Hemocianina

Expresión ordenada de varias familias de genes V y adquisición de especificidades antigénicas durante la ontogenia

En estudios pioneros, Silverstein demostró que las respuestas de los corderos a ciertos antígenos, como los virus, la ferritina, las azoproteínas, la ovoalbúmina y la hemocianina, podían obtenerse durante la vida fetal, mientras que las respuestas al toxoide diftérico, al antígeno O y a la BCG sólo se producían después de 40 días de vida postnatal. Los estudios sobre las respuestas de los anticuerpos y de la expresión de los idiotipos en los ratones jóvenes también han contribuido a demostrar que existe una activación secuencial u ordenada de los clones durante la vida postnatal. Hay algunos polisacáridos, como el β2-6 fructosán, el lipopolisacárido (LPS) de S. tranaroa con el azúcar inmunodominante α-metil-d-galactósido, o el β1-6 galactán, que pueden provocar una respuesta inmunitaria en ratones de un día. La inmunización con β2-6 fructosán no es paralela a un aumento de la expresión del idiotipo A48 y UPC10 de reacción cruzada (IdX). Por el contrario, alrededor del 25% de los anticuerpos específicos para LPS expresan MOPC387 IdX de una proteína de mieloma específica para LPS de Salmonella tranaroa. Del mismo modo, los ratones de un día de edad inmunizados con goma ghatti desarrollan una respuesta significativa de células formadoras de placas (PFC) antigalactanas, de las cuales el 30% expresan el idiotipo X24. Los estudios sobre la ontogenia de las respuestas de anticuerpos contra la fosfocolina (PC), el fenilarsonato (Ars) y el trinitrofenilo (TNP) han demostrado que la producción de anticuerpos contra estos antígenos, que comparten el IdX de las proteínas del mieloma con la misma especificidad, puede inducirse en ratones de 1 semana. Así, la mayoría de los precursores específicos de PC que llevan T15 IdX pueden detectarse 4-5 días después del nacimiento, mientras que las células capaces de producir anticuerpos específicos de Ars IdX+ están presentes antes del día 7 en ratones neonatos. La inmunización de ratones de 1 día de edad con TNP-LPS y de ratones de 1 semana de edad con TNP-Ficoll provocó una respuesta significativa anti-TNP. Sin embargo, la 460Id expresada en la proteína de mieloma MOPC460 que se une al DNP sólo se detectó en ratones de 1 semana de edad inmunizados con TNP-LPS y en ratones de 3 semanas de edad inmunizados con TNP-Ficoll. La activación de clones anti-TNP 460Id+ en ratones de 7 días coincidió con la edad en la que se produce la diversificación de la respuesta anti-TNP. En el caso del α1-3 dextrano, aunque los precursores que expresan MOPC104Id pueden detectarse durante la primera semana de vida, los precursores J558IdX aparecen sólo 15-22 días después del nacimiento y luego se vuelven rápidamente dominantes. Hemos observado además un retraso ontogénico sustancial en el caso de las respuestas anti-β2-1 fructosan (inulina). Sólo se ha observado un aumento sustancial de la respuesta anti-inulina con IdX en ratones de 28 días. Esta respuesta retardada se asocia a la falta de precursores en los animales jóvenes. También se observó una respuesta ontogénica retardada en el caso del α1-6 dextrano y también está relacionada con la ausencia de precursores. De hecho, Fernández y Moller demostraron que los precursores de anti-α1-6 dextrano sólo pueden detectarse en ratones de 1 mes de edad.

La mayoría de los datos comentados anteriormente se refieren a antígenos T independientes y, por tanto, las respuestas ontogénicas retardadas no se deben a la inmadurez de las células T. La activación secuencial de algunas respuestas de anticuerpos no puede atribuirse a la falta de reordenamientos del gen V en los ratones jóvenes. Parece poco probable que la maduración tardía de algunas respuestas pueda explicarse por la tolerancia de los precursores en los animales jóvenes. En el caso de las respuestas tardías al antiβ2-1 fructosano, el tolerogénico tendría que ser la inulina y no el levan. La falta de respuesta se limita al β2-1 fructosán y no al enlace β2-1 fructosán, y ambos epítopos son transportados por el levan bacteriano, que es un antígeno ambiental. Una explicación más plausible es que la activación secuencial se adquiere por mecanismos generativos independientes del antígeno o por influencia de las células T. Ciertos mecanismos desconocidos pueden determinar el momento del emparejamiento VH:Vκ particular que podría ser crítico para la especificidad de los sitios de combinación que reconocen epítopos particulares.

Por último, la activación secuencial de los clones que expresan un conjunto particular de genes V puede ser impulsada por fuerzas internas como los anticuerpos anti-idiotipo. Esta idea está fuertemente respaldada por los datos de Vakil y Kearney, quienes, al analizar la especificidad de unión para algunos IdX principales de los anticuerpos producidos por hibridomas procedentes de hígado fetal o de neonatos, observaron que un elevado número (7%) de ellos presentaban actividad anti-Id.

Existen numerosos genes de la línea germinal VH y Vκ tanto en ratones como en humanos. Basándose en la homología de la secuencia de proteínas, los genes de la línea germinal VH y Vκ se clasificaron en varios subgrupos y ahora, basándose en la homología del ADN, se han clasificado en varias familias. Los genes de la línea germinal pertenecientes a una familia se agrupan en racimos, raramente intercalados, y proporcionan un orden en el cromosoma 12 para la cadena pesada o en el cromosoma 6 para la cadena ligera Vκ.

El análisis de la expresión de la familia de genes V en las líneas celulares pre-B transformadas por Abelson ha mostrado un uso preferente de las familias 3′. De hecho, VH81X, el miembro más D-proximal de esta familia de genes, se ha observado en hibridomas de tipo celular pre-B así como en aquellos preparados a partir de hígado fetal. Por el contrario, se han obtenido resultados diferentes en estudios en los que se investigó el uso de la familia de genes en líneas de células pre-B no transformadas preparadas a partir de ratones BALB/c de 6 a 8 semanas de edad. En este estudio, se demostró que todas las sondas hibridaban con intensidad detectable con el ARN de las células pre-B en reposo. Estos datos indican que todas las familias de genes VH eran transcripcionalmente activas en las células pre-B en reposo de ratones adultos. La incubación durante 7 días con células dendríticas y linfocitos T estimulados por mitógenos provocó una mayor expresión de la familia VH7183, lo que sugiere que la expresión de esta familia está regulada por factores distintos de la ontogenia y, tal vez, esté relacionada con etapas específicas de la diferenciación del linaje de células B. El significado funcional del reordenamiento no aleatorio de los genes VH es de considerable importancia en términos del repertorio funcional emergente de células B del feto.

Yancopoulos y Alt han planteado la hipótesis de que la preferencia dependiente de la posición de la utilización de la familia VH en las células pre-B y en el hígado neonatal está muy probablemente relacionada con un mecanismo de seguimiento unidimensional, mediado por recombinasas, durante la unión VDJ más que con una unión disociativa relacionada con colisiones durante la difusión tridimensional. Hay datos que indican que los genes VH de una familia pueden ser sustituidos por genes VH de otra familia en linfocitos jóvenes. Parece que la sustitución de genes V es un acontecimiento bastante raro; sin embargo, puede contribuir al establecimiento del repertorio de células pre-B. También se ha observado un conjunto muy restringido de uso de segmentos de genes VH en las células B fetales humanas. El análisis del repertorio VH humano a los 130 días de gestación ha mostrado un uso sesgado de ciertos genes JH (JH3, JH4 y JH5) y, también un gen VH designado 56P1 que muestra una alta homología con el VH81X murino, un miembro de la familia VH7183 preferentemente reordenado en las células pre-B murinas.

De forma similar, ciertas familias Vκ se expresan preferentemente durante la ontogenia. Kaushik y sus colegas analizaron el uso de las familias Vκ por parte de las células B murinas neonatales utilizando un ensayo de colonias de células B inducido por LPS. Los resultados muestran que un grupo de familias Vκ como Vκ1, Vκ9 y Vκ8, situadas en el centro del locus Vκ, son altamente utilizadas por los ratones C57BL/6 neonatales. Curiosamente, la expresión de Vκ21, la familia más próxima a Jκ, no se observó entre las colonias de células B neonatales. Estos datos sugieren que el uso de Vκ en ratones neonatales no refleja un sesgo posicional para la expresión de las familias 3′, sino más bien un uso preferente de las familias Vκ1 y Vκ9, situadas en el centro del locus Vκ. Las diferencias implican que los mecanismos de reordenación y expresión del gen Vκ difieren de los que controlan el locus VH.