Paměťové B lymfocyty

Paměťové B lymfocyty jsou B buňky, které dlouhodobě přežívají po kontrakci primární imunitní odpovědi a zprostředkovávají imunitní paměť. Při opakovaném setkání s antigenem reagují rychleji a intenzivněji, produkují obvykle přesmyknuté vysokoafinní protilátky, a na jejich vlastnostech je založena účinnost vakcín^[1]. Protilátky mohou indukovat aktivaci komplementu, cytotoxických buněk, opsonizovat a neutralizovat. Jsou mocnou zbraní proti celé řadě infekčních onemocnění. Protilátkovou paměť zajišťují vedle paměťových B buněk také dlouho-žijící plasmatocyty, jejichž protilátky tvoří první obrannou linii^[2]. Jsou-li přítomny v dostatečném množství, neutralizují patogena při vstupu do organismu a k aktivaci paměťových B buněk nedojde.

Lidské paměťové B buňky se nachází zejména v sekundárních lymfatických orgánech, tvoří téměř polovinu všech B buněk sleziny. Můžeme je nalézt také v krvi, ovšem v menším množství^[2]. Většina poznatků o paměťových B lymfocytech je však odvozena ze studií na myších modelech a není proto jisté, že vše funguje u lidí stejně^[1].

Typy paměťových B lymfocytů

Paměťové B lymfocyty dělíme podle způsobu jejich vzniku na paměťové B lymfocyty z germinálních center a paměťové B lymfocyty na germinálních centrech nezávislé. Dále rozlišujeme T - závislé a T - nezávislé paměťové B lymfocyty. Rovněž je lze dělit podle typu BCR, který nesou na svém povrchu, na IgM⁺, IgG⁺ a IgA^+[1].

T - závislé B lymfocyty

Taktéž označovány jako B2 buňky. Při prvním setkání s antigenem (tzv. primární imunitní odpověď) se aktivují díky vazbě antigenu na jejich BCR a pomoci od folikulárních T lymfocytů (T_FH). K interakci B a T buněk dochází v rámci sekundárních lymfatických orgánů, jako jsou třeba lymfatické uzliny, na rozhraní tzv. T buněčné zóny a B folikulu. Aktivovaná B buňka proliferuje, může provádět izotypový přesmyk, a její klonální potomci mohou diferencovat v krátko-žijící plasmatické buňky, paměťové B buňky a nebo vytvářet germinální centra. V rámci germinálních center dochází k afinitní maturaci (somatické hypermutaci) B buněk. Výsledkem jsou dlouho-žijící plasmatické buňky a opět paměťové B buňky^[1]. Ve který podtyp B buňka diferencuje je určováno řadou faktorů, mezi nimi například mírou afinity BCR a antigenu, též cytokiny^[3].

Paměťové B lymfocyty na germinálních centrech nezávislé

Jedná se o paměťové B buňky, které diferencují z aktivovaných B lymfocytů před vstupem do germinálního centra. Jejich BCR má relativně nízkou afinitu k antigenu a interakce s T_fh je slabší. To proto, že B buňky interagují s T_fh prostřednictvím MHCII glykoproteinů. Čím nižší má BCR afinitu k antigenu, tím méně antigenů B buňka vychytá, pohltí a vystaví na svém MHCII pro Tfh. Následně neobdrží dostatečně intenzivní a dlouhotrvající signál, v podobě interakce CD40-CD40L a cytokinů, a proto nevytvoří germinální centrum^[3][1]. Tyto B buňky mohou provést izotypový přesmyk, neprocházejí však somatickou hypermutací, jejich afinita k antigenu zůstává relativně slabá. Tělo si tak v jejich podobě udržuje širokou škálu paměťových B buněk, které mohou reagovat i proti patogenům, kteří jsou pouze příbuzní těm, se kterými se tělo již setkalo^[1][4].

Paměťové B lymfocyty z germinálních center

Germinální centrum je transientní útvar v B folikulu tvořený aktivovanými dělícími se B lymfocyty, T_fh lymfocyty a folikulárními dendritickými buňkami (FDC). Rozlišujeme v rámci něj tmavou a světlou zónu. V tmavé zóně se B lymfocyty rychle dělí a dochází u nich k somatické hypermutaci. Ta spočívá v indukci náhodných bodových mutací v oblasti variabilních úseků imunoglobulinových řetězců. S určitou pravděpodobností vznikají takové mutace, které zvýší afinitu protilátky k antigenu. B lymfocyt s takto vylepšeným BCR (což je membránově vázaná varianta protilátky) je následně vyselektován pomocí T_fh v oblasti světlé zóny. Ve světlé zóně jsou přítomny T_fh a FDC. FDC na svém povrchu zachytávají velké množství antigenů a nabízejí je mutovaným B lymfocytům k interakci. B buňka s vysokoafinním BCR zachytí velké množství příslušných antigenů, pohltí je, vystaví na MHCII a interaguje s T_fh intenzivně. V závislosti na intenzitě interakce s T_fh (a dalších faktorech) může B buňka absolvovat hypermutační okruh ještě jednou, nebo germinální centrum opouští a diferencuje v dlouho-žijící plasmatické buňky či v paměťové B buňky z germinálních center. B buňky, které obdržely nejvíce signálů od T_fh, v opakovaných kolech germinální reakce proliferují intenzivněji, než ostatní. Převáží tak B buňky nesoucí vysokoafinní BCR^[5][1]. Výsledkem germinální reakce jsou pak plazmatické a paměťové B buňky schopné produkce vysokoafinních protilátek, proto bývá tento proces označován jako afinitní maturace.

Doposud není přesně známo, na základě jakého mechanismu vznikají z afinitně maturovaných B lymfocytů paměťové B buňky. Zvažována je existence určitého významného transkripčního regulátoru. S indukcí jeho exprese by došlo ke spuštění diferenciačního programu v paměťovou B buňku. Zatím se však nezdařilo takový transkripční faktor identifikovat. Druhou možností je, že paměťové B buňky vznikají z těch B lymfocytů, které jsou schopné přežívat nejdéle. Od zbytku se odlišují expresí některých anti-apoptotických proteinů (Bcl-2), které jim přináší výhodu v přežívání, či potlačením exprese pro-apoptotických genů (Bim). A pravděpodobně zde bude hrát roli opět afinita BCR a míra interakce s T_fh v germinálních centrech^[1][3].

IgM⁺ paměťové B lymfocyty

Na svém povrchu nesou nepřesmyknutý BCR, v podobě IgM - tzn. zatím u nich k izotypovému přesmyku nedošlo. Jsou podobné naivním B buňkám. Po opětovném setkání s antigenem hodně proliferují a často vstupují do germinální reakce^[1].

IgG⁺ a IgA⁺ paměťové B lymfocyty

Na svém povrchu nesou přesmyknutý BCR, v podobě IgG či IgA, izotypový přesmyk u nich už proběhl. IgG⁺ po opětovném setkání s antigenem typicky diferencují v plasmatické buňky a proliferují méně^[1].

Pro přežívání paměťových buněk, které prošly izotypovým přesmykem, jsou významné transkripční faktory spojené s jeho indukcí (například T-bet pro IgG či RORα pro IgA)^[1].

IgE⁺ paměťové B lymfocyty

Zatím se nezdařilo je in vivo detekovat. Pokud existují, tak ve velmi malých počtech. Pravděpodobnější se zdá varianta, že paměťové IgE protilátky jsou produkovány IgG⁺ paměťovými B lymfocyty, které prošly afinitní maturací před svým vznikem, a po opětovném setkání s antigenem u nich proběhne znovu izotypový přesmyk^[1]. Začnou pak produkovat vysokoafinní IgE, které je podstatou alergických onemocnění^[6].

Vlastnosti paměťových B lymfocytů

Typickými vlastnostmi paměťových B lymfocytů je schopnost dlouhodobě, u člověka po desítky let^[2], přežívat v organismu v quiescentním stavu, po opětovné interakci s antigenem se rychle reaktivovat, dělit, dát vznik plazmatickým buňkám i vstupovat znovu do germinální reakce a dále zvyšovat afinitu produkovaných protilátek. Každá sekundární imunitní odpověď na daný antigen je tak intenzivnější než odpověď primární^[7][1].

Schopnost namnožit se a dát vznik celé populaci specifických B lymfocytů se někdy označuje jako kmenovost paměťových B lymfocytů. Zdá se, že IgM+ paměťové B lymfocyty jsou v tomto směru obzvláště schopné^[1].

Dlouhodobé přežívání je spojeno zejména se změnami metabolismu a blokováním apoptózy. Nezbytná je přítomnost FDC a tonická signalizace přes BCR, která indukuje expresi anti-apoptotických genů. Antigen jako takový přítomen být nemusí, ani T lymfocyty nejsou k přežívání paměťových B buněk nezbytné. Myší IgM⁺ paměťové B buňky přežívají lépe než IgG⁺, u lidských rozdíl nejspíše není^[1].

Rychlá a intenzivní odpověď paměťových B buněk oproti naivním B buňkám může být částečně důsledkem přesmyknutého BCR. Izotypový přesmyk mění Fc část protilátky, která v případě BCR zasahuje dovnitř buňky a může se podílet na signalizaci. Bylo to studováno na IgG1 typu BCR, který má oproti IgM větší konzervovanou cytoplazmatickou doménu, která interaguje s komponentami MAP-kinázových kaskád. Kromě toho hraje významnou roli stimulační historie paměťového B lymfocytu, v důsledku níž má pozměněné hladiny transkripčních faktorů^[1].

Reaktivace paměťových B lymfocytů je závislá na interakci s paměťovými T_fh lymfocyty skrze MHCII. Oba typy paměťových buněk se nachází v sekundárních lymfatických tkáních v oblasti B folikulu a mohou spolu rychle interagovat, pakliže se objeví antigen, ke kterému jsou oba specifičtí. Interakce je zřejmě oboustranná, v první fázi B buňka funguje jako antigen-prezentující buňka a aktivuje T_fh. Aktivovaný T_fh pak aktivuje paměťovou B buňku. Významnou úlohu sehrávají také FDC, které rychle vychytávají přicházející antigeny, a umožňují B lymfocytům s nimi interagovat. Zejména pokud jsou antigeny zachyceny dříve produkovanými protilátkami^[1].

Opětovný vstup do germinální reakce je typický hlavně pro IgM+ paměťové B buňky. Germinální centra v některých případech nevymizí po primární imunitní reakci a reaktivované paměťové B buňky se mohou znovu připojit. Mohou také procházet izotypovým přesmykem a dát vznik plasmatickým buňkám produkujícím vysokoafinní IgG protilátky. Na zvyšování afinity produkovaných protilátek se podílí také proces reaktivace, kdy interakce s T_fh vede k selekci B buněk s vyšší afinitou BCR^[1].

T - nezávislé B lymfocyty

Taktéž označovány jako B1 buňky. Pro aktivaci a následnou produkci protilátek nevyžadují pomoc od T lymfocytů. Produkují přirozené IgM protilátky po rozpoznání zejm. bakteriálních multivalentních antigenů (sacharidové struktury). Ty "prováží" jejich BCR natolik, že indukovaný signál je dostatečný sám o sobě k aktivaci B lymfocytu. Nachází se hlavně v peritoneální a pleurální dutině, minoritně ve slezině. Některé rozpoznávají též naše vlastní antigeny^[8].

Existence paměťových B1 buněk byla dokázána teprve nedávno. Jsou udržovány v peritoneální dutině a po opětovném setkání s antigenem se aktivují. Na rozdíl od klasických B2 paměťových buněk, zřejmě nemají žádné speciální vlastnosti, které by následně umožňovaly rychlejší a intenzivnější imunitní odpověď. Paměť je zde dána pouze udržením většího počtu buněk specifických k danému antigenu^[1].

Povrchové markery paměťových B lymfocytů

Typickým markerem lidských paměťových B lymfocytů je CD27. Dále obvykle exprimují na povrchu přesmyknuté BCR, tedy jiného než IgM či IgD typu^[2][7].

Reference