Повторне введення вакцини покращує імунну пам'ять завдяки тому, що при цьому запускається новий етап еволюції В-клітин, які вдосконалюють антитіла проти інфекції.
При імунізації нам вводять ослаблених або вбитих збудників якоїсь інфекційної хвороби, або їх токсини, або якісь інші молекули-антигени (наприклад, білки або полісахаридні молекули клітинних стінок бактерій). Вакцина стимулює імунну відповідь, імунна система запам'ятовує «портрет» патогена, і, якщо справжня інфекція потрапить в організм, імунітет буде знати, як з нею боротися.
Часто після першого введення вакцини роблять ще й друге - в цьому випадку говорять про ревакцинацію або реімунізацію. Дійсно, повторне введення антигену робить імунну відповідь сильнішою, що забезпечує більш ефективний захист від хвороби - вакцина працює довше. Однак чому так відбувається, стало зрозуміло тільки зараз, після досліджень Луїзи і Майкла Макхайзер-Вільямсов (Louise, Michael McHeyzer-Williams) і їх колег з Інституту Скриппса (США) - у статті в Nature Immunology вони описують, як В-клітини відточують майстерність на нових порціях антигену. Коли вірус, або бактерія, або інфекційний грибок потрапляють в організм, В-лімфоцити починають виробляти проти них антитіла, що зв'язуються з патогеном і допомагають його знищити. Одночасно частина В-клітин відправляється в лімфатичні вузли, де формуються гермінативні центри - особливі «стійла» для зберігання і розмноження В-лімфоцитів.
У німецьких центрах осідають клітини пам'яті, чиє завдання - дізнаватися навіть нікчемні кількості патогена, якщо він знову коли-небудь з'явиться. Розпізнавання вірусу відбувається за допомогою білкових рецепторів на поверхні лімфоцитів. Ці рецептори являють собою ті ж антитіла в комплексі з іншими білками. Антитіла можуть бути різними, і, виставляючи їх з мембрани назовні, можна оцінити, наскільки міцно той чи інший варіант імуноглобулінів пов'язує вірусний білок і, відповідно, чи годиться такий імуноглобулін для «серійного виробництва». У лімфатичних вузлах В-клітини клонуються, причому кожен клон отримує випадкову мутацію в рецептор. Більшість мутацій виявляються марними, але трапляються серед них такі, які посилюють взаємодію рецептора з антигеном. Якщо рецептор, а значить, і антитіла В-клітини виявляються досить ефективними при зв'язуванні чужорідної молекули, В-лімфоцит залишає гермінативний центр лімфатичного вузла і відправляється патрулювати організм.
Що ж відбувається при повторному введенні вакцини? Одним раундом тренування справа не обмежується, і при ревакцинації в лімфатичних вузлах з'являються вторинні гермінативні центри, куди направляються В-лімфоцити, що пройшли відбір після першого введення антигену. Чергова порція чужорідних молекул запускає за новою програмою клітинної еволюції: нові клони отримують нові мутації, причому специфічність антитіл може бути перероблена. Тобто сенс другого раунду налаштування не стільки в тому, щоб удосконалити наявну модель імуноглобулінів, не стільки в тому, щоб нові антитіла ще міцніше зв'язувалися з тими ж ділянками ворожих молекул, скільки в тому, щоб зробити відповідь на інфекцію більш різноманітною. Тобто на основі хороших антитіл, отриманих після першої вакцини, створюються нові версії з дещо перебудованою специфічністю, які можуть, грубо кажучи, вистачати антиген за нові місця. Можна сказати, що імунітет тут грає на випередження - адже мінливість вірусів і бактерій велика, і послідовності їх молекул змінюються досить швидко. Еволюція В-клітин, яку запускає повторна вакцинація - це симетрична відповідь на еволюцію патогенів.
Процеси, що відбуваються у вторинних гермінативних центрах, досить складні, проте складність тут цілком виправдана, адже в результаті в імунну пам'ять вдається закласти одночасно точність і різноманіття антильної відповіді. Ну а якщо ми більше дізнаємося про процеси, які тут відбуваються, то в перспективі зможемо створити вакцини, які будуть додатково покращувати пам'ять В-клітин, роблячи імунний захист зовсім вже непробивною.