2.1 Migrace a interakce vyvíjejících se B buněk

Během lymfopoézy procházejí B buňky v kostní dřeni dobře popsanou sekvencí různých vývojových stadií. Vyvíjející se B buňky jsou z hlediska svého přežití a diferenciace kriticky závislé na signálech specifických pro dané stadium, které jsou jim dodávány v různých nikách mikroprostředí definovaných stromálními buňkami. Předpokládá se, že B buňky během svého vývoje migrují mezi těmito tkáňovými oblastmi. Koncept pevných mikroprostředí nik, které jsou nezbytné pro hostitelské buňky a řídí jejich osud, byl poprvé navržen v 70. letech 20. století Schofieldem a kol. v souvislosti s kmenovými buňkami. Předpokládá se, že hematopoetické kmenové buňky (HSC) jsou obklopeny jedinečným mikroprostředím, které řídí jejich osud s ohledem na dělení, přežívání a diferenciaci. Od té doby se ukázalo, že podobné koncepty platí pro několik typů hematopoetických buněk a fází diferenciace, včetně vyvíjejících se B buněk a dokonce paměťových plazmatických buněk v kostní dřeni.

Buněčné prekurzory v kostní dřeni vznikají z multipotentních HSC, které přetrvávají po celý život jedince a vyznačují se sebeobnovovacím potenciálem, což je vlastnost závislá na vnitřních a vnějších faktorech. Až donedávna nebylo jasné, zda HSC a omezené hematopoetické progenitory (HPC) sídlí ve specializovaných mikroprostředí nikách, které jsou od sebe prostorově odlišné, a v literatuře se vyvinula dichotomie mezi osteoblastickými nikami na jedné straně a nikami cévních kmenových buněk na straně druhé. Bylo popsáno, že HSC se lokalizují v blízkosti osteoblastů, což jsou kostotvorné buňky lemující hranici mezi pevnou kostí a dření. Osteoblasty mají klíčovou funkci při regulaci udržování poolu kmenových buněk – zvýšení počtu trabekulárních N-kadherin + osteoblastů je doprovázeno zvýšeným počtem HSCs . Tento účinek je zprostředkován aktivací dráhy Notch1, kterou spouští Jagged1 pocházející z osteoblastů, což vede k proliferaci HSC . Osteoblasty také vylučují další faktory regulující homeostázu HSC, jako je trombopoetin, angiopoetin a chemokin C-X-C-motif ligand-12 (CXCL12) . Bylo však prokázáno, že endotelové buňky, které se často lokalizují v blízkosti endostu, zejména v plochých kostech , představují další klíčovou složku niky HSC . Spolu s perivaskulárními buňkami s leptinovými receptory poskytují endotelové buňky v rámci cévní niky faktor kmenových buněk (SCF, známý také jako kit ligand) a jeho podmíněné odstranění z těchto buněk vede k vyčerpání HSC z kostní dřeně .

CXCL12, který se pro svou vysokou expresi stromálními složkami označuje také jako „stromal cell derived factor one alpha“, je klíčovým chemokinem pro regulaci lokalizace a migrace HSC v kostní dřeni prostřednictvím svého receptoru C-X-C-motif receptor-4 (CXCR4) . Bylo prokázáno, že multipotentní hematopoetické progenitory (MPP) přímo kontaktují procesy retikulárních stromálních buněk exprimujících CXCL12 . Pokusy, při nichž byl CXCL12 selektivně vyřazen z různých typů buněk, o nichž je známo, že přispívají k udržení HSC a HPC (tj. osteoblastů, perivaskulárních a retikulárních stromálních buněk), prokázaly, že HSC a lymfoidní progenitory zaujímají v kostní dřeni odlišné niky: CXCL12 produkovaný endoteliálními a perivaskulárními i mezenchymálními stromálními buňkami podporuje přežívání HSC. Naproti tomu CXCL12 pocházející z osteoblastů udržuje HPC v kostní dřeni a podporuje progenitory lymfoidní linie B.

CXCL12 je také jednoznačně nutný pro vývoj nejranějších progenitorů linie B, které jsou identifikovány podle exprese c-kit, interleukinu (IL)7Rα a CD93 (AA4.1) . Tyto rané pre-pro B buňky migrují směrem k CXCL12 in vitro. Kromě toho, že CXCL12 působí jako chemoatraktant, podporuje jejich přežití a proliferaci, přičemž působí synergicky s SCF a IL-7. Většina B220+ Fms-related tyrosine kinase three/Fetal liver kinase 2+ (Flt3/Flk2+) pre-pro B buněk kontaktuje těla stromálních buněk exprimujících CXCL12; tato adheze je zprostředkována prostřednictvím α4β1 integrinu (známého také jako velmi pozdní antigen 4, VLA4) na B buňkách, který se váže na vaskulární adhezní molekulu-1 (VCAM-1) na povrchu CXCL12+ buněk . Tyto retikulární buňky s vysokým obsahem CXCL12 sdílejí některé morfologické rysy s perivaskulárními buňkami produkujícími CXCL12, které podporují HSC, ale v současné době není jasné, zda ve skutečnosti představují jednu populaci nebo různé specializované podskupiny.

Jak vývoj B buněk postupuje s přeskupováním variabilních oblastí genu pro těžký řetězec imunoglobulinu (Ig), pro-B buňky (B220+c-kit+) se již nenacházejí v přímém kontaktu s CXCL12+ buňkami. Místo toho se v této fázi lokalizují v blízkosti stromálních buněk produkujících IL-7, které jsou na základě histologického barvení považovány za samostatnou populaci . Dosažení stadia pre-B buněk je doprovázeno další změnou jejich mikroprostředí: V tomto okamžiku, kdy produkují funkční řetězec Igμ, který se spojuje se zástupným lehkým řetězcem za vzniku pre-BCR, opouštějí IL-7+ stromální buňky a přesouvají se k jiné podskupině stromálních buněk, která na svém povrchu specificky exprimuje galektin-1 (Gal1), lektin typu S . Stromální Gal1 působí jako ligand pro pre-BCR. Je schopen vyvolat tvorbu shluků pre-BCR, které rovněž obsahují VLA4 a antigen asociovaný s funkcí lymfocytů-1 (LFA1) v místě kontaktu se stromální buňkou. Tento synaptický kontakt je schopen spustit intracelulární tyrozinkinázovou aktivitu a přenos signálu pre-BCR, který je nezbytný pro proliferaci a diferenciaci ve stadiu pre-BII buňky . IL-7+ a Gal-1+ buňky představují odlišné populace mezenchymálních buněk v kostní dřeni .

Tento přehledný sled událostí v prostorovém kontextu kostní dřeně vedl k představě, že existují různé mikroprostředí niky definované rezidentními imobilními stromálními podskupinami, které řídí homeostázu vyvíjejících se B buněk. Z toho vyplývá, že B buňky se během svého vývoje přinejmenším přechodně stávají mobilními, aby migrovaly mezi těmito nikami. Není známo, jak přesně je přechod buněk mezi těmito různými nikami regulován, zejména které další chemotaktické faktory jsou nutné k doladění jejich lokalizace, protože CXCL12 se podílí na více fázích procesu.

Kromě parenchymu představují důležitá místa pro nezralé B buňky také sinusoidy v kostní dřeni . Sinusoidy jsou žilní cévy, které se větví v parenchymu dřeně a sbíhají se do velké centrální žíly, která se spojuje s výživnou žilou, jež opouští kost přes kůru . Sinusoidy kostní dřeně jsou vystlány tenkostěnným endotelem a představují rozhraní, kde B buňky vstupují do oběhu po dokončení svého zrání v kostní dřeni. Chemokinový receptor CXCR4 je částečně zodpovědný za udržení B buněk v kostní dřeni . Antagonizace signalizace CXCR4 vede ke zvýšení frekvence zralých a nezralých (IgDlo) B buněk v sinusoidách kostní dřeně a zároveň snižuje jejich počet v parenchymu, což naznačuje, že tento chemokinový receptor zprostředkovává jejich translokaci do krve . Bylo prokázáno, že kromě CXCR4 hraje roli také sfingosin-1-fosfátový (S1P) receptor 1 (S1P1). Bylo zjištěno, že hematopoetické buňky, zejména erytrocyty, produkují S1P v krvi , což vede k vyšším koncentracím tohoto sfingolipidu v sinusoidech kostní dřeně než v parenchymu, a zprostředkovává tak transmigraci B buněk do sinusoidů . B buňky s deficitem S1P1 jsou zadržovány v parenchymu a vykazují snížený výstup do sinusoid; podobný účinek lze pozorovat po zablokování signalizace S1P podáním antagonisty Fingolimod (FTY720).

Pokud B buňky překročí endotel a nacházejí se uvnitř sinusoid, neopouštějí kostní dřeň ihned s krevním oběhem. Místo toho zůstávají připojeny k luminální straně endotelu sinusoid a plazí se po ní . Přilnutí k endotelu je zprostředkováno signalizací prostřednictvím kanabinoidního receptoru-2 (CB2) na B buňkách a také prostřednictvím adheze zprostředkované VLA4 a VCAM-1 . Dlouhodobé setrvávání B buněk v sinusoidách naznačuje, že sinusoidy představují pro B buňky zvláštní vlastní cévní niku a neslouží pouze jako vstupní místa do cirkulace. Tuto představu podporují CB2-deficientní myši, které vykazují změnu v repertoáru BCR . Schematický přehled lokalizace vyvíjejících se B buněk v kostní dřeni je znázorněn na obrázku 1.

Obr. 1. Lokalizace B buněk v kostní dřeni během vývoje B buněk.

Multipotentní hematopoetické progenitory (MPP) kontaktují procesy CXCL12+ stromálních buněk. Zjistilo se, že pre-pro B buňky, nejranější prekurzory B buněk, se lokalizují v blízkosti buněčných těl buněk produkujících CXCL12. Zralejší pro-B buňky se nacházejí v kontaktu s IL-7+ stromálními buňkami. Pre-B buňky jsou připojeny ke galectin-1+ stromálním buňkám prostřednictvím synapse vytvořené vazbou pre-B buněčného receptoru na galectin-1 na povrchu stromálních buněk a také interakcemi zprostředkovanými LFA-1/ICAM a VLA4/VCAM. Výstup B buněk do sinusoid kostní dřeně je zprostředkován S1P1 na B buňkách, který váže S1P, jenž je v krvi velmi hojný. Po vstupu do sinusoid B buňky přilnou k endotelu a plazí se podél jeho luminální strany, což je zprostředkováno CB2 a VLA4 na B buňkách, a teprve poté jsou uvolněny do krevního oběhu.

.