Hemocianină

Expresia ordonată a diferitelor familii de gene V și achiziția de specificități antigenice în timpul ontogenezei

În studii de pionierat, Silverstein a demonstrat că răspunsurile mieilor la anumiți antigeni, cum ar fi virusurile, feritina, azoproteinele, ovalbumina și hemocianina, pot fi obținute în timpul vieții fetale, în timp ce răspunsurile la anatoxina difterică, la antigenul O și la BCG au apărut numai după 40 de zile de viață postnatală. Studiile privind răspunsurile la anticorpi și expresia idiotipurilor la șoarecii tineri au contribuit, de asemenea, la demonstrarea faptului că există o activare secvențială sau ordonată a clonelor în timpul vieții postnatale. Există unele polizaharide, cum ar fi β2-6 fructozanul, lipopolizaharida S. tranaroa (LPS) purtând zahărul α-metil-d-galactosidic imunodominant sau β1-6 galactan, care pot declanșa un răspuns imun la șoarecii de o zi. Imunizarea cu β2-6 fructozan nu este paralelă cu o expresie crescută a idiotipului reactiv încrucișat A48 și UPC10 (IdX). În schimb, aproximativ 25% dintre anticorpii specifici LPS exprimă MOPC387 IdX al unei proteine mielomice specifice pentru LPS de Salmonella tranaroa. În mod similar, șoarecii în vârstă de o zi imunizați cu guma ghatti dezvoltă un răspuns semnificativ antigalactoane de celule formatoare de plăci (PFC), dintre care 30% au exprimat idiotipul X24. Studiile privind ontogeneza răspunsurilor anticorpilor antifosfocolină (PC), fenilarsonat (Ars) și trinitrofenil (TNP) au arătat că producția de anticorpi împotriva acestor antigene, care împărtășesc IdX-ul proteinelor de mielom cu aceeași specificitate, poate fi indusă la șoarecii în vârstă de o săptămână. Astfel, majoritatea precursorilor specifici PC purtând IdX T15 pot fi detectați la 4-5 zile după naștere, în timp ce celulele capabile să producă anticorpi IdX+ specifici Ars sunt prezente înainte de ziua 7 la șoarecii neonatali. Imunizarea șoarecilor în vârstă de 1 zi cu TNP-LPS și a șoarecilor în vârstă de 1 săptămână cu TNP-Ficoll a provocat un răspuns anti-TNP semnificativ. Cu toate acestea, 460Id exprimat pe proteina mielomului MOPC460 care se leagă de DNP a fost detectat numai la șoarecii în vârstă de 1 săptămână imunizați cu TNP-LPS și la șoarecii în vârstă de 3 săptămâni imunizați cu TNP-Ficoll. Activarea clonelor anti-TNP 460Id+ la șoarecii de 7 zile a coincis cu vârsta la care are loc diversificarea răspunsului anti-TNP. În cazul α1-3 dextran, deși precursorii care exprimă MOPC104Id pot fi detectați în prima săptămână de viață, precursorii J558IdX apar abia la 15-22 de zile după naștere și apoi devin rapid dominanți. Am observat, de asemenea, o întârziere ontogenică substanțială în cazul răspunsurilor anti-β2-1 fructosan (inulină). O creștere substanțială a răspunsului antiinulinic purtător de IdX a fost observată doar la șoarecii în vârstă de 28 de zile. Acest răspuns întârziat este asociat cu o lipsă de precursori la animalele tinere. Un răspuns ontogenic întârziat a fost, de asemenea, observat în cazul α1-6 dextran și este, de asemenea, legat de absența precursorilor. Fernandez și Moller au arătat, de fapt, că precursorii anti-α1-6 dextran pot fi detectați numai la șoarecii în vârstă de o lună.

Majoritatea datelor discutate mai sus se referă la antigene independente de T și, prin urmare, răspunsurile ontogenice întârziate nu se datorează imaturității celulelor T. Activarea secvențială a unor răspunsuri de anticorpi nu poate fi atribuită lipsei de rearanjamente ale genei V la șoarecii tineri. Pare puțin probabil ca maturizarea târzie a unor răspunsuri să poată fi explicată prin toleranța precursorilor la animalele tinere. În cazul răspunsurilor târzii anti-β2-1 fructosan, tolerogenul ar trebui să fie mai degrabă inulina decât levanul. Lipsa de responsivitate este limitată la β2-1 fructosan și nu la legătura β2-1 fructosan, iar ambii epitopi sunt purtați de levanul bacterian, care este un antigen de mediu. O explicație mai plauzibilă este aceea că activarea secvențială este dobândită prin mecanisme generative independente de antigen sau influențe ale celulelor T. Anumite mecanisme necunoscute pot determina momentul unei anumite împerecheri VH:Vκ care ar putea fi critice pentru specificitatea situsurilor de combinare care recunosc anumiți epitopi.

În cele din urmă, activarea secvențială a clonelor care exprimă un anumit set de gene V poate fi determinată de forțe interne, cum ar fi anticorpii anti-idiotip. Această idee este puternic susținută de datele lui Vakil și Kearney care, în timp ce analizau specificitatea de legare pentru unele IdX majore ale anticorpilor produși de hibridomi proveniți din ficatul fetal sau de la nou-născuți, au observat că un număr mare (7%) dintre aceștia prezentau activitate anti-idiotip.

Există numeroase gene VH și Vκ din linia germinală atât la șoareci cât și la oameni. Pe baza omologiei secvenței proteice, genele VH și Vκ din linia germinală au fost clasificate în mai multe subgrupuri, iar acum, pe baza omologiei ADN, acestea au fost clasificate în diverse familii. Genele de linie germinală aparținând unei familii sunt grupate în clustere, rareori intercalate, și asigură o ordine pe cromozomul 12 pentru lanțul greu sau pe cromozomul 6 pentru lanțul ușor Vκ.

Analiza expresiei familiei de gene V în liniile de celule pre-B transformate Abelson a arătat o utilizare preferențială a familiilor 3′. De fapt, VH81X, membrul cel mai D-proximal al acestei familii de gene, a fost observat în hibridomii de tip celule pre-B, precum și în cei preparați din ficat fetal. În schimb, s-au obținut rezultate diferite în studiile în care utilizarea familiei de gene a fost investigată în liniile celulare pre-B netransformate, preparate de la șoareci BALB/c nude în vârstă de 6 până la 8 săptămâni. În acest studiu, s-a demonstrat că toate sondele s-au hibridizat cu intensitate detectabilă la ARN din celulele pre-B în repaus. Aceste date indică faptul că toate familiile de gene VH au fost active din punct de vedere transcripțional în celulele pre-B în repaus de la șoarecii adulți. Incubarea timp de 7 zile cu celule dendritice și cu limfocite T stimulate cu mitogen a determinat o expresie mai mare a familiei VH7183, sugerând că expresia acestei familii este reglată de alți factori decât ontogenia și, poate, este legată de etape specifice ale diferențierii liniei celulelor B. Semnificația funcțională a rearanjării nealeatorii a genelor VH este de o importanță considerabilă în ceea ce privește repertoriul funcțional emergent al celulelor B ale fătului.

Yancopoulos și Alt au emis ipoteza că preferința dependentă de poziție a utilizării familiei VH în celulele pre-B și în ficatul neonatal este cel mai probabil legată de un mecanism de urmărire unidimensional, mediat de recombinaze, în timpul îmbinării VDJ, mai degrabă decât de o îmbinare disociativă legată de coliziuni în timpul difuziei tridimensionale. Există date care indică faptul că genele VH dintr-o familie pot fi înlocuite cu gene VH din altă familie în limfocitele tinere. Se pare că înlocuirea genelor V este un eveniment destul de rar; cu toate acestea, poate contribui la stabilirea repertoriului de celule pre-B. În celulele B fetale umane s-a observat, de asemenea, un set foarte restrâns de utilizare a segmentelor genelor VH. Analiza repertoriului VH uman la 130 de zile de gestație a arătat o utilizare tendențioasă a anumitor gene JH (JH3, JH4 și JH5) și, de asemenea, o genă VH desemnată 56P1 care prezintă o mare omologie cu VH81X murină, un membru al familiei VH7183 rearanjat preferențial în celulele pre-B murine.

În mod similar, anumite familii Vκ sunt exprimate preferențial în timpul ontogeniei. Kaushik și colegii săi au analizat utilizarea familiilor Vκ de către celulele B murine neonatale folosind un test de colonii de celule B induse de LPS. Rezultatele arată că un grup de familii Vκ, cum ar fi Vκ1, Vκ9 și Vκ8, situate în mijlocul locusului Vκ, sunt foarte utilizate de șoarecii C57BL/6 neonatali. În mod interesant, expresia lui Vκ21, cea mai proximală familie Jκ, nu a fost observată în rândul coloniilor de celule B neonatale. Aceste date sugerează că utilizarea Vκ la șoarecii neonatali nu reflectă o prejudecată pozițională pentru exprimarea familiilor 3′, ci mai degrabă o utilizare preferențială a familiilor Vκ1 și Vκ9, situate în centrul locusului Vκ. Diferențele implică faptul că mecanismele de rearanjare și exprimare a genei Vκ diferă de cele care controlează locusul VH.

.