El cambio de clase se produce tras la activación de una célula B madura a través de su molécula de anticuerpo unida a la membrana (o receptor de célula B) para generar las diferentes clases de anticuerpo, todas ellas con los mismos dominios variables que el anticuerpo original generado en la célula B inmadura durante el proceso de recombinación V(D)J, pero que poseen dominios constantes distintos en sus cadenas pesadas.
Los linfocitos B maduros naïve producen tanto IgM como IgD, que son los dos primeros segmentos de cadena pesada en el locus de la inmunoglobulina. Tras la activación por el antígeno, estas células B proliferan. Si estos linfocitos B activados encuentran moléculas de señalización específicas a través de sus receptores CD40 y de citoquinas (ambos modulados por las células T helper), cambian de clase de anticuerpos para producir anticuerpos IgG, IgA o IgE. Durante el cambio de clase, la región constante de la cadena pesada de la inmunoglobulina cambia, pero las regiones variables, y por tanto la especificidad antigénica, permanecen igual. Esto permite que diferentes células hijas de la misma célula B activada produzcan anticuerpos de diferentes isotipos o subtipos (por ejemplo, IgG1, IgG2, etc.).
El orden de los exones de la cadena pesada son los siguientes:
- μ – IgM
- δ – IgD
- γ3 – IgG3
- γ1 – IgG1
- α1 – IgA1
- γ2 – IgG2
- γ4 – IgG4
- ε – IgE
- α2 – IgA2
El cambio de clase se produce por un mecanismo denominado recombinación de cambio de clase (CSR). La recombinación de cambio de clase es un mecanismo biológico que permite que la clase de anticuerpo producida por una célula B activada cambie durante un proceso conocido como isotipo o cambio de clase. Durante la RSC, se eliminan del cromosoma porciones del locus de la cadena pesada del anticuerpo, y los segmentos del gen que rodean la porción eliminada se vuelven a unir para conservar un gen de anticuerpo funcional que produce anticuerpos de un isotipo diferente. Se generan roturas de doble cadena en el ADN en motivos de nucleótidos conservados, denominados regiones de conmutación (S), que se encuentran aguas arriba de los segmentos génicos que codifican las regiones constantes de las cadenas pesadas de los anticuerpos; éstas se encuentran adyacentes a todos los genes de las regiones constantes de las cadenas pesadas, a excepción de la cadena δ. El ADN se mella y se rompe en dos regiones S seleccionadas por la actividad de una serie de enzimas, entre las que se encuentran la desaminasa (citidina) inducida por activación (AID), la ADN glicosilasa uracilo y las endonucleasas apirimídicas/apurínicas (AP). El ADN que interviene entre las regiones S se elimina posteriormente del cromosoma, eliminando los exones de la región constante de la cadena pesada μ o δ no deseados y permitiendo la sustitución de un segmento génico de la región constante γ, α o ε. Los extremos libres del ADN se vuelven a unir mediante un proceso denominado unión de extremos no homólogos (NHEJ) para enlazar el exón del dominio variable con el exón del dominio constante deseado de la cadena pesada del anticuerpo. En ausencia de la unión de extremos no homólogos, los extremos libres del ADN pueden volver a unirse mediante una vía alternativa que favorece las uniones microhomológicas. A excepción de los genes μ y δ, una célula B sólo expresa una clase de anticuerpo en un momento dado.Aunque la recombinación de cambio de clase es principalmente un proceso de deleción, que reordena un cromosoma en «cis», también puede producirse (en el 10 al 20% de los casos, dependiendo de la clase de Ig) como una translocación intercromosómica que mezcla los genes de la cadena pesada de la inmunoglobulina de ambos alelos.