Нобелевская премия - 2011 по физиологии и медицине присуждена за изучение иммунитета

В Стокгольме началась так называемая нобелевская неделя: по давным-давно сложившейся традиции, это первая полная неделя октября. Та же самая традиция предусматривает и порядок присуждения Нобелевских премий. Первые три дня отданы естественным наукам: в понедельник объявляются имена лауреатов, удостоенных премии по физиологии или медицине, во вторник становятся известны имена лауреатов-физиков, в среду очередь доходит до химиков. В четверг общественности представляют лауреата премии по литературе, а завершается нобелевская неделя в пятницу присуждением премии мира - но уже не в Швеции, а в Норвегии.

Посмертный лауреат

В этом году Нобелевская ассамблея при Каролинском медицинском институте решила присудить самую престижную в научном мире премию по физиологии или медицине за 2011 год троим ученым. Но не поровну: одной половины премии удостоились совместно Брюс Бойтлер и Жюль Хоффман за их открытия, касающиеся активации врожденного иммунитета, а вторая половина досталась Ральфу Стейнману за открытие дендритных клеток и их роль в приобретенном иммунитете. Правда, спустя несколько часов после объявления выяснилось, что Ральф Стейнман не дожил до этого радостного события: он умер три дня назад, но в Каролинском институте ничего об этом не знали. Поскольку по статусу премии она не может присуждаться посмертно, Нобелевская ассамблея оказалась в сложном положении.

Две линии обороны

В пресс-релизе Нобелевской ассамблеи при Каролинском медицинском институте указывается, что лауреаты нынешнего года кардинально изменили наши представления об иммунной системе, выявив ключевые принципы ее активации. Ведь все мы живем в опасном мире: человек окружен вездесущими патогенными микроорганизмами - это и бактерии, и вирусы, и грибы, и паразиты, - и важнейшим механизмом защиты организма от этой угрозы является иммунная система. Задача первой линии обороны - врожденного иммунитета - состоит в том, чтобы уничтожить вторгшегося в организм агрессора и запустить воспалительный процесс, помогающий отразить нападение. Если же агрессор преодолеет первую линию обороны, в бой вступает вторая линия - приобретенный иммунитет. Он реализуется особыми клетками иммунной системы: Т-лимфоцитами и В-лимфоцитами. Т-лимфоциты распознают чужеродные антигены, а В-лимфоциты вырабатывают для их подавления соответствующие антитела. Приобретенный иммунитет тесно связан с так называемой иммунологической памятью: она формируется после столкновения организма с тем или иным инфекционным агентом и обеспечивает более быструю и эффективную ответную реакцию при каждом повторном появлении того же возбудителя.

От дрозофилы к мыши

На протяжении 20-го столетия ученым удалось шаг за шагом прояснить многие детали всех этих иммунных механизмов. Некоторые открытия удостоились и Нобелевской премии. Но до работ, выполненных нынешними лауреатами, было неясно, как активируется врожденный иммунитет и как он взаимодействует с приобретенным иммунитетом.

Самое первое из отмеченных сегодня открытий сделал Жюль Хоффман в 1996 году, изучая, как борется с инфекцией фруктовая муха дрозофила. Исследователь ставил эксперименты на мухах-мутантах и, в частности, обнаружил, что особи с мутацией гена, кодирующего особый белок - так называемый толл-рецептор, - не способны противиться инфекции. Толл-рецептор был незадолго до этого открыт немецкой исследовательницей Кристиане Нюсслайн-Фольхард, но она выявила его роль в эмбриональном развитии насекомого. Хоффман же показал, что этот белок выполняет важную функцию и в процессе идентификации и подавлении патогенных микроорганизмов.

Брюс Бойтлер искал рецептор, способный связывать липополисахариды - эти соединения, синтезируемые бактериями, могут вызывать крайне острую реакцию иммунной системы вплоть до септического шока. В 1998 году ученый обнаружил, что у мышей, резистентных к липополисахаридам, имеется мутация в гене, очень похожем на тот, что кодирует толл-рецептор у мухи-дрозофилы. Оказалось, что именно эти так называемые толл-подобные белки и являются рецепторами, реагирующими на липополисахариды. Связываясь с ними, эти толл-подобные рецепторы активируют иммунный ответ, проявляющийся в воспалении или - в особо тяжелых случаях - в септическом шоке. Так были открыты сенсоры активации врожденного иммунитета.

От клеточной культуры к человеку

Ральф Стейнман занимался изучением приобретенного иммунитета. В 1973 году он открыл так называемые дендритные клетки. Ученый высказал гипотезу, что эти клетки способны активировать Т-лимфоциты, играющие ключевую роль в формировании приобретенного иммунитета и иммунологической памяти. Свою гипотезу исследователь доказал в опытах на клеточный культурах. Поначалу результаты его работы были встречены с недоверием, но ученый не свернул с избранного пути и продемонстрировал скептикам, что именно дендритные клетки обладают уникальной способностью активировать Т-лимфоциты. Более того, в дальнейшем ученый показал, что дендритные клетки получают сигналы от врожденной иммунной системы и на их основе осуществляют регуляцию приобретенной иммунной системы, определяя интенсивность иммунного ответа.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Сергей Гуща