transcrição que se ligam aos enhancers das imunoglobulinas. Para alem disso, alguns memcanismos devem estar coordenados para aumentar a transcrição dos genes de cadeia pesada e de cadeia leve, mesmo estando estes genes em diferentes cromossomas;
propriedades diferentes. Por exemplo, à excepção das imunoglobulinas membranares, algumas moléculas membranares distinguem as células B naive das de memória. As células B naive expressam apenas IgM e IgD enquando as células B de memória, devido ao class switching, expressam isotopos adicionais, incluindo IgG, IgA e IgE.
M A T U R A Ç Ã O , D I F E R E N C I A Ç Ã O E A C T I V A Ç Ã O D A S C É L U L A S T