Загадка иммунитета
Наш иммунитет — это могучая армия, стоящая на страже здоровья. Её солдаты, лимфоциты, без устали ищут и уничтожают врагов: вирусы, бактерии, раковые клетки. Но у каждой могучей армии есть страшная угроза — «дружественный огонь». Что если солдаты перепутают и начнут атаковать собственные органы и ткани? Именно так и возникают аутоиммунные заболевания: ревматоидный артрит, диабет 1 типа, волчанка и многие другие.
Главный вопрос: Что удерживает иммунитет от этой гражданской войны? Кто стоит на страже и не даёт армии взбунтоваться?
Ответ на этот вопрос и принёс Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2011 года троим учёным: Брюсу Бойтлеру, Жюлю Хоффману и Ральфу Стейнману.
Но они шли к разгадке с разных сторон.
Часть 1: Сторожевые мушки профессора Хоффмана
Наш первый герой, Жюль Хоффман, изучал... мух-дрозофил. Казалось бы, при чём тут иммунитет человека? Оказалось, что отношение самое прямое.
Хоффман экспериментировал с мушками, у которых были странные мутации. Он заражал их бактериями и смотрел, кто выживет. И обнаружил, что мушки с одной конкретной «сломанной» версией гена гибли моментально. Их иммунная система не могла даже начать борьбу с инфекцией.
Что же это был за ген? Ген под названием Toll.
«Toll!» — восклицали немцы, увидев что-то невероятное. Именно так ген и назвали.
Этот ген кодировал белок-сторож, который сидел на поверхности клеток мухи и распознавал «врага по лицу» — особые молекулярные узоры на поверхности бактерий и грибов.
Открытие Хоффмана: У мух есть врождённый «радар», который включает первую линию обороны. И этот радар — ген Toll.
Часть 2: Мыши и «септический шок» профессора Бойтлера
Тем временем в Америке Брюс Бойтлер изучал мышей и сепсис (заражение крови). Он хотел понять, почему у некоторых мышей в ответ на токсин бактерий развивается чудовищно сильная воспалительная реакция, «цитокиновый шторм», который и убивает животное.
Бойтлер и его команда потратили годы, чтобы найти ген, отвечающий за эту сверхчувствительность. И каково же было их удивление, когда они его нашли!
Это был мышиный аналог гена Toll!
Открытие Бойтлера: Оказалось, что у млекопитающих, включая нас с вами, есть свои «Toll-подобные рецепторы» (TLR). Именно они являются тем самым выключателем, который, распознав бактерию, запускает мощнейшую воспалительную реакцию. Бойтлер показал, что если этот рецептор «сломан», иммунитет либо не просыпается вообще, либо сходит с ума.
Часть 3: Дирижёр иммунитета профессора Стейнмана
Но врождённый иммунитет — это только начало. Есть ещё более точная и мощная система — приобретённый иммунитет. Его солдаты — Т- и В-лимфоциты — способны запоминать врага и бить наверняка. И здесь на сцену выходит наш третий герой — Ральф Стейнман.
Он изучал загадочные клетки, которые он обнаружил в организме мышей. Клетки с длинными отростками, похожими на щупальца — дендритные клетки.
Стейнман выдвинул и блестяще доказал революционную идею: эти клетки — не солдаты, а главные дирижёры и дипломаты иммунной системы.
Вот как это работает:
1. Дендритная клетка, стоящая на передовой, поглощает врага (бактерию).
2. Она «раздевает» его, извлекая опознавательные знаки — антигены.
3. Затем она отправляется в лимфатический узел (что-то вроде «штаба армии»), находит там наивные Т-лимфоциты и предъявляет им эти антигены, говоря по сути: «Вот наш враг! Атаковать именно его!».
Самое главное открытие Стейнмана: Дендритные клетки не просто включают иммунный ответ. Они также учат иммунитет НЕ атаковать собственное тело. Они показывают лимфоцитам образцы собственных белков организма и говорят: «Это свои, трогать нельзя!». Если этот механизм «обучения» ломается, и начинается аутоиммунная атака.
Трагическая и в то же время символичная деталь: Стейнман скончался от рака поджелудочной железы за три дня до присуждения премии. Он лечил себя с помощью вакцины на основе дендритных клеток, которую сам же и разработал, и смог продлить себе жизнь. Нобелевский комитет нарушил своё правило (премия не вручается посмертно), потому что не знал о его смерти на момент принятия решения. Это высшая дань уважения его открытию.
Эпилог: Собираем пазл
Итак, что же получилось в сухом остатке?
1. Хоффман и Бойтлер открыли «систему оповещения» (Toll-подобные рецепторы), которая кричит: «Тревога! Вторжение!».
2. Стейнман открыл «главнокомандующего» (дендритные клетки), который получает этот сигнал и отдаёт приказ «своим» солдатам-лимфоцитам: «Атаковать врага, но не трогать своих!».
Именно сбой в этой сложной системе, когда «главнокомандующий» плохо обучает солдат или «система оповещения» врёт о нападении, приводит к тому, что армия (иммунитет) начинает громить собственные города (органы).
Это открытие перевернуло медицину.
Вакцины: Новые вакцины (например, от некоторых видов рака) используют дендритные клетки, чтобы «научить» иммунитет находить и убивать опухоль.
Лечение аутоиммунных болезней: Учёные ищут лекарства, которые могли бы точечно «успокоить» гиперактивные Toll-рецепторы или «перенастроить» дендритные клетки.
Противораковая терапия: Методы иммунотерапии, которые заставляют нашу собственную иммунную систему бороться с раком — прямое следствие этих открытий.
Так что, вручая премию этим трём учёным, Нобелевский комитет отметил не просто открытие какого-то одного гена, а разгадку фундаментального принципа работы нашего иммунитета. Принципа, который даёт нам надежду на победу над одними из самых жестоких болезней человечества.