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12.3F : Lymphocytes B (Cellules B) - Biologie

12.3F : Lymphocytes B (Cellules B) - Biologie


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Objectifs d'apprentissage

Décrivez la fonction globale des lymphocytes B et leur activation par les antigènes T-dépendants en fonction des éléments suivants :

  1. le récepteur d'antigène à leur surface
  2. comment ils "traitent" les antigènes exogènes
  3. le type de molécule du CMH à laquelle ils attachent des peptides
  4. le rôle des lysosomes dans la liaison des peptides des antigènes exogènes par les molécules du CMH-II.
  5. le type de cellule à laquelle ils présentent des peptides
  6. les types de cellules dans lesquelles les lymphocytes B activés se différencient

Les lymphocytes B (cellules B) sont responsables de la production de molécules d'anticorps au cours de l'immunité adaptative. Les lymphocytes B font référence aux lymphocytes produits dans la moelle osseuse et nécessitant des cellules stromales de la moelle osseuse et leurs cytokines pour mûrir. Au cours de son développement, chaque lymphocyte B devient génétiquement programmé à travers une série de réactions d'épissage de gènes pour produire une molécule d'anticorps avec une spécificité unique - une forme spécifique en 3 dimensions capable de lier un épitope spécifique d'un antigène (Figure (PageIndex {1})).

On estime que le corps humain a la capacité de reconnaître 107 ou plusieurs épitopes différents et composent jusqu'à 109 différents anticorps, chacun avec une spécificité unique. Afin de reconnaître cet immense nombre d'épitopes différents, le corps produit 107 ou plusieurs clones distincts de lymphocytes B, chacun avec un récepteur de lymphocytes B ou BCR unique. Dans cette variété de récepteurs de cellules B, il y en a forcément au moins un qui a un site de liaison à l'épitope capable de s'adapter, au moins dans une certaine mesure, à tout antigène que le système immunitaire rencontre finalement.

En règle générale, plus de 100 000 molécules identiques de cet anticorps unique sont placées à la surface du lymphocyte B où elles peuvent fonctionner comme des récepteurs des cellules B capables de lier des épitopes spécifiques d'une forme correspondante (Figure (PageIndex{2})) . Les lymphocytes B naïfs peuvent être activés à la fois par des antigènes T-dépendants et des antigènes T-indépendants.

Activation des lymphocytes B naïfs par des antigènes T-dépendants

Pour que les lymphocytes B naïfs prolifèrent, se différencient et développent une réponse anticorps contre les antigènes T-dépendants, tels que la plupart des protéines, ces lymphocytes B doivent interagir avec les lymphocytes effecteurs T4 appelés TFH cellules. Toutes les classes de molécules d'anticorps peuvent être fabriquées contre des antigènes T-dépendants et il existe généralement une réponse mémoire contre de tels antigènes.

Les lymphocytes B et les lymphocytes T4 rencontrent des antigènes dans les organes lymphoïdes secondaires tels que les ganglions lymphatiques et la rate. En utilisant un ganglion lymphatique comme exemple (Figure (PageIndex{3})A), des antigènes solubles, tels que des polysaccharides microbiens et des protéines et des toxines, ainsi que des microbes tels que des bactéries et des virus, pénètrent dans le ganglion lymphatique par les lymphatiques afférents. navires. À ce stade, l'activation de la voie du complément a recouvert ces antigènes ou microbes solubles d'opsonines telles que C3b, qui à leur tour peuvent être dégradées en C3d.

Dans les tissus lymphoïdes se trouvent des macrophages spécialisés et des cellules dendritiques spécialisées appelées cellules dendritiques folliculaires (CDF). Ces macrophages ont une faible capacité endocytaire et produisent peu de lysosomes. Les FDC sont non phagocytaires. Les deux types de cellules, cependant, ont des récepteurs du complément appelés CR1 et CR2 qui se lient aux C3b et C3d, permettant aux antigènes et aux microbes de se coller à la surface des macrophages et des FDC. Cependant, en raison de la faible capacité endocytaire des macrophages et du manque d'endocytose par les FDC, les antigènes et les microbes ne sont pas engloutis mais restent plutôt à la surface des cellules. De plus, les macrophages peuvent transférer leurs antigènes ou microbes liés aux FDC (Figure (PageIndex{3})B).

Ici, les antigènes et les microbes du ganglion lymphatique peuvent se lier aux BCR de forme complémentaire sur les lymphocytes B naïfs directement, par l'intermédiaire de macrophages ou via les FDC (Figure (PageIndex{3})B).

Les lymphocytes B naïfs circulants, à la suite d'une chimiotaxie, pénètrent dans les ganglions lymphatiques par les veinules endothéliales hautes. Tout lymphocyte B naïf qui se lie aux antigènes devient activé et reste dans les ganglions lymphoïdes pour proliférer et se différencier. Tous les lymphocytes B non activés quittent le ganglion lymphoïde par les vaisseaux lymphatiques efférents et retournent dans la circulation sanguine.

Le premier signal pour l'activation d'un lymphocyte B naïf se produit lorsque les BCR à la surface du lymphocyte B se lient à des épitopes d'antigènes ayant une forme correspondante. Un deuxième signal est également nécessaire pour l'activation du lymphocyte B naïf. Ceci est fourni lorsque la protéine du complément C3d à la surface microbienne ou l'antigène soluble se lie à un récepteur du complément appelé CR2 à la surface du lymphocyte B naïf.

Une fois lié, l'antigène est englouti, placé dans un phagosome et dégradé avec des lysosomes. Au cours de ce processus, les antigènes protéiques sont décomposés en une série d'épitopes peptidiques. Ces peptides finissent par se lier aux sillons des molécules du CMH-II qui sont ensuite transportés à la surface du lymphocyte B (Figure (PageIndex{4}) ).

Pendant ce temps, les lymphocytes T4 naïfs sont activés par des épitopes d'antigènes liés aux molécules du CMH-II sur les cellules dendritiques présentatrices d'antigène dans la zone des lymphocytes T du ganglion lymphatique et par la suite prolifèrent et se différencient en lymphocytes effecteurs T4 tels que TFH cellules qui restent dans le ganglion lymphatique. Les récepteurs des cellules T et les molécules CD4 sur TFH les cellules se lient aux molécules du CMH-II avec un épitope peptidique lié sur le lymphocyte B. La liaison de molécules co-réceptrices telles que CD40L et CD28 à la surface du lymphocyte effecteur T4 aux molécules correspondantes CD40 et B7 à la surface du lymphocyte B contribue en outre à l'interaction entre ces deux cellules (Figure ( PageIndex{5})). Cela permet au TFH cellules pour produire des cytokines telles que l'interleukine-2 (IL-2) , l'interleukine-4 (IL-4), l'interleukine-5 (IL-5) et l'interleukine-6 ​​(IL-6) (Figure (PageIndex{5 })).

Collectivement, ces cytokines :

  1. Permettre aux lymphocytes B activés de proliférer.
  2. Stimuler les lymphocytes B activés pour synthétiser et sécréter des anticorps.
  3. Favoriser la différenciation des lymphocytes B en plasmocytes sécrétant des anticorps. Voir la figure (PageIndex{6}).
  4. Permettre aux cellules productrices d'anticorps de changer de classe ou d'isotype d'anticorps produits.

Animation YouTube illustrant la production d'anticorps par les lymphocytes B.

Animation YouTube illustrant la production d'anticorps par les lymphocytes B contre Streptococcus pyogenes.

Les lymphocytes effecteurs T4 permettent également aux lymphocytes B de subir une maturation d'affinité grâce à un taux élevé de mutation somatique. Cela permet aux lymphocytes B d'affiner éventuellement la forme de l'anticorps pour un meilleur ajustement avec l'épitope d'origine. Après la mutation, certains anticorps s'adaptent mieux, d'autres moins bien. Pour sélectionner les lymphocytes B présentant des anticorps avec un meilleur ajustement, les lymphocytes B variants interagissent avec des cellules appelées cellules dendritiques folliculaires (FDC) dans les centres germinatifs des organes lymphoïdes secondaires. Les FDC affichent les mêmes antigènes qui ont activé le lymphocyte B d'origine. Si les lymphocytes B ont des anticorps de haute affinité pour l'antigène sur le FDC, ils sont sélectionnés pour survivre. Les lymphocytes B avec des anticorps de faible affinité subissent une apoptose.

A l'exception de TFH les cellules qui restent dans les centres germinatifs des ganglions lymphatiques et de la rate, la descendance des lymphocytes B activés et des lymphocytes effecteurs T4 quittent les organes lymphoïdes secondaires et migrent vers les tissus où ils continuent à répondre à l'antigène envahissant tant qu'il est présent.

Dans le cas d'infections systémiques ou de vaccinations où les antigènes pénètrent dans la circulation sanguine, les plasmocytes migrent vers la moelle osseuse où les anticorps peuvent être produits pendant des décennies. Une fois que les anticorps sont sécrétés par les plasmocytes, ils se retrouvent dissous dans le plasma sanguin et la lymphe. De là, ils peuvent être délivrés n'importe où dans le corps via le système circulatoire et la réponse inflammatoire. Dans le cas d'infections des muqueuses, cependant, les plasmocytes pénètrent uniquement dans les muqueuses où les anticorps ne sont produits que pendant quelques mois à un an environ.

Au cours de la prolifération et de la différenciation qui suivent l'activation des lymphocytes, certains des lymphocytes B cessent de se répliquer et deviennent des cellules mémoire circulantes à longue durée de vie. Les cellules mémoires sont capables de ce qu'on appelle une réponse anamnestique ou « mémoire », c'est-à-dire qu'elles « se souviennent » de l'antigène d'origine. Si ce même antigène pénètre à nouveau dans le corps alors que les cellules mémoire B (et les cellules mémoire T4) sont toujours présentes, ces cellules mémoire déclencheront une réponse secondaire rapide et accrue contre cet antigène (Figure (PageIndex{7}) ). C'est pourquoi le corps développe parfois une immunité permanente après une maladie infectieuse et est également le principe de la vaccination.

Activation des lymphocytes B par des antigènes T-indépendants

Les antigènes T-indépendants (TI) sont généralement de grosses molécules de glucides et de lipides avec de multiples sous-unités répétitives. Les lymphocytes B montent une réponse en anticorps aux antigènes T-indépendants sans qu'il soit nécessaire d'interagir avec les lymphocytes effecteurs T4. Le LPS bactérien de la paroi cellulaire à Gram négatif et les polysaccharides capsulaires sont des exemples d'antigènes TI. Les molécules d'anticorps résultantes sont généralement de l'isotype IgM et ne donnent pas lieu à une réponse mémoire. Il existe deux types de base d'antigènes T-indépendants : TI-1 et TI-2.

une. Les antigènes TI-1 sont des motifs moléculaires associés à des agents pathogènes ou PAMPS tels que le lipopolysaccharide (LPS) de la membrane externe de la paroi cellulaire gram-négative et l'acide nucléique bactérien. Ces antigènes activent les lymphocytes B en se liant à leurs récepteurs spécifiques de reconnaissance de formes, dans ce cas des récepteurs de type Toll, plutôt qu'aux récepteurs des lymphocytes B (Figure (PageIndex{8})). Les molécules d'anticorps générées contre les antigènes TI-1 sont souvent appelées « anticorps naturels » car elles sont toujours fabriquées contre les bactéries présentes dans le corps.

b. Les antigènes TI-2, tels que les polysaccharides capsulaires, sont des molécules avec de multiples sous-unités répétitives. Ces sous-unités répétitives activent les lymphocytes B en réticulant simultanément un certain nombre de récepteurs des lymphocytes B (Figure (PageIndex{9})).

Pour un résumé des molécules de surface clés et des interactions cellulaires des lymphocytes B naïfs, voir la figure (PageIndex{10}).

Sommaire

  1. Les lymphocytes B sont responsables de la production de molécules d'anticorps au cours de l'immunité adaptative.
  2. Les anticorps sont essentiels pour éliminer les micro-organismes extracellulaires et les toxines.
  3. Les lymphocytes B font référence aux lymphocytes produits dans la moelle osseuse et nécessitant des cellules stromales de la moelle osseuse et leurs cytokines pour mûrir.
  4. Au cours de son développement, chaque lymphocyte B devient génétiquement programmé pour produire une molécule d'anticorps avec une forme tridimensionnelle unique capable de lier un épitope spécifique d'un antigène, et place des molécules de cet anticorps sur sa surface qui fonctionnent comme des récepteurs de cellules B ou BCR.
  5. Les lymphocytes B naïfs peuvent être activés à la fois par des antigènes T-dépendants et des antigènes T-indépendants.
  6. Pour que les lymphocytes B naïfs prolifèrent, se différencient et développent une réponse anticorps contre les antigènes T-dépendants, tels que la plupart des protéines, ces lymphocytes B doivent interagir avec les lymphocytes effecteurs T4 appelés cellules TFH.
  7. Le premier signal pour l'activation d'un lymphocyte B naïf se produit lorsque les BCR à la surface du lymphocyte B se lient à des épitopes d'antigènes ayant une forme correspondante.
  8. Une fois lié au BCR, l'antigène est englouti, placé dans un phagosome et dégradé avec des lysosomes. Au cours de ce processus, les antigènes protéiques sont décomposés en une série d'épitopes peptidiques, se lient aux molécules du CMH-II et sont transportés à la surface du lymphocyte B.
  9. Les récepteurs des cellules T et les molécules CD4 sur les cellules TFH se lient aux molécules MHC-II avec un épitope peptidique lié sur le lymphocyte B qui permet aux cellules TFH de produire des cytokines qui permettent collectivement aux lymphocytes B de proliférer, de synthétiser et de sécréter des anticorps, se différencier en plasmocytes sécrétant des anticorps et changer de classe d'anticorps produits.
  10. Au moyen d'un processus de mutation appelé maturation d'affinité, les lymphocytes B activés sont capables, au fil du temps, d'« affiner » la forme de l'anticorps pour mieux s'adapter à l'épitope d'origine.
  11. Au cours de la prolifération et de la différenciation qui suivent l'activation des lymphocytes, certains des lymphocytes B cessent de se répliquer et deviennent des cellules mémoire circulantes à longue durée de vie qui initieront une réponse secondaire rapide et accrue contre cet antigène s'il pénètre à nouveau dans le corps.
  12. Les antigènes T-indépendants (TI) sont généralement de grosses molécules de glucides et de lipides avec de multiples sous-unités répétitives. Les lymphocytes B montent une réponse anticorps aux antigènes T-indépendants sans nécessiter d'interaction avec les lymphocytes effecteurs T4, mais les molécules d'anticorps résultantes sont généralement de l'isotype IgM uniquement et ne donnent pas lieu à une réponse mémoire.

Les cinq dimensions de la tolérance des cellules B

La tolérance aux lymphocytes B est généralement considérée comme une propriété acquise du système immunitaire qui régit la spécificité des anticorps de manière à éviter l'autotoxicité. Aussi utile que cette compréhension s'est avérée, elle n'explique pas pleinement l'existence de spécificités auto-réactives chez les individus sains et leur contribution à la santé. Les mécanismes sous-jacents à la tolérance des lymphocytes B sont considérés pour sélectionner un répertoire clonal qui génère une collection d'anticorps qui ne se lient pas à soi, c'est-à-dire que la tolérance opère plus ou moins en trois dimensions qui épargnent largement les cellules autologues et les antigènes. Pourtant, la plupart des lymphocytes B chez l'homme et probablement chez d'autres vertébrés sont auto-réactifs et l'absence de ces cellules B auto-réactives est associée à la maladie. Nous suggérons que l'auto-réactivité peut être incarnée en étendant le concept de tolérance à deux autres dimensions, l'une du temps et des circonstances et l'autre qui permet aux cellules saines de résister activement aux blessures. Dans ce nouveau concept, la reconnaissance macromoléculaire par le récepteur des cellules B conduisant à la délétion, à l'anergie, à l'édition du récepteur ou à l'activation des cellules B est prolongée en tenant compte du temps de développement des réponses immunitaires normales (4e dimension) et de l'accommodation (ou tolérance) de cellules normales à l'anticorps lié, activation du complément et interaction avec les cellules inflammatoires (cinquième dimension). Nous discutons de la façon dont ces dimensions contribuent à la compréhension de la biologie des cellules B dans la santé ou la maladie.

Mots clés: Incompatibilité ABO lymphocytes B hébergement tolérance anticorps.


Développement

Les cellules B sont d'abord produites dans le foie fœtal au cours des premiers stades de développement. Sur la base d'études impliquant des souris, les chercheurs ont remarqué que lors de la production de ces cellules B, CXCL10 et CXCL12 (ligands de chimiokines) attirent d'abord les pHSC exprimant CXCR3 et CXCR4 parmi d'autres progéniteurs et influencent leur mouvement vers le foie en développement à partir du sang embryonnaire.

Ici, ils migrent dans les cellules stromales où ils fournissent de l'IL-7 parmi d'autres molécules aux progéniteurs hématopoïétiques et B-lymphopoïétiques, activant ainsi le développement des cellules B précoces.

Chez les adultes, cependant, les cellules B sont produites par la différenciation de cellules souches hématopoïétiques situées dans la moelle osseuse (un organe lymphoïde primaire). De l'organe lymphoïde primaire, ils migrent vers les organes lymphoïdes secondaires où ils subissent un développement ultérieur.

Dans la moelle osseuse (dans la niche endostéale), les cellules souches hématopoïétiques (CSH), de nature pluripotente, reçoivent des signaux et subissent ainsi une différenciation pour produire des progéniteurs appelés cellules progénitrices lymphoïdes.

Contrairement aux cellules souches hématopoïétiques, ces cellules sont multipotentes et ne sont capables de donner naissance qu'à quelques types de cellules. Une fois qu'elles reçoivent le signal approprié des cellules stromales de la moelle osseuse, ces cellules se divisent et se différencient pour donner naissance aux premières cellules B.

Une fois que la synthèse de RAG-1 et RAG-2 et la synthèse terminale de la désoxynucléotidyl transférase (TdT) dans les progéniteurs lymphoïdes CD34+ sont activées par les cytokines, ces cellules multipotentes subissent une jonction D-J sur le chromosome de la chaîne H qui les transforme en cellules pro B.

Le développement ultérieur est alors caractérisé par le segment V rejoignant le D-JH. Lorsqu'elles expriment les chaînes Mu (u) membranaires avec des chaînes légères de substitution, ces cellules se transforment à nouveau pour devenir des cellules pré-B. Par conséquent, les cellules pro/pré BI sont parmi les premiers types de cellules B trouvées dans la moelle osseuse.

Généralement, ces cellules sont caractérisées par l'expression de CD19 et CD117 ainsi que par l'arrangement des loci des chaînes IgH dans une configuration D-J.

Au cours du développement des cellules B dans la moelle osseuse, il convient de noter que les antigènes ne sont pas impliqués. Par conséquent, ces cellules ne sont pas encore exposées aux antigènes à ce stade - cette phase est largement caractérisée par la recombinaison VDJ.

Voici quelques-unes des caractéristiques des différentes formes de cellules B dans la moelle osseuse :


Contenu

Mécanismes dépendants des cellules T Modifier

Dans une voie de développement dépendante des cellules T, les cellules B folliculaires naïves sont activées par les cellules T auxiliaires folliculaires présentant l'antigène (TFH) au cours de l'infection initiale, ou réponse immunitaire primaire. [3] Les cellules B naïves circulent à travers les follicules dans les organes lymphoïdes secondaires (c'est-à-dire la rate et les ganglions lymphatiques) où elles peuvent être activées par un peptide étranger flottant introduit par la lymphe ou par l'antigène présenté par les cellules présentatrices d'antigène (CPA) telles que les cellules dendritiques (DC). [5] Les cellules B peuvent également être activées en liant un antigène étranger à la périphérie où elles se déplacent ensuite dans les organes lymphoïdes secondaires. [3] Un signal transduit par la liaison du peptide à la cellule B provoque la migration des cellules vers le bord du follicule bordant la zone des cellules T. [5]

Les cellules B internalisent les peptides étrangers, les décomposent et les expriment sur des complexes majeurs d'histocompatibilité de classe II (MHCII), qui sont des protéines de surface cellulaire. Dans les organes lymphoïdes secondaires, la plupart des cellules B entreront dans les follicules des cellules B où un centre germinatif se formera. La plupart des cellules B finiront par se différencier en plasmocytes ou en cellules B mémoire au sein du centre germinatif. [3] [6] Le TFHLes s qui expriment les récepteurs des cellules T (TCR) apparentés au peptide (c'est-à-dire spécifiques du complexe peptide-MHCII) à la frontière du follicule des cellules B et de la zone des cellules T se lieront au ligand MHCII. Les cellules T exprimeront alors la molécule du ligand CD40 (CD40L) et commenceront à sécréter des cytokines qui provoquent la prolifération des cellules B et leur recombinaison par commutation de classe, une mutation dans le codage génétique des cellules B qui modifie leur type d'immunoglobuline. [7] [8] La commutation de classe permet aux cellules mémoire B de sécréter différents types d'anticorps dans les futures réponses immunitaires. [3] Les cellules B se différencient ensuite en cellules plasmatiques, cellules B du centre germinatif ou cellules B mémoire en fonction des facteurs de transcription exprimés. Les cellules B activées qui ont exprimé le facteur de transcription Bcl-6 entreront dans les follicules des cellules B et subiront des réactions du centre germinatif. [7]

Une fois à l'intérieur du centre germinatif, les cellules B subissent une prolifération, suivie d'une mutation de la région codante génétique de leur BCR, un processus connu sous le nom d'hypermutation somatique. [3] Les mutations augmenteront ou diminueront l'affinité du récepteur de surface pour un antigène particulier, une progression appelée maturation d'affinité. Après avoir acquis ces mutations, les récepteurs à la surface des cellules B (récepteurs des cellules B) sont testés au sein du centre germinatif pour leur affinité avec l'antigène actuel. [9] Les clones de cellules B avec des mutations qui ont augmenté l'affinité de leurs récepteurs de surface reçoivent des signaux de survie via des interactions avec leur T apparentéFH cellules. [2] [3] [10] Les cellules B qui n'ont pas une affinité suffisamment élevée pour recevoir ces signaux de survie, ainsi que les cellules B qui sont potentiellement auto-réactives, seront sélectionnées et mourront par apoptose. [6] Ces processus augmentent la variabilité au niveau des sites de liaison à l'antigène de telle sorte que chaque cellule B nouvellement générée possède un récepteur unique. [11]

Après différenciation, les cellules B mémoire se déplacent vers la périphérie du corps où elles seront plus susceptibles de rencontrer l'antigène en cas d'exposition future. [6] [2] [3] Beaucoup de cellules B circulantes se concentrent dans les zones du corps qui ont une forte probabilité d'entrer en contact avec l'antigène, comme le patch de Peyer.

Le processus de différenciation en cellules B mémoire au sein du centre germinatif n'est pas encore entièrement compris. [3] Certains chercheurs émettent l'hypothèse que la différenciation en cellules B mémoire se produit de manière aléatoire. [6] [4] D'autres hypothèses proposent que le facteur de transcription NF-κB et la cytokine IL-24 soient impliqués dans le processus de différenciation en cellules B mémoire. [11] [3] Une hypothèse supplémentaire stipule que les cellules B avec une affinité relativement plus faible pour l'antigène deviendront des cellules B mémoire, contrairement aux cellules B avec une affinité relativement plus élevée qui deviendront des cellules plasmatiques.

Mécanismes indépendants des cellules T Modifier

Toutes les cellules B présentes dans le corps n'ont pas subi d'hypermutations somatiques. Les cellules B mémoire IgM+ qui n'ont pas subi de recombinaison par commutation de classe démontrent que les cellules B mémoire peuvent être produites indépendamment des centres germinatifs.

Lors de l'infection par un agent pathogène, de nombreuses cellules B se différencieront en plasmocytes, également appelés cellules B effectrices, qui produisent une première vague d'anticorps protecteurs et aident à éliminer l'infection. [6] [2] Les cellules plasmatiques sécrètent des anticorps spécifiques aux agents pathogènes, mais elles ne peuvent pas répondre lors d'une exposition secondaire. Une fraction des cellules B avec des BCR apparentés à l'antigène se différencie en cellules B mémoire qui survivent à long terme dans le corps. [12] Les cellules B mémoire peuvent maintenir leur expression BCR et seront capables de répondre rapidement lors d'une exposition secondaire. [6]

Les cellules B mémoire produites lors de la réponse immunitaire primaire sont spécifiques de l'antigène impliqué lors de la première exposition. Dans une réponse secondaire, les cellules B mémoire spécifiques de l'antigène ou d'antigènes similaires répondront. [3] Lorsque les cellules B mémoire retrouvent leur antigène spécifique, elles prolifèrent et se différencient en plasmocytes, qui répondent alors à l'antigène et l'effacent. [3] Les cellules B mémoire qui ne se différencient pas en plasmocytes à ce stade peuvent réintégrer les centres germinatifs pour subir un changement de classe supplémentaire ou une hypermutation somatique pour une maturation plus poussée de l'affinité. [3] La différenciation des cellules B mémoire en plasmocytes est beaucoup plus rapide que la différenciation par les cellules B naïves, ce qui permet aux cellules B mémoire de produire une réponse immunitaire secondaire plus efficace. [4] L'efficacité et l'accumulation de la réponse des cellules B mémoire sont à la base des vaccins et des injections de rappel. [4] [3]

Les cellules B mémoire peuvent survivre pendant des décennies, ce qui leur donne la capacité de répondre à de multiples expositions au même antigène. [3] La survie à long terme est supposée être le résultat de certains gènes anti-apoptose qui sont plus fortement exprimés dans les cellules B mémoire que d'autres sous-ensembles de cellules B. [6] De plus, la cellule B mémoire n'a pas besoin d'avoir une interaction continue avec l'antigène ni avec les cellules T pour survivre à long terme. [4]

Les cellules mémoire B se distinguent généralement par le marqueur de surface cellulaire CD27, bien que certains sous-ensembles n'expriment pas CD27. Les cellules B mémoire dépourvues de CD27 sont généralement associées à des cellules B épuisées ou à certaines maladies auto-immunes telles que le VIH, le lupus ou la polyarthrite rhumatoïde. [2] [3]

Étant donné que les cellules B ont généralement subi un changement de classe, elles peuvent exprimer une gamme de molécules d'immunoglobuline. Certains attributs spécifiques de molécules d'immunoglobulines particulières sont décrits ci-dessous :

  • IgM : les cellules mémoire B qui expriment l'IgM se trouvent concentrées dans les amygdales, la plaque de Peyer et les ganglions lymphatiques. [3] Ce sous-ensemble de cellules B mémoire est plus susceptible de proliférer et de réintégrer le centre germinatif lors d'une réponse immunitaire secondaire. [4]
  • IgG : Les cellules B mémoire qui expriment les IgG se différencient généralement en plasmocytes. [4]
  • IgE : Les cellules mémoire B qui expriment les IgE sont très rares chez les individus sains. Cela peut se produire parce que les cellules B qui expriment les IgE se différencient plus fréquemment en cellules plasmatiques plutôt qu'en cellules B mémoire [4]
  • IgD uniquement : les cellules mémoire B qui expriment l'IgD sont très rares. Les cellules B avec seulement IgD se trouvent concentrées dans les amygdales. [13]

Le récepteur CCR6 est généralement un marqueur des cellules B qui finiront par se différencier en MBC. Ce récepteur détecte les chimiokines, qui sont des messagers chimiques qui permettent à la cellule B de se déplacer dans le corps. Les cellules B mémoire peuvent avoir ce récepteur pour leur permettre de sortir du centre germinatif et dans les tissus où elles ont une probabilité plus élevée de rencontrer l'antigène. [6]

Cellules B à mémoire indépendante du centre germinatif Modifier

Ce sous-ensemble de cellules se différencie des cellules B activées en cellules B mémoire avant d'entrer dans le centre germinatif. Les cellules B qui ont un niveau élevé d'interaction avec TFH dans le follicule des cellules B ont une plus grande propension à pénétrer dans le centre germinatif. Les cellules B qui se développent en cellules B mémoire indépendamment des centres germinatifs subissent probablement la signalisation CD40 et cytokine des cellules T. [14] Le changement de classe peut encore se produire avant l'interaction avec le centre germinatif, tandis que l'hypermutation somatique ne se produit qu'après l'interaction avec le centre germinatif. [14] L'absence d'hypermutation somatique est supposée être bénéfique. Un niveau inférieur de maturation d'affinité signifie que ces cellules B mémoire sont moins spécialisées pour un antigène spécifique et peuvent être capables de reconnaître une plus large gamme d'antigènes. [11] [15] [4]

Cellules B mémoire indépendantes de T

Les cellules B mémoire indépendantes de T sont un sous-ensemble appelé cellules B1. Ces cellules résident généralement dans la cavité péritonéale. Lorsqu'elles sont réintroduites dans l'antigène, certaines de ces cellules B1 peuvent se différencier en cellules B mémoire sans interagir avec une cellule T. [4] Ces cellules B produisent des anticorps IgM pour aider à éliminer l'infection. [16]

Les cellules T-bet B sont un sous-ensemble qui exprime le facteur de transcription T-bet. Le T-bet est associé au changement de classe. Les lymphocytes T-bet B sont également considérés comme importants dans les réponses immunitaires contre les infections bactériennes et virales intracellulaires. [17]

Les vaccins reposent sur la notion de mémoire immunologique. L'injection préventive d'un antigène non pathogène dans l'organisme permet à l'organisme de générer une mémoire immunologique durable. L'injection de l'antigène conduit à une réponse en anticorps suivie de la production de cellules B mémoire. Ces cellules B mémoire sont rapidement réactivées lors de l'infection par l'antigène et peuvent protéger efficacement l'organisme contre la maladie. [18]


Comment les cellules B nous donnent l'immunité

Une jeune cellule B, appelée cellule B naïve, circule dans la circulation sanguine, se terminant généralement dans la rate ou les ganglions lymphatiques. Il est activé par un antigène, qui peut être n'importe quelle substance que le corps pense être étrangère, comme un morceau de virus ou un morceau de capsule de coupe de bactérie. Les lymphocytes T sont souvent impliqués dans ce processus.

La cellule B commence à se transformer en une cellule B plasmatique, dont le travail spécialisé est de produire en masse les anticorps qui correspondent à l'envahisseur activateur, jusqu'à 10 000 anticorps par seconde.

Chaque cellule B plasmatique fabrique des anticorps contre un seul antigène. Ils sont très spécifiques. Heureusement, il y en a des millions dans notre corps, ce qui nous permet de lutter contre de nombreux types d'infections. Tout au long de la vie d'une cellule B, elle fabrique ces anticorps. Ils s'installent principalement dans la rate et les ganglions lymphatiques pour pomper les anticorps.

Certaines des cellules B activées deviennent des cellules B mémoire, qui ont une très longue durée de vie dans la moelle osseuse, les ganglions lymphatiques et la rate. Ils se souviennent de l'antigène pour lequel ils sont spécifiques et sont prêts à réagir rapidement s'ils le voient à nouveau. Ce sont les cellules qui nous confèrent une immunité durable contre différents envahisseurs.

Lorsque vous êtes immunisé, le vaccin contient des antigènes qui stimulent les cellules B pour produire des anticorps qui attaqueront ensuite le virus, la bactérie ou la toxine contre laquelle vous êtes immunisé. Cela imite ce qui se passe dans votre corps lorsque vous êtes infecté par ce germe, mais sans les mêmes risques de maladie causée par le germe ou la toxine.

Parce que les lymphocytes B ont une longue mémoire, ils peuvent produire des anticorps contre les germes et les toxines pendant des mois et des années, vous donnant une période d'immunité.


CD20 comme gardien du stade de repos des cellules B humaines

Le CD20 est une protéine membranaire spécifique des cellules B et une cible d'anticorps thérapeutiques tels que le rituximab (RTX) 1 . Malgré l'utilisation prédominante des anticorps anti-CD20 en clinique, on sait peu de choses sur la fonction biologique du CD20 2 . Ici, nous montrons que CD20 contrôle l'organisation à l'échelle nanométrique des récepteurs à la surface des lymphocytes B au repos. Une ablation de CD20 basée sur CRISPR/Cas dans les cellules Ramos B entraîne une relocalisation du récepteur antigénique des cellules IgM B (IgM-BCR) et du co-récepteur CD19. La synapse de signalisation IgM-BCR/CD19 qui en résulte conduit à une activation transitoire des cellules B suivie d'une différenciation des plasmocytes. De la même manière que les cellules Ramos déficientes en CD20, les cellules B humaines naïves traitées avec du rituximab in vitro ou isolées de patients pendant l'administration de rituximab présentent des caractéristiques d'activation transitoire caractérisées par la formation de la synapse de signalisation IgM-BCR/CD19, suivie par CD19 et IgM-BCR régulation à la baisse. De plus, une expression accrue de gènes plasmocytaires spécifiques peut être observée après un traitement par rituximab chez les patients atteints de LLC en rechute. En résumé, nous identifions CD20 comme un gardien de l'état de repos sur les cellules B humaines et démontrons qu'une perturbation de l'organisation à l'échelle nanométrique de la surface des cellules B via la suppression de CD20 ou un traitement anti-CD20 modifie profondément le destin des cellules B.


RECONNAISSANCE

Les auteurs tiennent à remercier le Dr Farid N. Faruqu et le professeur Khuloud T. Al-Jamal, Institute of Pharmaceutical Science, Faculty of Life Sciences & Medicine, King's College London, pour l'utilisation de leur Nanosight. Ce travail a été financé par des subventions de la British Heart Foundation et du Rosetrees Trust. LAS. a été financé par une subvention ECR de l'Université d'East London. La recherche a été soutenue par le Centre de recherche biomédicale du National Institute for Health Research (NIHR) basé à Guy's and St. Thomas' NHS Foundation Trust et au King's College de Londres. Les opinions exprimées sont celles des auteurs et pas nécessairement celles du NHS, du NIHR ou du ministère de la Santé et des Affaires sociales.


Les cellules B et leur fonction dans le système immunitaire

La protéine Pdap1 (rouge) est localisée dans le cytoplasme des cellules B. Crédit : Di Virgilio, MDC

Chaque fois qu'un germe pénètre dans le corps humain, le système immunitaire réagit généralement immédiatement pour combattre l'attaquant ennemi. L'une des stratégies les plus importantes de notre système de défense implique les lymphocytes B, également appelés cellules B, qui produisent des anticorps qui ciblent et neutralisent les agents pathogènes. Les cellules B jouent un rôle central dans l'immunité adaptative et, avec les cellules T et les composants du système inné, elles protègent le corps contre les agents pathogènes étrangers, les allergènes et les toxines.

Une équipe dirigée par le Dr Michela Di Virgilio, responsable du Genome Diversification & Integrity Lab au Max Delbrück Center for Molecular Medicine de la Helmholtz Association (MDC), a maintenant identifié une protéine appelée Pdap1 qui soutient les cellules B dans cette tâche importante tout en en les protégeant simultanément de la mort cellulaire induite par le stress.

Les principaux auteurs de l'étude, publiée dans le Journal de médecine expérimentale, are the two doctoral students—Verónica Delgado-Benito and Maria Berruezo-Llacuna—both members of Di Virgilio's lab. Researchers from the MDC's Berlin Institute of Medical Systems Biology (BIMSB) and the Experimental and Clinical Research Center (ECRC) were also involved. The ECRC is a joint institution of the MDC and Charité - Universitätsmedizin Berlin.

B cells must continuously adapt

"A successful humoral immune response, which is mediated by antibodies, is dependent on several factors," explains Di Virgilio. Mature B cells have to modify their genes (i.e., building instructions) in order to create antibodies that better match the distinguishing features on the surface of the invading pathogen. This is known as the lock-and-key principle and is achieved by somatic hypermutation, which mutates the pathogen-recognizing portion of the antibody molecule after the encounter and B cell activation.

Over the course of the humoral immune response, another part of the antibodies is transformed in a process known as class-switch recombination (CSR). Here, B cells change the isotype of the antibodies they produce. Instead of immunoglobulins of the isotype IgM, which are predominantly produced at the start of an infection, they may produce, for example, IgG antibodies, which have a different effector function. This process potentiates the ability of antibodies to effectively dispose of the pathogen.

The protein was found with the help of "gene scissors"

"In the beginning, we primarily wanted to understand how class switching works," says Delgado-Benito. "So we genetically modified a mouse B cell line using the CRISPR-Cas9 gene scissors to prevent them from producing certain proteins." In this way, she and the team discovered that without PDGFA associated protein 1 (Pdap1), less class switching occurs.

"In the next step, we generated mice where the gene for Pdap1 was switched off specifically in B cells," reports Berruezo-Llacuna. "This showed us that the protein is also crucial for somatic hypermutation." Without the protein, fewer such mutations occurred in the pathogen-recognizing part of the antibody, thus reducing the possibility to generate highly-specific variants.

B cells die more easily without Pdap1

"A particularly surprising finding to come out of our in vivo experiments, however, was that mouse B cells that are unable to produce Pdap1 die far more easily than is normally the case," adds Di Virgilio. Her team discovered that the protein protects B lymphocytes from stress-induced cell death. "Mature B cells experience cellular stressors particularly when they begin to grow and proliferate rapidly after contact with the pathogen," explains the researcher.

It seems that in unmodified animals, Pdap1 helps B cells to cope with this stress. Without the protein, however, a program is started that ultimately leads to cell death. "So Pdap1 not only helps the B lymphocytes to consistently produce the effective antibodies," says Di Virgilio. "It can also be seen as their protector."


B-cell milieu in NSCLC

B cells can exist in a continuum of naïve cells to terminally differentiated plasma cells within the TME and more specifically within the TLS [44]. Determining the ratio between these so-called “anti-tumour” TLS derived TIL-Bs and the “pro-tumour”, inhibitory Bregs is important to understand the biology and long-term outcome from this disease. This balance is likely influenced by the microenvironmental cues which play a role in determining B-cell polarity. CXCL13 and Lymphotoxin have been identified as two factors critical to the formation and development of lymphoid follicles in the gut [84], and in lung cancer, B cells produce CXCL13 and Lymphotoxin via TLR4 signalling which acts as a positive feedback loop to support the formation and high density of TLS [85, 86]. CXCR5 expressing B cells stimulated by CXC13 coupled CpG-ODN can trigger the cytolytic effect of CD8 + T cells leading to the abrogation of metastasis in 4T1.2 tumour-bearing mice [23]. Resveratrol, Lipoxin, Glucosides of Paeony have also inhibited Bregs through STAT3 and/or ERK inactivation leading to a reduction in IL-10 and TGF-β levels thus exerting an anti-tumour effect [87]. B-cell homeostasis and thus polarity will largely be determined by the degree of inflammation within the tumour, factors such as tissue hypoxia, intra-tumoural vascularity, cytokine milieu and cellular infiltration are all factors which are likely to exert control over the pro versus anti-tumour B-cell balance but as yet there is little evidence describing the Breg/B effector ratio in tumour biology, and this is likely due to the transient inducible nature of Bregs.


BIO 140 - Biologie humaine I - Manuel

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Chapter 26

The Adaptive Immune Response: B-lymphocytes and Antibodies

  • Explain how B cells mature and how B cell tolerance develops
  • Discuss how B cells are activated and differentiate into plasma cells
  • Describe the structure of the antibody classes and their functions

Antibodies were the first component of the adaptive immune response to be characterized by scientists working on the immune system. It was already known that individuals who survived a bacterial infection were immune to re-infection with the same pathogen. Early microbiologists took serum from an immune patient and mixed it with a fresh culture of the same type of bacteria, then observed the bacteria under a microscope. The bacteria became clumped in a process called agglutination. When a different bacterial species was used, the agglutination did not happen. Thus, there was something in the serum of immune individuals that could specifically bind to and agglutinate bacteria.

Scientists now know the cause of the agglutination is an antibody molecule, also called an immunoglobulin . What is an antibody? An antibody protein is essentially a secreted form of a B cell receptor. (In fact, surface immunoglobulin is another name for the B cell receptor.) Not surprisingly, the same genes encode both the secreted antibodies and the surface immunoglobulins. One minor difference in the way these proteins are synthesized distinguishes a naïve B cell with antibody on its surface from an antibody-secreting plasma cell with no antibodies on its surface. The antibodies of the plasma cell have the exact same antigen-binding site and specificity as their B cell precursors.

There are five different classes of antibody found in humans: IgM, IgD, IgG, IgA, and IgE. Each of these has specific functions in the immune response, so by learning about them, researchers can learn about the great variety of antibody functions critical to many adaptive immune responses.

B cells do not recognize antigen in the complex fashion of T cells. B cells can recognize native, unprocessed antigen and do not require the participation of MHC molecules and antigen-presenting cells.

B Cell Differentiation and Activation

B cells differentiate in the bone marrow. During the process of maturation, up to 100 trillion different clones of B cells are generated, which is similar to the diversity of antigen receptors seen in T cells.

B cell differentiation and the development of tolerance are not quite as well understood as it is in T cells. Central tolerance is the destruction or inactivation of B cells that recognize self-antigens in the bone marrow, and its role is critical and well established. In the process of clonal deletion , immature B cells that bind strongly to self-antigens expressed on tissues are signaled to commit suicide by apoptosis, removing them from the population. In the process of clonal anergy , however, B cells exposed to soluble antigen in the bone marrow are not physically deleted, but become unable to function.

Another mechanism called peripheral tolerance is a direct result of T cell tolerance. In peripheral tolerance , functional, mature B cells leave the bone marrow but have yet to be exposed to self-antigen. Most protein antigens require signals from helper T cells (Th2) to proceed to make antibody. When a B cell binds to a self-antigen but receives no signals from a nearby Th2 cell to produce antibody, the cell is signaled to undergo apoptosis and is destroyed. This is yet another example of the control that T cells have over the adaptive immune response.

After B cells are activated by their binding to antigen, they differentiate into plasma cells. Plasma cells often leave the secondary lymphoid organs, where the response is generated, and migrate back to the bone marrow, where the whole differentiation process started. After secreting antibodies for a specific period, they die, as most of their energy is devoted to making antibodies and not to maintaining themselves. Thus, plasma cells are said to be terminally differentiated.

The final B cell of interest is the memory B cell, which results from the clonal expansion of an activated B cell. Memory B cells function in a way similar to memory T cells. They lead to a stronger and faster secondary response when compared to the primary response, as illustrated below.

Antibody Structure

Antibodies are glycoproteins consisting of two types of polypeptide chains with attached carbohydrates. The heavy chain and the light chain are the two polypeptides that form the antibody. The main differences between the classes of antibodies are in the differences between their heavy chains, but as you shall see, the light chains have an important role, forming part of the antigen-binding site on the antibody molecules.

Four-chain Models of Antibody Structures

All antibody molecules have two identical heavy chains and two identical light chains. (Some antibodies contain multiple units of this four-chain structure.) The Fc region of the antibody is formed by the two heavy chains coming together, usually linked by disulfide bonds (Figure 1). The Fc portion of the antibody is important in that many effector cells of the immune system have Fc receptors. Cells having these receptors can then bind to antibody-coated pathogens, greatly increasing the specificity of the effector cells. At the other end of the molecule are two identical antigen-binding sites.

Figure 1: The typical four chain structure of a generic antibody (a) and the corresponding three-dimensional structure of the antibody IgG2 (b). (crédit b : modification d'œuvre par Tim Vickers)

Cinq classes d'anticorps et leurs fonctions

En général, les anticorps ont deux fonctions de base. Ils peuvent agir en tant que récepteur de l'antigène des cellules B ou ils peuvent être sécrétés, circuler et se lier à un agent pathogène, le marquant souvent pour l'identification par d'autres formes de réponse immunitaire. Of the five antibody classes, notice that only two can function as the antigen receptor for naïve B cells: IgM and IgD (Figure 2 ). Les cellules B matures qui quittent la moelle osseuse expriment à la fois des IgM et des IgD, mais les deux anticorps ont la même spécificité antigénique. Cependant, seule l'IgM est sécrétée et aucune autre fonction non réceptrice pour l'IgD n'a été découverte.

IgM consists of five four-chain structures (20 total chains with 10 identical antigen-binding sites) and is thus the largest of the antibody molecules. L'IgM est généralement le premier anticorps produit lors d'une réponse primaire. Ses 10 sites de liaison à l'antigène et sa grande forme lui permettent de bien se lier à de nombreuses surfaces bactériennes. Il est excellent pour lier les protéines du complément et activer la cascade du complément, conformément à son rôle dans la promotion de la chimiotaxie, de l'opsonisation et de la lyse cellulaire. Ainsi, c'est un anticorps très efficace contre les bactéries aux stades précoces d'une réponse anticorps primaire. Au fur et à mesure que la réponse primaire progresse, l'anticorps produit dans une cellule B peut se transformer en IgG, IgA ou IgE par le processus connu sous le nom de changement de classe. Class switching is the change of one antibody class to another. Alors que la classe d'anticorps change, la spécificité et les sites de liaison à l'antigène ne changent pas. Ainsi, les anticorps fabriqués sont toujours spécifiques de l'agent pathogène qui a stimulé la réponse IgM initiale.

IgG is a major antibody of late primary responses and the main antibody of secondary responses in the blood. C'est parce que la commutation de classe se produit pendant les réponses primaires. L'IgG est un anticorps monomérique qui élimine les agents pathogènes du sang et peut activer les protéines du complément (mais pas aussi bien que l'IgM), en tirant parti de ses activités antibactériennes. De plus, cette classe d'anticorps est celle qui traverse le placenta pour protéger le fœtus en développement des maladies qui quittent le sang vers le liquide interstitiel pour combattre les agents pathogènes extracellulaires.

IgA exists in two forms, a four-chain monomer in the blood and an eight-chain structure, or dimer, in exocrine gland secretions of the mucous membranes, including mucus, saliva, and tears. Ainsi, l'IgA dimère est le seul anticorps à quitter l'intérieur du corps pour protéger les surfaces corporelles. IgA is also of importance to newborns, because this antibody is present in mother&rsquos breast milk (colostrum), which serves to protect the infant from disease.

IgE is usually associated with allergies and anaphylaxis. Il est présent à la concentration la plus faible dans le sang, car sa région Fc se lie fortement à un récepteur Fc spécifique des IgE à la surface des mastocytes. Les IgE rendent la dégranulation des mastocytes très spécifique, de sorte que si une personne est allergique aux arachides, il y aura des IgE spécifiques aux arachides liées à ses mastocytes. Chez cette personne, la consommation d'arachides entraînera la dégranulation des mastocytes, provoquant parfois des réactions allergiques graves, notamment l'anaphylaxie, une réaction allergique systémique grave pouvant entraîner la mort.

Clonal Selection of B Cells

Clonal selection and expansion work much the same way in B cells as in T cells. Only B cells with appropriate antigen specificity are selected for and expanded (Figure 3). Eventually, the plasma cells secrete antibodies with antigenic specificity identical to those that were on the surfaces of the selected B cells. Notice in the figure that both plasma cells and memory B cells are generated simultaneously.

Figure 3: During a primary B cell immune response, both antibody-secreting plasma cells and memory B cells are produced. These memory cells lead to the differentiation of more plasma cells and memory B cells during secondary responses.

Primary versus Secondary B Cell Responses

Primary and secondary responses as they relate to T cells were discussed earlier. This section will look at these responses with B cells and antibody production. Because antibodies are easily obtained from blood samples, they are easy to follow and graph (Figure 4). As you will see from the figure, the primary response to an antigen (representing a pathogen) is delayed by several days. This is the time it takes for the B cell clones to expand and differentiate into plasma cells. The level of antibody produced is low, but it is sufficient for immune protection. The second time a person encounters the same antigen, there is no time delay, and the amount of antibody made is much higher. Thus, the secondary antibody response overwhelms the pathogens quickly and, in most situations, no symptoms are felt. When a different antigen is used, another primary response is made with its low antibody levels and time delay.

Figure 4: Antigen A is given once to generate a primary response and later to generate a secondary response. When a different antigen is given for the first time, a new primary response is made.

Active versus Passive Immunity

Immunity to pathogens, and the ability to control pathogen growth so that damage to the tissues of the body is limited, can be acquired by (1) the active development of an immune response in the infected individual or (2) the passive transfer of immune components from an immune individual to a nonimmune one. Both active and passive immunity have examples in the natural world and as part of medicine.

Active immunity is the resistance to pathogens acquired during an adaptive immune response within an individual ( Table ). Naturally acquired active immunity, the response to a pathogen, is the focus of this chapter. Artificially acquired active immunity involves the use of vaccines. A vaccine is a killed or weakened pathogen or its components that, when administered to a healthy individual, leads to the development of immunological memory (a weakened primary immune response) without causing much in the way of symptoms. Thus, with the use of vaccines, one can avoid the damage from disease that results from the first exposure to the pathogen, yet reap the benefits of protection from immunological memory. The advent of vaccines was one of the major medical advances of the twentieth century and led to the eradication of smallpox and the control of many infectious diseases, including polio, measles, and whooping cough.

Table 1: Active versus Passive Immunity

Naturel Artificial
actif Adaptive immune response Vaccine response
Passive Trans-placental antibodies/breastfeeding Immune globulin injections

Passive immunity arises from the transfer of antibodies to an individual without requiring them to mount their own active immune response. Naturally acquired passive immunity is seen during fetal development. IgG is transferred from the maternal circulation to the fetus via the placenta, protecting the fetus from infection and protecting the newborn for the first few months of its life. As already stated, a newborn benefits from the IgA antibodies it obtains from milk during breastfeeding. The fetus and newborn thus benefit from the immunological memory of the mother to the pathogens to which she has been exposed. In medicine, artificially acquired passive immunity usually involves injections of immunoglobulins, taken from animals previously exposed to a specific pathogen. This treatment is a fast-acting method of temporarily protecting an individual who was possibly exposed to a pathogen. The downside to both types of passive immunity is the lack of the development of immunological memory. Once the antibodies are transferred, they are effective for only a limited time before they degrade.

T cell-dependent versus T cell-independent Antigens

As discussed previously, Th2 cells secrete cytokines that drive the production of antibodies in a B cell, responding to complex antigens such as those made by proteins. On the other hand, some antigens are T cell independent. A T cell-independent antigen usually is in the form of repeated carbohydrate moieties found on the cell walls of bacteria. Each antibody on the B cell surface has two binding sites, and the repeated nature of T cell-independent antigen leads to crosslinking of the surface antibodies on the B cell. The crosslinking is enough to activate it in the absence of T cell cytokines.

A T cell-dependent antigen , on the other hand, usually is not repeated to the same degree on the pathogen and thus does not crosslink surface antibody with the same efficiency. To elicit a response to such antigens, the B and T cells must come close together (Figure 5). The B cell must receive two signals to become activated. Its surface immunoglobulin must recognize native antigen. Some of this antigen is internalized, processed, and presented to the Th2 cells on a class II MHC molecule. The T cell then binds using its antigen receptor and is activated to secrete cytokines that diffuse to the B cell, finally activating it completely. Thus, the B cell receives signals from both its surface antibody and the T cell via its cytokines, and acts as a professional antigen-presenting cell in the process.

Figure 5: To elicit a response to a T cell-dependent antigen, the B and T cells must come close together. To become fully activated, the B cell must receive two signals from the native antigen and the T cell&rsquos cytokines.

Revue de chapitre

B cells, which develop within the bone marrow, are responsible for making five different classes of antibodies, each with its own functions. B cells have their own mechanisms for tolerance, but in peripheral tolerance, the B cells that leave the bone marrow remain inactive due to T cell tolerance. Some B cells do not need T cell cytokines to make antibody, and they bypass this need by the crosslinking of their surface immunoglobulin by repeated carbohydrate residues found in the cell walls of many bacterial species. Others require T cells to become activated.