Что дало человечеству открытие иммунитета кратко

Обновлено: 07.07.2024

Революционные прорывы в любой области науки происходят нечасто, раз-два в столетие. Да и для того, чтобы осознать, что революция в познании окружающего мира действительно произошла, оценить её результаты, научному сообществу и обществу в целом порой требуется не один год и даже не одно десятилетие. В иммунологии такая революция случилась в конце прошедшего века. Готовили её десятки выдающихся учёных, выдвигавших гипотезы, совершавших открытия и формулирующих теории, причём некоторые из этих теорий и открытий были сделаны сто лет назад.

Дрозофила, мутантная по гену Toll, заросла грибками и погибла, так как у неё нет иммунных рецепторов, распознающих грибковые инфекции.

Две школы, две теории

Иммунология как наука возникла полтора столетия назад. Хотя первую вакцинацию связывают с именем Дженнера, отцом-основателем иммунологии по праву считается великий Луи Пастер, начавший искать разгадку выживания рода человеческого, несмотря на регулярные опустошительные эпидемии чумы, чёрной оспы, холеры, обрушивающиеся на страны и континенты словно карающий меч судьбы. Миллионы, десятки миллионов погибших. Но в городах и селениях, где похоронные команды не успевали убирать с улиц трупы, находились такие, кто самостоятельно, без помощи знахарей и колдунов справлялся со смертельной напастью. А также те, кого болезнь не коснулась совершенно. Значит, существует в организме человека механизм, защищающий его хотя бы от некоторых вторжений извне. Он и называется иммунитетом.

Пастер развивал представления об искусственном иммунитете, разрабатывая методики его создания посредством вакцинации, однако постепенно стало ясно, что иммунитет существует в двух ипостасях: естественный (врождённый) и адаптивный (приобретённый). Который же из них важнее? Какой из них играет роль при успешной вакцинации? В начале ХХ столетия в ответе на этот принципиальный вопрос столкнулись в острой научной полемике две теории, две школы — Пауля Эрлиха и Ильи Мечникова.

Пауль Эрлих ни в Харькове, ни в Одессе не бывал. Свои университеты проходил в Бреславле (Бреслау, ныне Вроцлав) и Страсбурге, трудился в Берлине, в институте Коха, где создал первую в мире серологическую контрольную станцию, а потом возглавил институт экспериментальной терапии во Франкфурте-на-Майне, носящий сегодня его имя. И тут следует признать, что в концептуальном плане Эрлих сделал для иммунологии за всю историю существования этой науки более, чем кто-либо ещё.

Мечников открыл явление фагоцитоза — захвата и уничтожения специальными клетками — макрофагами и нейтрофилами — микробов и других чужеродных организму биологических частиц. Именно этот механизм, полагал он, и является основным в иммунной системе, выстраивая линии защиты от вторжения патогенов. Именно фагоциты бросаются в атаку, вызывая реакцию воспаления, к примеру при уколе, занозе и т.д.

Эрлих доказывал противоположное. Главная роль в защите от инфекций принадлежит не клеткам, а открытым им антителам — специфическим молекулам, которые образуются в сыворотке крови в ответ на внедрение агрессора. Теория Эрлиха получила название теории гуморального иммунитета.

Интересно, что непримиримые научные соперники — Мечников и Эрлих — разделили в 1908 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине за работы в области иммунологии, хотя к этому времени теоретические и практические успехи Эрлиха и его последователей, казалось бы, полностью опровергали воззрения Мечникова. Даже поговаривали, что премия последнему была присуждена, скорее, по совокупности заслуг (что вовсе не исключено и не зазорно: иммунология — лишь одна из областей, в которых работал русский учёный, вклад его в мировую науку огромен). Впрочем, даже если и так, члены Нобелевского комитета, как оказалось, были намного более правы, чем полагали сами, хотя подтверждение тому пришло только через столетие.

Таким образом, до 80-х годов ХХ столетия иммунология в основном развивалась по пути, указанному Эрлихом, а не Мечниковым. Невероятно сложный, фантастически изощрённый миллионами лет эволюции адаптивный иммунитет постепенно раскрывал свои загадки. Учёные создавали вакцины и сыворотки, которые должны были помочь организму как можно быстрее и эффективнее организовать иммунный ответ на заражение, и получали антибиотики, способные подавить биологическую активность агрессора, облегчив тем самым работу лимфоцитов. Правда, поскольку многие микроорганизмы находятся в симбиозе с хозяином, антибиотики с неменьшим энтузиазмом обрушиваются и на своих союзников, ослабляя и даже сводя на нет их полезные функции, но медицина заметила это и забила тревогу много, много позднее…

Однако рубежи полной победы над болезнями, поначалу казавшиеся такими достижимыми, отодвигались всё дальше к горизонту, потому что с течением времени появлялись и накапливались вопросы, на которые господствующая теория отвечать затруднялась или не могла ответить вовсе. Да и создание вакцин шло вовсе не так гладко, как предполагалось.

Известно, что 98% живущих на Земле существ вообще лишено адаптивного иммунитета (в эволюции он появляется лишь с уровня челюстных рыб). А ведь у всех у них тоже есть свои враги в биологическом микромире, свои болезни и даже эпидемии, с которыми, однако, популяции справляются вполне успешно. Известно также, что в составе микрофлоры человека есть масса организмов, которые, казалось бы, просто обязаны вызывать заболевания и инициировать иммунный ответ. Тем не менее этого не происходит.

Подобных вопросов десятки. Десятилетиями они оставались открытыми.

Как начинаются революции

Вот эти два события — почти умозрительную теорию и первый неожиданный экспериментальный результат — и следует считать началом великой иммунологической революции. Дальше, как и бывает в науке, события развивались по нарастающей. Руслан Меджитов, который окончил Ташкентский университет, потом аспирантуру в МГУ, а впоследствии стал профессором Йельского университета (США) и восходящей звездой мировой иммунологии, первым обнаружил эти рецепторы на клетках человека.

Оказалось, что у нас их не менее десятка. Каждый специализируется на определённом классе патогенов. Если говорить упрощённо, то один распознаёт грамотрицательные инфекции, другой — грамположительные, третий — грибковые, четвёртый — белки одноклеточных паразитов, пятый — вирусы и так далее. Рецепторы располагаются на многих типах клеток и даже на клетках кожи и эпителия. Но в самую первую очередь — на тех, что отвечают за врождённый иммунитет, — фагоцитах. Подобные рецепторы были обнаружены у амфибий, рыб, других животных и даже растений (хотя у последних механизмы врождённого иммунитета функционируют по-другому).

Так, спустя почти сто лет, окончательно решился давний теоретический спор великих научных соперников. Решился тем, что оба были правы — их теории дополняли друг друга, причём теория И. И. Мечникова получила новое экспериментальное подтверждение.

Новые взгляды на взаимодействие врождённой и приобретённой ветвей иммунитета помогли разобраться в том, что до сей поры было непонятно.

Как действуют вакцины в тех случаях, когда они работают? В общем (и весьма упрощённом) виде это происходит примерно так. Ослабленный возбудитель болезни (как правило, вирус или бактерия) вводится в кровь животного-донора, например лошади, коровы, кролика и т.д. Иммунная система животного продуцирует защитный ответ. Если защитный ответ связан с гуморальными факторами — антителами, то его материальные носители можно очистить и перенести в кровь человека, одновременно перенося и защитный механизм. В других случаях ослабленным (или убитым) патогеном заражают или иммунизуют самого человека, надеясь вызвать иммунную реакцию, которая сможет защитить от реального возбудителя болезни и даже закрепиться в клеточной памяти на долгие годы. Именно так Эдвард Дженнер в конце XVIII века впервые в истории медицины провёл вакцинацию против оспы.

Однако такая методика срабатывает далеко не всегда. Не случайно до сих пор нет вакцин против СПИДа, туберкулёза и малярии — трёх наиболее опасных заболеваний в мировом масштабе. Более того, на многие простые химические соединения или белки, которые являются чужеродными для организма и просто обязаны были бы инициировать ответ иммунной системы, — ответ не возникает! И часто происходит это по той причине, что механизм основного защитника — врождённого иммунитета — остаётся неразбуженным.

Один из способов преодолеть это препятствие экспериментально продемонстрировал американский патолог Дж. Фрейнд (J. Freund). Иммунная система заработает в полную силу, если враждебный антиген смешать с адъювантом. Адъювант — своего рода посредник, помощник при иммунизации, в опытах Фрейнда он состоял из двух компонентов. Первый — водо-масляная суспензия — выполнял чисто механическую задачу медленного высвобождения антигена. А второй компонент — на первый взгляд достаточно парадоксальный: высушенные и хорошо растолчённые бактерии туберкулёза (палочки Коха). Бактерии мертвы, они не способны вызвать заражение, но рецепторы врождённого иммунитета их всё равно немедленно распознáют и включат защитные механизмы на полную мощность. Вот тогда и запускается процесс активации адаптивного иммунного ответа на антиген, который был подмешан к адъюванту.

Небольшое отступление в контексте основной темы.

Оказалось, что стенки микобактерий — а именно к ним относятся туберкулёзные палочки — устроены особенно сложно и распознаются сразу несколькими рецепторами. Наверное, поэтому у них превосходные адъювантные свойства. Итак, смысл применения адъюванта — обмануть иммунную систему, послать ей ложный сигнал о том, что организм заражён опасным патогеном. Заставить реагировать. А на самом деле в вакцине такого патогена нет вообще или он не такой опасный.

Нет сомнений, что можно будет найти и другие, в том числе неприродные, адъюванты для иммунизаций и вакцинаций. Это новое направление биологической науки имеет колоссальное значение для медицины.

Включаем-выключаем нужный ген

О пользе простокваши

Стоит вспомнить ещё об одном предвидении И. И. Мечникова. Сто лет назад он связывал активность открытых им фагоцитов с питанием человека. Хорошо известно, что в последние годы жизни он активно употреблял и пропагандировал простоквашу и прочие кисломолочные продукты, утверждая, что поддержание необходимой бактериальной среды в желудке и кишечнике чрезвычайно важно и для иммунитета, и для продолжительности жизни. И тут он опять оказался прав.

Двадцать лет, прошедшие с момента последней (последней ли?) революции в иммунологии, — слишком малый срок для широкого практического применения новых идей и теорий. Хотя вряд ли в мире осталась хоть одна серьёзная фармацевтическая компания, которая ведёт разработки без учёта новых знаний о механизмах врождённого иммунитета. И некоторые практические успехи уже достигнуты, в частности в разработке новых адъювантов для вакцин.

А более глубокое понимание молекулярных механизмов иммунитета — как врождённого, так и приобретённого (не надо забывать, что они должны действовать вместе — победила дружба) — неизбежно приведёт к значительному прогрессу в медицине. Сомневаться в этом не стоит. Следует лишь немного подождать.

Но вот в чём промедление крайне нежелательно, так это в просвещении населения, а также в смене стереотипов в преподавании иммунологии. Иначе наши аптеки будут по-прежнему ломиться от доморощенных лекарств, якобы универсально усиливающих иммунитет.

Сергей Артурович Недоспасов — заведующий кафедрой иммунологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, заведующий лабораторией Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН, заведующий отделом Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского.

Петров Р. Точно по цели. — 1990, № 8.

Мате Ж. Человек с точки зрения иммунолога. — 1990, № 8.

Чайковский Ю. Юбилей Ламарка—Дарвина и революция в иммунологии. — 2009, №№ 2, 3, 4, 5.

Иммунология является достаточно молодым медицинским разделом. Хотя существуют свидетельства того, что ещё до нашей эры проводили прививки с целью защиты от острой формы заболевания на территории современных Китая, Индии и Египта. Только в конце XVIII века формируется такое важное направление, как вакцинация. С этого времени и начинается история иммунологии в качестве прикладной области инфекционной патологии и микробиологии . Только во второй половине ХХ века иммунология формируется как самостоятельное научное направление.

В данной статье речь пойдёт о проведённых значимых исследованиях в области борьбы с инфекционными заболеваниями , об обнаружении иммунитета, его видах , о перспективах развития иммунологии.

Открытие иммунитета

Живя в потенциально опасном мире, который наполнен множеством инфекций, имеющих непохожие формы, размеры, строение и деструктивную силу, человечество развило защитные механизмы, формирующие и поддерживающие иммунитет . Иммунитетом является невосприимчивость к какому-либо инфекционному заболеванию. При многовековых наблюдениях за распространением заражений было замечено, что не каждый человек подвержен определённой болезни, а переболевший не заражается снова. В результате этих наблюдений стали использовать переболевших людей за уходом больных, подвергшихся такому же заражению и погребением трупов. Так был заложен фундамент для становления иммунологии. Иммунология – это медицинская наука о предохранительных реакциях организма, невосприимчивости к инфекционным заболеваниям.

Первый ученый-иммунолог

Виды иммунитета

Иммунная система распознаёт и удаляет из организма всё постороннее: бактерии, грибки, вирусы и даже свои ткани и клетки, ставшие чужеродными под воздействием факторов окружающей среды. Иммунная система выполняет защиту организма с помощью следующих видов иммунитета:

врождённый (неспецифический);
приобретённый (специфический).

Эти два вида иммунитета являются стадиями одного защитного процесса. Врождённый играет роль первого барьера защиты. Приобретённый иммунитет выполняет переходные функции специфического определения и запоминания вредоносного агента (или постороннего вещества) и подключения врождённого иммунитета на завершающем этапе. Неспецифический иммунитет распознаёт и удаляет инородные тела на основе воспаления и фагоцитоза без учёта их частной особенности. Система приобретённого иммунитета более сложная. Она основана на специфическом воздействии лимфоцитов. Здесь антигены (чужеродные вещества, стимулирующие выработку антител) выявляются, распознаются и обезвреживаются. Лимфоциты определяют чужеродные молекулы и действуют на них либо непосредственно, либо выработкой защитных белковых молекул (антител).

В научном сообществе попытки определения механизмов, обеспечивающих стойкость организма к возбудителям инфекций, завершились созданием двух теорий иммунитета:

Фагоцитарная теория открыта Мечниковым в 1887 году, по ней уничтожение инородных тел выполняют подвижные клетки – макрофаги, переваривающие микробов. Гуморальная теория открыта Паулем Эрлихом в 1901 году, по ней удаление посторонних тел происходит с помощью антител, доставляемых кровью. Антитела, образовавшись в крови как защитное средство против определённого микроорганизма, уничтожают только его, не разрушая другие.

Так же иммунитет подразделяется на:

Естественный;
Искусственный;
Активный;
Пассивный;
Видовой.

Значимые исследования в области иммунологии

Наблюдения за развитием заболеваний приводят исследователей к поиску взаимосвязей нарушений иммунных механизмов и развитием различных патологий. Такие исследования, до создания теории Мечникова, приводят в конце XVIII века к созданию вакцинации. Д анный метод был разработан врачом Эдвардом Дженнером.

Практические опыты Эдварда Дженнера были развиты выдающимся французским учёным, с которым в дальнейшем работал И. Мечников, Луи Пастером, сформулировавшим положения профилактики от инфекционных заболеваний с помощью иммунизации ослабленными или убитыми возбудителями. Он открывает одного за другим возбудителей родильной горячки, гнойных абсцессов, куриной холеры, остеомиелита, показывая этими исследованиями живую природу возбудителей инфекционных заболеваний. Пастер, наблюдая за патогенностью возбудителя куриной холеры, пришёл к выводу, что возбудитель, теряя свою вирулентность (болезнетворную силу), сохраняет стабильность по отношению к инфекции. Таким образом определился принцип создания вакцины — уменьшать вирулентность патогена при сохранении его иммунных свойств. И в 1881 году Пастером был создан общий механизм разработки предохранительных прививок путём введения ослабленных микробов — вакцинопрофилактика.

Учёные Эмиль Ру и Александр Йерсен в 1888 году дали большой толчок развитию иммунологии. У них получилось выделить растворимый токсин из дифтерийной палочки. Исследователи пришли к тому, что болезнь может вызывать не сам микроб, а выработанный им в организме токсин.

В 1890 году другими исследователями Эмилем Берингом и Сибасабуро Китасато было выявлено, что в крови животных после введения столбнячного токсина формируется вещество, нейтрализующее или разрушающее токсин и предотвращающее заболевание. Это вещество получило название антитоксин, а вскоре был введён для него термин — антитело . Начало изучения принципов гуморального иммунитета было положено благодаря работам Беринга и Китасато.

Практическим достижением к концу XIX столетия явилось то, что сделалось возможным создавать иммунитет (выполнять профилактику) к конкретному инфекционному заболеванию путём прививания ослабленных возбудителей этой инфекции, а также создание различных вакцин и сывороток.

С середины ХХ века начался стремительный подъём иммунологии. Этот рост ассоциируется с именем учёного Фрэнка Бёрнета из Австралии. Он рассматривал лимфоцит как основного члена специфического иммунного реагирования. Бёрнет предсказал наличие в организме иммунологической толерантности . Также он является разработчиком клонально-селекционной теории иммунитета, в которой описывается, что один клон лимфоцитов способен отвечать только на одну явственную, антигенную детерминанту (часть макромолекулы антигена, опознающей иммунной системой).

В результате своих исследований английский биолог Питер Медавар доказал, что иммунологические механизмы лежат в основе процессов отделением чужеродных тканей организмом . И в 1953 году Медавар и Милан Гашек экспериментально подтвердили независимо друг от друга существование иммунологической толерантности – невосприимчивости организма на введённую инородную субстанцию.

Ещё одним большим звеном в иммунологии стало открытие интерферонов в 1957 году вирусологами Жаном Линдеманом и Аликом Айзексом . Они выявили, что занесённый вирус в уже заражённый организм препятствует развитию другого вируса. Открытие интерферонов сформировало целый раздел иммунологии.

К этому периоду относятся и следующие значимые достижения в области иммунологии:

расшифровка химической структуры иммуноглобулинов;
разработка культивирования лимфоидных клеток;
выявление стволовых клеток в костном мозге;
выявление Т- и В-лимфоцитов, взаимодействующих при иммунном ответе;
открытие лейкоцитарных антигенов.

Перспективы развития современной иммунологии

Сейчас в развитии современной иммунологии для определения достоверности полученных данных применяют генетический и молекулярно-биологический методы. Усиленно развивается иммунонкология . Изменяется подход к вакцинации. Ранее вакцина применялась в качестве препарата, формирующего иммунитет, то сейчас вакцина рассматривается в качестве антигеносодержащего препарата, лечащего аллергические , аутоиммунные и онкологические заболевания. Теперь уже доказано, что активация врождённого иммунитета предшествует запуску приобретённого. В практической медицине (иммунотерапии, иммунодиагностике) находят применение методы и принципы современной иммунологии.

Для исключения проникновения в организм чужеродных антигенов или его спонтанной мутации перспективными в иммунологии являются направления, связанные с решением таких проблем, как:

Естественный и приобретенный иммунитет

Еще в давние времена врачам была известна невосприимчивость человека к заболеваниям животных. Например, чума у собак или куриная холера. Это называется врожденным иммунитетом. Он дается человеку с рождения и не исчезает на протяжении всей жизни.

Второй вид иммунитета появляется у человека только после того, как он перенесет болезнь. Например, тиф и скарлатина – первые инфекции, к которым врачи открыли устойчивость. В процессе заболевания организм создает антитела, которые защищают его от определенных микробов и вирусов.

Огромное значение иммунитета в том, что после излечения организм уже готов встретить повторное заражение. Этому способствует:

сохранение модели антител на всю жизнь;
распознавание организмом "знакомой" болезни и быстрая организация обороны.

Немного истории

Первая прививка была сделана в 1796 году. Эдвард Дженер был убежден, что искусственное заражение оспой от крови коровы – лучший вариант для приобретения иммунитета. А в Индии и Китае заражали человека оспой еще задолго до того, как это стали делать в Европе.

В 90-х годах XIX века Эмиль фон Беринг опубликовал данные своих работ. В них сообщалось, что для приобретения иммунитета достаточно заразить животного не целыми дифтерийными бактериями, а лишь некоторыми токсинами, выделенными из них.

Препараты, изготовленные из крови таких животных, стали называться сыворотками. Они стали первым средством от болезней, что дало человечеству открытие иммунитета.

Сыворотка как последний шанс

Это крайние меры, они необходимо только в том случае, если жизнь пациента находится в опасности. Антитела для сыворотки добываются из крови животных, у которых уже есть иммунитет к данному заболеванию. Получают они его после вакцинации.

Самое главное, что дало человечеству открытие иммунитета, – это понимание работы организма в целом. Ученые наконец-то поняли, как появляются антитела и для чего они нужны.

Антитела - борцы с опасными токсинами

Антитоксином стали называть вещество, нейтрализующее продукты жизнедеятельности бактерий. Оно появлялось в крови только в случае, попадания этих опасных соединений. Потом все подобные вещества стали называть обобщающим термином – "антитела".

Лауреат Нобелевской премии по химии Арне Тизелиус экспериментально доказал, что антитела – это обычные белки, только имеющие большую молекулярную массу. А двое других ученых – Эдельман и Портер – расшифровали структуру нескольких из них. Оказалось, что антитело состоит из четырех белков: двух тяжелых и двух легких. Сама молекула по форме напоминает рогатку.

А позже Сусумо Тонегава показал удивительную способность нашего генома. Участки ДНК, которые отвечают за синтез антител, способны изменяться в каждой клетке тела. И они всегда наготове, при любой опасности они могут измениться так, что клетка станет вырабатывать защитные белки. То есть организм всегда готов произвести на свет множество самых различных антител. Это разнообразие с лихвой перекрывает число возможных чужеродных воздействий.

Значение открытия иммунитета

Само открытие иммунитета и все выдвинутые теории о его действии позволили ученым и врачам лучше понять устройство нашего организма, механизмы его реакций на вирусы и болезнетворные бактерии. Это помогло победить такую страшную болезнь, как оспа. А затем были найдены вакцины от столбняка, кори, туберкулеза, коклюша и многих других.

Все эти достижения в медицине позволили намного увеличить среднюю продолжительность жизни человека и улучшить качество медицинского обслуживания.

Для того чтобы лучше понять, что дало человечеству открытие иммунитета, достаточно почитать о жизни в средневековье, когда не было прививок и сывороток. Посмотрите, как разительно изменилась медицина, и насколько лучше и безопасней стало жить!

Но впереди еще много открытий и достижений в изучении человеческого тела. И каждый человек способен внести свой вклад в будущее человечества. Достаточно иметь элементарные представления о самых главных вопросах биологии и знать, как развивалась история открытия иммунитета, чтобы поделиться этим со своими детьми и друзьями. Быть может, вы сможете пробудить в новом поколении интерес к науке!

Нобелевскую премию по медицине 2011 года разделили на две половины. Одну получили Брюс Бютлер, профессор генетики и иммунологии Исследовательского института Скриппса (Ла-Хойя, США), и Жюль Хоффман, бывший руководитель лаборатории в Страсбургском университете, директор Института молекулярной биологии клетки, президент Французской академии наук в 2007–2008 годах (ныне в отставке), — за исследование механизмов активации врожденного иммунитета. Вторую половину присудили Ральфу Стайнману, выходцу из Канады, занимавшему пост профессора иммунологии в Рокфеллеровском университете (Нью-Йорк), — за открытие роли дендритных клеток в адаптивном иммунитете.

Наши внутренние войска

Благодарить за это нужно иммунную систему. Эволюция на всякое действие находит противодействие, и мы не беззащитны перед врагами. Плотные кожные покровы сами по себе дают неплохую механическую защиту: если руки не поранены, мы можем безнаказанно копаться в грязи, а царапинка сразу воспалится. В слюне и слезах содержится лизоцим — фермент, разрушающий стенки бактерий. Как ни щиплет в глазу, когда в него попадает грязь или мошка, можно утешиться мыслью, что нахальным вторженцам еще хуже.

Здесь перед учеными встала биоинформатическая проблема. Антитело состоит из четырех белковых цепей, которые, согласно Центральной Догме (ДНК-РНК-белок), должны кодироваться некими генами. Но чужеродных веществ, проникающих в организм, может быть бесконечно много — такое количество генов иммуноглобулиновых цепей не уместится ни в одном геноме!

Клетки иммунной системы

Данная таблица не может служить руководством для самостоятельной интерпретации результатов анализа. Например, содержание эозинофилов повышается и при аллергии на пыльцу, и при паразитарном заболевании, и при артритах.

Адаптивным (приобретенным) этот иммунитет называется потому, что иммунная система обладает памятью. В организме сохраняются клоны В- и Т-лимфоцитов, специфичных к определенному антигену, и при повторной встрече с тем же возбудителем именно они начинают стремительно размножаться. Вот почему вторичный иммунный ответ развивается быстрее и большинство людей болеет краснухой или ветрянкой лишь раз в жизни: при повторной инфекции наша внутренняя армия выметает захватчика поганой метлой до проявлений болезни. Вирусы простуды или гриппа умеют уходить от удара за счет быстрой изменчивости, поэтому нельзя получить иммунитет против них раз и навсегда. Но младенцы переносят их тяжелее, чем школьники и взрослые, у которых от прошлых эпидемий сохранились лимфоциты памяти с антителами, подходящими хотя бы к некоторым участкам новых вирусных белков.

Экспресс-анализ на бактерию

Врожденный иммунитет, эволюционно более древний, в чем-то и более загадочен. Например, почему воспалительная реакция запускается так стремительно? Быстрота как будто бы говорит о ее неспецифичности: на сложные процессы вроде выработки антител не хватило бы времени. Но как тогда организм узнает, что враг на пороге, и как понимает, что это именно враг, а не безвредная микрочастица?

А потом оказалось, что подобные гены есть не только у дрозофилы. Группа ученых под руководством Брюса Бютлера обнаружила такой ген у мыши. Они же показали, что продукт мышиного Toll-подобного гена — рецептор липополисахарида, вещества из клеточной стенки грамотрицательных бактерий. (Грамотрицательными называются бактерии, чьи клетки остаются бесцветными при окраске по Граму — анилиновыми красителями с фиксацией йодом и промыванием спиртом — из-за особого строения клеточной стенки. К ним относятся, например, кишечная палочка, сальмонелла, легионелла, хеликобактер.) Кроме того, исследователи продемонстрировали прямую связь между этим геном и иммунитетом мыши.

Йельский профессор и московский аспирант

В 1992 году статья Джейнуэя попала в руки Руслану Меджитову — выпускнику Ташкентского государственного университета и аспиранту МГУ. Как рассказывал позднее сам Меджитов, эта статья указала ему направление: он понял, что нужно найти рецепторы, существование которых постулировал Джейнуэй. Кто помнит российскую науку в 90-е годы, тот знает, что даже раздобыть и ксерокопировать иностранную публикацию было непросто, а уж съездить в Йельский университет. Однако Меджитов смог это сделать: после многих приключений он в 1994 году становится постдоком у Джейнуэя. В поисках рецептора, распознающего паттерны, он использовал методы биоинформатики и обнаружил в геноме человека ген, похожий на Toll дрозофилы и в то же время на рецептор интерлейкина (сигнального вещества из группы цитокинов, широко используемого клетками иммунной системы). В 1996 году они с Джейнуэем узнали от Хоффмана о гиперчувствительности мутантных по Toll дрозофил к грибкам, и это определило дальнейшее развитие событий. В 1997 году Меджитов, Престон-Халберт и Джейнуэй опубликовали статью о клонировании и свойствах Toll-подобного человеческого рецептора. И он действительно активировал адаптивный иммунитет — идеи Джейнуэя полностью подтвердились.

Заслуги йельских ученых и группы Бютлера вполне сопоставимы: первые работали с белком человека, а не мыши, да и опубликовались на год раньше, зато вторые яснее показали его роль в развитии заболевания. Чарльз Джейнуэй умер в 2003 году, но Меджитов, ныне профессор Йельского университета и член Национальной академии наук США, — чем не лауреат? Правда, по меркам Нобелевской премии он вызывающе молод (родился в 1966 году), но ведь и лауреаты по физике прошлого года не очень стары. И всего полгода назад, в июне, авторитетная премия Шоу, так называемая азиатская Нобелевка, была присуждена Хоффману, Бютлеру и Меджитову. С другой стороны, заслуги Стайнмана не менее значимы.

Дендроциты, ловцы антигенов

Ральф Стайнман в 1973 году открыл новый тип клеток иммунной системы, которые он назвал дендритными, или дендроцитами. Это довольно крупные клетки с длинными разветвленными отростками (отсюда название). Предположение Стайнмана, что они могут играть особую роль в формировании иммунного ответа, как и гипотеза Джейнуэя, сначала не вызвало особого интереса, но оказалось верным.

Дендритные клетки (или их клетки-предшественники) можно получать из крови, а это путь к практическому применению в медицине. Дальнейшие исследования Стайнмана и других ученых показали, что дендроциты регулируют активность иммунной системы, препятствуя атакам на собственные молекулы организма и развитию аутоиммунных болезней. (Кстати, среди рецепторов, обнаруженных на поверхности дендритных клеток, есть и TLR.)

Читайте также: