La commutation de classe se produit après l’activation d’une cellule B mature via sa molécule d’anticorps liée à la membrane (ou récepteur de cellule B) pour générer les différentes classes d’anticorps, toutes avec les mêmes domaines variables que l’anticorps original généré dans la cellule B immature au cours du processus de recombinaison V(D)J, mais possédant des domaines constants distincts dans leurs chaînes lourdes.
Les cellules B matures naïves produisent à la fois des IgM et des IgD, qui sont les deux premiers segments de chaîne lourde du locus des immunoglobulines. Après activation par un antigène, ces cellules B prolifèrent. Si ces cellules B activées rencontrent des molécules de signalisation spécifiques via leurs récepteurs CD40 et cytokines (tous deux modulés par les cellules T helper), elles subissent un changement de classe d’anticorps pour produire des anticorps IgG, IgA ou IgE. Pendant le changement de classe, la région constante de la chaîne lourde de l’immunoglobuline change, mais les régions variables, et donc la spécificité antigénique, restent les mêmes. Cela permet à différentes cellules filles issues de la même cellule B activée de produire des anticorps de différents isotypes ou sous-types (par exemple IgG1, IgG2, etc.).
L’ordre des exons de la chaîne lourde est le suivant :
- μ – IgM
- δ – IgD
- γ3 – IgG3
- γ1 – IgG1
- α1 – IgA1
- γ2 – IgG2
- γ4 -. IgG4
- ε – IgE
- α2 – IgA2
Le changement de classe se produit par un mécanisme appelé liaison par recombinaison de commutateur de classe (CSR). La recombinaison du commutateur de classe est un mécanisme biologique qui permet à la classe d’anticorps produite par une cellule B activée de changer au cours d’un processus connu sous le nom de changement d’isotype ou de classe. Au cours de la CSR, des parties du locus de la chaîne lourde de l’anticorps sont retirées du chromosome et les segments de gènes entourant la partie supprimée sont réunis pour conserver un gène d’anticorps fonctionnel qui produit un anticorps d’un isotype différent. Des cassures double brin sont générées dans l’ADN au niveau de motifs nucléotidiques conservés, appelés régions de commutation (S), qui se trouvent en amont des segments de gènes qui codent pour les régions constantes des chaînes lourdes d’anticorps ; elles sont adjacentes à tous les gènes de la région constante de la chaîne lourde, à l’exception de la chaîne δ. L’ADN est entaillé et rompu au niveau de deux régions S sélectionnées par l’activité d’une série d’enzymes, notamment la (cytidine) désaminase induite par l’activation (AID), l’uracile ADN glycosylase et les endonucléases apyrimidiques/apuriniques (AP). L’ADN intermédiaire entre les régions S est ensuite supprimé du chromosome, éliminant les exons indésirables de la région constante de la chaîne lourde μ ou δ et permettant la substitution d’un segment de gène de la région constante γ, α ou ε. Les extrémités libres de l’ADN sont réunies par un processus appelé jonction des extrémités non homologues (NHEJ) pour relier l’exon du domaine variable à l’exon du domaine constant de la chaîne lourde de l’anticorps, situé en aval et souhaité. En l’absence de jonction d’extrémités non homologues, les extrémités libres de l’ADN peuvent être réunies par une voie alternative orientée vers les jonctions de microhomologie. À l’exception des gènes μ et δ, une seule classe d’anticorps est exprimée par une cellule B à un moment donné.Bien que la recombinaison par changement de classe soit principalement un processus de délétion, réarrangeant un chromosome en « cis », elle peut également se produire (dans 10 à 20 % des cas, selon la classe d’Ig) sous la forme d’une translocation inter-chromosomique mélangeant les gènes de la chaîne lourde d’immunoglobuline des deux allèles.