Jak nasze ciało na napaść reaguje, czyli Nobla z medycyny cz.2

Medal noblowski /www.wikipedia.org

ResearchBlogging.org

O czym to ja miałem? A tak, druga połowa nagrody Nobla z fizjologii i medycyny.

Podczas gdy odkrycie, za które nagrodzono Steinmana, ma już niemal 40 lat, badania, za które nagrodę dostali Beutler i Hoffmann są znacznie świeższej daty, a dotyczą nieswoistego układu immunologicznego.

Nieswoisty układ immunologiczny, to część niespecyficzna część naszego układu immunologicznego zdolna do ogólnej odpowiedzi na niemal każde zagrożenie. Ponieważ system ten jest znacznie mniej wyspecjalizowany niż system swoisty, jest on oczywiście podstawą układu immunologicznego prostszych organizmów: grzybów, roślin, insektów, prostych organizmów wielokomórkowych. I jeśli komórki dendrytyczne są pierwszą linią obrony układu swoistego, to układ nieswoisty jest pierwszą linią obrony organizmy w ogóle.

Zadaniami tego układu jest szybka reakcja na zagrożenie zdrowia organizmu. Podstawową odpowiedzią jest tutaj stan zapalny: jedna z pierwszych odpowiedzi układu immunologicznego na infekcją lub inny rodzaj podrażnienia. Gdy naruszone zostają fizyczne bariery chroniące nasz organizm przed atakami środowiska, komórki układu odpornościowego obecne w tkankach – makrofagi, komórki dendrytyczne, komórki Kupffera itd. wkraczają do akcji. Komórki te posiadają receptory, które pozwalają im odróżnić patogen od antygenów własnych. To właśnie te receptory uaktywniają je i wywołują pierwszą reakcję w długim ciągu procesów prowadzących do odpowiedzi immunologicznej. Wymienione komórki uwalniają wówczas cząsteczki sygnalizacyjne typowe dla stanu zapalnego – m.in. histaminę, serotonię, prostaglandyny i cytokiny.

Uwolnienie tych mediatorów powoduje aktywację układu dopełniacza: grupy kilkudziesięciu białek znajdujących się normalnie głównie w osoczu, która odpowiada za aktywację kaskady enzymatycznej (kolejnego ciągu procesów biochemicznych) uaktywniającej kolejne elementy układ odpornościowego. Jak widać bardzo wiele części tego układu odpowiada przede wszystkim za aktywację kolejnych części, ale każdy z tych elementów jest wielofunkcyjny i poza tym spełnia też inne role. Wróćmy więc szybko do pozostałych podstawowych ról nieswoistego układu immunologicznego: oprócz aktywacji układu dopełniacza (poprzez uwolnienie miriad mediatorów komórkowych), odpowiada on za rozpoznanie i usunięcie z organizmu obcych substancji za pomocą wyspecjalizowanych białych krwinek. Wreszcie też bierze on udział w aktywacji układu swoistego.

Należy tu też podkreślić podstawowe różnice pomiędzy tymi układami. Ponieważ odpowiedź układy nieswoistego jest, cóż, nieswoista, jest ona znacznie szybsza i jest reakcją natychmiastową na atak każdego patogenu. Z drugiej strony nie jest tak efektywna jak odpowiedź wyspecjalizowanego układu swoistego (bo jak mawia staropolskie przysłowie, jak coś jest do wszystkiego, to jest do niczego). Wreszcie też układ swoisty, jak raz zapozna się z jakimś antygenem, to zapamiętuje go do końca naszego życia. W układzie nieswoistym nie ma nawet mechanizmu, który na taką pamięć by pozwalał.

Tyle ogólnie o tych układach. Za co jednak panowie Beutler i Hoffmann dostali w końcu tego Nobla?

Struktura receptora TLR3. /źródło: wiki; The cat (CC BY-SA 3.0)

Otóż Jules Hoffmann otrzymał go za odkrycie z roku 1996, kiedy badając infekcje u muszek owocówek ustalił, ż ważną rolę w odpowiedzi immunologicznej tych owadów na zarażenie grzybiczne pełni receptor TLR (ang. toll-like receptor). Z kolei Beutler dwa lata później poszukiwał receptora, do którego u myszy wiąże się bakteryjy produkt – lipopolisacharyd (LPS) – wywołujący bardzo energiczne reakcje układu odpornościowego (i prowadzący często do sepsy). Okazało się także w tym przypadku, że tym receptorem jest TLR. Te dwa odkrycia wiąże jeden bardzo ważny wniosek: organizmy tak różne jak owady i ssaki posiadają bardzo podobny system obrony przed infekcjami.

Odkrycia te pozwoliły nam lepiej zrozumieć to, co napisałem powyżej o pierwszej odpowiedzi immunologicznej komórek takich jak makrofagi i komórki dendrytyczne. To właśnie receptor TLR jest receptorem prowadzącycm do uwalniania całej rzeszy cząsteczek sygnalizacyjnych aktywujących kolejne ogniwa łańcucha odpowiedzi odpornościowej.

No i oczywiście dołożyło to kolejnych dwóch laureatów do długiej listy Noblistów nagrodzonych za odkrycia związane z układem odpornościowym.

Hoffmann, J. (2007). Antifungal defense in drosophila Nature Immunology, 8 (6), 543-545 DOI: 10.1038/ni0607-543

Beutler, B., & Rietschel, E. (2003). Timeline: Innate immune sensing and its roots: the story of endotoxin Nature Reviews Immunology, 3 (2), 169-176 DOI: 10.1038/nri1004

1 Comment

  1. Ładne, bo zwięzłe i zrozumiałe (przypuszczam, że również dla laika) – bo nie obarczone balastem „wszystkiego, co można na temat”.
    Acha, korekta obywatelska: „Z drugiej strony nie jest tak efektywna jak odpowiedź (…)”

    Lubię

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s