Sviluppo e maturazione dei linfociti B: le 4 fasi IL CICLO VITALE DEL LINFOCITA B La prima fase avviene nel midollo osseo con il riarrangiamento delle immunoglobuline che vengono esposte in superficie ottenendo il linfocita B immaturo La seconda fase avviene anch’essa nel midollo osseo e consiste nell’instaurazione della tolleranza, cioè nella selezione del linfocita in modo che non riconosca antigeni self

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: le 4 fasi (continua) Nella terza fase i lifociti B lasciano il midollo osseo e vanno in periferia; il contatto con l’antigene non self avviene negli organi linfoidi (linfonodi e milza) (fase di attivazione) Nella quarta fase il linfocita B attivato, che ha incontrato l’antigene, si differenzia in plasmacellula che non è più in grado di rispondere all’antigene estraneo ma secerne attivamente anticorpi. La plasmacellula può migrare nel midollo osseo dove secerne gli anticorpi.

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: le 4 fasi (continua)

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: I FASE I linfociti B originano nel midollo osseo da una cellula stagionale totipotente Da questa si differenzia inizialmente la cellula pro-B precoce in cui avviene il riarrangiamento dei segmenti DJ della catena H Nella cellula pro-B tardiva avviene il riarrangiamento VDJ della catena H. Poiché la catena L non è ancora andata incontro a riarrangiamento questa cellula non esprime nessun anticorpo in superficie

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: I FASE (continua) Nella cellula pre-B la catena m viene espressa inizialmente insieme ad una catena polipeptidica che mima la catena L permettendo l’esposizione della catena H; questo processo innesca il riarrangiamento VJ della catena L Nella cellula B immatura vengono così prodotte IgM funzionali espresse in superficie

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: I FASE (continua) Durante lo sviluppo dei linfociti B vengono espressi diversi marcatori specifici che permettono di identificare i diversi stadi della maturazione: CD45RA e CD19: antigeni di superficie importanti per l’attivazione della cellula e la proliferazione, che permangono fino al linfocita B maturo; CD40: caratteristico della cellula pro-B precoce, ma resta espresso sempre fondamentalmente per la cooperazione tra linfocita B e TH; CATENA m: compare a partire dalla cellula pre-B; IgM, IgD: caratteristici della cellula B matura.

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: I FASE (continua) Lo sviluppo dei linfociti B dipende dal riarrangiamento sequenziale dei geni delle immunoglobuline: cellula pro-B precoce: su entrambi i cromosomi riarrangiano i segmenti DJ. Se ciò è produttivo si ha cellula pro-B tardiva: riarrangiano i segmenti VDJ su di un solo cromosoma; se il riarrangiamento non è produttivo lo si ha sul secondo cromosoma. Se anche questo non è produttivo la cellula muore; se uno dei due riarrangiamenti ha successo la cellula diventa

Biosintesi delle IgM di superficie nelle cellule B Prima che i geni delle catene delle Ig (leggere e pesanti) possano essere espressi, risultano necessari riarrangiamenti genici per produrre esoni che codificano per le regioni V.

Biosintesi delle IgM di superficie nelle cellule B La segnalazione attraverso il prodotto proteico funzionale è usata per terminare il riarrangiamento genico delle Ig.

Numero di segmenti genici Numero dei segmenti genici funzionali utilizzati per comporre le regioni variabili delle catene pesanti e leggere delle Ig umane.

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: I FASE (continua) cellula pre-B: avviene il riarrangiamento della catena leggera. Per primo avviene il riarrangiamento del gene k prime su un cromosoma ed eventualmente (in caso di riarrangiamento non produttivo) anche sull’altro. Se nessuno dei due ha successo riarrangia il gene l sul primo cromosoma ed eventualmente sul secondo; se nessuno di questi ha successo la cellula muore cellula B immatura: in questa fase si ha l’espressione di IgM mature in grado si fungere da recettori

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: I FASE (continua) Lo stato maturativo dei linfociti B è valutato anche dalla diversa espressione durante il riarrangiamento di alcune proteine I fattori trascrizionali E2 e OCT2 sono espressi in tutte le fasi RAG1 e RAG2 espressi solo negli stadi pro-B precoce, tardivo e pre-B La TdT è espressa solo nelle prime due fasi NF-KB è presente solo nella fase pro-B tardiva

Proteine coinvolte nell’ontogenesi delle cellule B L’espressione delle proteine coinvolte nel riarrangiamento e nell’espressione dei geni delle Ig, si modifica durante lo sviluppo delle cellule B.

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: II FASE Nel midollo osseo avviene la selezione per gli antigeni self con la formazione di un repertorio tollerante verso il self

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: II FASE (continua) In seguito alla SELEZIONE del linfocita B immaturo si possono avere tre condizioni: se la cellula è in grado di legare antigeni self (es.: complesso maggiore di istocompatibilità, MHC) muore per apoptosi dovuta a delezione clonale; se il linfocita B riconosce antigeni self solubili (es.: proteine), pur restando vivo non si attiva ma rimane in uno stadio di “paralisi funzionale”, o ANERGIA; se il linfocita B immaturo non riconosce antigeni self può maturare e passare in periferia.

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: III FASE I linfociti attraverso il sangue arrivano ai linfonodi dove possono avvenire due fenomeni: il linfocita B non incontra nessun antigene; passa in un follicolo primario e prosegue uscendo attraverso i linfatici efferenti nel sangue tramite il dotto toracico continua la sua perlustrazione; il linfocita B incontra un antigene specifico, si lega e si porta al follicolo primario dove genera follicoli secondari con un centro germinativo, fino a divenire plasmacellula; questa può rimanere nel linfonodo o abbandonarlo attraverso i linfatici efferneti e portarsi nel midollo oseo dove si localizza e inizia a secernere immunoglobuline.

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: III FASE (continua) Gli anticorpi prodotti dalla plasmacellula eliminano l’antigene; possono rimanere linfociti B di memoria per risposte secondarie Durante questa fase si ha l’attivazione dei linfociti B, a livello dei follicoli, attraverso la cooperazione con i linfociti TH.

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: III FASE (continua) Il TH esprime sulla superficie il CD40 ligand che si lega al CD40 espresso dal linfocita B Questo legame permette l’innesco dell’attivazione del linfocita B che prosegue solo se il TH si lega al linfocita B attraverso il TCR Il linfocita B specifico per l’antigene presenta MHC di classe II che espone il peptide proveniente dall’antigene che è riconosciuto dal TCR del TH che produce citochine (IL-4, IL-5, IL-6) che inducono l’attivazione del linfocita B

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: III FASE (continua) Le citochine prodotte dai TH inducono lo scambio di classe e l aproliferazione (ipermutazione somatica) del linfocita B, che può diventare: plasmacellula, che produce attivamente anticorpi progressivamente più affini per l’antigene; cellula B di memoria che permane per lungo tempo in circolo e si attiva ogni volta che incontra lo stesso antigene (risposta secondaria)

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: III FASE (continua) L’ipermutazione somatica è un processo casuale che può generare anche anticorpi con affinità inferiore Un processo di selezione dei linfociti più affini è regolato dalle cellule follicolari dendritiche del linfonodo. L’interazione di queste cellule con i linfociti B è garantita dall’antigene CD23 con CD19 presente sui linfociti B stessi

Sviluppo e maturazione dei linfociti B: IV FASE Le plasmacellule differenziatesi negli organi linfoidi, si recano al midollo osseo dove danno inizio ad una massiccia produzione di anticorpi Non possono rispondere né all’antigene né ai linfociti T La sopravvivenza di tali cellule è limitata ed è legata alla permanenza dello stimolo antigenico ed alla presenza di fattori di crescita prodotti, ad esempio, dalle cellule stromali del midollo

LE PLASMACELLULE Non esprimono MHC di classe II Non sono in grado di dividersi Non danno ipermutazione somatica Non danno scambio di classe