Nauka: Nobel 2011 za odporność

Tegorocznymi laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny są Bruce A. Beutler i Jules A. Hoffmann oraz Ralph M. Steinman. Przyznano im nagrodę za badania nad odpornością organizmu. Jak stwierdziła komisja, ich odkrycia mają niezwykłe znaczenie dla prowadzenia dalszych badań nad innowacyjnymi metodami zapobiegania i leczenia chorób.

Połowę nagrody otrzymał Ralph Steinman za odkrycie komórki dendrytycznej i jej roli w odporności nabytej. Komórki dendrytyczne wywodzą się głównie ze szpiku kostnego i są elementem układu białokrwinkowego, choć kształtem przypominają komórki układu nerwowego (stąd też pochodzi ich nazwa). Mają one zdolność wiązania antygenu.

Wraz z nim przemieszczają się do węzłów chłonnych, gdzie prezentują antygen limfocytom B. Wspólnie z limfocytami odgrywają ważną rolę w obronie swoistej przeciw drobnoustrojom oraz w rozwoju odpowiedzi i tolerancji immunologicznej. Komórki dendrytyczne występują w różnych tkankach.

Coraz więcej danych wskazuje na ich udział w patogenezie chorób o podłożu zapalnym i autoimmunologicznym, czego dowodem może być ich zwiększona liczba w chorobowo zmienionych tkankach i narządach. Trwają już badania nad szczepionką przeciwnowotworową z komórkami dendrytycznymi pacjenta. Jej podanie powinno wzbudzać odpowiedź immunologiczną w organizmie chorego na raka jelita grubego. Badacze spodziewają się, że taka reakcja obronna organizmu ograniczy zakres niezbędnego zabiegu operacyjnego.

Odporność wrodzona

Druga połowa nagrody została podzielona między Julesa Hoffmanna i Bruce’a Beutlera za ich odkrycia związane z aktywacją odporności wrodzonej. Prowadząc badania molekularne nad mechanizmami odporności, badacze opisali rolę genów TLR (Toll-like receptor) w rozwoju reakcji odporności wrodzonej (nieswoistej).

Odporność wrodzona jest prostą barierą przystosowaną do rozpoznawania i eliminowania antygenów. Elementy tego układu rozpoznają białka obce dla organizmu i podejmują natychmiastową reakcję, chroniąc przed nimi organizm do czasu, aż wykształcą się skuteczniejsze mechanizmy obronne.

Ważnym elementem pobudzającym i aktywującym odporność wrodzoną są receptory Toll-podobne, które po raz pierwszy opisano u muszki owocowej. Receptory te zlokalizowane są na błonach i w cytoplazmie komórek układu immunologicznego, takich jak: monocyty, granulocyty, komórki dendrytyczne, ale występują również w komórkach przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, układu wydalniczego i dróg płciowych.

Rola receptorów Toll-podobnych

Odkrycie rodziny receptorów Toll-podobnych pokazało, że w obrębie odporności wrodzonej funkcjonuje złożony system rozpoznawania struktur drobnoustrojów. Receptory te mają zdolność rozpoznawania molekularnych wzorów antygenów obecnych na powierzchni drobnoustrojów, co indukuje reakcje obronne i pobudza wydzielanie cytokin prozapalnych, a to z kolei stanowi element łączący odporność wrodzoną z odpornością nabytą.

Poznanie w pełni mechanizmów odporności będzie wymagało jeszcze wielu wysiłków, badań oraz nakładów finansowych, połączenia wiedzy płynącej z wielu doświadczeń. Komórki dendrytyczne i receptory Toll-podobne są z pewnością istotnymi elementami tej układanki.

Laureaci:

Ralph M. Steinman
Kanadyjczyk, ur. 14.01.1943, zm. 30.09.2011 r. (zmarł przed ogłoszeniem laureatów Nagrody Nobla), immunolog i cytolog, był wykładowcą na Uniwersytecie Rockefellera w Nowym Jorku.

Jules A. Hoffmann
Francuz, ur. 2.08.1941 r., biolog, jest dyrektorem badań Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS) w Strasburgu we Francji.

Bruce A. Beutler
Amerykanin, ur. 29.12.1957 r., immunolog, genetyk,  pracuje na University of Texas Southwestern Medical Center.

lek. med. Agnieszka Szumska-Olczak

„Farmacja i Ja" grudzień 2011