Nobel za strażników odporności. Jak odkrycie zmienia medycynę?

Układ odpornościowy to prawdziwy cud natury. Każdego dnia chroni nas przed rzeszą wirusów, bakterii i innych drobnoustrojów, które atakują nasz organizm. Bez niego nie przetrwalibyśmy nawet kilku dni. Jednak ta potężna machina obronna musi być precyzyjnie regulowana - w przeciwnym razie może zacząć atakować własne narządy i tkanki, prowadząc do wyniszczających chorób autoimmunologicznych.

Jednym z największych wyzwań dla naukowców od lat było zrozumienie, jak układ odpornościowy odróżnia "swoje" od "obcego". To tym trudniejsze, że wiele patogenów wykształciło nawet podobieństwo do ludzkich komórek, by zmylić system obronny. Jak to się dzieje, że układ odpornościowy zwykle nie atakuje nas samych? Odpowiedź na to pytanie przyniosły badania tegorocznych noblistów.

Przez lata sądzono, że głównym mechanizmem zapobiegającym autoagresji jest tzw. centralna tolerancja immunologiczna. To mechanizm, który sprawia, że podczas dojrzewania w grasicy, limfocyty T - kluczowe komórki odpornościowe - przechodzą swoisty test. Te, które rozpoznają własne tkanki, są eliminowane. Już w latach 80. XX wieku pojawiły się jednak sygnały, że to wszystkiego nie wyjaśnia, a niektóre limfocyty T wymykają się tej selekcji.

Shimon Sakaguchi, japoński immunolog, idąc pod prąd ówczesnych teorii, postawił hipotezę, że w organizmie istnieje specjalna grupa komórek - "strażników", którzy pilnują, by układ odpornościowy nie wymknął się spod kontroli. Po latach żmudnych badań, w 1995 roku, Sakaguchi opisał nową klasę limfocytów T - tzw. komórki regulatorowe (Treg). To właśnie one pełnią rolę "hamulcowych" układu odpornościowego.

Równolegle, w Stanach Zjednoczonych, Mary Brunkow i Fred Ramsdell badali niezwykłą linię myszy, tzw. scurfy. Samce tych gryzoni rodziły się z łuszczącą się skórą, powiększonymi śledzionami i węzłami chłonnymi, a ich życie kończyło się po kilku tygodniach. Analiza wykazała, że ich własny układ odpornościowy niszczył narządy, to był klasyczny obraz choroby autoimmunologicznej. Brunkow i Ramsdell postanowili znaleźć gen odpowiedzialny za tę mutację. Po latach pracy, przeszukując setki tysięcy par zasad DNA, w końcu trafili na winowajcę - nieznany wcześniej gen Foxp3. Co ciekawe, podobną chorobę - zespół IPEX - obserwowano u ludzi, głównie u chłopców, ponieważ gen ten znajduje się na chromosomie X. Badania wykazały, że mutacje w ludzkim odpowiedniku Foxp3, prowadzą do ciężkich, często śmiertelnych chorób autoimmunologicznych.

Dwa lata później Shimon Sakaguchi - a wkrótce także inni badacze - mogli przekonująco udowodnić, że gen Foxp3 kontroluje rozwój komórek T regulatorowych. Komórki te zapobiegają temu, by inne komórki T omyłkowo atakowały własne tkanki organizmu, co stanowi istotę procesu zwanego obwodową tolerancją immunologiczną. Komórki T regulatorowe zapewniają także, że układ odpornościowy uspokaja się po wyeliminowaniu zagrożenia i nie kontynuuje pracy na najwyższych obrotach. Odkrycie, że gen Foxp3 jest kluczowy dla rozwoju komórek regulatorowych T i bez niego układ odpornościowy zaczyna atakować własne tkanki, nie tylko wyjaśniło mechanizmy powstawania wielu chorób autoimmunologicznych, ale także otworzyło nowe możliwości leczenia.

Dzięki badaniom dzisiejszych laureatów, naukowcy na całym świecie rozpoczęli prace nad terapiami opartymi na komórkach regulatorowych T. W chorobach autoimmunologicznych, takich jak cukrzyca typu 1 czy stwardnienie rozsiane, celem jest wzmocnienie populacji Treg, by powstrzymać atak na własne tkanki. W tym celu testuje się m.in. podawanie interleukiny-2, która sprzyja namnażaniu tych komórek. Z kolei w onkologii sytuacja jest odwrotna - niektóre nowotwory potrafią "przyciągać" komórki regulatorowe, by chroniły je przed atakiem układu odpornościowego. Naukowcy pracują więc nad metodami blokowania Treg w obrębie guzów, by umożliwić skuteczniejsze zwalczanie raka.

Innym innowacyjnym podejściem jest izolowanie komórek regulatorowych od pacjenta, namnażanie ich w laboratorium i ponowne podawanie, by wzmocnić kontrolę nad układem odpornościowym. W niektórych przypadkach komórki te są nawet modyfikowane, by trafiały bezpośrednio do przeszczepionych narządów i chroniły je przed odrzuceniem. Odkrycia tegorocznych noblistów to nie tylko triumf nauki, ale przede wszystkim nadzieja dla milionów pacjentów na całym świecie. Dzięki lepszemu zrozumieniu mechanizmów regulujących układ odpornościowy, możliwe staje się opracowanie skuteczniejszych terapii dla osób z chorobami autoimmunologicznymi, nowotworami czy po przeszczepach narządów.