Марк Бугаертс - История крови. От первобытных ритуалов к научным открытиям

Клеточный и гуморальный — два вида иммунитета, которые до этого не связывали один с другим. Однако постепенно исследователи приходят к выводу, что две эти формы защиты существуют бок о бок и тесно взаимодействуют друг с другом.

Если коротко: когда инфекционный агент попадает в человека, кровь запускает каскад защитных механизмов. Специальные белые кровяные клетки (они же макрофаги) прячутся в тканях, находят захватчиков и посылают химические сигналы в кровь, из которой мобилизуются гранулоциты. Те в свою очередь пытаются «съесть» захватчиков, но им нужна помощь лимфоцитарной системы. В конце концов некоторые лимфоциты вырабатывают антитела (описанные Эрлихом еще в начале XX века, за что он был удостоен Нобелевской премии в 1908 году), которые прикрепляются к бактериям. Это делает их узнаваемыми и более «вкусными» для гранулоцитов. Весь процесс усиливается несколькими другими иммунными системами в сыворотке крови, включая систему комплемента, обнаруженную брюссельским иммунологом Жюлем Борде. Он также получил Нобелевскую премию за свою работу в 1919 году.

Разумеется, это упрощенная иллюстрация очень сложного процесса, который был разгадан лишь в первой половине XX века. Там, где гранулоциты напрямую выполняют свою работу, существуют десятки подтипов лимфоцитов. В 1950–1960-х годах начнут отличать B-лимфоциты от T-лимфоцитов, где В — от лат . Bursa fabricii (сумка Фабрициуса) — лимфоэпителиальный орган, впервые выделенный у птиц из бурсы, небольшого органа, расположенного в задней части клоаки у птиц, а T — тимус лимфоэпителиальный орган.

Оба типа происходят из клеток-предшественников (стволовых клеток) в костном мозге, но после их попадания в бурсу (или ее эквивалент у человека — в бляшки Пейера) или тимус, где они приобретают совершенно разные функции. В-лимфоциты будут продуцировать антитела, Т-лимфоциты — представлять собой клеточный иммунитет. Они распознают «Я» из «не-Я» и играют важную роль в механизме отторжения (включая пересадку органов).

В-лимфоциты на протяжении жизни образуют целый репертуар молекул на своей поверхности, что позволяет им распознавать специфические образования (антигены) бактерий, вирусов, грибков, паразитов, а также чужеродные клетки.

Когда кого-то вакцинируют ослабленным штаммом вируса (например, гриппа), из крови и костного мозга начинают поступать В-клетки для выработки специфических антител против этих слабых штаммов. В результате последующее воздействие реального вещества — вируса — приводит к прямому и подавляющему иммунному ответу. Так что никакого гриппа, никакого полиомиелита.

В 1975 году Ева Кляйн и Ханс Вигзелл описали специфический подтип иммунных клеток — естественных киллеров.

Если кому-то перельют несовместимую кровь, В-клетки начнут вырабатывать антитела против чужеродных клеток, и кровь будет отторгаться. Т-клеточная система также отвечает за так называемый иммунный надзор. Клетки перемещаются и лимфатические узлы и обратно, а по дороге распознают посторонние структуры, например поверхностные структуры развивающейся опухоли.

Из-за миллиардов клеточных делений, которые ежедневно происходят в наших телах, статистически несколько сотен, если не тысяч пройдут не так и потенциально могут привести к образованию опухоли. Т-клеточная система обычно устраняет эти потенциальные наросты, но иногда может и не заметить опухоль. Начиная с XXI века будут предприниматься попытки реактивации впавшей в спячку Т-клеточной системы у раковых больных, поскольку клеточный иммунитет очень сильный. Когда, например, при трансплантации печени что-то идет не так и происходит острое отторжение, система наблюдения может полностью уничтожить чужую печень (два-три килограмма) в течение нескольких дней. Даже химиотерапия или облучение не смогли бы столь эффективно и в такие короткие сроки уничтожить опухоль весом от двух до трех килограммов…

Несколько тысяч литров мочи понадобилось лабораториям по всему миру, пытавшимся найти неуловимый гормон.

В 1970-х годах XX века ученые впервые выделили подтипы Т-клеток. Наиболее известны из них клетки Т4 и Т8: первые выполняют вспомогательную функцию при выработке антител, а вторые — функцию супрессора и запускают в действие иммунитет. Клетки Т4 станут печально известными в 1981 году как иммунные клетки, специфически пораженные вирусами ВИЧ, или СПИДа. Затем было достоверно доказано, что отсутствие клеток Т4 приводит к серьезным инфекциям и смерти.

А между делом в 1960-х и 1970-х годах была разработана концепция об аллергии и гиперчувствительности, в которой B-лимфоциты и некоторые антитела в крови (например, иммуноглобулин E, сокращенно IgE ) играют важную роль. В 1975 году Ева Кляйн и Ханс Вигзелл описали еще один специфический подтип иммунных клеток, а именно естественных киллеров (NK-клетки), в названии которых четко указано, для чего они предназначены — уничтожать чужеродные клетки. Почти одновременно, в 1973 году, Ральф Стайнман описал знаменитые дендритные клетки — тканевые клетки, которые впоследствии привели к шумихе вокруг борьбы с раком.

Одним из самых революционных открытий того времени стало производство специфических антител в лаборатории. У большинства людей в крови есть так называемые гамма-глобулины — набор из тысяч типов антител, остатков прошлых инфекций и иммунных реакций, — которые организм использует при любых последующих инфекциях. Они создаются клетками памяти и остаются с нами на всю жизнь. Однако случается, что вырабатывается слишком мало антител одного конкретного типа или их выработка подавлена, поэтому они не станут эффективной защитой.

Лабораторное производство моноклональных антител, нацеленных на один специфический антиген (иными словами, направленный только на специфические бактерии, вирусы или опухоли), подарило впечатляющие перспективы лечения не только инфекций, но и опухолей. В XXI веке эти антитела, так называемые волшебные пули против опухолей, уже стали обычным явлением.

С начала XX века многие ученые задавались вопросом, как образуется кровь. Благодаря публикациям Неймана в Германии и Бидзодзеро в Италии в 1868 году стало ясно, что кровь возникает в костном мозге полых костей. Помимо красных и белых кровяных клеток были, по-видимому, также клетки-предшественники, более молодые и мощные.

На рубеже веков американец с немецкими корнями Алвин Макс Паппенхеймер пришел к выводу, что костный мозг — это единственный общий предшественник для всех клеток, в то время как друг и коллега этого ученого Пол Эрлих упорно утверждал, что их по крайней мере два. Это и вдохновило русских во главе с Александром Максимовым изобрести термин «стволовая клетка» в 1909 году. Но как костный мозг узнавал, какие клетки при каких обстоятельствах (анемии, инфекции, кровотечении) производить?