Limfocyty B – znane jako komórki pamięci lub MBC (Memory B Cell) – zostały odkryte ponad pół wieku temu. Jednak naukowcy dopiero teraz zaczynają rozumieć, jak istotną rolę odgrywają one w ochronie ludzi przed poważnymi chorobami – pisze David Cox na łamach serwisu BBC Future.
W 2020 r. zespół wirusologów z Uniwersytetu Rockefellera w Nowym Jorku rozpoczął roczny projekt, którego celem była próba przewidzenia, jakie niebezpieczne warianty Covid-19 mogą pojawić się w przyszłości. Naukowcy już wówczas byli świadomi, że Covid-19 prawie na pewno zmutuje w sposób, który uczyni go bardziej zakaźnym i zjadliwym. Celem naukowców było stworzenie sztucznej wersji białka, którego wirus Covid-19 używa do wnikania do naszych komórek, niewykrywalnej przez przeciwciała ochronne, jakie znaleziono we krwi osób, które przeżyły Covid-19. Wyodrębniono zestaw 20 mutacji, które sprawiały, że białko było szczególnie odporne na wszystko, co układ odpornościowy mógł wytworzyć w odpowiedzi na wirusa. Wirusolodzy wszczepili ów białka do tzw. pseudotypu wirusa, czyli do wirusa, który został tak skonstruowany, że nie ma wystarczającej ilości materiału genetycznego, aby się replikować, co pozwala naukowcom na jego dopracowanie i zrozumienie jego zachowania bez ryzyka, że wymknie się spod kontroli.
Początkowo wszystko przebiegało zgodnie z oczekiwaniami: kiedy wirusolodzy wystawili nowo opracowanego wirusa na działanie próbek krwi pobranych od ludzi, którzy albo wyleczyli się z Covid-19, albo zostali zaszczepieni przeciwko tej chorobie, wirus sprawnie wymykał się wszelkim przeciwciałom. Ale stało się coś zaskakującego: kiedy przetestowano go na krwi ludzi, którzy wyleczyli się z Covid-19 w 2020 roku, a następnie zostali zaszczepieni wiele miesięcy później, ich przeciwciała były w stanie związać się z wirusem i całkowicie go zneutralizować.
Michel Nussenzweig, profesor immunologii molekularnej na Uniwersytecie Rockefellera i jeden z naukowców zaangażowanych w projekt, skomentował, że było to niesamowite. „Jedną z największych rzeczy, jakich nauczyliśmy się dzięki pandemii, jest to, jak bardzo różni się odpowiedź naszego układu odpornościowego w zależności od tego, czy zostaliśmy naturalnie zarażeni, zaszczepieni, czy też jedno i drugie” – dodał. Oczywiście nie oznacza to, że dobrym pomysłem jest celowe zarażanie się, ponieważ każda infekcja jest ryzykowna.
Superodporność, czyli odporność hybrydowa
Ludzie, którzy w przeszłości wyleczyli się z zakażenia wirusem Covid-19, a następnie zostali zaszczepieni, wydają się być bardziej odporni na nowe warianty – od delty do omikrona. Immunolodzy pobrali próbki krwi od tych osób i stwierdzili, że mają one coś w rodzaju „superodporności” – nazwanej przez świat nauki „odpornością hybrydową”. Ludzie ci wytwarzają nie tylko astronomicznie wysoki poziom przeciwciał (o wiele więcej niż ci, którzy właśnie zostali podwójnie zaszczepieni), ale także o wiele bardziej zróżnicowany zakres przeciwciał, które mają większe szanse na znalezienie słabych punktów wirusa – nawet w wysoce zmutowanej formie Covid-19.
Ostatnie badanie przeprowadzone przez naukowców z Bostonu i RPA wykazało, że ludzie, którzy zostali wcześniej zarażeni Covid-19, przed otrzymaniem dwóch dawek szczepionki i dawki przypominającej, mieli większą odporność przeciwko omikronowi – wariantowi najbardziej zbliżonemu do sztucznego wirusa Rockefellera. „Kiedy ludzie, którzy mieli Covid-19 są zaszczepieni szczepionką mRNA, widzimy, że wytwarzają odpowiedź przeciwciał, która jest trzy razy wyższa niż u tych, którzy otrzymali szczepionkę bez wcześniejszej infekcji” – skomentował profesor Nussenzweig.
Dlaczego ci ludzie wykazują tak silną odpowiedź? Dzięki długo niedostrzeganemu aspektowi naszego układu odpornościowego: rodzajowi białych krwinek znanych jako komórki pamięci lub limfocyty B. Komórki te są wytwarzane w odpowiedzi na wirusa i zapamiętują go na wypadek, gdyby patogen kiedykolwiek powrócił. Przez długi czas wiedzieliśmy stosunkowo niewiele o tych komórkach i o tym, jak się zachowują. Jednak dzięki badaniom nad wirusem HIV, wirusem Ebola, chorobami autoimmunologicznymi, a teraz nad Covid-19, zaczynamy rozumieć, jak ważną rolę odgrywają one w determinowaniu naszych reakcji na infekcje i szczepionki.
Więcej komórek pamięci, większa odporność
W latach 90. XIX wieku niemiecki fizjolog Emil von Behring – człowiek, który stał się znany jako „zbawca dzieci” dzięki nagrodzonej Nagrodą Nobla pracy nad leczeniem tężca i błonicy – teoretyzował na temat istnienia komórek, które mogą zapamiętać przeszłe spotkania z konkretną infekcją i wytworzyć przeciwciała, gdy ponownie się z nią zetkną. Potrzeba było kolejnych 70 lat, by uzyskać dowód na słuszność idei von Behringa. W połowie lat 70-tych odkryto, że komórki te tworzą się u ludzi w szpiku kostnym, a migrują do węzłów chłonnych lub śledziony.
Obecnie wiemy, że przez całe życie stale produkujemy nowe komórki B. W organizmie znajduje się ich do około 10 miliardów, przy czym każda komórka B zawiera receptory, które mogą rozpoznawać różne rodzaje kształtów antygenów na powierzchni wirusa. Ma to znaczenie, ponieważ chociaż komórki B same nie wiążą się z wirusami, mogą przekształcić się w komórki plazmatyczne, gdy wykryją zagrożenie. Te komórki plazmatyczne wytwarzają przeciwciała skierowane na ten sam antygen wirusowy, co ich macierzyste komórki B. Mniej zróżnicowana pula komórek B oznacza mniejszą liczbę przeciwciał, które mogą być zdolne do neutralizacji wirusa.
Jedną z rzeczy, którą Covid-19 zilustrował immunologom, jest to, że ludzie, którzy mają większą różnorodność komórek B, są znacznie lepiej przygotowani do odpierania nowego patogenu, a zwłaszcza ciągle ewoluujących wariantów Covid-19. Ma na to wpływ wiek, podstawowe warunki zdrowotne, a także po prostu genetyka. „Każdy ma inny repertuar komórek B, którymi odpowiada na każdą infekcję” – powiedział Ali Ellebedy, profesor nadzwyczajny patologii i immunologii w Washington University School of Medicine. „Nawet jeśli masz rodzeństwo, będzie ono miało różne odpowiedzi komórek B”.
Sprytna sztuczka immunologiczna
Wraz z wiekiem organizm zaczyna produkować mniejszą liczbę komórek B, co oznacza, że istnieje mniejsza szansa, że będą one miały receptory, które rozpoznają antygeny na nowym wirusie. Co ważniejsze, dłużej trwa ich mobilizacja przeciwko zagrożeniu, więc szczególnie śmiercionośne patogeny mogą obezwładnić układ odpornościowy, zanim ten zdąży zadziałać. To właśnie te same czynniki sprawiły, że młodsze osoby z chorobami współistniejącymi są bardziej podatne na zakażenie wirusem Covid-19.
Ale kiedy organizm zwalcza infekcję lub otrzymuje szczepionkę, uruchamia to sprytną sztuczkę immunologiczną. Niektóre z komórek B przekształcają się w tak zwane komórki B pamięci, które mogą krążyć w krwiobiegu przez dziesięciolecia, gotowe do ponownej aktywacji i uruchomienia odpowiedzi przeciwciał na wypadek, gdyby wirus kiedykolwiek powrócił. Takie przeciwciała odgrywają również rolę w tłumieniu przewlekłych infekcji, które leżą uśpione w organizmie przez większą część naszego życia, takich jak wirus Epsteina-Barr. Okazuje się, że wirusy te są zdolne do reaktywacji, gdy organizm jest osłabiony, co wydaje się mieć miejsce w przypadku części pacjentów z chorobą tzw. długiego Covidu.
Kluczowa broń przeciw nowym wariantom
Istnieje jednak wiele niuansów odpowiedzi limfocytów B. Jedną z rzeczy, których immunolodzy nauczyli się dzięki badaniom nad osobami, które przeżyły wirus Ebola, jest to, że ciężkie infekcje wydają się wywoływać znacznie większą liczbę komórek B pamięci niż same szczepionki.
Dzięki wyizolowaniu setek komórek B pamięci od osób, które zostały zakażone lub zaszczepione w różnych momentach, profesor Nussenzweig odkrył, że naturalna infekcja wydaje się prowadzić do powstania komórek B pamięci, które następnie stale ewoluują. Oznacza to, że wytwarzają one przeciwciała, które z większym prawdopodobieństwem będą w stanie chronić przed nowymi wariantami wirusa.
Największym odkryciem dla immunologów jest to, że efekt ten jest jeszcze silniejszy, gdy ludzie zostali zakażeni, a następnie zaszczepieni. Teraz naukowcy starają się zrozumieć, czy możemy tak dostosować schematy szczepień, by same szczepionki wywoływały tę hybrydową odpowiedź immunologiczną. Dzięki temu ludzkość mogłaby zyskać kluczową broń przeciwko nowym wariantom wirusa Covid-19 i przyszłym pandemiom.
Następna pandemia jest nieunikniona
W 2007 r. grupa badaczy z Oregon Health and Science University rozpoczęła badania, których celem była próba zrozumienia, dlaczego odpowiedź immunologiczna na pewne infekcje lub szczepionki wydaje się być bardziej trwała niż na inne. Ich praca wykazała, że okresy półtrwania przeciwciał różnią się drastycznie w zależności od konkretnego rodzaju wirusa lub szczepionki.
Jak dotąd wydaje się, że szczepionki zawierające mRNA, takie jak te produkowane przez Pfizer, Modernę czy Novartis, działają najlepiej – chociaż badacze wciąż próbują ustalić, dlaczego tak się dzieje. Szczepionki te wytwarzają znacznie silniejszą odpowiedź komórek pamięci.
Intrygujące odkrycie odporności hybrydowej w ostatnich miesiącach skłoniło naukowców do przeanalizowania różnych schematów szczepionek Covid-19, aby sprawdzić, czy mieszanie i dopasowywanie różnych szczepionek może wywołać podobnie silną odpowiedź immunologiczną. Nussenzweig twierdzi, że pierwsze konkretne dane na ten temat zaczną pojawiać się w tym roku i mogą pomóc nam zrozumieć, jak najlepiej stosować szczepionki i dawki przypominające przeciwko innym wirusom – od grypy po HIV.
Naukowcy przewidują, że rosnące zrozumienie komórek B może również przynieść korzyści w obszarze immunoterapii nowotworów. Obecnie wiemy, że limfocyty B wytwarzają przeciwciała przeciwko określonym miejscom na nowotworach, w taki sam sposób, jak przeciwko wirusom. Komórki B współpracują również z innymi uczestnikami układu odpornościowego, takimi jak limfocyty T i komórki dendrytyczne, aby stworzyć korzystne środowisko do atakowania nowotworu, a jednym z celów przyszłych immunoterapii jest stymulowanie interakcji między tymi komórkami.
Wiedza o tym, jak najlepiej aktywować nasz układ odpornościowy, będzie również odgrywać ogromną rolę w umożliwieniu systemom opieki zdrowotnej szybkiego reagowania i zmniejszania śmiertelności w każdym przypadku, gdy uderzy kolejna pandemia – co większość naukowców uważa za nieuniknione.
