5 La respuesta GC
La recombinación del cambio de clase de la inmunoglobulina de cadena pesada se produce dentro de las células B del GC con la transformación de las células B productoras de IgM en células B productoras de IgG, alterando la función efectora de la molécula de anticuerpos. Esto es relevante para la autoinmunidad, ya que los anticuerpos IgM que se unen a los restos apoptóticos y a otros ligandos endógenos para los TLRs forman complejos inmunes que median un efecto inmunosupresor, en parte, mediante la participación de C1q que luego se une a LAIR-1, un receptor inhibidor en monocitos y DCs (Gronwall, Vas, & Silverman, 2012; Peng, Kowalewski, Kim, & Elkon, 2005; Roos et al., 2004; Son, Santiago-Schwarz, Al-Abed, & Diamond, 2012). Por el contrario, los anticuerpos IgG que se diferencian de sus homólogos IgM sólo en el isotipo de cadena pesada forman complejos inmunes que pueden activar los receptores Fc en las células del linaje mieloide y, por lo tanto, establecer un entorno proinflamatorio en el que los autoantígenos pueden presentarse de forma inmunogénica. Mientras que las células B sólo expresan el receptor Fc inhibidor, FcγRllB, su compromiso con los complejos inmunes IgG, pero no con los complejos inmunes IgM, puede ayudar a transportar ligandos TLR a las células B para iniciar programas de supervivencia y activación en una célula que, de otro modo, podría sufrir tolerancia o permanecer quiescente (Green & Marshak-Rothstein, 2011; Herlands, Christensen, Sweet, Hershberg, & Shlomchik, 2008; Pasare & Medzhitov, 2005). Por lo tanto, los autoanticuerpos IgG pueden establecer un bucle de amplificación una vez que se fabrican que aumenta la autoreactividad. Aunque la recombinación de cambio de clase de cadena pesada puede inducirse fuera de los GC en ausencia de interacción de células T afines, por ejemplo, mediante BAFF, IFNγ, IFN tipo 1 o IL-21, la recombinación de cambio de cadena pesada es uno de los aspectos clave de la respuesta de los GC.
Las mutaciones puntuales en los genes de la región variable de las inmunoglobulinas (la cadena pesada con mayor frecuencia que la cadena ligera) en la respuesta GC conducen a una segunda oleada de diversificación del repertorio de anticuerpos con la consiguiente selección de células B con alta afinidad por el antígeno elicitador. Son esas células B seleccionadas positivamente dentro del GC las que pueden convertirse en células plasmáticas de larga vida en la médula ósea o en células B de memoria (Berek, Berger, & Apel, 1991; revisado en Chan & Brink, 2012). Los cambios en la expresión de la proteína dentro de la célula B GC facilitan la generación de células B de memoria y células plasmáticas de larga vida que expresan anticuerpos de alta afinidad con cambio de clase. El AID es crucial tanto para la recombinación del cambio de clase como para la hipermutación somática, los procesos clave de la respuesta al GC (Hase et al., 2008; Muramatsu et al., 2000; Zaheen et al., 2009; Zaheen & Martin, 2011). La generación de células B maduras en GC es crucial para la inmunidad protectora. Los pacientes que carecen de AID tienen respuestas IgM de baja afinidad intactas, pero son incapaces de desarrollar memoria de células B y anticuerpos de alta afinidad de clase de cadena pesada (Revy et al., 2000). Aunque el AID puede expresarse en células B no pertenecientes al GC, y la recombinación del interruptor de clase de cadena pesada y la hipermutación somática ocurren fuera del entorno del GC, los niveles de expresión y función del AID son más altos dentro del GC (Zaheen & Martin, 2011).
El papel del AID en la generación de la autoinmunidad es complejo. Existen pruebas sustanciales de que los niveles elevados de AID se asocian con la autoinmunidad tanto en ratones como en pacientes con AR en los que las células B circulantes expresan niveles elevados de AID (Hsu et al., 2007; Jiang et al., 2007; Xu et al., 2009).Por el contrario, la deficiencia de AID en ratones y humanos se asocia a menudo con la autoinmunidad; que esto ocurra o no en ratones parece depender de los antecedentes genéticos (Hase et al., 2008; Quartier et al., 2004). Los GC se forman en ratones deficientes en AID, pero las células B de los GC en estos ratones no sufren apoptosis (Zaheen et al., 2009). La autoinmunidad de los ratones deficientes en AID se ha atribuido, por tanto, a un fallo en la selección de células B GC dependientes de la apoptosis.
La expresión de BCR se reduce en las células B GC, y la expresión de Fas aumenta (Bras, Martínez, & Baixeras, 1997; Koncz & Hueber, 2012). Esta constelación de cambios es importante para la maduración de la afinidad de la respuesta de los anticuerpos. El BCR parece funcionar más para facilitar la adhesión entre la célula B y otras células para mejorar la supervivencia y la proliferación de las células que para iniciar la señalización del BCR (Khalil, Cambier, & Shlomchik, 2012). De hecho, el BCR en las células B del GC se coloca con una mayor abundancia de las fosfatasas SHP-1 y SHIP-1 (Khalil et al., 2012). La activación de las fosfatasas en el compromiso del BCR impide una fuerte señalización del BCR. Además, la disminución de la expresión del BCR en las células B del GC aumenta la competencia por el antígeno. El alto nivel de expresión de Fas asegura que las células B que no experimentan el compromiso del BCR sean destruidas a través de una vía apoptótica (revisado en Peperzak, Vikstrom, & Tarlinton, 2012). Está claro que múltiples señales de refuerzo impulsan la supervivencia y la proliferación de las células B específicas de antígeno y son necesarias durante todo el tiempo que la célula B está dentro del entorno del GC.
Con la acumulación de mutaciones puntuales en los segmentos del gen de la inmunoglobulina V, se generan anticuerpos que tienen mayor afinidad por el antígeno elicitador. Los linfocitos B con una estimulación inicial suficiente tanto por el antígeno como por la TFH y la FDC proliferan y sufren una hipermutación somática. Las células B que han sufrido una mutación somática compiten entre sí por el antígeno y la ayuda de las células T afines (Batista & Neuberger, 2000). De este modo, se produce una selección positiva de anticuerpos de alta afinidad (revisado en Zotos & Tarlinton, 2012). Aquellas células B con mayor afinidad por el antígeno tienen más probabilidades de convertirse en células plasmáticas que en células de memoria (Smith, Light, Nossal, & Tarlinton, 1997; Smith et al., 2000). Se ha especulado que una fuerte implicación del BCR conduce a la degradación de Bcl-6 y la consiguiente desrepresión de Blimp-1, lo que conduce a la diferenciación de las células plasmáticas (Shapiro-Shelef et al., 2003; Shapiro-Shelef, Lin, Savitsky, Liao, & Calame, 2005). Sin embargo, durante la respuesta GC también se producen anticuerpos con menor o ninguna afinidad por el antígeno elicitador, y aquellos que adquieren autoreactividad que pueden o no ser de reacción cruzada con el antígeno elicitador.
Que la mutación somática podría conducir a la adquisición de autoespecificidades fue demostrado por primera vez por nosotros en estudios de una línea celular de mieloma de ratón. La línea celular S107 produce un anticuerpo canónico contra la fosforilcolina, un epítopo dominante en el polisacárido de la pared celular del neumococo, que protege a los ratones contra una infección neumocócica letal. Una sustitución de una sola base en la región variable de la cadena pesada del anticuerpo da lugar a un anticuerpo con una unión marcadamente reducida a la fosforilcolina pero con una nueva reactividad al ADN (Diamond & Scharff, 1984). Esta observación sugirió por primera vez que la autorreactividad podría surgir de la mutación somática, en contraposición a la opinión sostenida anteriormente de que la mutación somática es un mecanismo para la eliminación de la autorreactividad.
Esta observación fue seguida por estudios in vivo en ratones, confirmando que las células B pueden adquirir autorreactividad a través del proceso de mutación somática. Razonamos que las células B que adquieren autoreactividad en la respuesta al GC podrían someterse rutinariamente a la apoptosis para evitar la expresión de autoreactividad patógena. Por lo tanto, realizamos fusiones de células B esplénicas tras la inmunización de ratones BALB/c con fosforilcolina acoplada a un portador de proteínas, utilizando un compañero de fusión diseñado para sobreexpresar Bcl-2 y para prevenir la apoptosis de los hibridomas formados con células B provocadas in vivo para sufrir apoptosis (Ray, Putterman, & Diamond, 1996). Aproximadamente el 40% de los hibridomas que se unieron a la fosforilcolina mostraron reactividad cruzada con el ADN. Este estudio demostró una alta frecuencia de autoreactividad dentro de la respuesta GC. Manser y sus colegas demostraron de forma similar que la reactividad anti-DNA surgía dentro del GC en la respuesta al hapteno fenilarsonato (Alabyev, Rahman, & Manser, 2007).
Estas observaciones llevaron a estudiar los autoanticuerpos producidos por pacientes con enfermedades autoinmunes para ver si su autoreactividad estaba codificada dentro de la secuencia de la línea germinal o era adquirida por mutación somática. Nosotros y otros demostramos que los anticuerpos anti-ADN presentaban una alta frecuencia de mutación somática y que las mutaciones eran responsables de la adquisición de la autoespecificidad (Detanico et al, 2012; Jacobi, Hansen, Burmester, Dorner, & Lipsky, 2000; Manheimer-Lory, Zandman-Goddard, Davidson, Aranow, & Diamond, 1997; Mietzner et al, 2008; Schroeder, Herrmann, & Winkler, 2013). De hecho, un estudio reciente de las células B de memoria en la sangre de individuos sanos muestra que aproximadamente el 15% son células B autoreactivas, un número mayor que en el repertorio de células B ingenuas (Mietzner et al., 2008). La selección positiva del subconjunto autoreactivo no parece explicar el aumento de la autoreactividad entre el compartimento naïve y el de memoria, ya que al menos la mitad de las células B autoreactivas de la memoria adquieren su reactividad a través del proceso de hipermutación somática dentro del GC. Así, parece que la autoreactividad se genera de forma rutinaria por la ola de diversificación del BCR dependiente del GC.
Otro estudio reciente muestra una menor frecuencia de células B autoreactivas en el conjunto de células plasmáticas de la médula ósea que en el conjunto de células de memoria de la sangre (Scheid et al., 2011). Aunque los subconjuntos de células B estudiados no procedían de los mismos pacientes, una implicación de los datos es que puede existir un punto de control de la tolerancia antes de convertirse en una célula plasmática de larga vida. Alternativamente, puede haber una pérdida específica de células B autoreactivas dentro de la población de células plasmáticas; Es posible que el compromiso del receptor Fc por complejos inmunes que contienen autoantígenos conduzca a la muerte selectiva de las células plasmáticas autoreactivas (Fukuyama, Nimmerjahn, & Ravetch, 2005; Tzeng, Bolland, Inabe, Kurosaki, & Pierce, 2005).