Конкурс «био/мол/текст»-2014

Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2014 в номинации «Лучшее новостное сообщение».

---

Главный спонсор конкурса — дальновидная компания «Генотек».
Конкурс поддержан ОАО «РВК».

---

Спонсором номинации «Биоинформатика» является Институт биоинформатики.
Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Свой приз также вручает Фонд поддержки передовых биотехнологий.

Мне известно, что мне ничего не известно, —
Вот последний секрет из постигнутых мной.
Омар Хайям. Рубайят

Иммунная система новорожденных детей оказалась не столь беззащитной, как считалось. Ученые из королевского колледжа Лондона обнаружили у малышей новый механизм борьбы с инфекцией, не работающий у взрослых [1].

Иммунитет человека — чрезвычайно сложная система, состоящая из множества клеток, сигналов между ними, а также внезапно появляющихся на поле боя чужаков-патогенов [2]. Ее можно сравнить с футбольным матчем, где на поле одновременно присутствует c десяток команд — иммунных клеток, — а в игре больше полусотни мячей — цитокинов. При этом вокруг бушуют полные трибуны (это весь остальной организм взывает о помощи), а судей нет. Как тут уследить за судьбой каждого отдельного мяча? Конечно, можно, но, согласитесь, очень и очень сложно. Футбольные комментаторы-ученые тщательно следят за ходом игры, пытаются увидеть в ней закономерности и даже угадать конечный счет. И иногда это — о чудо! — получается.

Как мяч — неотъемлемая часть игры в футбол (рис. 1), так цитокины и хемокины — важнейшие информационные молекулы иммунной системы. Именно суммируя их сигналы, клетка решает, куда ей двигаться, что делать, какие новые цитокины производить и многое-многое другое. Цитокиново-хемокиновая сеть организма подобна многомерной паутине — никогда не знаешь, куда заведет тебя та или иная ниточка. Тем не менее, магистральные пути уже достаточно хорошо изучены, и зная, какой цитокин вступил в игру, мы можем предположить ее исход, а также остальных ключевых игроков партии (рис. 2).

Одна беда: почти все основные маршруты исследованы либо для мышей — основных «домашних питомцев» иммунологов, — либо для взрослых людей. Что же происходит в организме детей, тем более новорожденных, по большей части остается загадкой.

Во время рождения малыш впервые контактирует с внешним миром, полным опасных бактерий и вирусов. Как организм ребенка справляется с этим, долгое время было покрыто тайной. Материнские антитела, циркулирующие в его организме еще 9 месяцев после рождения , неспособны защитить его от всех болезней вокруг, а адаптивный иммунитет ребенка, то есть его собственные Т- и В-клетки, еще не готовы быстро и эффективно отвечать на вражеское вторжение.

Кстати, «снабжением» материнскими антителами младенцы обязаны явлению хоуминга, привлекающего антителообразующие клетки в область слизистых оболочек лактирующей молочной железы: «Чем новорожденные обязаны рецептору CCR10» [3]. — Ред.

В статье, опубликованной в журнале Nature Medicine, английские ученые нашли у малышей Т-клетки, способные продуцировать хемокин интерлейкин 8 и этим подстегивать работу иммунной системы [1].

Интерлейкин 8 — это один из важнейших белков, запускающих процессы воспаления в организме человека. Он действует буквально на все клетки иммунной системы, заставляя их подниматься на борьбу с патогенами. Хемокины являются «уликами» наличия воспаления в организме, и иммунные клетки, подобно ищейкам, идут по их следу в очаг инфекции. Интерлейкин 8 привлекает как клетки врожденного иммунитета — нейтрофилы, эозинофилы и моноциты-макрофаги, — так и Т-клетки — основное звено адаптивного иммунного ответа. Выследив нарушителя-патогена, который стал причиной воспаления, эти клетки стараются расправиться с ним: нейтрофилы и эозинофилы выделяют ферменты, способные разрушать клетки бактерий и грибов, макрофаги фагоцитируют (съедают) микроб, а Т-клетки запускают вторую волну ответа, чтобы не только уничтожить возмутителя спокойствия, но и внести его в «черный список», запомнить на всю оставшуюся жизнь и немедленно среагировать, если он осмелится снова проникнуть в организм.

Нейтрофилы — клетки-защитники от бактерий и грибов — наиболее чувствительны к сигналу интерлейкина 8, и поэтому, как предполагается, играют ключевую роль в защите хрупкого организма младенца. Они устремляются в очаг инфекции и не только лизируют патоген, но и могут выпускать «ловушки» из собственных нитей ДНК [4], в которых бактерия запутывается и дальше нейтрализуется.

Еще одним типом клеток, улавливающих сигнал интерлейкина 8 в детском организме, являются гамма-дельта-Т-клетки (γδ T-лимфоциты). Эти иммунные клетки составляют всего 5% от общего количества Т-лимфоцитов человека, однако выполняют очень важную функцию — перехватывают патоген практически сразу после его проникновения в организм. Именно поэтому они располагаются в так называемых «барьерных» тканях: коже, кишечнике, легких. У малышей этих клеток достаточно много, поэтому предполагается, что именно они являются основными «игроками» иммунитета новорожденных.

Каждое открытие в иммунологии — маленькая катастрофа для ученых. Только-только поставили все на места, подчинили разрозненные факты общей гипотезе, но одно новое наблюдение — и карточный домик, казавшийся таким устойчивым, рушится. История с иммунной системой новорожденных детей — наглядный тому пример. Конечно, рано пока говорить о революции наших представлений об организации иммунологического ответа на патогены у малышей, но то, что придется сместить акценты в этом вопросе — по-моему, очевидный факт. Так что нам, иммунологам, остается лишь руководствоваться древней мудростью «Scio me nihil scire», или «Я знаю, что ничего не знаю».

Литература

1. Deena Gibbons, Paul Fleming, Alex Virasami, Marie-Laure Michel, Neil J Sebire, et. al.. (2014). Interleukin-8 (CXCL8) production is a signatory T cell effector function of human newborn infants. Nat Med. 20, 1206-1210;
2. Иммунологическая Нобелевская премия (2011);
3. Чем новорожденные обязаны рецептору CCR10;
4. ДНК нейтрофилов — всего лишь ловчая сеть. (2013). «У тёти Сони».