Twoja wyszukiwarka

MAŁGORZATA HUMPREY-MURAWSKA
SWÓJ CZY OBCY
Wiedza i Życie nr 2/1997
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 2/1997

PRACE ROLFA ZINKERNAGELA I PETERA DOHERTY'EGO DOTYCZĄCE CYTOTOKSYCZNOŚCI KOMÓRKOWEJ OTWORZYŁY DROGĘ DO MODYFIKOWANIA ODPOWIEDZI IMMUNOLOGICZNEJ NIE TYLKO NA INFEKCJE, ALE TAKŻE NA NIEKTÓRE POSTACI NOWOTWORÓW I CHORÓB Z AUTOAGRESJI. NA TO MIĘDZY INNYMI ZWRÓCIŁ UWAGĘ INSTYTUT KAROLIŃSKI, UZASADNIAJĄC SWĄ DECYZJĘ O PRZYZNANIU TEGOROCZNYCH NOBLI W DZIEDZINIE MEDYCYNY I FIZJOLOGII. BADANIA TE ZMIENIŁY OBLICZE IMMUNOLOGII - TO NAJCZĘŚCIEJ POWTARZANY KOMENTARZ NA TEMAT OSIĄGNIĘĆ NAGRODZONEGO DUETU.

Tegoroczni laureaci rozpoczęli badania we wczesnych latach siedemdziesiątych, pracując razem na wydziale mikrobiologii John Curtin School of Medical Research w Canberze (Australia). W owym czasie znane już były limfocyty B oraz ich rola w zwalczaniu mikroorganizmów za pomocą specjalnie do tego celu wytworzonych przeciwciał. Wiadomo było też, że limfocyty T są odpowiedzialne za odrzucenie przeszczepów obcej tkanki. Dzięki badaniom Baruja Benacerrafa - nagrodzonego Noblem w roku 1980 - znany był już układ antygenów zgodności tkankowej (MHC od Major Histocompatybility Complex) i jego szczególne znaczenie dla harmonijnej współpracy limfocytów B i T. Nikt jednak nie potrafił wyjaśnić sprawy fundamentalnej, także z punktu widzenia praktyki medycznej - w jaki sposób limfocyty T rozpoznają zakażone komórki i jak to się dzieje, że są one niszczone, podczas gdy zdrowe komórki pozostają nietknięte. I udało się to właśnie Doherty'emu i Zinkernagelowi. Obaj panowie ustalili, że podstawą rozpoznania, które z kolei jest podstawą niszczenia zainfekowanej wirusem komórki, jest kompleks antygenów zgodności tkankowej, podobnie jak w przypadku rozpoznania i odrzucenia obcego antygenowo przeszczepu.

Przełomowe doświadczenia przeprowadzone zostały na myszach zakażonych wirusem wywołującym zapalenie opon mózgowych. Wykorzystując różne kombinacje szczepów wsobnych, czyli składających się z osobników identycznych immunologicznie, badacze stwierdzili, że limfocyty T powstajace w odpowiedzi na infekcję zabijają tylko te komórki, które mają na powierzchni antygeny zgodności tkankowej tożsame z ich własnymi. Jeśli do doświadczeń użyto limfocytów wytworzonych przez potomków jakiegoś szczepu, to tym skuteczniej zabijały one zakażone komórki szczepu rodzicielskiego, im więcej miały wspólnych antygenów MHC. Innymi słowy podstawą działania układu odpornościowego jest rozpoznanie tego, co własne, a nie tego, co obce, jak wcześniej sądzono. Znaczy to, że cytotoksyczne limfocyty T nie dostrzegają samego wirusa, a więc i nie atakują go, lecz stają się agresywne dopiero wtedy, gdy zobaczą równocześnie wirusa i własne antygeny MHC. Agresywne nie wobec wirusów, lecz zakażonych nimi komórek. Późniejsze badania dowiodły, że umiejętności tej nabywają w grasicy, gdzie dojrzewają. Zjawisko to nosi nazwę restrykcji i jest - jak można by to obrazowo określić - "ograniczeniem pola widzenia" limfocytów T albo inaczej umiejętnością odróżniania tego, co własne, od tego, co obce.

U zdrowego osobnika limfocyt T dostrzega na powierzchni komórki antygeny zgodności tkankowej, uznaje je za własne i w tym momencie przestaje się nimi interesować. W przypadku infekcji jest inaczej. Ten sam limfocyt, rozpoznając własne przecież, choć zakażone komórki, zaczyna je niszczyć. A skoro tak, to znaczy, że w wyniku infekcji coś musi się dziać z antygenami MHC na ich powierzchni. Według Zinkernagela i Doherty'ego "przyczepiają się" do nich fragmenty wirusa, zmieniając strukturę antygenów, co prowokuje atak limfocytów.

Ten pozornie prosty model dostarczył immunologom pracy na ponad 20 lat. Zgłębiając mechanizmy rozpoznania immunologicznego, opisano dokładnie budowę układu MHC. Okazało się, że składają się nań różne klasy antygenów, dostrzegane przez różne typy limfocytów T. Niektóre z nich, tzw. antygeny klasy II obecne są na powierzchni komórek odpornościowych, przede wszystkim tych, które prezentują obce antygeny limfocytom. Ale pojawiają się też w różnych tkankach spro-
wokowane na przykład stanem zapalnym czy odrzucaniem przeszczepu. Reagują na nie limfocyty T pomocnicze, które dają sygnał do wzmocnienia odpowiedzi immunologicznej. Inne antygeny MHC należą do klasy I i są obecne na powierzchni wszystkich bez wyjątku komórek organizmu, będąc niejako wizytówką osobnika. Na nie to właśnie reagują cytotoksyczne limfocyty T - te niszczące zainfekowane wirusem komórki i odrzucające przeszczepy obcych tkanek.

Z czasem odkryto również, że pobudzenie limfocytów do działania wymaga dwóch różnych sygnałów - jeden odbierany jest przez antygeny MHC, drugi zaś przez specyficzny receptor dla obcego antygenu. W ślad za tym poszło wyjaśnienie mechanizmów przekazywania informacji z otoczenia do wnętrza komórki. Między innymi odkryto cytokiny, hormony komórkowe, wydzielane pod wpływem bodźca zewnetrznego, a zapewniające komunikację między różnymi komórkami układu odpornościowego rozproszonymi w całym organizmie.

Jedną z najważniejszych konsekwencji odkrycia Zinkernagela i Doherty'ego wydaje się zrozumienie mechanizmów zwalczania wszelkich zagrożeń, nie tylko zakażeń wirusowych. Zawsze sygnałem do rozpoczęcia obrony jest bowiem modyfikacja naturalnych cech komórki, pojawiajaca się na przykład w wyniku procesu nowotworowego. Ten sam mechanizm uruchamiany jest również w przebiegu chorób autoagresyjnych. Chociaż w pierwszym przypadku dzieje się to z pożytkiem dla organizmu, a w drugim zdecydowanie nie, to w obu kluczowym momentem jest nabycie przez komórkę cech ocenianych na tle jej własnego MHC jako nietypowe i obce, co stymuluje cytotoksyczne limfocyty T do ataku.

Biorąc pod uwagę ogrom zmian w immunologii niejako wymuszonych odkryciem tegorocznych laureatów, na przyznanie im Nagrody Nobla był już najwyższy czas, jak określiła to Polly Matzinger z Narodowych Instytutów Zdrowia USA.

Zdjęcia: Internet

MAŁGORZATA HUMPHREY-MURAWSKA jest doktorem immunologii, obecnie zajmuje się popularyzacją nauki.