лінія оборони
Всі живі істоти, починаючи від бактерій і закінчуючи людьми, живуть в умовах дуже жорсткої конкуренції - сусіди по планеті норовлять в будь-який момент поживитися чужим їжею або зайняти чуже місце проживання. Іноді недружелюбно налаштовані види намагаються зробити і те й інше і оселитися прямо в тілі зазевавшейся жертви. Якби у менш нахабних тварин і рослин не було механізмів захисту від таких квартирантів, то навколишній світ, в кращому випадку, складався б з одноклітинних істот.
Імунітет підрозділяється на вроджений і набутий. Перший тип еволюційно набагато давніший, він присутній у всіх тварин і рослин, а у деяких груп організмів - наприклад, комах - є основним. Набутий імунітет з'явився тільки у хребетних і, на відміну від вродженого, він відрізняється високою специфічністю відповіді - проти різних типів інфекційних агентів використовуються строго специфічні типи "зброї". Система вродженого імунітету "мочить" все патогени без розбору за одним сценарієм.
Насправді, схема експерименту Хоффмана була трохи складніше - у мух мутантної лінії "вимикали» не сам ген Toll, а ген, який опосередковано контролює синтез декількох білків, в тому числі білка Toll. Ученим знадобилося провести безліч додаткових дослідів, щоб з'ясувати, що саме відсутність білка Toll призводить до нездатності мух захищатися від патогенів.
Майбутній лауреат Нобелівської премії Жюль Хоффман (Jules Hoffmann) в середині 90-х років працював з дрозофилами - дуже популярними у біологів модельними організмами. Так як у комах не мають набутого імунітету, плодові мушки - це практично ідеальний об'єкт для дослідження "чистих" принципів функціонування вродженого імунітету. Хоффман і його колеги отримували лінії мух-мутантів, у деяких з яких не працював ген Toll - на той момент було відомо, що цей ген дуже важливий для нормального розвитку ембріонів. Вчений інфікував дрозофіл з "вимкненим" геном різними бактеріями і грибами, і несподівано виявилося, що комахи-мутанти гинуть, хоча зазвичай для мух зараження цими патогенами не смертельно.
Кодується цим геном білок отримав назву TLR (Toll-like receptor - толл-подібний рецептор) і, як виявилося, він і є рецептором, який дізнається бактеріальні LPS. При приєднанні липополисахаридов до TLR запускається ланцюжок реакцій, стимулює реакцію запалення - один з ключових процесів, необхідних для знищення патогенів (хоча надмірно інтенсивне запалення становить небезпеку для самого організму - про це знає кожен, хто страждає від алергії). Роботи Хоффмана і Бетлера показали, що система вродженого імунітету у хребетних і безхребетних принципово не відрізняється.
Ральф Стейнман. Архівне фото (c) AFP
Ральф Стейнман (Ralph M. Steinman), якого Нобелівський комітет також визнав гідним отримати премію, досліджував взаємодію систем вродженого і набутого імунітету. Ще в 1973 році вчений виявив новий тип клітин імунної системи - так звані дендритні клітини. Стейнман припустив, що вони якимось чином активують Т-лімфоцити - дуже важливі учасники імунної відповіді, які, зокрема, необхідні для розпізнавання хвороботворних агентів і самого існування імунної "пам'яті" організму. Вчений провів серію експериментів з клітинними культурами, в яких показав, що після зустрічі з патогеном дендритні клітини починають стимулювати Т-лімфоцити і спонукати їх до активних дій проти інфекційних агентів.
У більш пізніх роботах було з'ясовано, що дендритні клітини як би "показують" Т-лімфоцитам їх ворогів - вони захоплюють з навколишнього середовища фрагменти бактерій і виносять їх на свою поверхню так, що Т-клітини можуть "помацати" представлені шматочки і визначити, небезпечні чи вони.
Роботи Хоффмана, Бетлера і Стейнмана в сукупності з дослідженнями інших вчених дозволили зрозуміти, як працює імунна система, і з урахуванням цього знання розробити більш ефективні стратегії вакцинації. Крім того, медики наблизилися до розуміння природи аутоімунних захворювань і навчилися послаблювати їх інтенсивність.