Чому імунна система атакує лише «чужі » клітини: лауреати Нобелівської премії з фізіології та медицини–2025

Імунна система — справжній шедевр еволюції. Щодня вона захищає нас від тисяч вірусів, бактерій та інших мікробів. Однією з її дивовижних властивостей є здатність розпізнавати патогенні мікроорганізми і атакувати саме їх. Деякі збудники вміло маскуються, імітуючи клітини людини. Як же імунна система відстежує, які клітини слід знищити, а які — зберегти? Відповідь на це запитання дали цьогорічні лауреати Нобелівської премії з фізіології та медицини — Мері Брунков (Mary E. Brunkow) з Інституту системної біології (США), Фред Рамсделл (Fred Ramsdell) із Sonoma Biotherapeutics (США) та Шимон Сакагучі (Shimon Sakaguchi) з Осакського університету (Японія). Вони отримали відзнаку «за відкриття щодо периферичної імунної толерантності». Як відзначив голова Нобелівського комітету Олле Кампе (Olle Kämpe), їх відкриття стали вирішальними для розуміння того, як функціонує імунна система, і чому не всі ми маємо серйозні аутоімунні захворювання.

Як працює імунна система

Існує багато різних типів імунних клітин з різними функціями. Допоміжні Т-клітини (Helper T-cells) виявляють шкідливі мікроорганізми та активують інші імунні клітини для боротьби з ними. Т-клітини-кілери (Killer T-cells) знищують клітини, інфіковані вірусом або іншими патогенами, а також злоякісні клітини. Т-клітини-помічники можна розпізнати завдяки білку CD4, а Т-клітини-кілери відрізняються наявністю CD8.

Кожна Т-клітина має рецептор, який діє як детектор загрози. Завдяки випадковим поєднанням генів організм може виробляти трильйони різних варіантів Т-клітинних рецепторів. Це гарантує, що імунна система здатна реагувати на найрізноманітніші загрози, включно з новими вірусами. Однак організм неминуче створює також такі, які можуть зв’язуватися з власними тканинами організму. Завдяки процесу відбору під час дозрівання Т-клітин у тимусі, ті, що розпізнають власні (ендогенні) білки організму, елімінуються. Цей процес відбору називається центральною імунною толерантністю.

Регуляторні Т-клітини та другий рівень захисту

У 1995 р. Ш. Сакагучі відкрив новий клас Т-клітин, які характеризуються наявністю на поверхні не лише білка CD4 (як у допоміжних Т-клітин), але і CD25. Досліди на мишах показали, що саме ці клітини захищають від аутоімунних захворювань. Якщо клітини з CD25 видалялися, у мишей розвивалася аутоімунна хвороба. Якщо ж їх повертали, миші залишалися здоровими. Цей нововиявлений клас Т-клітин отримав назву регуляторних Т-клітин (Treg) — «охоронців» імунної системи, які стримують надмірну активність і запобігають атаці на власні тканини. Спочатку наукова спільнота сприйняла відкриття японського імунолога скептично, вважаючи, що потрібно більше доказів.

У 2001 р. М. Брунков і Ф. Рамсделл зробили інше ключове відкриття, пояснивши, чому певний штам мишей особливо вразливий до аутоімунних захворювань. Вони виявили у них мутацію в гені, який отримав назву Foxp3. Вчені також з’ясували, що аналогічна мутація у людини спричиняє рідкісне спадкове захворювання IPEX, яке характеризується порушенням функцій імунної системи та аутоімунним ураженням ендокринних органів та шкіри.

Пізніше вчені пов’язали ці два відкриття. Вони довели, що ген Foxp3 відіграє важливу роль у розвитку регуляторних Т-клітин, які контролюють інші Т-клітини, запобігаючи атаці на власні тканини організму (рисунок), а також заспокоюючи імунну систему після знищення «зловмисника», щоб вона не продовжувала працювати на повній потужності.

Робота науковців започаткувала новий напрям — дослідження периферичної імунної толерантності. Хоча передбачається, що аутореактивні Т-клітини елімінуються під час їхнього розвитку в тимусі, деякі з них можуть уникнути механізмів центральної толерантності й потрапити на периферію. Тоді вони стикаються з механізмами периферичної толерантності, де ключовим компонентом є регуляторні Т-клітини.

Шлях до нових методів лікування

Фундаментальні знання, отримані вченими завдяки відкриттю регуляторних Т-клітин, та їх значення для периферичної імунної толерантності стимулювали розвиток потенційних нових методів лікування.

У сфері аутоімунних захворювань дослідники намагаються сприяти утворенню більшої кількості регуляторних Т-клітин. У пілотних дослідженнях пацієнтам вводять інтерлейкін-2 — білок-цитокін, який сприяє їх розмноженню. Дослідники також вивчають можливість застосування цього білка для запобігання відторгненню після транс­плантації органів.

Інша стратегія, яка випробовується для уповільнення надмірно активної імунної системи, полягає в ізоляції регуляторних Т-клітин від пацієнта та їх розмноженні в лабораторії. Потім їх повертають пацієнту, який таким чином отримує більше регуляторних Т-клітин. У деяких експериментах Т-клітини модифікують, наносячи антитіла на їхню поверхню, що дозволяє спрямовувати їх у конкретні органи, наприклад трансплантованої печінки або нирки, і захищати її від атаки імунної системи.

Відкриття цьогорічних лауреатів Нобелівської премії з фізіології та медицини показало, що імунна система набагато складніша, ніж ми уявляли. Вона постійно балансує між захистом і стримуванням, залучаючи «розвідників», «кілерів» та «охоронців», і фактично має 2 рівні захисту: перший — елімінує потенційно небезпечні Т-клітини ще на етапі розвитку, а другий — стримує їх на периферії. Це відкриття також дало поштовх для створення перспективних методів лікування, що надає нові можливості для терапії тяжких аутоімунних розладів.

Бажаєте завжди бути в курсі останніх новин фармацевтичної галузі?
Тоді підписуйтесь на «Щотижневик АПТЕКА» в соціальних мережах!