बी कोशिकाओं के प्रकार, एंटीजन पहचान व सक्रियण

बी सेल्स के लिए एक व्यापक मार्गदर्शक!

बी सेल क्या है?

बी कोशिकाएं एक प्रकार की श्वेत रक्त कोशिकाएं हैं जो प्रतिपिंड पैदा करती हैं (Eibel et al., 2014). बी कोशिकाएं एडाप्टिव प्रतिरक्षा प्रणाली का एक आवश्यक घटक हैं। बी कोशिकाएं अस्थि मज्जा में hematopoietic स्टेम कोशिकाओं से पैदा होती हैं और संक्रमण के क्षेत्रों में उत्प्रवासित होती हैं जहां वे अपने प्रभावक कार्यों का निर्वहन करती हैं (Chaplin, 2010).

बी सेल ओवरव्यू

बी कोशिकाओं और टी कोशिकाओं के बीच क्या अंतर है?

लिम्फोसिटीज को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: बी कोशिकाओं और टी कोशिकाओं। वे दोनों प्रतिरक्षा प्रणाली के महत्वपूर्ण अंग हैं, इसलिए उन्हें एक दूसरे के साथ संवाद करना चाहिए।

प्रतिरक्षा कोशिकाओं के दो प्रकार जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में शामिल हैं वे हैं बी कोशिकाएं और टी कोशिकाएं। इन दोनों के बीच मुख्य भेद यह है कि टी कोशिकाएं केवल संक्रमित कोशिकाओं के बाहरी हिस्से में वायरस एंटीजेन्स का पता लगा सकती हैं, जबकि बी कोशिकाएं केवल वायरस-संक्रमित कोशिकाओं की सतह के एंटीजेन्स की पहचान कर सकती हैं।

बी कोशिकाएं कैसे सक्रिय की जाती हैं?

जब कीटाणु शरीर में प्रवेश करते हैं तो वे कोशिका की सतह पर अपनी मशीनों के निशान छोड़ देते हैं। एंटीजेन्स उनकी मशीन के टुकड़े हैं जो कोशिकाओं के बाहर दिखाई देते हैं जब आक्रमणकारी जीव, जैसे बैक्टीरिया, शरीर में प्रवेश करते हैं। जब बी कोशिकाएं एन्टीजेन्स का पता लगाती हैं और पहचानती हैं, तो वे सक्रिय हो जाती हैं।

बी कोशिकाओं की सतह पर बी कोशिकाओं के रिसेप्टर (BCRs) होते हैं और ये बीसीआर विशिष्ट एंटीजेन्स से बंधते हैं।

बी कोशिकाएं एंटीजेन्स को कैसे पहचानती हैं?

बी कोशिकाएं, उनकी सतह पर एन्टीजेन्स के आकार से संक्रामक एजेंटों को पहचानती हैं। एक एकल बी कोशिका से उत्पन्न कोशिकाएं समान प्रतिपिंड उत्पन्न करती हैं और हमलावर और प्रतिजनों को याद करती हैं जो उनके निर्माण के लिए नेतृत्व करती हैं। इस स्मृति का मतलब है कि बी कोशिकाएं प्रतिपिंडों का उत्पादन करती हैं जो मूल प्रतिजन का विरोध करती हैं, जो प्रतिरक्षा प्रणाली को एक दूसरे हमले से बचाती हैं।

टी कोशिकाओं के विपरीत बी कोशिकाएं एन्टीबॉडीज पैदा करती हैं। यह प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा उत्पन्न वाई-आकार के प्रोटीन हैं जो शरीर को नुकसान पहुंचाने वाले विदेशी पदार्थों से रक्षा करने के लिए हैं। बी सेल रिसेप्टर्स (बीसीआर) बी कोशिकाओं की सतह पर पाए जाते हैं और उन्हें एक विशेष प्रोटीन से जुड़ने की अनुमति देते हैं।

बी कोशिकाओं का मुख्य कार्य क्या है?

बी कोशिकाएं अपने प्रतिजनों के एंटीजेनिक रूप के माध्यम से रोगाणुओं की पहचान करने में सक्षम हैं। बी कोशिकाओं का विकास एकल बी कोशिका से हुआ है और उसी प्रकार के प्रतिपिंड उत्पन्न किया है। इस स्मृति का मतलब है कि बी कोशिकाएं उन एंटीबॉडीज का उत्पादन करती हैं जो आरंभिक प्रतिजन को नष्ट करती हैं, प्रतिरक्षा प्रणाली पर भविष्य में आक्रमण से रक्षा करती हैं।

बी कक्ष प्रकार

ट्रांज़ीशनल बी सेल्स

अपरिपक्व और परिपक्व बी कोशिकाओं के बीच संबंध, संक्रमणशील बी कोशिकाओं द्वारा बनाया जाता है। वे आपको बीमारी से बचाने के लिए कुछ नहीं कर सकते, लेकिन वे अस्थि मज्जा और द्वितीय लymफॉयड ऊतक के बीच यात्रा कर सकते हैं। इस समय के दौरान, वे यह सुनिश्चित करने के लिए परीक्षाओं के अधीन हैं कि वे ऑटोएन्टीबाडीज नहीं बनाएंगे, जो मेजबान के लिए शत्रुतापूर्ण हैं।

नेइव बी कोशिकाएं

प्लाज्मा सेल बनने की सड़क पर अगला चरण है जब भूतपूर्व बी कोशिकाएं दिखाई देती हैं। बी लिम्फोसाइट अस्थि मज्जा या द्वितीयक लिम्फॉयड अंगों में परिपक्व हो जाता है, और यह एक भोली रक्त कोशिका होती है जब तक कि यह सक्रिय नहीं हो जाती है।

जब एक परिपक्व बी कोशिकाएं, उसके बी सेल रिसेप्टर के विशेष रूप से प्रतिजन-प्रदर्शन करने वाली कोशिकाओं के संपर्क में आती हैं, तो यह सक्रिय हो जाती है। एक भोला कोशिका सक्रिय होने के बाद प्लाज्मा बी सेल या मेमोरी बी सेल में बदल सकती है। नेइव सेल संक्रमण पर हमला नहीं करते हैं; इसके बजाय, वे टी सेल या एक प्रतिजन-प्रतिरूपी सेल (APC) की प्रतीक्षा करते हैं।

बी कोशिकाओं की जैव रासायनिक उपयोग से जांच, सक्रिय और प्रभावित की जा सकती है जो वैज्ञानिकों को प्रतिरक्षा प्रणाली के बारे में अधिक जानने में मदद करती है। अन्य कक्षों की तुलना में उनके पास अलग विनियमन पहचानकर्ता हैं, जो उन्हें चुनने की अनुमति देते हैं। Nk1+CD19+, CD27–, और CD38– भूतपूर्व बी कोशिकाओं के लिए अणुओं का संकेत दे रहे हैं।

विभिन्न प्रकार के बी कोशिकाओं का स्केमेटिक

मेमोरी बी सेल्स

मेमोरी बी कोशिका एक प्रकार का बी लिम्फोसाइट है जो शरीर में दीर्घकालिक प्रतिरक्षा विकसित होने के लिए आवश्यक है। संक्रमण ठीक हो जाने के बाद ये कोशिकाएं संचरण में बनी रहती हैं। स्मृति बी कोशिकाएं, टी कोशिकाओं द्वारा ट्रिगर किए जाने पर तेजी से सक्रिय हो सकती हैं यदि होस्ट भविष्य में उसी प्रतिजन के लिए फिर से प्रस्तुत किया जाता है.

मेमोरी बी कोशिकाओं से बेहतर एन्टीबॉडीज के साथ, प्रतिरक्षा प्रणाली अक्सर लगातार बीमारियों का मुकाबला कर सकती है इससे पहले कि वे स्पष्ट हो जाएं। मेमोरी बी कोशिकाओं में एक CD९+, एक CD२७+, और एक CD३८-मार्कर है। केवल एक बायोमार्कर के कारण वैज्ञानिक स्मृति कोशिकाओं और अनुभवहीन कोशिकाओं को अलग कर सकते हैं।

प्लाज्मा बी कोशिकाएँ

Effector B कोशिकाएं, जिन्हें प्लाज्मा बी कोशिकाओं के रूप में भी जाना जाता है, एक बहुत ही बड़ी एंडोप्लासमिक रीटिकलम (ER) वाली बड़ी कोशिकाएं हैं। ER प्रोटीन संश्लेषण और परिवहन में शामिल है। इस मेकअप के कारण प्लाज्मा कोशिकाएं एंटीजन विशिष्ट एंटीबॉडी बना सकती हैं।

एक संक्रमण के दौरान, प्लाज्मा कोशिकाएं, टी-सेल संकेतों के लिए सिग्नल रसायन का उत्पादन करती हैं। वे बीमारी से लड़ने के लिये प्रतिपिंडों का उत्पादन करते रहते हैं जब तक कि यह या तो पराजित नहीं हो जाता या खत्म नहीं हो जाता है। प्लाज्मा की कोशिकाएं अक्सर पुराने सूजन के स्थानों पर पाई जाती हैं।

प्लाज्मा बी कोशिकाएं मेमोरी बी कोशिकाओं के समान हैं, लेकिन उनमें एक CD38+ बायोमार्कर है। चूंकि इस मार्कर को लक्ष्य करना मुश्किल है, इसलिए प्लाज्मा बी कोशिकाओं को अक्सर FACS और एक प्रवाह साइटोमीटर का उपयोग करके छांटा जाता है।

तीन अलग लेज़र के कारण, वैज्ञानिक एक ही समय में उच्च पारदर्शिता के साथ तीन अलग कोशिका प्रकार (नइव, मेमोरी, और प्लाज्मा) का पता लगा सकते हैं। इस तकनीक की प्रभावशीलता को बी कोशिकाओं के नमूने (बीएसीएस जैसे नमूना तैयारी विधि का उपयोग करके) पहले उन्हें उनके उप-प्रतिपयों में छांटने से पहले काफी बढ़ाया जा सकता है।

बी कोशिकाएं व एडाप्टिव प्रतिरक्षा तंत्र

बी कोशिकाएं एडाप्टिव प्रतिरक्षा लिम्फोसाइट का एक प्रकार है जो एन्टीबॉडीज के उत्पादन में मध्यस्थता करती है। एन्टीबॉडीज उत्पादन के अलावा, बी कोशिकाएं भी पेशेवर प्रतिजन प्रस्तुत करने वाली कोशिकाओं के रूप में कार्य कर सकती हैं। बी कोशिका एक अद्वितीय बी सेल रिसेप्टर (बीसीआर) को व्यक्त करती है जो एक अद्वितीय प्रतिजन से जुड़ने में सक्षम है। मानव बीसीआर लाखों रूप ले सकते हैं, और इस प्रकार बी कोशिकाओं को एक समूह में कई विभिन्न प्रकार के एन्टीजेन्स से जोड़ा जा सकता है, हालांकि प्रत्येक निजी बी कोशिका केवल एक प्रतिजन के लिए विशिष्ट है। बी कोशिकाएं आम तौर पर लिम्फॉयड अवयवों में रहती हैं, और वे सीधे बीसीआर/एंटीजन अंतःक्रिया से सक्रिय हो सकती हैं या सहायता टी कोशिकाओं की सहायता से।

जब एक नाइव बी कोशिका अपने संज्ञानात्मक प्रतिजन और उपयुक्त सह-स्टीम्युलेशन कारकों से मिलती है, तब यह प्रफुल्लित और भेद करने लगती है। बी कोशिकाएं प्लाज्मा बी कोशिकाओं में अंतर कर सकती हैं, जो तुरंत प्रतिपिंडों का उत्पादन शुरू करती हैं, या स्मृति बी कोशिकाओं में, जो प्रतिजन से स्थायी सुरक्षा प्रदान करती हैं।

प्रतिरक्षा प्रणाली संक्रमण से शरीर का मुख्य बचाव है। सही ढंग से काम करने के लिए, प्रतिरक्षा प्रणाली को अनंत एजेंट जैसे कि विषाणु और बैक्टीरिया और अस्वास्थ्यकर या संक्रमित कोशिकाओं से रक्षा करने में सक्षम होना चाहिए। ऐसा करने के लिए, विशिष्ट कार्यों का निर्वहन करने के लिए विभिन्न कोशिकाओं की आवश्यकता है। नीचे दिए गए लेख में, बी कोशिकाओं के बारे में उनके कार्य और विकास सहित एक अवलोकन पर चर्चा की जाएगी।

बी कक्ष सतह चिह्न

सक्रियकरण

अवकलन और विकास

प्लाज्मा बी सेल मार्कर

बी सेल चेमोटैक्सिस

बी कोशिकाओं द्वारा उत्पादित प्रतिजैविक

बी कोशिकाएं एंटीबॉडीज या प्रतिरोधक अणुओं का उत्पादन करती हैं। एन्टीजेन्स के लिए शरीर का सर्वेक्षण करने वाले रिसेप्टर्स से एन्टीजेन्स की तुलना की जा सकती है। वे चार जंजीरों वाली वी आकार की प्रोटीन हैं जो एक भारी चेन और एक हल्का चेन से मिलकर बनी हैं। भारी श्रृंखला को पांच प्रकारों, IgG, IgA, IgM, IgD, IgE में बांटा जा सकता है। प्रकाश श्रृंखला बदलती है और विभिन्न एंटीजेन्स को पहचानती है। यह पुनर्गठन घटनाओं से गुजरता है जो कई अलग अलग टुकड़ों को उत्पन्न करते हैं जो विभिन्न प्रतिजनों को पहचान सकते हैं (Schroeder & Cavacini, 2010).

एक बार एन्टीजेन्स को विशिष्ट एन्टीबॉडीज से बांधने के बाद, वे बहुत से प्रभावों को जन्म देते हैं। इनमें एन्टीबॉडी-निर्भर सेलुलर साइटोटॉक्सिसिटी, पूरक सक्रियकरण या आण्विक पैटर्न को रोगाणु से किसी एक रिसेप्टर पर चिपकाना शामिल हैं। बी कोशिकाएं भी ऐसी कोशिकाओं का उत्पादन कर सकती हैं जो संक्रमण स्थल पर कोशिकाओं को भर्ती कर सकती हैं और टी कोशिकाओं के भेदभाव और प्रसार को भी बढ़ावा देती हैं (LeBien & Tedder, 2008).

सतह से बंधित एंटीबॉडीज और घुलनशील एंटीबॉडीज के साथ B सेल का फोटो (Bailey से लिया गया, 2020)

बी सेल विकास

विकास के दौरान, बी कोशिकाओं को अस्थि मज्जा में दो अलग प्रकार के चयन से गुजरना पड़ता है। इसमें सकारात्मक और नकारात्मक चयन शामिल हैं। सकारात्मक चयन यह निर्धारित करता है कि कौन सी कोशिकाओं में एक प्रभावी बी सेल रिसेप्टर होता है और कोशिकाओं पर कोशिकाओं की मौत को प्रेरित करता है जो उनके लिगैण्ड से प्रभावी रूप से बंधन नहीं कर सकते हैं। नकारात्मक चयन निर्धारित करता है कि कौन सी बी कोशिकाएं आत्म-विरोधी से जुड़ी हुई हैं, और इस प्रकार उन कोशिकाओं को चार किस्मतों में से एक से होकर गुजरना पड़ता है, क्लोनल मिटाना, रिसेप्टर संपादन, एनालर्जी या अज्ञानता। यह नकारात्मक चयन अस्थि मज्जा में स्वयं प्रतिजैवियों से बी कोशिकाओं को जोड़ने से रोकने के लिए केंद्रीय सहिष्णुता प्रक्रिया में मदद करता है। (Pieper et al., 2013).

इस चयन प्रक्रिया के बाद, बी कोशिकाओं को पूर्ण विकास की आवश्यकता है। चयन के बाद, बी कोशिकाएं स्प्लेन में उत्प्रवासित हो जाती हैं जहाँ वे T1 बी कोशिकाओं से T2 बी कोशिकाओं में संक्रमण करती हैं। T2 बी कोशिकाओं को हाशियेब क्षेत्र बी कोशिकाओं और परिपक्व बी कोशिकाओं में विभाजित किया गया है। ये या तो पहले बी कोशिकाएं बन जाते हैं या फिर परिपक्व बी कोशिकाएं (Pieper et al., 2013).

बी सेल सक्रियकरण द्वितीयक लिम्फॉयड अवयवों जैसे कि स्प्लेन और लिम्फ नोड्स में होता है। बी सेल सक्रियकरण तब होता है जब बी सेल रिसेप्टर या तो एक घुलनशील या झिल्ली-बद्ध प्रतिजन को जोड़ता है (Pierce, 2009). इसके अतिरिक्त, बी कोशिकाओं को प्रोफेशनल प्रतिजन प्रस्तुत करने वाली कोशिकाओं जैसे कि एक सशस्त्र सहायक टी सेल या अन्य माइक्रोबियन घटक से अतिरिक्त संकेत की आवश्यकता होती है। एक सशस्त्र सहायक टी सेल वह है जो एक विशिष्ट प्रतिजन द्वारा सक्रिय किया गया है और इसलिए B सेल को सक्रिय और भिन्न बनाने का कारण बन सकता है। इसके अलावा, बी कोशिकाओं की सतह पर एक सह-प्राप्तक भी है जो या तो CD19/CD21/CD81 होता है, और ये प्रतिजन के लिए B-सेल के प्रतिसादी को बढ़ाने के लिए जिम्मेदार हैं। (Pierce, 2009).

एक बार बी कोशिकाओं ने प्रतिजन पहचान के आधार पर, जैसे कि एन्टीबॉडी-निर्भर साइटोटॉक्सिसिटी, अपना कार्य पूरा कर लिया तो वे स्मृति बी कोशिकाएं बन सकती हैं। ये कोशिकाएं एक प्रतिजन को पहचानती हैं जो पहले होस्ट में संक्रमण का कारण बन चुका है, इसलिए जब यह प्रतिजन शरीर को पुन: संक्रमित करता है, तो होस्ट इन कोशिकाओं से लैस हो जाता है जिससे हमलावर रोगाणु को तुरंत पहचाना जा सके और मार सके। (Eibel et al., 2014).

बी कक्षों में पीडी- 1 एक्सप्रेशन

पीडी- 1 (प्रोग्रामित सेल डैथ प्रोटीन 1) सबसे आम तौर पर टी कोशिकाओं पर व्यक्त होता है, लेकिन अन्य प्रकार की कोशिकाओं जैसे बी कोशिकाओं में भी देखा जा सकता है। हालांकि, बी कोशिकाओं पर पीडी- 1 की अभिव्यक्ति टी कोशिकाओं की तुलना में कम होती है।

बी कोशिकाओं ने पीडी- 1 अभिव्यक्ति को प्रतिपिंड उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए और बदले में सहिष्णुता के माहौल को विकसित करने के लिए एक उपकरण के रूप में प्रयोग किया है। पीडी- 1 अपने पार्टनर लिगैंड, पीडी- एल1 के साथ बातचीत करेगा जो कई कोशिकाओं के प्रकारों जैसे एपीसी और अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं पर पाया जा सकता है। बी कोशिकाओं की सक्रियता को रोक कर और प्रतिपिंडों के निर्माण को कम करके, अणुओं के बीच इस सहयोग से एक वातावरण पैदा होता है जहां प्रतिरक्षा सहनशीलता संभव है।

अध्ययनों ने यह भी सुझाव दिया है कि बी कोशिकाओं पर पीडी-1 अभिव्यक्ति कुछ स्वतिरोधी रोगों, जैसे सिस्टम लूपस इरिटमोटस (एसएलई) और रीमियोडाइड ऑर्थ्राइटिस (आरए) में सुधार किया जा सकता है। यह दर्शाता है कि पीडी-1 इन रोगों में प्रतिरक्षा सक्रियकरण और सहनशीलता के बीच संतुलन को नियंत्रित करने में एक भूमिका निभा सकता है।

सामान्य रूप से, बी कोशिकाओं पर पीडी-1 अभिव्यक्ति दर टी कोशिकाओं की तुलना में कम है; हालांकि, यह अभी भी प्रतिरक्षा प्रणाली को रूपांतरित करने और प्रतिरक्षा सहिष्णुता को प्रोत्साहित करने में एक जबरदस्त प्रभाव डाल सकता है। पीडी-१ को कैसे बी कोशिकाओं की गतिविधि को प्रभावित करता है तथा कई बीमारियों के लिए इसके योगदान को जानने के लिए, अतिरिक्त अनुसंधान किए जाने की जरूरत है।

बी कोशिकाएं व साइटोकिन्स

साइटोकिन्स	निर्माता	लक्ष्य
IL-1(IL-1α and -β)	Macrophages, dendritic cells, endothelial cells	T helper cells and B cells and various other tissues
IL-2	TH1 cells	T helper, cytotoxic T cells and NK cells
IL-3	T helper/cytotoxic cells and NK cells	Hematopoietic and mast cells
IL-4	TH2 cells, mast cells, NK cells	B cells, T cells, mast cells, macrophages
IL-5	TH2 cells, mast cells	Eosinophils
IL-6	Macrophages, TH2 cells	Plasma cells, B cells
IL-8	Bone marrow, thymus	Neutrophils
IL-9	TH2 cells	T helper cells, mast cells, eosinophils
IL-10	TH2 cells	Macrophages, antigen-presenting cells
IL-11	Bone marrow	B cell progenitors and others
IL-12	Macrophages, B cells	Cytotoxic T cells, NK and LAK cells
IL-13	T Helper cells	Macrophages, B cells
IL-16	Cytotoxic T cells	T helper cells
IL-18	Hematopoietic and nonhematopoietic lineage cells	T cells, NK cells
IFN-α	Leukocytes	B cells, T cells, NK cells
IFN-β	Fibroblasts	B cells, T cells, NK cells
IFN-γ	Th1 cells, cytotoxic T cells NK cells	Macrophages
TNF-α	Macrophages	Tumour cells, polymorphonuclear leukocytes, macrophages
TNF-β	T cells	Tumour cells, neutrophils, macrophages

रिफरेन्स

Eibel, H., Kraus, H., Sic, H., Kienzler, A.K., and Rizzi, M. (2014) B cell biology: an overview. Curr Allergy Asthma Rep 14: 434.
LeBien, T.W., and Tedder, T.F. (2008) B lymphocytes: how they develop and function. Blood 112: 1570-1580.
Pieper, K., Grimbacher, B., and Eibel, H. (2013) B-cell biology and development. J Allergy Clin Immunol 131: 959-971.
Pierce, S.K. (2009) Understanding B cell activation: from single molecule tracking, through Tolls, to stalking memory in malaria. Immunol Res 43: 85-97.
Schroeder, H.W., Jr., and Cavacini, L. (2010) Structure and function of immunoglobulins. J Allergy Clin Immunol 125: S41-52.

Written by Pragna Krishnapur

Pragna Krishnapur completed her bachelor degree in Biotechnology Engineering in Visvesvaraya Technological University before completing her masters in Biotechnology at University College Dublin.