Desenvolvimento dos Linfócitos B

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Desenvolvimento dos Linfócitos B
Células B: Capacidade de produzir Ig específicas - fornecem o potencial de produzir anticorpos contra micro-organismos. O organismo não armazena todas as células B necessárias para produzi-los. O desenvolvimento das células B ocorre a partir das células tronco da medula óssea (células-tronco hematopoiéticas). Assim, o desenvolvimento das células B pode ser dividido em seis fases distintas.
FASE 1: Precursores das células B da medula óssea adquirem receptores de antígenos funcionais por meio de rearranjos dos genes das Ig. Embora cada célula madura expresse Ig com especificidade para apenas um antígeno como seu receptor de célula B, a população de células B representa um grande repertório de Ig com diferentes tipos de ligação.
FASE 2: Seleção negativa - previne o surgimento de células B maduras (receptores que se liga aos constituintes normais do corpo). Essas células são perigosas devido ao seu potencial de atacar os tecidos saudáveis e causar doenças autoimunes. A seleção negativa inicia na medula óssea e continua à medida que as células B imaturas deixam a medula óssea e se dirigem para os órgãos linfoides secundários.
FASE 3: Seleção positiva - Ccélulas B imaturas competem por um número limitado de locais nos folículos dos tecidos linfoides secundários onde devem completar sua maturação.
FASE 4: Células B maduras migram na linfa e no sangue entre os tecidos linfoides secundários buscando infecções e antígenos derivados de patógenos aos quais os receptores de células B podem se ligar.
FASE 5: Ativação das células B pelos antígenos, o que leva à proliferação e expansão clonal das células B específicas para o antígeno.
FASE 6: A diferenciação e a diversificação das células B de cada clone expandido dá origem às células plasmáticas que produzem os anticorpos para atacar uma infecção em curso e às células B de memória que irão acelerar a eliminação de uma futura infecção pelo mesmo patógeno.
Os estágios de desenvolvimento das células B são: célula pró-B precoce, célula pró-B tardia, células pré-B grande, células pré-B pequena e célula B madura. Somente um lócus gênico é rearranjado a cada etapa em uma sequência fixa. A expressão de uma cadeia pesada funcional permite a formação do receptor de células pré-B. Os fatores de transcrição E2A e EBF nas células pró-B precoces induzem a produção de várias proteínas fundamentais que permitem que ocorra o rearranjo gênico, incluindo a RAG-1 e a RAG-2.
Célula pró-B
- O lócus da cadeia pesada (cadeia H) rearranja primeiro. Os rearranjos no lócus de cadeia pesada das Ig iniciam com a união D a JH nas células pró-B precoces. Isso ocorre tipicamente nos dois alelos do lócus da cadeia pesada no momento em que a célula torna-se célula pró-B.
- Pró-B tardias: Rearranjo VH para DJH. Um rearranjo VDJH bem sucedido leva à expressão de uma cadeia pesada completa de Ig como parte do receptor da célula pré-B, que é encontrado principalmente no citoplasma e, em certa quantidade, na superfície da célula. Uma vez que isso ocorre, a célula é estimulada a se tornar uma célula grande pré-B. 
A TdT é expressa pela célula pró-B e adiciona nucleotídeos não-moldes (nucleotídeos-N) nas junções entre os segmentos gênicos rearranjados. No homem adulto, ela é expressa nas células pró-B durante o rearranjo dos genes de cadeia pesada, mas sua expressão é reduzida no estágio de células pré-B durante o rearranjo dos genes de cadeia leve.
Célula pré-B
- Célula grande pré-B: Se divide ativamente. Quando param de se dividir, se tornam células pré-B pequenas em repouso. 
- Células pré-B pequenas: Repouso - param a expressão das cadeias leves substitutas e expressam somente a cadeia pesada μ no citoplasma. Quando as células são novamente pequenas, elas reexpressam as proteínas RAG e começam a rearranjar os genes das cadeias leves (cadeia L). Não possui cadeia leve substituta e receptor de célula pré-B.
Células B maduras
- Após a reunião bem sucedida dos genes das cadeias leves, a célula se torna uma célula B imatura que expressa uma molécula de IgM completa na superfície. As células B maduras produzem uma cadeia pesada δ, bem como uma cadeia pesada μ, por meio de um mecanismo de processamento alternativo do mRNA, e são marcadas para a apresentação adicional da cadeia IgD na sua superfície.
A natureza imprecisa da recombinação V(D)J aumenta a diversidade do repertório de anticorpos, mas também resulta em rearranjos não-produtivos. Portanto, as células pró-B necessitam uma forma de verificar se uma cadeia pesada potencialmente funcional foi produzida. 
Nas células pró-B precoces, o rearranjo gênico da cadeia pesada não está ainda finalizado, e nenhuma proteína funcional μ é expressa. Logo em seguida ao rearranjo gênico produtivo da cadeia pesada, as cadeias μ são expressas pela célula em um complexo com outras duas cadeias, λ5 e VpréB, que juntas formam a cadeia leve substituta. Esse complexo é conhecido como receptor da célula pré-B. Ele também está associado a duas outras cadeias de proteínas na célula, Igα (CD79α) e Igβ (CD79β). Essas cadeias associadas sinalizam para a célula B parar o rearranjo da cadeia pesada e direcionam para a transição ao estágio da célula pré-B grande por meio da indução da proliferação. A progênie das células pré-B grandes param a divisão e se tornam células pré- B pequenas, nas quais os rearranjos gênicos da cadeia leve se iniciam. Os rearranjos gênicos bem sucedidos da cadeia leve resultam na produção de uma cadeia leve que se liga à cadeia μ para formar uma molécula completa de IgM – que é expressa juntamente com Igα e Igβ na superfície celular. A sinalização por meio dessas moléculas IgM de superfície ocasiona o término do rearranjo gênico da cadeia leve.
O rearranjo bem sucedido nos dois alelos de cadeia pesada pode resultar na produção, na célula B, de dois receptores com diferentes especificidades antigênicas. Para evitar isso, a sinalização por meio do receptor de célula pré-B sofre o efeito da exclusão alélica, um estado no qual somente um dos dois alelos de um determinado gene é expresso em uma célula diploide.
A sinalização por meio do receptor de célula pré-B promove a exclusão alélica de três maneiras. 
Reduz a atividade da recombinase V(D)J reduzindo a expressão de RAG-1 e RAG-2.
Reduz os níveis de RAG-2 indiretamente sinalizando esta proteína para a degradação, que ocorre quando a RAG-2 é fosforilada em resposta a entrada da célula pró-B em fase S (síntese de DNA) do ciclo celular. 
Um mecanismo torna o lócus da cadeia pesada inacessível à maquinaria da recombinase.
Nos estágios finais do desenvolvimento das células B, as proteínas RAG serão novamente expressas para rearranjar os lócus de cadeias leves, mas, nesse ponto, os lócus de cadeia pesada não sofrem mais rearranjos. Na ausência de sinalização do receptor de célula pré-B não ocorre exclusão alélica do lócus de cadeia pesada. 
A transição do estágio de células pró-B para o estágio de células pré-B grandes envolve ciclos de divisão celular, expandindo a população de células com ligações em fase de leitura bem sucedidas antes que elas se tornem células pré-B pequenas em repouso. 
Uma célula pré-B com um rearranjo de gene de cadeia pesada dá origem a várias células pré-B pequenas. As proteínas RAG são novamente produzidas nas células pré-B pequenas e inicia-se o rearranjo no lócus de cadeia leve. Cada uma dessas células pode produzir um rearranjo distinto no gene de cadeia leve e assim dar origem a várias células com especificidades distintas para antígenos a partir de uma única célula pré-B.
O rearranjo de cadeia leve também apresenta exclusão alélica. Os rearranjos no lócus de cadeia leve geralmente ocorrem em um alelo de cada vez. O lócus de cadeia leve não possui o segmento D e os rearranjos ocorrem pela ligação V com J, e, se um determinado rearranjo VJ falha na produção de uma cadeia leve funcional, podem ocorrer repetidos rearranjos dos segmentos V e J inúteis no mesmo alelo. 
A organizaçãodos loci da cadeia leve nos homens oferece muitas oportunidades para o resgate das células pré-B que fazem inicialmente um rearranjo fora da fase de leitura. Se o primeiro rearranjo não é produtivo, um segmento gênico 5´Vκ pode recombinar com um segmento gênico 3´Jκ para remover a junção fora da fase de leitura e trocar por outra. Em princípio, isso pode acontecer até cinco vezes em cada cromossoma, porque existem cinco segmentos gênicos juncionais J nos humanos. Se todos os rearranjos dos genes falham na produção de uma junção produtiva da cadeia pesada, pode ocorrer um rearranjo gênico da cadeia.	
Várias tentativas de produzir rearranjos nos genes de cadeia leve podem ocorrer em um cromossoma antes de iniciar qualquer rearranjo no segundo cromossoma. Isto aumenta as chances da eventual produção de uma cadeia leve intacta, principalmente porque há dois loci de cadeia leve diferentes. Como resultado, muitas células que atingem o estágio de pré-B são bem sucedidas na produção de uma progênie que possui moléculas de IgM intactas e então podem ser classificadas como células B imaturas. 
O programa de desenvolvimento rearranja o lócus da cadeia pesada (cadeia H) primeiro e depois os loci da cadeia leve (cadeia L). As células são autorizadas a progredir para o próximo estágio quando um rearranjo produtivo acontece. Cada rearranjo possui uma chance em três de ser bem sucedido, mas, se na primeira tentativa é não produtivo, o desenvolvimento é suspendido e existe uma nova chance para uma ou mais tentativas. Então, quatro em nove rearranjos dão origem à cadeia pesada. A extensão para repetidos rearranjos é maior para os loci da cadeia leve. Dessa forma, menos células são perdidas na transição entre os estágios da célula pré-B e célula B imatura do que durante o estágio da célula pró-B e pré-B.
Assim como a exclusão alélica, as cadeias leves também sofrem exclusão isotípica, isto é, a expressão de somente um tipo de cadeia leve κ ou λ por uma determinada célula B.
Após o pareamento de uma cadeia leve rearranjada com uma cadeia μ, a IgM pode ser expressa na superfície celular (sIgM) e a célula pré-B torna-se uma célula B imatura. A tolerância produzida neste estágio é conhecida como tolerância central porque ocorre em um órgão linfoide central, a medula óssea. As células B autorreativas que escapam deste teste e prosseguem sua maturação ainda podem ser removidas do repertório após terem deixado a medula óssea. Este processo é conhecido como tolerância periférica.
Na medula óssea, o destino das células B imaturas depende dos sinais emitidos pela sIgM durante sua interação com o ambiente. A sIgM associa-se a uma Igα ou Igβ para formar um complexo receptor de célula B funcional. A sinalização da Igα é importante para coordenar a emigração das células B da medula óssea e/ou sua sobrevivência na periferia. 
As células B imaturas que não apresentam forte reatividade aos autoantígenos podem maturar. Elas deixam a medula óssea pelos sinusoides e entram no seio central e são levadas pelo sangue venoso até o baço. Se o receptor recém-expresso encontra na medula óssea um antígeno que faz uma forte ligação cruzada, isto é, se a célula B é fortemente autorreativa, o desenvolvimento é interrompido e a célula não irá maturar. 
Há quatro destinos possíveis para as células B imaturas autorreativas, dependendo da natureza do ligante que elas reconhecem: morte celular por apoptose ou deleção clonal, produção de um novo receptor por um processo conhecido como editoramento do receptor, indução de um estado permanente de irresponsividade contra o antígeno, e ignorância imunológica.
Quando as células B em desenvolvimento expressam receptores que reconhecem ligantes multivalentes, moléculas de superfície celular como o MHC, por exemplo, esses receptores são removidos do repertório. As células B ou sofrem a edição do receptor, de modo que a especificidade do receptor autorreativo é deletada, ou sofrem morte celular programada ou apoptose (deleção clonal). As células B imaturas que ligam antígenos próprios solúveis, capazes de fazer uma reação cruzada com o receptor da célula B, tornam-se não-responsivas ao antígeno (anérgicas) e carregam pouca IgM de superfície. Elas migram para a periferia onde expressam IgD, mas permanecem anérgicas e são rapidamente removidas quando em competição com outras células B na periferia. As células B imaturas que se ligam aos antígenos monovalentes ou antígenos próprios solúveis de baixa afinidade não recebem nenhum sinal como resultado dessa interação e maturam normalmente para expressar ambas as IgM e IgD na superfície celular. Tais células são potencialmente autorreativas e são ditas ser clonalmente ignorantes, pois seu ligante está presente, mas é incapaz de ativá-las. As células B imaturas que não encontram o antígeno amadurecem normalmente; elas migram da medula óssea para os tecidos linfoides periféricos, onde se tornam células B maduras recirculantes, carregando ambas IgM e IgD na sua superfície.
A deleção clonal não é o único destino dos linfócitos com receptores autorreativos. Há um intervalo antes da morte celular, durante o qual as células B autorreativas podem ser recuperadas por rearranjos gênicos posteriores, que substituem os receptores autorreativos, por um novo receptor que não seja autorreativo. Este mecanismo é denominado edição do receptor. Quando uma célula B em desenvolvimento expressa receptores antigênicos que são ligados fortemente por ligações cruzadas a antígenos próprios multivalentes, seu desenvolvimento é detido. A célula diminui a expressão de IgM de superfície e não desliga a expressão dos genes RAG. A síntese contínua das proteínas RAG permite à célula continuar o rearranjo gênico da cadeia leve. Isso leva a um novo rearranjo produtivo e à expressão de uma nova cadeia leve, que combina com a prévia cadeia pesada para formar um novo receptor. Se esse novo receptor é improdutivo, a célula é “resgatada” e continua o desenvolvimento normal, tal como uma célula que nunca reagiu com o próprio. Se a célula permanece autorreativa, ela pode ser resgatada por outro ciclo de rearranjo, mas se ela continua a reagir fortemente com o próprio, ela sofrerá morte celular programada (apoptose) e será deletada do repertório (deleção clonal).
Vimos que o destino das células B recém-formadas que sofrem ligação cruzada multivalente nas suas sIgM. Aquelas células B imaturas que ligam fracamente antígenos de reação cruzada de baixa valência, como pequenas proteínas solúveis, respondem de forma distinta. Nesse caso, as células B autorreativas tendem a ser inativadas e entram em um estado de permanente insensibilidade, ou anergia, mas não morrem imediatamente. 
• Receptores autorreativos: Reatividade contra tecidos do próprio organismo.
• Autoantígenos/Antígenos próprios: Componentes aos quais os receptores autorreativos se ligam.
Nas células B imaturas que não reagem com os autoantígenos, o processamento alternativo dos transcritos de mRNA dos genes de cadeia pesada produz a cadeia δ e μ. Isso faz com que as células B apresentem IgD e IgM em sua superfície. Nesse estágio, as células B imaturas dirigem-se para os órgãos linfoides secundários, onde competem umas com as outras para entrar nos folículos linfoides primários e completar a sua maturação. A competição é rígida, e somente uma minoria das células B imaturas tornam-se células B maduras capazes de responder a seus antígenos específicos. Nesse processo de maturação, o receptor de células B torna-se capaz de emitir sinais positivos no momento da ligação como antígeno-específico. Somente uma pequena fração da população das células B maduras nunca irá encontrar seu antígeno correspondente e exercer sua função efetora de produção de anticorpos contra micro-organismos. 
As células B imaturas com especificidade para autoantígenos multivalentes são mantidas na medula óssea. As células B imaturas que não são específicas para os autoantígenos deixam a medula óssea. As células B imaturas específicas paraos autoantígenos da medula óssea são retidas na medula óssea. 
As células B imaturas devem passar pelos folículos primários nos tecidos linfoides secundários para tornarem-se células B maduras. As células B imaturas entram nos tecidos linfoides secundários pelas paredes das HEVs, atraídas pelas quimiocinas CCL21 e CCL19, e competem com as células B maduras para entrar no folículo primário (FP). As células dendríticas foliculares (FDS) secretam a quimiciona CZCL13, que atrai as células B para o folículo. As células B imaturas que entram no folículo interagem com as proteínas das FDCs que sinalizam para finalizar a sua maturação em células B maduras. Se elas não encontram o seu antígeno específico no folículo, as células B maduras deixam o linfonodo e continuam recirculando nos tecidos linfoides secundários pela linfa e sangue. As células B imaturas que não entram no folículo também continuam recirculando, mas morrem em seguida. 
A etapa final da maturação da célula B ocorre quando uma célula B imatura entra no tecido linfoide secundário. As células B circulantes no sangue entram no córtex do linfonodo através das vênulas endoteliais altas. Desse local, elas passam para os folículos linfoides primários. Se elas não encontram o antígeno específico, deixam o folículo e saem do linfonodo pelos eferentes linfáticos. A via de circulação é a mesma para as células B imaturas e maduras e ambas competem umas com as outras para entrar nos folículos primários.