Geração da diversidade de anticorpos

1. Geração da diversidade de anticorpos

2. O sucesso da resposta imune está na capacidade de reconhecer e apresentar um grande número de antígenos diferentes. Para isso, esta deve ter uma grande diversidade de anticorpos disponíveis. O número de genes de região variável na linhagem germinativa é muito pequeno para ser a única fonte de diversidade dos anticorpos.

3. Quando e como a diversidade é gerada? • como são produzidas as diferentes seqüências da região variável? ???? A recombinação ou rearranjo gênico permite produzir uma extraordinária diversidade de anticorpos a partir de uma quantidade relativamente pequena de capacidade codificadora no DNA.

4. No homem, o repertório de anticorpos consiste em cerca de 1011 moléculas diferentes. • Nas células B ocorre a recombinação somática. • A recombinação é dirigida por enzimas denominadas de RAG • O repertório de anticorpos é gerado durante o desenvolvimento das células B por rearranjos do DNA.

5. A hipótese de Dreyer e Bennett . o controle genético da produção da cadeia leve é feito por dois genes para o domínio variável e um gene para o domínio constante. Então, região codificada pelo gene V – existe entre uma e duas centenas de diferentes genes V. VL região codificada pelo gene J – existem entre cinco a dez diferentes genes J. região controlada pelo gene C – pode ser Ck ou Cl. CL

6. O "truque" por trás da diversidade é a escolha de três segmentos de gene para formar o gene final, a partir de três conjuntos de segmentos, cada um com múltiplas opções de escolha.

7. O locus responsável pela codificação das regiões variáveis das cadeias leves e pesadas de anticorpos possuem diversos segmentos gênicos, agrupados em regiões denominadas V (variável) e J (junção) na cadeia leve e V, D (diversidade) e J na cadeia pesada

8. Cada segmento gênico possui subdivisões, ou seja, regiões que são escolhidas ao acaso em cada segmento na montagem do gene final que vai codificar as cadeias leves e pesadas Diversidade nas regiões variáveis (V) das imunoglobulinas • A região variável é codificada por mais de um segmento gênico. • Na cadeia leve, cada domínio V é codificado por dois segmentos gênicos: segmento gênico variável (V) e segmento gênico de junção (J). • As regiões V da cadeia pesada são codificadas por 3 segmentos gênicos: V, J e segmento gênico de diversidade (D).

9. Rag1Rag2 (n=6) Esquema representativo do lócus da cadeia pesada da Ig e da forma como a escolha dos segmentos V.D e J determina o idiotipo da imunoglobulina.

10. Duas formas mutuamente excludentes de unir um V a um J. No primeiro caso (à esquerda) há perda do DNA entre os segmentos V e J escolhidos. No segundo caso, há apenas uma mudança na ordem.

11. Muitas regiões V diferentes podem ser feitas pela seleção de diferentes combinações dos segmentos gênicos. • Para as cadeias leves  humanas, 200 regiões V diferentes podem ser geradas. • Para as cadeias leves , 120 regiões V diferentes podem ser produzidas. • Para cadeias pesadas, podem ser formadas cerca de 11.000 regiões VH. • Cada uma das 320 cadeias leves diferentes pode se combinar com 11.000 cadeias pesadas, originando 3,5 x 106 diferentes especificidades de anticorpo.

12. A união VJ e a VDJ gera mais diversidade • Quando as RAG e as demais enzimas do complexo de recombinação atuam, elas cortam o DNA logo após um V e antes de um J, mas os cortes podem ser feitos em posições ligeiramente diferentes a cada vez. • Assim, os fragmentos são emendados, gerando uma diversidade de seqüências na junção entre V-J, entre V-D e entre D-J, que eleva a variabilidade total das extremidades idiotípicas em 100 X. Assim, chegamos agora a casa dos 108 diferentes anticorpos.

13. A hiper-mutação somática gera ainda mais diversidade • A hiper-mutação somática é um curioso fenômeno que afeta quase que exclusivamente as regiões codificantes das Igs, especialmente os segmentos variáveis dos linfócitos B ativados. • São criadas mutações pontuais que vão refletir em diferentes aminoácidos na seqüência final da imunoglobulina. • O mecanismo de hiper-mutação somática ainda não está esclarecido, mas sabe-se que aumenta mais 100X a diversidade de anticorpos, levando a um teto de 1010 diferentes Igs.

14. Veja que há uma mudança do DNA da célula progenitora até o DNA do linfócito B, com diferenças mesmo no RNAm produzido, o que irá acontecer diferentemente para cada linfócito. Consequentemente, cada linfócito terá um gene que codifica uma região variável diferente, ou seja, uma seqüência de aminoácidos diferentes e uma especificidade diferente.

15. Uma vez que o processo esteja completado (sempre num único cromossomo), poderá haver a produção da cadeia pesada da imunoglobulina, que caracteriza o pré-linfócito B. • Caso a recombinação falhe, então as Rag vão tentar fazer uma recombinação no outro cromossomo do par. Se, ainda assim, a recombinação fracassar, a célula será eliminada. 

16. Diversidade nas regiões constantes (C) das imunoglobulinas • Os genes da região C mudam na sua progênie quando elas maturam e proliferam no curso de uma resposta imune. • O primeiro anticorpo produzido numa resposta imune é a IgM. • Após a mudança de isotipo, a mesma região V é expressa em anticorpos IgG, IgA ou IgE. • Os genes da região CH alcançam cerca de 200.000 bases na extremidade 3’ do segmento gênico JH.

17. O gene da região C que codifica as cadeias  está próximo aos segmentos gênicos JH; • Imediatamente à extremidade 3’ do gene , localiza-se o gene .

18. A co-expressão de IgD e IgM é regulada pelo processamento de RNA. • A transcrição iniciada no promotor VH estende-se através dos éxons C e C, para, então ser processado por clivagem “splicing” e poliadenilação. • A troca para outros isotipos ocorre somente após as células B terem sido estimuladas pelo antígeno.

19. Resumo

20. fazendo um resumo dos principaismecanismos conhecidos atualmente: - a geração da diversidade de anticorpos depende: