11.7C: Selección clonal de células productoras de anticuerpos

La hipótesis de selección clonal es un modelo ampliamente aceptado para la respuesta del sistema inmune a la infección.

Objetivos de aprendizaje

• Describir la hipótesis de selección clonal con respecto a la producción de células B

Puntos Clave

• En 1954, el inmunólogo Niels Jerne planteó la hipótesis de que ya existe una amplia gama de linfocitos en el cuerpo antes de la infección. La entrada de un antígeno en el cuerpo da como resultado la selección de un solo tipo de linfocito para que coincida con él y producir un anticuerpo correspondiente para destruirlo.
• Las células B existen como clones derivados de una célula particular. Así, los anticuerpos y sus progenies diferenciadas pueden reconocer y/o unirse a los mismos componentes superficiales específicos compuestos por macromoléculas biológicas de un antígeno dado. La clonalidad tiene importantes consecuencias para la memoria inmunogénica.
• La hipótesis de selección clonal establece que una célula B individual expresa receptores específicos del antígeno distinto, determinados antes de que el anticuerpo se encuentre con el antígeno.

Términos Clave

• Selección clonal: Hipótesis que establece que un linfocito individual (específicamente, una célula B) expresa receptores específicos del antígeno distinto, determinados antes de que el anticuerpo encuentre el antígeno. La unión de Ag a una célula activa la célula, provocando una proliferación de células hijas clonadas.
• clon: Un grupo de células idénticas derivadas de una sola célula.

La hipótesis de selección clonal se ha convertido en un modelo ampliamente aceptado de cómo responde el sistema inmune a la infección y cómo se seleccionan ciertos tipos de linfocitos B y T para la destrucción de antígenos específicos que invaden el cuerpo.

Figura: Una vista esquemática de la selección clonal: Selección clonal de linfocitos: 1) Una célula madre hematopoyética experimenta diferenciación y reordenamiento genético para producir 2) linfocitos inmaduros con muchos receptores de antígeno diferentes. Aquellos que se unen a 3) antígenos de los propios tejidos del cuerpo son destruidos, mientras que el resto madura en 4) linfocitos inactivos. La mayoría de estos nunca encontrarán un antígeno extraño coincidente 5), pero los que sí se activan y producen 6) muchos clones de sí mismos.

Cuatro predicciones de la hipótesis de selección clonal

• Cada linfocito lleva un único tipo de receptor con una especificidad única (por recombinación V (D) J).
• Se requiere la ocupación del receptor para la activación celular.
• Las células efectoras diferenciadas derivadas de un linfocito activado portarán receptores de idéntica especificidad que la célula parental.
• Aquellos linfocitos que portan receptores para automoléculas serán eliminados en una etapa temprana.

En 1954, el inmunólogo danés Niels Jerne planteó una hipótesis que afirmaba que ya existe una amplia gama de linfocitos en el cuerpo antes de cualquier infección. La entrada de un antígeno en el cuerpo da como resultado la selección de un solo tipo de linfocito para que coincida con él y producir un anticuerpo correspondiente para destruir el antígeno. Esta selección de un solo tipo de linfocitos da como resultado que sea clonado o reproducido por el cuerpo extensamente para asegurar que se producen suficientes anticuerpos para inhibir y prevenir la infección. El inmunólogo australiano Frank Macfarlane Burnet, con aportes de David W. Talmage, trabajó en este modelo y fue el primero en llamarlo “teoría de selección clonal”. Burnet explicó la memoria inmunológica como la clonación de dos tipos de linfocitos. Un clon actúa inmediatamente para combatir la infección mientras que el otro es más duradero, permaneciendo en el sistema inmunológico por mucho tiempo, lo que resulta en inmunidad a ese antígeno. En 1958, Sir Gustav Nossal y Joshua Lederberg demostraron que una célula B siempre produce un solo anticuerpo, que fue la primera evidencia para la teoría de la selección clonal.

Las células B existen como clones. Todas las células B derivan de una célula particular, y como tal, los anticuerpos y sus progenies diferenciadas pueden reconocer y/o unirse a los mismos componentes superficiales específicos compuestos por macromoléculas biológicas (epítopo) de un antígeno dado. Dicha clonalidad tiene consecuencias importantes, ya que la memoria inmunogénica se basa en ella. La gran diversidad en respuesta inmune se produce debido a los hasta 109 clones con especificidades para el reconocimiento de diferentes antígenos. Al encontrarse con su antígeno específico, una sola célula B, o un clon de células con especificidad compartida, se divide para producir muchas células B. La mayoría de estas células B se diferencian en células plasmáticas que secretan anticuerpos a la sangre que se unen al mismo epítopo que provocó la proliferación en primer lugar. Una pequeña minoría sobrevive como células de memoria que solo pueden reconocer el mismo epítopo. Sin embargo, con cada ciclo, aumenta el número de células de memoria supervivientes. El incremento se acompaña de maduración por afinidad que induce la supervivencia de las células B que se unen al antígeno particular con alta afinidad. Esta posterior amplificación con especificidad mejorada de respuesta inmune se conoce como respuesta inmune secundaria. Las células B que no han sido activadas por antígeno se conocen como linfocitos ingenuos; las que han cumplido con su antígeno, se han activado y se han diferenciado más en linfocitos completamente funcionales se conocen como linfocitos B efectores.

Figura: Hematopoyesis en Humanos: Este diagrama muestra la hematopoyesis tal como ocurre en humanos.