Buňky B

Buňky imunitního systému, které vytvářejí protilátky proti napadajícím patogenům, jako jsou viry. Vytvářejí paměťové buňky, které si pamatují stejný patogen pro rychlejší tvorbu protilátek při budoucích infekcích.

B-lymfocyty jsou lymfocyty, které hrají velkou roli v humorální imunitní odpovědi (na rozdíl od buněčné imunitní odpovědi, kterou řídí T-lymfocyty). Hlavní funkce B buněk spočívají v tvorbě protilátek proti antigenům, plní úlohu buněk prezentujících antigen (APC) a nakonec se po aktivaci interakcí s antigenem vyvinou v paměťové B buňky. B buňky jsou základní složkou adaptivního imunitního systému.

Zkratka „B“ ve slově B buňky původně znamenala Fabriciovu burzu u ptáků, ale nyní znamená kost, protože u savců se nezralé B buňky tvoří v kostní dřeni.

Nezralé B-buňky se tvoří v kostní dřeni většiny savců. Výjimkou jsou králíci, u nichž se B-buňky vyvíjejí ve slepém střevě (appendix-sacculus rotundus). Po dosažení nezralého stadia IgM+ v kostní dřeni migrují tyto nezralé B buňky do sleziny, kde se nazývají přechodné B buňky, a některé z těchto buněk se diferencují ve zralé B lymfocyty.

Vývoj B-buněk probíhá v několika fázích, přičemž každá fáze představuje změnu obsahu genomu v protilátkových lokusech. Protilátka se skládá ze dvou identických lehkých (L) a dvou identických těžkých (H) řetězců a geny, které je specifikují, se nacházejí v oblasti „V“ (Variable) a „C“ (Constant). V oblasti „V“ těžkého řetězce jsou tři segmenty: V, D a J, které se náhodně rekombinují v procesu zvaném VDJ rekombinace a vytvářejí jedinečnou variabilní doménu v imunoglobulinu každé jednotlivé B-buňky. Podobné přeskupování probíhá i v případě oblasti lehkého řetězce „V“ s tím rozdílem, že se jedná pouze o dva segmenty: V a J. Níže uvedený seznam popisuje proces tvorby imunoglobulinu v různých fázích vývoje B-buňky.

Pokud B buňka selže v kterémkoli kroku procesu zrání, odumře mechanismem zvaným apoptóza, zde nazývaným klonální delece. Pokud během procesu zrání rozpozná vlastní antigen, B buňka se utlumí (tzv. anergie) nebo projde apoptózou (označovanou také jako negativní selekce). B-buňky jsou v kostní dřeni produkovány nepřetržitě. Pokud se receptory B buňky na jejím povrchu shodují s detekovanými antigeny přítomnými v těle; B buňka se množí a vylučuje volnou formu těchto receptorů (protilátek) s identickými vazebnými místy jako na povrchu původní buňky. Po aktivaci se buňka rozmnoží a vytvoří se paměťové buňky B, které by rozpoznávaly stejný antigen. Tato informace by pak byla využita jako součást adaptivního imunitního systému pro účinnější a silnější imunitní odpověď na všechny antigeny, se kterými se dříve setkaly.

Doporučujeme:  Poradenství v oblasti kognitivního chování

Membránové receptory B buněk se v průběhu života B buněk vyvíjejí a mění. TACI, BCMA a BAFF-R jsou přítomny jak na nezralých, tak na zralých B buňkách. Všechny tyto 3 receptory mohou být inhibovány belimumabem. CD20 je exprimován na všech stadiích vývoje B buněk kromě prvního a posledního; je přítomen od pre-pre B buněk až po paměťové buňky, ale není přítomen ani na pro-B buňkách, ani na plazmatických buňkách.

Lidské tělo vytváří každý den miliony různých typů B-buněk, které kolují v krvi a lymfatickém systému a plní úlohu imunitního dohledu. Dokud se plně neaktivují, neprodukují protilátky. Každá B buňka má na svém povrchu jedinečný receptorový protein (označovaný jako B buněčný receptor (BCR)), který se váže na jeden konkrétní antigen. BCR je imunoglobulin vázaný na membránu a je to právě tato molekula, která umožňuje odlišit B buňky od ostatních typů lymfocytů a je také hlavní bílkovinou podílející se na aktivaci B buněk. Jakmile se B buňka setká se svým kognátním antigenem a obdrží další signál od pomocné T buňky, může se dále diferencovat na jeden ze dvou níže uvedených typů B buněk (plazmatické B buňky a paměťové B buňky). Buňka B se může stát jedním z těchto typů buněk buď přímo, nebo může projít mezistupněm diferenciace, reakcí zárodečného centra, kdy buňka B hypermutuje variabilní oblast svého imunoglobulinového genu („somatická hypermutace“) a případně projde změnou třídy.

B-buňky existují jako klony. Všechny B-buňky pocházejí z určité buňky, a proto protilátky, které jejich diferencovaní potomci (viz níže) produkují, mohou rozpoznávat a/nebo vázat stejné složky (epitopy) daného antigenu. Tato klonalita má důležité důsledky, protože na ní závisí imunogenní paměť. Velká rozmanitost v imunitní odpovědi vzniká proto, že existuje až 109 klonů se specifiky pro rozpoznávání různých antigenů. Jedna B buňka nebo klon buněk se společnou specifitou se po setkání se svým specifickým antigenem dělí a vytváří mnoho B buněk. Většina takových B-buněk se diferencuje v plazmatické buňky, které vylučují do krve protilátky vážící stejný epitop, který vyvolal jejich proliferaci. Malá menšina přežívá jako paměťové buňky, které rozpoznávají pouze stejný epitop. S každým cyklem se však počet přežívajících paměťových buněk zvyšuje. Tento nárůst je doprovázen afinitním zráním, které vyvolává přežívání buněk B, které se vážou na konkrétní antigen s vysokou afinitou. Toto následné zesílení se zlepšenou specifičností imunitní odpovědi se nazývá sekundární imunitní odpověď. B-buňky, které se s antigenem setkávají poprvé, se nazývají naivní B-buňky.

Doporučujeme:  Komunitní vysoké školy

Rozpoznávání antigenu B buňkami

Aktivace b-buněk závislá na T-buňkách, znázorňující TH2-buňky (vlevo) B-buňky (vpravo) a několik interakčních molekul.

Zásadní rozdíl mezi B-lymfocyty a T-lymfocyty spočívá ve způsobu, jakým každý lymfocyt rozpoznává svůj antigen. B-lymfocyty rozpoznávají svůj antigen v jeho nativní formě. Rozpoznávají volný (rozpustný) antigen v krvi nebo lymfě pomocí své BCR nebo membránově vázaného imunoglobulinu. Naproti tomu buňky T rozpoznávají svůj kognátní antigen ve zpracované formě, jako peptidový fragment prezentovaný molekulou MHC antigen prezentující buňky receptorem buňky T.

Rozpoznání antigenu B buňkami není jediným prvkem nezbytným pro aktivaci B buněk (kombinace klonální proliferace a terminální diferenciace v plazmatické buňky).
B buňky, které nebyly vystaveny působení antigenu, známé také jako naivní B buňky, mohou být aktivovány způsobem závislým na T buňkách nebo nezávislým na T buňkách.

aktivace závislá na T-buňkách

Jakmile je patogen pohlcen buňkou prezentující antigen, jako je makrofág nebo dendritická buňka, jsou proteiny patogenu rozloženy na peptidy a připojeny k proteinu MHC II. třídy. Tento komplex se pak přesune na vnější stranu buněčné membrány. Makrofág je nyní aktivován, aby doručil několik signálů specifické T-buňce, která rozpozná předložený peptid. T-buňka je pak stimulována k produkci autokrinních látek (viz Autokrinní signalizace), což vede k proliferaci a diferenciaci na efektorové a paměťové T-buňky. Pomocné T buňky (tj. CD4+ T buňky) pak aktivují specifické B buňky prostřednictvím jevu známého jako imunologická synapse. Aktivované B buňky následně produkují protilátky, které pomáhají inhibovat patogeny, dokud fagocyty (tj. makrofágy, neutrofily) nebo například komplementový systém nevyčistí hostitele od patogenu (patogenů).

Většina antigenů je T-dependentní, což znamená, že pro maximální produkci protilátek je nutná pomoc T-buněk. U T-dependentního antigenu pochází první signál od antigenu, který zkříží vazbu na B buněčný receptor (BCR), a druhý signál pochází z ko-stimulace, kterou zajišťuje T buňka. T dependentní antigeny obsahují proteiny, které jsou prezentovány na MHC II. třídy B buňky speciálnímu podtypu T buňky nazývanému Th2 buňka. Když buňka B zpracuje a předloží stejný antigen primoaktivované buňce Th, buňka T vylučuje cytokiny, které aktivují buňku B. Tyto cytokiny spustí proliferaci B buněk a jejich diferenciaci v plazmatické buňky. V reakci na antigeny závislé na T dochází k přepínání izotypu na IgG, IgA a IgE a ke generaci paměťových buněk. Toto přepínání izotypů se nazývá Class Switch Recombination (CSR). Jakmile k tomuto přepnutí dojde, daná B-buňka již nemůže vytvářet dřívější izotypy, IgM nebo IgD.

Doporučujeme:  Neurokultura

Aktivace nezávislá na T buňkách

Mnohé antigeny jsou nezávislé na T-buňkách, protože mohou B-buňce doručit oba signály. Myši bez brzlíku (nahé nebo athymické myši, které neprodukují žádné T buňky) mohou reagovat na antigeny nezávislé na T buňkách. Mnoho bakterií má opakující se sacharidové epitopy, které stimulují B buňky tím, že zkříží receptory antigenu IgM v B buňce,reagující syntézou IgM při absenci pomoci T buněk. Existují dva typy aktivace nezávislé na T-buňkách: aktivace nezávislá na T-buňkách typu 1 (polyklonální) a aktivace nezávislá na T-buňkách typu 2 (při níž makrofágy prezentují několik stejných antigenů způsobem, který způsobí zkřížení protilátek na povrchu B-buněk).

Předchůdci B buněk

V říjnovém čísle časopisu Nature Immunology z roku 2006 se ukázalo, že některé B-buňky primitivních obratlovců (např. ryb a obojživelníků) jsou schopné fagocytózy, což je funkce obvykle spojovaná s buňkami vrozeného imunitního systému. Autoři předpokládají, že tyto fagocytující B-buňky představují předky, kteří sdíleli historii makrofágů a lymfocytů. B-buňky se mohly vyvinout z buněk podobných makrofágům během formování adaptivního imunitního systému.

B buňky u lidí (a dalších obratlovců) jsou nicméně schopny endocytovat patogeny fixované protilátkami a právě touto cestou je možná prezentace MHC třídy II B buňkami, což umožňuje pomoc Th2 a stimulaci proliferace B buněk. To je čistě ve prospěch prezentace MHC II. třídy, nikoli jako významná metoda snižování zátěže patogeny.

Zkratka „B“ ve slově B buňky původně pochází z Fabriciovy burzy, orgánu ptáků, v němž dozrávají ptačí B buňky. Když se zjistilo, že u většiny savců vznikají nezralé B buňky v kostní dřeni, používalo se slovo B buňka i nadále, ačkoli i ostatní krevní buňky vznikají z pluripotentních kmenových buněk v kostní dřeni. Skutečnost, že kost a burza začínají na písmeno „B“, je náhoda.

Obrázek 1: Schéma vysvětlující mechanismy klonální selekce B buněk a způsob, jakým je sekundární imunitní odpověď silnější, rychlejší a specifičtější ve srovnání s primární.

Plazma – Hematopoetické kmenové buňky

T-lymfocyty: T buňky: Cytotoxické CD8+, Pomocné CD4+/Regulační, γδ, Přirozené zabíječské T buňkyB buňky: Přírodní zabíječské buňky (lymfokinem aktivované zabíječské buňky)

Granulocyty (neutrofily, eozinofily, bazofily) – Prekurzory žírných buněkDendritické buňky (Langerhansovy buňky, folikulární dendritické buňky)Monocyty/makrofágy (histiocyty, Kupfferovy buňky, Langhansovy obrovské buňky, mikroglie, osteoklasty)Megakaryoblast – Megakaryocyty – Krevní destičky

Retikulocyt – normoblast