En la lucha contra el cáncer, adquiere gran importancia la respuesta autoinmune del organismo para impulsar el uso clínico de las herramientas de inmunoterapia. Aunque la atención se ha centrado principalmente en la capacidad de los linfocitos T para combatir las células cancerosas, también se está haciendo evidente la participación de los linfocitos B infiltrantes de tumores.
Los linfocitos B infiltrantes de tumores (TIL-B) se producen en cantidades mucho mayores en diversos tipos de cáncer que en tejidos sanos, lo que pone de relieve su valor pronóstico positivo (1). Sin embargo, su papel exacto en el cáncer sigue siendo controvertido, habiéndose demostrado efectos tanto positivos como negativos.
Aunque desempeñan un papel fundamental en el reclutamiento de otras células inmunitarias y en la producción de estructuras linfoides terciarias para mejorar la inmunidad antitumoral, también se ha demostrado que algunos tipos de células B promueven la inflamación y suprimen la respuesta inmunitaria (2). Las pruebas contradictorias de la acción de los linfocitos TIL-B en el cáncer hacen necesario comprender mejor cómo se desarrollan las células B e interactúan con sus dianas. Una de las formas en que las células B promueven la respuesta inmunitaria es mediante la producción de anticuerpos para el reconocimiento de antígenos. Es interesante observar que muchos de estos glicoantígenos, como el MUC1 (3) y el gangliósido D3 (4), están aberrantemente glucosilados en el cáncer. Por eso, investigar sus interacciones con los glicanos puede aclararnos el papel de la glicosilación en el desarrollo, diferenciación, maduración y supervivencia de las células B.
El desarrollo y la diferenciación de las células B del centro germinal (CG) son requisitos previos para la respuesta inmunitaria adaptativa a través de la producción de anticuerpos mediada por células B. Inicialmente, las células B naive que se encuentran en el bazo, las amígdalas y los ganglios linfáticos primarios se exponen a los antígenos de la superficie de las células dendríticas, lo que conduce a su activación. Las células B activadas forman grupos de centros germinales en los folículos primarios, donde proliferan, maduran y se diferencian. Más concretamente, sufren un proceso denominado hipermutación somática, definido como la introducción de mutaciones aleatorias en las regiones receptoras de las células B. De este modo, el organismo genera una biblioteca de células b con receptores
muy diversos con afinidad por varios antígenos.
Estas células B se filtran en función de sus interacciones con los antígenos presentados en la superficie de las células dendríticas foliculares. En función de los antígenos presentados, las células B sufren una recombinación de cambio de clase para diferenciarse en células plasmáticas o células B de memoria, que son las responsables de la secreción de anticuerpos en el torrente sanguíneo.
En cada paso de este proceso, encontramos interacciones entre glicanos y lectinas que promueven o regulan el desarrollo de las células B en varios puntos.
Estudios recientes han descubierto el papel de las galectinas en la regulación de la respuesta inmunitaria adaptativa. Se ha demostrado que las galectinas pueden interactuar con los glicanos de superficie de las células inmunitarias tanto innatas como adaptativas. Las interacciones de las galectinas desempeñan un papel polifacético en la modulación de la activación de las células B y la diferenciación de tipo centro germinal, esencial para mantener la respuesta inmunitaria (5).
Se implicó a Gal-1 como promotor de la señalización mediada por el receptor de células B, que aumentaba la activación y proliferación de células B (6). Por otra parte, también se demostró que la Gal-1 interacciona con receptores inmunitarios, como el CD45 -que interviene en la activación y la supervivencia de las células B-, para modular la activación (7). Del mismo modo, Gal-3 y Gal-9 redujeron las tasas de activación y desarrollo de GC en células B esplénicas y tonsilares, respectivamente (8-9).
Además, las galectinas son uno de los actores clave en
el destino de diferenciación de las células B. Por ejemplo, Gal-1 y Gal-8 pueden ser eficaces promotores de la diferenciación de las células B, impulsando las primeras etapas de la producción de inmunoglobulinas (10) o estableciendo la homeostasis de las células plasmáticas (11). En otros estudios, se demostró que la Gal-1 induce la apoptosis en células B activas para poner fin a la respuesta inmunitaria (12).
Otras investigaciones también revelaron que la actividad moduladora de las galectinas dependía de los perfiles de glicanos de superficie de los linfocitos B. Por ejemplo, Giovannone et al. demostraron el papel de la composición del glicano N de los linfocitos B en la Gal-9. Aunque la Gal-9 se unía fuertemente a los linfocitos B de memoria naive para reducir su actividad, las células B GC mostraban una unión disminuida a la Gal-9 debido a la ramificación I de sus glicoproteínas de superficie (9). Por lo tanto, queda clara una relación bidireccional entre los perfiles de glicanos de las células B y el nivel de supresión mediante la unión a galectina.
La naturaleza dinámica de los perfiles de glicanos de las células B GC se investigó más a fondo para descubrir el papel de la remodelación de los glicanos en la diferenciación de las células B. Las modificaciones de los O-glicanos se identificaron previamente en las células T, donde la expresión alterada de antígeno T en la glicoproteína CD8 se asoció con cambios en la actividad de las células T. Los niveles de antígeno T de células T en diferentes niveles de madurez se detectaron mediante la unión de aglutinina de cacahuete (PNA).
Siguiendo esta estrategia, Giovannone et al. expusieron células B GC a PNA para descubrir que la α2,3 sialiltransferasa, ST3GAL1, estaba regulada a la baja, lo que alteraba la tirosina fosfatasa de tipo receptor de células B CD45 (13). Además, utilizando una serie de
lectinas vegetales, el equipo de investigación demostró que la sobreexpresión de ST3GAL1 anulaba la unión a PNA en células B GC diferenciadas y cambiaba la composición de glicanos de CD45.
De hecho, las células mostraron un cambio de glicanos extendidos core-2 O a antígenos T truncados α2,3-sialilados, según determinaron los estudios de afinidad de unión con lectinas vegetales de Vector Laboratories, como la lectina-II de Maackia amurensis (MAL-II), Jacalin, leucoaglutinina de Phaseolus vulgaris (PHA-L) y aglutinina de Sambucus nigra (SNA). En conjunto, el estudio estableció un marco de alteraciones en la glicosilación y los perfiles de glicanos de las células B del GC en diferentes etapas de diferenciación.
La selección negativa es un obstáculo previo a la maduración celular, por el que la unión de autoantígenos de alta afinidad a las células B puede promover la muerte celular. Como se ha mencionado anteriormente, la ramificación de los N-glicanos en las células B es un factor determinante para que las galectinas puedan unirse o no e inhibir su maduración. Esto plantea más preguntas sobre la influencia de los N-glicanos en la supervivencia de las células B.
A tal fin, Mortales et al. aportaron más pruebas de que la ramificación de N-glicanos es necesaria para el desarrollo de células B maduras (14). El equipo empleó un protocolo de citometría de flujo para detectar perfiles de expresión de glicanos en células B de médula ósea teñidas con leucoaglutinina de Phaseolus vulgaris (L-PHA) conjugada con fluoróforos de Vector
Laboratories. Las células B con N-glicanos ramificados en CD19 mostraron una mayor señalización a través de sus receptores de antígenos, estimulando la selección positiva y la maduración. Por el contrario, la supresión de la ramificación de N-glicanos en las células pre-B promovió una selección celular negativa y, finalmente, la apoptosis.
La ramificación de N-glicanos también puede crear un efecto de vaivén entre las respuestas inmunitarias innata y adaptativa en condiciones específicas. Otro estudio de Mortales et al. demostró que la ramificación reducía las respuestas innatas proinflamatorias al desencadenar la endocitosis de los receptores tipo Toll TLR2 y TLR4, fomentando la inmunidad adaptativa mediante el aumento de la señalización del receptor de células B en la esclerosis múltiple (15).
Los ácidos siálicos son abundantes en las superficies de las células B. En particular, los sialoglicanos se han asociado previamente a la señalización y migración de células B mediante la interacción con lectinas de tipo inmunoglobulina de unión a ácido siálico (Siglecs). Para dilucidar mejor el papel de las interacciones ácido siálico-siglecs, Linder et al. bloquearon la síntesis de ácido siálico en modelos de ratón, esperando una amortiguación de la migración celular.
Sin embargo, la deficiencia de sialoglicanos también influyó en la población de células B, a diferencia de la expresión de glicoproteínas sialiladas, que tuvo una influencia insignificante en el destino celular. Por el contrario, la deficiencia de sialoglicanos provocó un aumento de las señales apoptóticas por caspasa 3 y 8, dando lugar a ratones deficientes en células B (16). El estudio destaca la importancia de estos resultados para las células cancerosas, enfatizando el papel protector de los sialoglicanos frente a la apoptosis de las células cancerosas e implicándolos como potenciales dianas terapéuticas.
El creciente conjunto de pruebas coincide en el papel regulador de la glicosilación en el desarrollo, diferenciación, maduración y supervivencia de las células B. Las interacciones de las lectinas con los glicanos de la superficie de las células B son factores determinantes de la ruta que seguirá el desarrollo de estas células. Por lo tanto, los estudios futuros deben conectar la glicómica con otros datos ómicos para mejorar la amplitud del conocimiento sobre la glicosilación y la respuesta inmunitaria adaptativa.
Las imágenes de células vivas han demostrado ser fundamentales para evaluar el papel de los glicanos en la morfología y las interacciones celulares. Sin embargo, los métodos de etiquetado enzimático comúnmente utilizados para la detección de glicanos en células vivas siguen careciendo de especificidad y localización, al tiempo que pueden ejercer citotoxicidad sobre las células.
Las herramientas de la química del clic, recientemente galardonadas con el Premio Nobel de Química 2022, encierran un inmenso potencial para simplificar el etiquetado de glicoproteínas. Más concretamente, los epítopos glicanos de las proteínas se sustituyen por derivados de monosacáridos naturales que pueden unirse a moléculas informadoras mediante reacciones de clic directas. Así, la bioconjugación de monosacáridos clicables con reporteros ofrece un marcaje de glicanos no invasivo, rápido y robusto con mayor especificidad (17). En futuras entradas del blog trataremos con más detalle los métodos de bioconjugación basados en la química del clic.
Otra interesante dirección futura en glicobiología es la integración de herramientas estadísticas y bioinformáticas asistidas por aprendizaje automático. Gracias a la amplia gama de datos experimentales disponibles en interfaces web, se ha hecho posible la adquisición de datos de todo el genoma.
Así, la variedad de datos transcriptómicos y metabolómicos puede correlacionarse con la glicómica para demostrar una visión holística de la relación entre los glicanos y el desarrollo de las
células B (18). Esto puede ser especialmente útil para desentrañar las multifacéticas funciones de las células B en la progresión del cáncer y las respuestas inmunitarias, lo que informará el desarrollo de estrategias de inmunoterapia más eficaces.
Para saber más sobre glicanos y lectinas y cómo pueden utilizarse en su flujo de trabajo para impulsar la investigación inmunológica, consulte Exploring the World of Glycobiology ebook (Explorando el mundo de la glicobiología). Si desea consultar otros recursos, consejos y trucos, siga atento al blog SpeakEasy Science blog.
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