Pregunta 49 · Examen MIR 2016

Cómo se genera la diversidad de las inmunoglobulinas

El sistema inmunitario adaptativo reconoce millones de antígenos distintos con un número limitado de genes. Lo consigue modificando el ADN de los linfocitos B en dos momentos separados de su vida. El primero ocurre en la médula ósea, durante el desarrollo del linfocito y antes de cualquier contacto con el antígeno: genera un repertorio amplio de receptores al azar. El segundo ocurre en los órganos linfoides secundarios, solo después de que el linfocito reconozca su antígeno: afina ese receptor para mejorar la respuesta.

Antes del antígeno: recombinación V(D)J en la médula ósea

Los genes de las inmunoglobulinas están fragmentados en segmentos. La región variable de la cadena pesada se construye uniendo un segmento V, uno D y uno J; la de la cadena ligera, kappa o lambda, solo un V y un J. Las recombinasas RAG1 y RAG2 cortan el ADN en las secuencias señal que flanquean cada segmento, y la maquinaria de reparación de extremos no homólogos los une. Primero se reordena la cadena pesada y después la ligera.

A la diversidad combinatoria, que depende de qué segmentos se eligen y de qué cadena pesada se empareja con qué ligera, se suma la diversidad de unión, que se genera en los puntos de empalme:

• Nucleótidos P (palindrómicos): los extremos codificantes quedan cerrados en horquilla; la endonucleasa Artemis los abre de forma asimétrica y, al rellenarse el saliente, se añaden unos pocos nucleótidos que forman una secuencia palindrómica con el extremo del segmento.
• Nucleótidos N (no codificados): la desoxinucleotidil transferasa terminal (TdT) añade nucleótidos al azar sin necesidad de molde. Como la TdT se expresa sobre todo en las fases en que se reordena la cadena pesada, los nucleótidos N son más abundantes en ella que en la ligera.
• Pérdida de nucleótidos por la acción de exonucleasas en los extremos antes de la unión.

La diversidad de unión se concentra en la tercera región determinante de la complementariedad (CDR3), la que más contacta con el antígeno. Todos estos procesos son independientes del antígeno. Comparten el mismo esquema los receptores de los linfocitos T, que también se reordenan con RAG y añaden nucleótidos N y P.

Si el receptor recién formado reconoce un autoantígeno en la médula ósea, el linfocito B inmaduro puede volver a activar RAG y reordenar otra cadena ligera: es la edición del receptor, un mecanismo de tolerancia central que también es previo a la activación por un antígeno extraño.

Después del antígeno: hipermutación somática en el centro germinal

Cuando un linfocito B maduro reconoce su antígeno en un ganglio linfático o en el bazo y recibe ayuda de los linfocitos T colaboradores foliculares (a través de CD40 y su ligando, y de citocinas), migra al folículo y forma un centro germinal. Allí expresa la enzima AID (citidina desaminasa inducida por activación), que desamina citosinas del ADN y las convierte en uracilos en las regiones variables ya reordenadas de las cadenas pesada y ligera. La reparación de esas lesiones por vías propensas a error introduce mutaciones puntuales, que se concentran en las regiones determinantes de la complementariedad.

El centro germinal se organiza en dos zonas. En la zona oscura, los centroblastos proliferan y mutan. En la zona clara, los centrocitos compiten por el antígeno presentado por las células dendríticas foliculares y por la ayuda de los linfocitos T foliculares: sobreviven los que han adquirido mayor afinidad y mueren por apoptosis los que la han perdido. La repetición de este ciclo produce la maduración de la afinidad: los anticuerpos de una respuesta secundaria se unen al antígeno con mucha más afinidad que los de la primaria. Los receptores de los linfocitos T no sufren hipermutación somática.

La AID es también la enzima del cambio de isotipo, que sustituye la región constante de la cadena pesada (de IgM a IgG, IgA o IgE) sin modificar la región variable ni, por tanto, la especificidad. Su déficit causa un síndrome de hiper-IgM autosómico recesivo, sin cambio de isotipo ni hipermutación.

Mecanismo	Dónde	Cuándo	Enzima clave	Qué modifica
Recombinación V(D)J	Médula ósea	Antes del antígeno	RAG1 y RAG2	Ensambla la región variable
Nucleótidos N y P	Médula ósea	Antes del antígeno	TdT (N)	Uniones de la región variable
Hipermutación somática	Centro germinal	Después del antígeno	AID	Mutaciones puntuales en la región variable
Cambio de isotipo	Órganos linfoides secundarios, sobre todo el centro germinal	Después del antígeno	AID	Región constante de la cadena pesada

La respuesta a la pregunta 49 del MIR 2016

La pregunta exige dos condiciones: que el cambio afecte a la región variable de la cadena ligera y que ocurra después de que el linfocito B reconozca el antígeno en un ganglio. Solo la hipermutación somática, la opción 3, cumple ambas.

Actúa en el centro germinal tras la activación antigénica y, a través de la AID, introduce mutaciones puntuales en las regiones variables tanto de la cadena pesada como de la ligera. La recombinación y la adición de nucleótidos N y P también modifican la región variable, pero pertenecen a la fase de desarrollo en la médula ósea, previa al encuentro con el antígeno.