B-celler

B-celler utvikles fra stamceller i beinmargen. De gjennomgår flere modningstrinn før de er fullt utviklede, modne B-celler. En moden B-celle har B-cellereseptorer (BCR) på cellemembranen. Reseptoren gjenkjenner antigen. Et antigen er en del av et smittestoff. Én enkelt B-celle kan gjenkjenne ett bestemt antigen.

Modne B-celler går ut av beinmargen og over i blodet. En moden B-celle som ikke har blitt aktivert, kalles en naiv B-celle. Naive B-celler sirkulerer mellom blod og sekundære lymfatiske vev, som lymfeknuter, milt, mandler og annet lymfatisk vev i slimhinner. Dersom B-cellen ikke møter sitt antigen i lymfatisk vev, returnerer de til blodet, før de på nytt sirkulerer gjennom lymfatisk vev. Dersom det oppstår en infeksjon, vil antigen samles i slikt lymfatisk vev. Ved å patruljere det lymfatiske vevet, vil B-cellen derfor oppdage antigen ved en infeksjon

Dersom en naiv B-celle binder antigen med sin reseptor i et lymfatisk vev, er dette første signal i aktivering av B-cellen. B-cellen vil da ta opp komplekset bestående av reseptoren og antigenet inn i cellen. Inne i B-cellen blir antigenet bundet til et molekyl kalt HLA. Komplekset med HLA og antigen blir fraktet til overflaten av B-cellen, hvor det kan gjenkjennes av en T-hjelpercelle som selv har blitt aktivert. B-cellen vil i denne situasjonen «spørre» T-cellen om den gjenkjenner dette antigenet som noe fremmed og farlig. Dersom T-cellen gjør det, vil T-cellen gi B-cellen det andre signalet den trenger for å bli aktivert.

Det andre signalet gjør at B-cellen starter å produsere «datterceller», det vil si identiske kopier av seg selv. Denne prosessen kalles klonal ekspansjon, og skjer i kimsentre i sekundære lymfatiske vev. De fleste av dattercellene blir «effektorceller», det vil si celler som aktivt bidrar i bekjempelsen av den aktuelle infeksjonen. B-cellens effektorceller kalles plasmaceller.

Plasmaceller produserer antistoffer. Antistoffer har samme struktur som den originale B-cellereseptoren, men er ikke lenger festet til cellemembranen. Fellesbegrepet for B-cellereseptorer og antistoffer er «immunglobuliner». B-cellereseptorer kan kalles «membranbundne immunglobuliner». Antistoffer kan kalles «løselige immunglobuliner», ettersom de ikke sitter fast i noe. Antistoff slippes ut av plasmacellene og kan ikke gå inn i celler på egen hånd. Det betyr at de kan binde til ting utenfor celler, det vil si i plasma og i vevsvæske.

Strukturen til et antistoff kalles immunglobulin-monomer. Den består av to Fab-regioner og én Fc-region. Fab-regionene binder antigen. Fc-regionen kan binde til effektorsystemer. Med «effektorsystemer» menes andre deler av immunsystemet, som makrofager, granulocytter eller komplementsystemet. Antistoffer vil derfor fungere som et bindeledd mellom antigen og immunsystemet. Ved å bringe disse sammen, økes sannsynligheten for at effektorsystemene dreper og fjerner smittestoffet. Antistoffer kan også binde til giftstoffer (toksiner) og virus utenfor celler, og forhindre at disse kan binde og skade kroppens celler.

Det finnes fem hovedklasser av antistoffer: IgA, IgD, IgE, IgG og IgM. Disse har ulik Fc-region. Noen immunceller har reseptorer som kan binde Fc-regionen til IgG. Andre typer immunceller har reseptorer som kan binde Fc-regionen til IgE. Ulike antistoffklasser kan dermed aktivere forskjellige effektorsystemer, og derfor gi opphav til ulike typer immunresponsen. Hvilken antistoffklasse som er den beste i en gitt situasjon, avhenger av hva slags type infeksjon man er utsatt for.

Antistoffene kan sirkulere i blodet, eller de kan slippes ut på en slimhinne.

Underveis i den klonale ekspansjonen vil B-cellereseptoren forandre seg litt. Dettte skjer gjennom mutasjoner i genene for reseptoren. Disse mutasjonene kan gjøre at reseptoren binder bedre eller dårligere til antigenet. Dattercellene som får mutasjoner som gjør at de binder sterkere til antigenet, overlever. Dette kalles somatisk hypermutasjon, og sørger for at de endelige effektorcellene har en enda sterkere binding til antigenet. T-hjelpecellen som bidro i B-celleaktiveringen vil også produsere signalstoffer (cytokiner) som sørger for at cellene produserer antistoffer av den klassen som er best egnet til å bekjempe den aktuelle infeksjonen. Dette kalles klasseskifte. Klasseskifte påvirker kun Fc-regionen. Fab-regionene forblir uendret. Det betyr at antistoffene fortsatt binder det samme antigenet, men utfallet av bindingen, det vil si hvilke effektorsystemer som iverksettes, er optimalisert gjennom klasseskiftet. Både somatisk hypermutasjon (påvirker Fab-regionene) og klasseskifte (påvirker Fc-regionen) skjer i kimsentrene.

I noen situasjoner kan B-celler også aktiveres uten hjelp fra T-celler. Dette skjer blant annet ved strukturer med flere gjentakende, identiske antigener, for eksempel store karbohydrater (polysakkarider) fra smittestoff. Disse strukturene kan binde mange B-cellereseptorer på overflaten av én B-celle samtidig (kryssbinding), noe som kan aktivere B-cellen. B-celler som aktiveres uten hjelp fra T-celler vil ikke gjennomgå somatisk hypermutasjon eller klasseskifte.

Alle antistoffer produsert av én plasmacelle gjenkjenner det samme antigenet som reseptoren som aktiverte modercellen. Det vil si at dersom en pneumokokk fører til aktivering av en B-celle, vil B-cellen gi opphav til plasmaceller som produserer antistoffer mot pneumokokk.

De fleste plasmaceller produserer store mengder antistoffer i en kort periode, før de dør. Under en aktiv infeksjon vil det derfor produseres store mengder antistoffer mot det aktuelle smittestoffet. Noen plasmaceller lever lengre, men produserer kun lave mengder av antistoffer. Disse langlivede plasmacellene er grunnen til at man kan påvise lave nivåer av antistoffer i blodet i lang tid etter at infeksjonen er bekjempet.

Noen datterceller blir ikke til effektorceller (plasmaceller), men i stedet til «hukommelsesceller». Disse cellene produserer ikke antistoffer, og bidrar ikke aktivt i bekjempelsen av den aktuelle infeksjonen. De blir værende i kroppen i lang tid. Dersom det samme smittestoffet kommer inn i kroppen senere i livet, vil hukommelsescellene bidra til at smittestoffet bekjempes raskere og mer effektivt.

B-hukommelsesceller utvikles kun dersom B-cellen aktiveres ved hjelp av T-celler. B-hukommelsesceller har derfor gjennomgått somatisk hypermutasjon og klasseskifte. B-hukommelsesceller aktiveres lettere enn naive B-celler, og gir raskt opphav til plasmaceller som produserer antistoffer med optimale Fab- og Fc-regioner, da de allerede har gjennomgått somatisk hypermutasjon og klasseskifte.

Alle B-celler har B-cellereseptorer på overflaten. Siden B-cellereseptorer, i likhet med antistoffer, har Fc-region, har B-cellereseptorer også en klasse. B-cellereseptorer på overflaten av en naiv B-celle er av IgM- eller IgD-klassen. Hvis B-cellen aktiveres med hjelp av T-celler, vil B-cellereseptoren skifte klasse til den klassen som er best egnet for den aktuelle infeksjonen.

Alle naive B-celler uttrykker også en rekke andre overflateproteiner, herunder CD19 og CD20. Fab-regionen til B-cellereseptoren vil være forskjellig på ulike B-celler som gjenkjenner forskjellige antigener. CD19 og CD20 er derimot identiske på alle naive B-celler, og finnes ikke på andre celler enn B-celler. Dette kan utnyttes dersom man ønsker å identifisere B-celler i blod eller vev. Man kan bruke væskestrømscytometri av væsker (som blod) for å beregne antall celler som uttrykker CD19 eller CD20, og dette vil være antall B-celler i prøven. På samme måte kan man bruke immunhistokjemi mot CD19 eller CD20 i vev for å påvise B-celler.

CD19 og CD20 kan også utnyttes dersom man ønsker å fjerne B-celler. Eksempler på situasjoner hvor dette er aktuelt er B-cellekreft (som B-cellelymfom) eller autoimmun sykdom som leddgikt eller multippel sklerose. Det er utviklet medikamenter som binder til CD19 eller CD20, og tar livet av disse, altså B-celler. Dersom sykdomsprosessen er drevet av unormale B-celler, vil dette kunne være effektiv behandling.

• lymfocytter
• T-celler