Первая Нобелевская премия за исследования в области иммунитета была присуждена русско-французскому ученому Илье Мечникову в 1908 году. Илья Ильич прожил во Франции с 1887 года последние свои почти тридцать лет жизни, и хотя основная часть работ по изучению фагоцитарного иммунитета была проделана им в Париже в институте Пастера, премия по настоянию ученого была отнесена на счет России. С того времени ни одной Нобелевки по физиологии и медицине Россия не получала.
Мечников поделил 139 800 шведских крон (примерно 600 000 евро в современном эквиваленте) поровну с Паулем Эрлихом - сторонником гуморальной теории иммунитета. Гениальный немецкий ученый высказал идею о том, что клетки, ответственные за иммунные реакции, имеют на своей поверхности рецепторы, способные распознавать антигены возбудителей инфекций. Эта идея, сыгравшая огромную роль в развитии иммунологии, впоследствии нашла полное подтверждение.
Фагоцитарная теория Мечникова и гуморальная Эрлиха долгое время противоборствовали в научном мире, пока не был сделан вывод о правомерности обеих. Апогеем примирения научных школ стало присуждение им совместной Нобелевской премии.
Обо всем этом я вспоминаю в связи с работами последних нобелевских лауреатов 2011 года. Как было объявлено в минувший понедельник, половина премии по физиологии и медицине отдана французскому ученому Жюлю Хоффману и американцу Брюсу Бетлеру "за работы по изучению активации врожденного иммунитета", а вторая половина присуждена американскому ученому канадского происхождения Ральфу Стейнмену "за открытие дендритных клеток и изучение их значения для приобретенного иммунитета".
Несмотря на то, что древний врожденный и эволюционно молодой приобретенный иммунитеты представляют собой разные защитные механизмы, между ними существует определенное взаимодействие. Открытие Стейнмена раз и навсегда установило эту связь. Оказалось, что именно дендритные клетки выполняют функцию ознакомления Т-лимфоцитов с антигенами возбудителей различных инфекций. Таким образом Ральф Стейнмен отыскал недостающее звено, связывающее клеточный иммунитет, открытый в позапрошлом веке Мечниковым на примере фагоцитоза, с гуморальным.
Помимо дендритных клеток на страже врожденного клеточного иммунитета стоят многие другие, и все они представляют авангард иммунитета, первыми вступают в сражение с чужаком - бактерией, грибком, паразитом или вирусом, и запускают воспалительную реакцию. Однако не всегда эта реакция срабатывает, и, увы, случается так, что инфекция преодолевает барьеры врожденного иммунитета. И тогда вся надежда возлагается на иммунитет приобретенный, одним из главных типов оружия которого являются специфические антитела.
На протяжении XX столетия одно за другим описывались различные звенья иммунитета. Благодаря ряду открытий, также удостоенных Нобелевской премии, мы узнали о том, как происходит сборка антител и как функционируют Т-клетки. Однако долгое время оставалось непонятным, как Т-лимфоциты, обитатели лимфоузлов, узнают о проникновении в организм тех или иных возбудителей и в дальнейшем передают специфическую информацию об их антигенах B-лимфоцитам, вырабатывающим антитела.
Как именно происходит взаимодействие врожденного и приобретенного иммунитетов, оставалось неразрешенной загадкой. Пока Ральф Стейнмен не открыл дендритные клетки в 1973 году.
Дендритные клетки или дендроциты, названные так за способность отращивать древовидные отростки ("dendron" по-гречески "дерево"), обнаруживаются в толще кожи и в подслизистой оболочке различных органов, контактирующих с внешней средой - легких, кишечника, мочеполового тракта и др. Дендроциты постоянно поглощают, в том числе с помощью фагоцитоза, молекулы из внеклеточного пространства, однако только при серьезном повреждении клеток организма дентритные клетки активируются и мигрируют в лимфоциты, по пути выставляя на своей поверхности пептидные фрагменты поглощенных ими антигенов болезнетворных микробов.
Представленные таким образом антигены "обучают" Т-клетки в лимфоузлах распознавать и запоминать агрессора и при повторной его атаке стимулировать В-лимфоциты и другие клетки иммунной для борьбы с инфекцией. Так дендроциты, будучи агентами врожденного клеточного иммунитета, запускают каскад гуморального иммунного ответа.
Открытие этого недостающего звена и было удостоено Нобелевской награды. Увы, 30 сентября в возрасте 68 лет Ральф Стейнмен скончался - совсем незадолго до принятия нобелевским комитетом решения о присуждении ему премии. Ученый на протяжении четырех лет страдал раком поджелудочной железы, продлевая свою жизнь в том числе с помощью дендритоклеточной иммунотерапии собственной разработки. Несмотря на внезапную кончину ученого, нобелевский комитет принял беспрецедентное решение присудить ему премию посмертно.
А какие же механизмы активируют сам врожденный иммунитет?
В 1996 году Жюль Хоффман приоткрыл завесу этой тайну, наблюдая за иммуным ответом у излюбленного объекта генетиков - фруктовых мушек дрозофил, имеющих генетические поломки в гене, кодирующем толл-подобные рецепторы (ТПР). Мушки-мутанты умирали, не будучи способными противостоять инфекции. Так была открыта функция толл-подобных рецепторов, играющих ключевую роль в запуске врожденного иммунитета.
Брюс Бетлер занимался поиском неуловимого рецептора, связывающего бактериальный липополисахарид, ответственный за запуск септического шока - последствие чрезмерной реакции иммунной системы, нередко заканчивающееся смертью больного. В 1998 году ученый и его коллеги выяснили, что мыши, не реагирующие на септический липополисахарид, имеют мутацию в гене, очень схожим с тем, что кодирует ТПР у дрозофил. Этот ТПР и оказался искомым рецептором.
Оба открытия продемонстрировали, что и мушки-дрозофилы, и млекопитающие, включая нас, людей, используют сходные механизмы для запуска врожденного иммунитета при столкновении с болезнетворными микроорганизмами. Исследования Хоффмана и Бетлера побудили других ученых к дальнейшему изучению врожденного иммунитета, и в итоге были открыты различные ТПР, распознающие те или иные консервативные молекулярные структуры микроорганизмов.
Люди с определенными генетическими дефектами ТПР имеют повышенный риск развития хронических воспалительных заболеваний. Дальнейшее изучение этих вопросов позволит сделать немало ценных открытий для практической медицины.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
