Comutarea clasei de izotipuri
Anticorpii pot veni în diferite varietăți, cunoscute sub numele de izotipuri sau clase. La mamiferele placentare există cinci izotipuri de anticorpi: IgA, IgD, IgE, IgG și IgM. Fiecare dintre acestea este denumit cu prefixul „Ig”, care înseamnă imunoglobulină (un alt nume pentru anticorp) și diferă în ceea ce privește proprietățile lor biologice, locațiile funcționale și capacitatea de a face față unor antigene diferite.
Izotipul de anticorpi al unei celule B se modifică în timpul dezvoltării și activării celulelor. Celulele B imature, care nu au fost niciodată expuse la un antigen, sunt cunoscute sub numele de celule B naive și exprimă doar izotipul IgM într-o formă legată la suprafața celulară. Celulele B încep să exprime atât IgM, cât și IgD atunci când ajung la maturitate; coexprimarea ambelor izotipuri de imunoglobuline face ca celula B să fie „matură” și pregătită să răspundă la un antigen. Activarea celulei B are loc în urma angajării moleculei de anticorp legată de celulă cu un antigen, determinând divizarea și diferențierea celulei într-o celulă producătoare de anticorpi, numită celulă plasmatică. În această formă activată, celula B începe să producă anticorpi într-o formă secretată, mai degrabă decât într-o formă legată de membrană. Dacă aceste celule B activate întâlnesc molecule de semnalizare specifice prin intermediul receptorilor lor CD40 și de citokine (ambele modulate de celulele T helper), acestea suferă o schimbare de clasă de anticorpi pentru a produce anticorpi IgG, IgA sau IgE (din IgM sau IgD) care au roluri definite în sistemul imunitar.
Comutarea clasei de imunoglobuline (sau comutarea izotipică, sau comutarea izotipică, sau recombinarea comutației de clasă (CSR)) este un mecanism biologic care schimbă producția de anticorpi a unei celule B de la o clasă la alta; de exemplu, de la un izotip numit IgM la un izotip numit IgG. În timpul acestui proces, porțiunea din regiunea constantă a lanțului greu al anticorpilor se modifică, dar regiunea variabilă a lanțului greu rămâne aceeași (termenii „constant” și „variabil” se referă la modificările sau lipsa acestora între anticorpii care vizează epitopi diferiți). Deoarece regiunea variabilă nu se modifică, schimbarea de clasă nu afectează specificitatea antigenului. În schimb, anticorpul își păstrează afinitatea pentru aceiași antigeni, dar poate interacționa cu molecule efectoare diferite. Acest lucru permite ca diferite celule fiice din aceeași celulă B activată să producă anticorpi de diferite izotipuri sau subtipuri (de exemplu, IgG1, IgG2 etc.).
Comutarea de clasă are loc printr-un mecanism numit legare prin recombinare a comutatorului de clasă (CSR). Recombinarea comutatorului de clasă este un mecanism biologic care permite ca clasa de anticorpi produsă de o celulă B activată să se schimbe în timpul unui proces cunoscut sub numele de comutare de izotip sau de clasă. În timpul CSR, porțiuni ale locusului lanțului greu al anticorpilor sunt eliminate din cromozom, iar segmentele de genă care înconjoară porțiunea eliminată sunt reunite pentru a păstra o genă funcțională a anticorpilor care produce anticorpi de un izotip diferit. Rupturi dublu-catenare sunt generate în ADN la motive nucleotidice conservate, numite regiuni de comutare (S), care se află în amonte de segmentele de gene care codifică regiunile constante ale lanțurilor grele de anticorpi; acestea apar adiacente la toate genele din regiunea constantă a lanțului greu, cu excepția lanțului δ. ADN-ul este crestat și rupt la două regiuni S selectate prin activitatea unei serii de enzime, inclusiv Activation-Induced (Cytidine) Deaminase (AID), ADN-glicozilaza uracil și endonucleaze apirimidice/apurinice (AP). ADN-ul care intervine între regiunile S este ulterior șters din cromozom, eliminând exonii de regiune constantă de lanț greu μ sau δ nedorite și permițând înlocuirea unui segment de genă de regiune constantă γ, α sau ε. Capetele libere ale ADN-ului sunt reunite printr-un proces numit „non-homologous end joining” (NHEJ) pentru a lega exonul domeniului variabil de exonul domeniului constant din aval dorit al lanțului greu al anticorpilor. În absența îmbinării nonhomologe, capetele libere ale ADN-ului pot fi reunite printr-o cale alternativă orientată spre îmbinări microhomologice. Cu excepția genelor μ și δ, doar o singură clasă de anticorpi este exprimată de o celulă B la un moment dat.
.