Hemocyanin

Expressão ordenada de várias famílias de genes V e aquisição de especificidades de antígenos durante a ontogenia

Em estudos pioneiros, Silverstein demonstrou que respostas de cordeiros a certos antígenos, tais como vírus, ferritina, azoproteínas, ovalbumina e hemocianina, poderiam ser obtidas durante a vida fetal, enquanto respostas à difteria toxoide, antígeno O e BCG ocorreram somente após 40 dias de vida pós-natal. Estudos sobre respostas de anticorpos e de expressão idiotípica em ratos jovens também ajudaram a mostrar que existe uma ativação seqüencial ou ordenada de clones durante a vida pós-natal. Existem alguns polissacarídeos como β2-6 fructosan, S. tranaroa lipopolissacarídeo (LPS) contendo o açúcar imunodominante α-metil-d-galactosídeo, ou β1-6 galactan, que pode desencadear uma resposta imunológica em camundongos de um dia de vida. A imunização com β2-6 fructosan não é paralela a uma expressão aumentada de A48 e UPC10 idiótipo reativo cruzado (IdX). Em contraste, cerca de 25% dos anticorpos específicos do LPS expressam MOPC387 IdX de uma proteína do mieloma específico para Salmonella tranaroa LPS. Da mesma forma, ratos de 1 dia imunizados com goma ghatti desenvolvem uma resposta significativa de células formadoras de placa antigalactana (PFC), das quais 30% expressam o idiótipo X24. Estudos sobre a ontogenia dos anticorpos anti-fosfocholina (PC), fenilarsonato (Ars) e trinitrofenil (TNP) mostraram que a produção de anticorpos contra estes antigénios, que partilham o IdX das proteínas do mieloma múltiplo com a mesma especificidade, pode ser induzida em ratos com 1 semana de vida. Assim, a maioria dos precursores específicos para PC com T15 IdX pode ser detectada 4-5 dias após o nascimento, enquanto as células capazes de produzir anticorpos específicos IdX+ Ars estão presentes antes do 7º dia em ratos neonatais. A imunização de ratos de 1 dia com TNP-LPS e de ratos de 1 semana com TNP-Ficoll provocou uma resposta anti-TNP significativa. Entretanto, o 460Id expresso na proteína do mieloma DNP MOPC460 foi detectado apenas em ratos de 1 semana imunizados com TNP-LPS e em ratos de 3 semanas imunizados com TNP-Ficoll. A ativação de 460Id+ clones anti-TNP em camundongos de 7 dias coincidiu com a idade em que ocorre a diversificação da resposta anti-TNP. No caso do α1-3 dextran, embora os precursores que expressam MOPC104Id possam ser detectados durante a primeira semana de vida, os precursores J558IdX aparecem apenas 15-22 dias após o nascimento e depois rapidamente se tornam dominantes. Observamos ainda um substancial atraso ontogênico no caso de respostas anti-β2-1 fructosan (inulina). Um aumento substancial na resposta anti-inulina com IdX foi observado apenas em ratos de 28 dias de idade. Esta resposta tardia está associada com a falta de precursores em animais jovens. Uma resposta ontogênica tardia também foi observada no caso do α1-6 dextran e também está relacionada com a ausência de precursores. Fernandez e Moller realmente mostraram que os precursores do dextrano anti-α1-6 só podem ser detectados em ratos de 1 mês de idade.

A maioria dos dados discutidos acima diz respeito aos antígenos T independentes e, portanto, a resposta ontogênica tardia não se deve à imaturidade das células T. A ativação sequencial de algumas respostas de anticorpos não pode ser atribuída à falta de rearranjos do gene V em camundongos jovens. Parece improvável que a maturação tardia de algumas respostas possa ser explicada pela tolerância dos precursores em animais jovens. No caso de respostas tardias anti-β2-1 fructosan, a tolerância teria de ser de inulina e não de levano. A falta de resposta é limitada a β2-1 fructosan e não a β2-1 ligação fructosan, e ambos os epitopos são transportados por levan bacteriano, que é um antígeno ambiental. Uma explicação mais plausível é que a ativação seqüencial é adquirida por mecanismos generativos independentes do antígeno ou influências das células T. Certos mecanismos desconhecidos podem determinar o tempo de emparelhamento VH:Vκ particular que pode ser crítico para a especificidade dos locais de combinação reconhecendo epitopes particulares.

Finalmente, a ativação seqüencial de clones expressando um conjunto particular de genes V pode ser impulsionada por forças internas, como anticorpos anti-idiótipo. Esta idéia é fortemente apoiada pelos dados de Vakil e Kearney que, ao analisar a especificidade de ligação para alguns dos principais IdX de anticorpos produzidos por hibridomas originários do fígado fetal ou neonatos, observaram que um alto número (7%) deles exibiu atividade anti-ID.

Existem numerosos genes VH e Vκ da linha germinal tanto em camundongos quanto em humanos. Com base na homologia da sequência proteica, os genes da linha germinal VH e Vκ foram classificados em vários subgrupos e agora, com base na homologia do DNA, eles foram classificados em várias famílias. Os genes da linha germinal pertencentes a uma família são agrupados em grupos, raramente intercalados, e fornecem uma ordem no cromossomo 12 para cadeia pesada ou no cromossomo 6 para Vκ cadeia leve.

Análise da expressão da família de genes V em linhas de células pré-B transformadas por Abelson mostrou um uso preferencial das famílias 3′. De fato, VH81X, o membro mais próximo D desta família de genes, tem sido observado em hibridomas do tipo de células pré-B, bem como aqueles preparados a partir do fígado fetal. Em contraste, diferentes resultados foram obtidos em estudos nos quais o uso da família de genes foi investigado em linhas de células pré-B não transformadas preparadas de ratos BALB/c nus com 6 a 8 semanas de vida. Neste estudo, foi demonstrado que todas as sondas foram hibridizadas com intensidade detectável ao RNA a partir de células pré-B em repouso. Estes dados indicam que todas as famílias de genes VH foram transcritivamente activas em células pré-B em repouso a partir de ratos adultos. A incubação durante 7 dias com células dendríticas e linfócitos T estimulados por mitógenos causou uma expressão mais elevada da família VH7183, sugerindo que a expressão desta família é regulada por outros fatores que não a ontogenia e, talvez, esteja relacionada a estágios específicos da diferenciação da linhagem celular B. A significância funcional do rearranjo não-randomial dos genes VH é de considerável importância em termos do repertório celular B funcional emergente do feto.

Yancopoulos e Alt têm levantado a hipótese de que a preferência dependente de posição da utilização da família VH em células pré-B e fígado neonatal está muito provavelmente relacionada a um mecanismo de rastreamento unidimensional, mediado por recombinases, durante a união VDJ ao invés de uma união dissociativa relacionada a colisões durante a difusão tridimensional. Existem dados que indicam que genes VH de uma família podem ser substituídos por genes VH de outra família em linfócitos jovens. Parece que a substituição dos genes V é um evento bastante raro; no entanto, pode contribuir para o estabelecimento do repertório de células pré-B. Um conjunto altamente restrito de uso do segmento de genes VH também tem sido observado nas células B do feto humano. A análise do repertório VH humano aos 130 dias de gestação mostrou um uso tendencioso de certos genes JH (JH3, JH4 e JH5) e, também um gene VH designado 56P1 que mostra uma homologia elevada com o murino VH81X, um membro da família VH7183 preferencialmente rearranjado em células murinas pré-B.

Similiarmente, certas famílias Vκ são preferencialmente expressas durante a ontogenia. Kaushik e colegas analisaram o uso de Vκ famílias por células B de murino neonatal usando um ensaio de colônia de células B induzido por LPS. Os resultados mostram que um grupo de famílias Vκ como Vκ1, Vκ9 e Vκ8, localizadas no meio do Vκ locus, são altamente utilizadas por ratos C57BL/6 neonatais. Curiosamente, a expressão de Vκ21, a família mais próxima de Jκ, não foi observada entre as colônias de células B neonatais. Estes dados sugerem que o uso do Vκ em ratos neonatais não reflete o viés posicional para a expressão das famílias 3′, mas sim um uso preferencial da família Vκ1 e Vκ9, localizada no centro do locus Vκ. As diferenças implicam que os mecanismos de rearranjo e expressão do gene Vκ são diferentes daqueles que controlam o locus VH.