Медицинская Нобелевка присуждена за исследования иммунитета

Медицинская Нобелевка присуждена за исследования иммунитета

Медицинская Нобелевка присуждена за исследования иммунитета
В понедельник, 3 октября, Нобелевский комитет объявил имена лауреатов самой престижной научной премии в области физиологии и медицины. Награды удостоились трое ученых, занимающихся исследованием систем врожденного и приобретенного иммунитета, благодаря которым живые организмы выживают в мире, полном опасных бактерий, вирусов и других патогенов. Вскоре после объявления решения комитета выяснилось, что один из ученых скончался 30 сентября, а премия не присуждается посмертно.
Линия обороны
Все живые существа, начиная от бактерий и заканчивая людьми, обитают в условиях очень жесткой конкуренции — соседи по планете норовят в любой момент поживиться чужой едой или занять чужое место обитания. Иногда недружелюбно настроенные виды пытаются сделать и то и другое и поселиться прямо в теле зазевавшейся жертвы. Если бы у менее нахальных животных и растений не было механизмов защиты от таких квартирантов, то окружающий мир, в лучшем случае, состоял бы из одноклеточных существ.
Но обитающие на Земле виды умеют сопротивляться тем, кто покушается на их организмы — за обнаружение и обезвреживание попадающих внутрь тела патогенов отвечает иммунная система. Вплоть до начала XX столетия ученые совершенно не понимали, как именно организм распознает и уничтожает болезнетворные агенты и при этом не атакует собственные клетки. К середине века картина стала проясняться, а к 2000-м годам исследователи совместными усилиями практически полностью «щелкнули» основные закономерности и технические частности функционирования иммунитета (хотя некоторые глобальные принципы неясны до сих пор).
Иммунитет подразделяется на врожденный и приобретенный. Первый тип эволюционно намного более древний, он присутствует у всех животных и растений, а у некоторых групп организмов — например, насекомых — является основным. Приобретенный иммунитет появился только у позвоночных и, в отличие от врожденного, он отличается высокой специфичностью ответа — против разных типов инфекционных агентов используются строго специфичные типы «оружия». Система врожденного иммунитета «мочит» все патогены без разбора по одному сценарию.
Лауреаты
Будущий лауреат Нобелевской премии Жюль Хоффман (Jules Hoffmann) в середине 90-х годов работал с дрозофилами — очень популярными у биологов модельными организмами. Так как у насекомых отсутствует приобретенный иммунитет, плодовые мушки — это практически идеальный объект для исследования «чистых» принципов функционирования врожденного иммунитета. Хоффман и его коллеги получали линии мух-мутантов, у некоторых из которых не работал ген Toll — на тот момент было известно, что этот ген очень важен для нормального развития эмбрионов. Ученый инфицировал дрозофил с «выключенным» геном различными бактериями и грибами, и неожиданно оказалось, что насекомые-мутанты погибают, хотя обычно для мух заражение этими патогенами не смертельно.
На самом деле, схема эксперимента Хоффмана была несколько сложнее — у мух мутантной линии “выключали” не сам ген Toll, а ген, который опосредованно контролирует синтез нескольких белков, в том числе белка Toll. Ученым потребовалось провести множество дополнительных опытов, чтобы выяснить, что именно отсутствие белка Toll приводит к неспособности мух защищаться от патогенов.
Второй лауреат медицинской Нобелевки 2011 года занимался изучением иного аспекта работы иммунной системы — Брюса Бётлера (Bruce A. Beutler) интересовало, как именно иммунная система узнает опасные для организма бактерии. Ученый показал, что реакцию вызывают определенные молекулы сложного строения, расположенные на поверхности бактериальных клеток — эти молекулы, представляющие собой «сшитые» вместе молекулы сахара и липида, называются липополисахаридами (LPS). В 1998 году Бётлер и его коллеги выяснили, что мыши, не реагирующие на LPS (их иммунитет «не видит» эти молекулы и, соответственно, не начинает бороться с несущими их бактериями), имеют мутацию в гене, родственном гену Toll у мух.
Хоффман и Бётлер летом 2011 года удостоились за свои работы так называемой азиатской Нобелевки — премии Шоу. Ее размер составляет около одного миллиона долларов. Вручение «альтернативных» премий обычно является сигналом, что эти ученые с высокой вероятностью попадают в шорт-лист кандидатов на ближайшую Нобелевку. Однако ни один из лауреатов не фигурировал в традиционном прогнозе вероятных лауреатов самой престижной научной награды, публикуемом агентством Reuters.
Кодируемый этим геном белок получил название TLR (Toll-like receptor — толл-подобный рецептор) и, как оказалось, он и является рецептором, узнающим бактериальные LPS. При присоединении липополисахаридов к TLR запускается цепочка реакций, стимулирующая реакцию воспаления — один из ключевых процессов, необходимых для уничтожения патогенов (хотя чрезмерно интенсивное воспаление представляет опасность для самого организма — об этом знает каждый, кто страдает от аллергии). Работы Хоффмана и Бётлера показали, что система врожденного иммунитета у позвоночных и беспозвоночных принципиально не отличается.
Ральф Стейнман (Ralph M. Steinman), которого Нобелевский комитет также счел достойным получить премию, исследовал взаимодействие систем врожденного и приобретенного иммунитета. Еще в 1973 году ученый обнаружил новый тип клеток иммунной системы — так называемые дендритные клетки. Стейнман предположил, что они каким-то образом активируют Т-лимфоциты — очень важные участники иммунного ответа, которые, в частности, необходимы для распознавания болезнетворных агентов и самого существования иммунной «памяти» организма. Ученый провел серию экспериментов с клеточными культурами, в которых показал, что после встречи с патогеном дендритные клетки начинают стимулировать Т-лимфоциты и побуждать их к активным действиям против инфекционных агентов.

В более поздних работах было выяснено, что дендритные клетки как бы «показывают» Т-лимфоцитам их врагов — они захватывают из окружающей среды фрагменты бактерий и выносят их на свою поверхность так, что Т-клетки могут «пощупать» представленные кусочки и определить, опасны ли они.

Работы Хоффмана, Бётлера и Стейнмана в совокупности с исследованиями других ученых позволили понять, как работает иммунная система, и с учетом этого знания разработать более эффективные стратегии вакцинации. Кроме того, медики приблизились к пониманию природы аутоиммунных заболеваний и научились ослаблять их интенсивность.

P.S. Через несколько часов после объявления имен лауреатов стало известно, что Ральф Стейнман скончался 30 сентября. Он умер в возрасте 68 лет от рака поджелудочной железы. Так как Нобелевская премия не вручается посмертно (исключение делается лишь в том случае, если лауреат умирает в промежутке между объявлением о решении Нобелевского комитета и собственно вручением награды), то, скорее всего, на торжественной церемонии награждения 10 декабря премия в размере 10 миллионов шведских крон (около 1,4 миллиона долларов) будет поделена между двумя оставшимися лауреатами. Сразу после появления новости о смерти Стейнмана некоторые СМИ иронизировали, что ученого убило то самое заболевание, которое он изучал, но эта информация является ошибочной, так как рак напрямую не связан с нарушениями в работе иммунной системы.
Автор Ирина Якутенко для lenta.ru

188
Комментарии (0)