Prin stimularea antigenica a liniei limfocitare B se realizeaza secretie de imunoglobuline. Acestea sunt anticorpi specifici si au o structura complementara fata de determinantul antigenic care le-a indus sinteza.
ACTIVAREA LIMFOCITELOR B
Actirea prin antigene timodependente. Majoritatea anti-genelor naturale, in special proteinele, sunt antigene timodependente. Determinantii lor antigenici nu sunt identici si repetitivi ci au conuratii riate. Proteinele se comporta deci ca o multitudine de antigene monolente. Fiecare determinant antigenic izolat si prelucrat de catre celula prezentatoare de antigen este angajat in actirea unui limfocit B. Acest stimul produs de unirea antigenului cu receptorul celular este insa prea slab pentru a induce proliferarea si diferentierea clonei respective. Este nevoie de stimuli suplimentari si acestia vin din partea limfocitelor T, mai exact Th. Antigenele care angajeaza in sinteza anticorpilor si linia limfocitara T sunt numite timodependente.
Cooperarea celulara in timpul raspunsului imun. in raspunsul imun mediat humoral se recunoaste o intensa cooperare celulara intre celulele prezentatoare de antigen (de exemplu: macrofagul) si celulele producatoare de Ig (limfocitele B). in cazul antigenelor timodependente intervine ca un element intermediar limfocitul T care "ajuta" la sinteza de Ig. De aceea el a fost numit limfocit T helper (Th). Interrelatiile dintre aceste trei celule (macrofag, limfocit Th, limfocit B) sunt complexe.
Prelucrarea si prezentarea antigenului. Dupa administrarea unui antigen, macrofagele din ganglionul de drenaj sau din splina il capteaza si il concentreaza. Penetrarea in interiorul celulei se face prin endocitoza (antigen particulat) sau prin pinocitoza (antigen solubil). Dupa unirea fagozomilor (cule care contin antigenul) cu culele lizozomale bogat incarcate de enzime litice, antigenul este supus unei degradari in aceste cuole nou create si denumite fagolizozomi.
Desi in fagolizozomi, antigenul ar putea fi digerat pana la stadiul de aminoacizi, degradarea lui se opreste la stadiul de polipeptid cu 20-30 de aminoacizi. Factorii care determina aceasta degradare incompleta, controlata, prin care se protejeaza aceste peptide imunocompetente care contin determinantii antigenici ai moleculelor originare sunt nestiuti. In interiorul celulei prezentatoare de antigen, peptidele se cupleaza cu antigele de histocompatibilitate (MCH) printr-o legatura foarte ferma. Aceasta coeziune stransa este datorata in mare parte existentei unui "sant" in interiorul moleculei MHC, structura care permite o adaptare perfecta a peptidului.
In cazul antigenelor exogene (care provin din afara celulei), peptidele generate formeaza complexe moleculare cu MHC clasa a Ii-a care vor fi apoi transportate si expuse pe suprafata exterioara a macrofagului pentru a putea fi recunoscute de celulele T specifice.In cazul antigenelor endogene (produse in interiorul celulei, de exemplu peptidele provenite din antigene proteice sintetizate de celule infectate viral sau antigene tumorale) asocierea se face cu MHC clasa I.
Alipirea macrofagelor la limfocitele Th. Complexul peptid antigenic-antigen MHC clasa a H-a este recunoscut de receptorul specific pentru antigen de pe limfocitul Th. Reamintim ca receptorul pentru antigen al limfocitului T (TCR = T Cell Receptor) este compus din doua fragmente denumite Ti si CD3. Conexiunea dintre acest receptor si complexul molecular (peptid antigen ic-MHC clasa a II-a) prezentat de macrofag este cu afinitate slaba. Atractia este major amplificata de reactia intre molecula CD4 (de pe suprafata limfocitului) si portiunea constanta a moleculei MHC clasa a II-a (de pe suprafata macrofagului). La conexiunea ferma a limfocitului Th cu macrofagul mai contribuie si cupluri de molecule de adeziune: CD2 si LFl, de o parte (Th), si ICAM-l si LF3, de cealalta parte (macrofag). Exprimarea acestora este amplificata de o serie de mediatori elaborati chiar in timpul procesului. Studii in vitro au aratat ca in timpul producerii de anticorpi in jurul macrofagului sau celulelor dendritice se formeaza buchete de limfocite B si T cu care aceste celule sunt in contact intim.
Actirea limfocitelor Th. Limfocitul Th, in afara stimulului direct primii de la macrofag prin contactul intim intercelular, mai primeste de la aceeasi celula si un al doilea semnal printr-o molecula mica (15 000 daltoni), IL-l, care completeaza procesul de actire.
Drept urmare, in limfocitul Th se produc cate modificari. Primele elemente sesizate (in secunde) sunt constituite din fosforilari de proteine intracelulare ce succed unor fragmentari de fosfolipide membranare. Celula incepe sa sintetizeze mRNA in special pentru limfokine si pentru receptorii lor, molecule care sunt secretate si respectiv exprimate pe suprafata celulei.
Dupa 48 ore incepe sinteza DNA cu diviziuni celulare consecutive.
Limfocitele Th actite sintetizeaza o cantitate importanta de limfokine. Sunt elaborate diverse tipuri de interleukine care pot fi grupate dupa celulele lor tinta. Astfel un grup celular marcat Thl secreta mai ales IFN-Y si IL-2 si activeaza limfocitele T killer, celulele NK si macrofagele.
Grupul celular Th2 produce IL-4 si IL-5 ce stimuleaza limfocitele B. Exista in plus si mediatori care apartin ambelor grupe.
Prin secretii diferentiate de limfokine se produc actiri specifice ale celulelor B, fenomen prin care se induc sinteze de clase riate de lg.
Actirea celulelor B. Urmatoarea treapta in raspunsul imun humoral este actirea limfocitelor B cu producere de anticorpi specifici. Procesul incepe de fapt chiar in timpul actirii limfocitelor Th, cand are loc o fixare a antigenului specific si pe limfocitele B, pe receptorii de pe suprafata acestor celule care sunt de fapt molecule de imunoglobuline. Fixarea antigenului pe limfocitul B care are receptorul imunoglobulinic specific este urmata de endocitoza complexului antigen-receptor. Fragmentele peptidice obtinute din degradarea intracelulara a antigenului sunt cuplate cu MHC clasa a H-a si expuse pe suprafata limfocitului B. Compexul (peptid antigenic-MCH clasa a Ii-a) expus pe suprafata limfocitului B serveste ca semnal de recunoastere pentru limfocitul Th specific deja actit de macrofag. Influenta limfocitului Th asupra limfocitului B se face prin contact direct si prin intermediul IL-2. Limfocitele B antigen specifice pot capta antigenul din mediu la concentratii extrem de mici, dar capacitatea lor de a-l prelucra este redusa, astfel ca acest eveniment nu reprezinta un stimul suficient pentru declansarea sintezei de anticorpi. Este nevoie de un stimul suplimentar care provine de la limfocitul Th "mobilizat" de macrofag. El este constitui de IL-2.
Relatiile functionale in aceasta tripleta celulara (macrofag, limfocit Th, limfocit B) sunt complexe. Macrofagul si limfocitul B capteaza si prelucreaza antigenul. Ambele celule stimuleaza apoi limfocitul Th care la randul lui activeaza celula B, determinandu-i conversia in plasmocit, celula producatoare de anticorpi (.1.11). Stimularea limfocitului Th se face prin contactul direct al acestei celule cu macrofagul si cu limfocitul B, contact direct cosolidat prin atractia puternica dezvoltata de moleculele MHC clasa a H-a (de pe macrofag si limfocitul B) si CD4 (de pe limfocitul Th). In plus limfocitul Th este supus unui "bombardament" de citokine stimulatoare: IL-l (origine macrofagica) si IL-6, TNF-a si proteina costimulatoare B7 (toate de provenienta limfocitara B).
Dinamica raspunsului imun. Replica imuna humorala dupa o prima expunere a unui organism la un antigen timodependent poarta numele de raspuns imun primar, caruia i se disting mai multe faze evolutive:
- faza latenta, initiala dureaza 1-2 saptamani de la expunerea la antigen pana la detectarea in ser a primelor molecule de anticorpi specifici. In acest timp se consuma toate evenimentele de relatie functionala intre cele trei celule: macrofag, limfocit T si limfocit B;
- faza exponentiala in care concentratia serica de anticorpi creste;
- faza de echilibru (steady state) in care productia si disparitia anticorpilor (consum si degradare) sunt echilibrate;
- faza de declin in care raspunsul imun se stinge si productia de anticorpi inceteaza in cate saptamani.In timpul raspunsului imun primar sunt detectati initial anticorpi din clasa IgM care uneori reprezinta unicul tip de secretie. Alteori, apar dupa un timp si anticorpi din clasa IgG. Aparitia acestei noi clase se insoteste in general de scaderea brutala a productiei de IgM.
Raspusul imun secundar (anamnestic) se produce atunci cand acelasi antigen se administreaza dupa un interl de timp, timp in care nu se mai detecteaza anticorpi specifici. De aceasta data raspunsul este mult mai prompt, faza initiala fiind foarte scurta, iar producerea de anticorpi este mult mai prelunga (luni, uneori ani). in acelasi timp se inscrie o modificare in calitate a anticorpilor. Moleculele de tip IgG apar mult mai precoce si la cote mult mai ridicate decat cele de IgM. In plus aviditatea anticorpilor produsi este mult mai mare.
Baza morfologica a raspunsului imun secundar este constituita din populatia de limfocite B cu memorie. Acestea sunt celule B oprite in evolutie in timpul derularii procesului imun primar. Limfocitele B eu memorie poarta pe suprafata lor receptori in special de tip IgG de mare afinitate pentru antigen. Putine celule au receptori IgM. Noua stimulare antigenica produce proliferarea si diferentierea in plasmocite a unora dintre limfocitele B cu memorie.
In timpul raspunsului imun secundar cooperarea intercelulara implica in special limfocite B si T fara angajarea altor celule accesorii. Desi in mod natural, limfocitul B nu este o celula cu proprietati de fagocitoza, datorita receptorilor de suprafata de natura imunoglobulinica, ea fixeaza antigenul specific. Complexul-receptor-antigen este internalizat. Fragmente de antigen sunt apoi asociate cu molecule MHC clasa a H-a si expuse pe suprafata celulei. in plus este elaborata IL-l, cel de al doilea semnal. Aceste evenimente care au loc in limfocitul B sunt similare celor petrecute in macrofag. Ele au drept scop actirea limfocitului Th care odata stimulat influenteaza pozitiv activitatea celulei B care-si creste productia de anticorpi specifici. Sunt argumente care sustin ca unele dintre limfocitele Th care intervin in timpul raspunsului imun secundar sunt si ele celule cu memorie.
Desi sarace in argumente experimentale, mecanismele raspunsurilor imune secundare cu producere de IgA si IgE se considera a se realiza in mod asemanator.
Dupa cum s-a mentionat, in timpul instalarii raspunsului imun secundar are loc o mutatie in clasa si calitatea Ig secretate. Comutarea necesita o rearanjare a genelor structurale ale moleculelor de Ig. Schimbarea tipului de secretie nu modifica insa specificitatea fata de antigen. Chiar daca se schimba clasa de Ig, noile molecule pastreaza aceeasi structura a partii riabile, iar receptorii de pe suprafata celulei isi mentin aceeasi specificitate fata de antigen.
Actirea prin antigene timoindependente. in aceasta categorie de antigene se inscriu polizaharidele bacteriene, flagellina, dextranul, ficolul, polipeptide formate din aminoacizi levogiri. Aceste antigene uneori sunt inglobate prin endocitoza in celulele parenchimatoase ale unor organe (ficat in special) unde persista pentru perioade lungi si de unde se elibereaza continuu in cantitati mici, determinand un raspuns imun prelungit. Aceste substante and determinantii antigenici dispusi repetitiv si linear se fixeaza rapid si ferm pe receptorii celulari. Fixarea acestor antigene pe limfocitele B este urmata de rearanjarea receptorilor specifici. Fenomenul este posibil datorita usurintei de mobilizare a proteinelor membranei celulare ("proteine navigante pe o mare de lipide"). Receptorii pentru antigen se aglomereaza in insule ipatching), pentru ca apoi sa se concentreze la un pol al celulei (capping). Semnalul constituit din unirea antigenului cu receptorul are repercusiuni asupra nivelului mesagerilor intracelulari de ordin II (cAMP si cGMP) si asupra comportamentului celular.
Se remarca modificari nucleare (eucromatizare si marire nucleolara) si citoplasmatice (cresterea ei si dezvoltarea organitelor celulare) ce preced cu ore proliferearea si diferentierea limfocitelor B in plasmocite secretante de anticorpi specifici. Sunt argumente experimentale care sustin existenta unor subseturi de limfocite B specializate care vor fi angajate in raspunsul imun la polizaharide, subseturi celulare care ontogenie apar mai tarziu.
Alte caracteristici ale acestui tip de proces imun sunt: absenta selectarii celulelor cu memorie, absenta raspunsului imun secundar si secretie exclusi de IgM. Secretia maximala de IgM dureaza luni de zile. La 5 ani se poate pastra un nivel de 50% din cea mai mare loare, putandu-se detecta anticorpi si la 8 ani de la stimularea antigenica. Acest efect prelungit se explica si prin faptul ca odata format complexul antigen-anticorp este fagocitat si digerat. Celulele fagocitare nu pot digera decat anticorpul eliberand antigenul odata cu moartea celulei. Antigenul se reinsera intr-un nou ciclu imun. in timpul raspunsului imun prin antigene timoindependente nu sunt angajate limfocite Th, de unde si numele de antigene timoindependente.
