Иммунная защита - досье рака
Видео: ПРАВДА О РАКЕ. Иммунная система. Фильм 2
Видео: Вот как иммунные клетки работают вместе, чтобы уничтожать рак, микробы и вирусы!
В свое время термином «иммунитет» стали обозначать способность организмов, находящихся на эволюционной лестнице выше иглокожих, распознавать и разрушать проникающие в них молекулы клеток тканей и органов с иным генетическим строением. Подразумевается, что каждый индивид, который не принадлежит к чистой линии или не имеет идентичного близнеца, уникален по своему строению.
Длительное время считалось, что опухолевые клетки, поскольку они родились из одной клетки организма, имеют одинаковое генетическое строение с нормальными клетками и, следовательно, не вызывают иммунных реакций. Но в 1953 г. Фоли показал, что эта концепция, выдвинутая a priori, не соответствует экспериментальным данным. Он вызывал метилхолантреном опухоль у мыши, а после удаления опухоли наблюдал, что ее реимплантация этой же мыши сопровождалась отторжением. Между тем после удаления и реимплантации нормальная ткань живет столь же долго, как и сам организм.
Это важное открытие, подтвержденное и развитое Преном и Клейном, вызвало к жизни многочисленные исследования, которые позволили установить следующее.
Антигены, которые называют «ассоциированными с опухолями» (сокращенно «опухолевые»), специфичны для каждой опухоли, если она вызвана химическим канцерогеном, даже если у одного и того же животного две опухоли вызваны одним и тем же веществом. Антигены различных опухолей вирусного происхождения, даже развившиеся у животных разных линий или видов, сходны, если они индуцированы одним и тем же вирусом-
опухолевых антигенов много, и они располагаются в различных органеллах клетки. Различают мембранные антигены (они осуществляют функцию иммунного отторжения), антигены цитоплазмы и ядра-
по данным некоторых исследователей, все антигены вирусных опухолей либо представляют собой антигены самих вирусов, либо вызваны ими-
некоторые цитоплазматические опухолевые антигены никогда не встречаются в здоровых клетках взрослых, но постоянно присутствуют в цитоплазме эмбрионов- эти антигены получили название раково-эмбриональные. По-видимому, в клетках здорового организма возможности проявления этих антигенов подавлены, а при опухолевой трансформации появляются условия для их активации-
Мари-Клэр Мартире и Ольга Халле-Панненко в нашей лаборатории показали, что по своей физико-химической характеристике некоторые опухолевые антигены мембран клеток представляют собой мукополисахариды с молекулярной массой около 50 000.
Некоторые опухолевые, антигены были выявлены в Стокгольме Джорджем Клейном при лимфоме Беркитта и в нашем институте Доре и Катрин Гибу при некоторых лейкозах человека.
Установлено, что клетки опухоли могут быть антигенами по отношению к организму, в котором они растут, и отторгнутыми им, Ученые вынуждены были допустить, что между клетками и иммунной системой организма существует такое же отношение, как между микробами или трансплантатом, генетически отличным от организма, и иммунным механизмом организма. Итак, мы подошли к вопросу: почему развивается опухоль, почему она не отторгается в момент трасформации первой клетки или с началом развития ее потомства?
Чтобы попытаться, хотя бы частично, ответить на эти вопросы не только с точки зрения патологии, но и фундаментальной биологий, необходимо изложить современную концепцию иммунного механизма многоклеточного организма, проанализировать возможные отношения между этим механизмом и клетками опухоли и попытаться объяснить, почему рак уклоняется от того, что Макфарлан Бёрнет назвал иммуннологическим надзором.
Наши современные знания об иммунном механизме начинаются с определения двух типов иммунитета. Один называется гуморальным, так как осуществляется антителами — молекулами высокой специфичности, циркулирующими в крови и других биологических жидкостях, что позволяет им распознавать антиген и взаимодействовать с ним. Когда-то эту форму иммунитета называли «гиперчувствительностью немедленного типа»: при введении в организм антигена, против которого он уже имел антитела вследствие прошлого контакта, между ними происходила немедленная биохимическая реакция с не менее быстрыми возможными несчастными случаями в клинике (типа анафилаксии, описанной Шарлем Рише в 1902 г.). В противоположность этому название «гиперчувствительность замедленного типа» дали такой реакции, которую сегодня называют клеточным иммунитетом, независимо от молекулярных механизмов, которые она запускает. Типичное ее проявление — реакция на антигены (например, туберкулин), которые при внутрикожном введении выражаются в виде уплотнения, легко определяемого на ощупь и видимого под микроскопом в форме скопления клеток. Эти узелки и скопления появляются только через два дня, откуда и название «замедленная», данное этой реакции.
Рассмотренные два типа реакций встречаются только у лиц, сенсибилизированных антигеном, т. е. «запомнивших» его с первой встречи. Можно передать способность реагирования сенсибилизированного лица другому лицу, никогда не имевшему встречи с антигеном, путем инъекции антител с сывороткой крови. Клеточный иммунитет можно передать только с лимфоцитами, как показали Ландштейнер и Чейз в 1924 г. Сейчас пользуются современными определениями и говорят о гуморальном и клеточном иммунитете.
Спустя 40 лет Миллеру удалось показать, что лимфоциты, участвующие в этих реакциях, делятся на две группы. Обе группы происходят из костного мозга, вырабатывающего клетки крови. Одна группа участвует в клеточном иммунитете. Эта ее функция обусловлена вилочковой железой (тимусом), скорее всего ее гормоном тимозином. Тимусзависимые лимфоциты принято обозначать буквой «Т». Другая группа лимфоцитов вырабатывает антитела- их функция обусловлена у птиц другой железой, которая в отличие от вилочковой железы расположена не в грудной клетке, а около клоаки и называется сумкой Фабрициуса. Функция этих не зависимых от тимуса лимфоцитов регулируется у млекопитающих самим костным мозгом (откуда их обозначение буквой «В» от английских слов bone marrow — костный мозг). И действительно, в костном мозге на поверхности таких лимфоцитов были найдены антитела. В-лимфоциты не только несут антитела на своей поверхности, но и выделяют их в биологические жидкости, трансформируясь при этом в плазмоциты (клетки, располагающие органеллами хранения и выделения — эргастоплазмой).
Хотя лимфоциты функционально образуются в костном мозге и тимусе соответственно, свои функции они осуществляют главным образом в лимфатических узлах, селезенке и других периферических тканях. Впрочем, специалисты открыли в лимфатических узлах и селезенке зоны, где находятся Т- (Т-зависимые зоны) и лимфоциты (В-зависимые зоны).
В иммунных реакциях принимает участие еще одна группа белых клеток крови — моноциты. Они также образуются в костном мозге, циркулируют в крови и поступают в ткани, где осуществляют свои функции и где их называют гистиоцитами. Эти функции многочисленны, но наиболее характерные заключаются в фагоцитозе (от греческого fagos— пожирать). Моноциты поглощают и переваривают частицы, разрушенные антителами (лимфоцитами) или ими самими. Моноциты, осуществляющие фагоцитоз, называются макрофагами.
В- и Т-лимфоциты и моноциты представляют собой клетки с круглым или изогнутым ядром, которое в отличие от сегментоядерных лейкоцитов не разделено на доли, но этими тремя типами клеток не ограничивается число лейкоцитов, участвующих в иммунных реакциях. Есть четвертый тип, так называемые нулевые клетки. Они могут быть стволовыми клетками или клетками — предшественниками всех элементов крови, а также В-лимфоцитами или моноцитами, недостаточно дифференцированными, чтобы их можно было распознать.
Прежде чем рассмотреть роль каждой из этих клеток в реакциях, связанных со злокачественными опухолями, следует обобщить современные концепции, относящиеся к этим реакциям, и разновидности их основного действия. Т- и В-лимфоциты распознают антигены, «чужеродные» молекулы, в свободном состоянии или переносимые клетками. Последние могут происходить из клеток самого организма, как, например, клетки опухолей или клетки-мишени при аутоиммунных болезнях. Распознавание осуществляется участком на поверхности лимфоцитов, где находятся антитела или родственные им молекулы. Согласно теории клонов Бёрнета, организмы могли бы располагать таким количеством специфических лимфоцитов, сколько в природе существует антигенов. Каждый лимфоцит «ожидает» антиген, которому он «предназначен». Быть может, в организме больше лимфоцитов, чем антигенов, так как природа, как известно, не использует все свои возможности. Когда лимфоцит встречает «свой» антиген, он выходит из состояния покоя (G0) и размножается, образуя поколения, или клон, который должен действовать против этого антигена. В этих условиях лимфоцит превращается в крупную клетку, называемую иммунобластом. Она характеризуется богатством рибосом — микроскопических «заводов» по производству белков.
В-иммунобласты могут образовывать эргастоплазму — сумку, в которую, став плазмоцитами, они собирают молекулы производимых ими антител, подготовленные к выделению.
Строение антител в значительной мере изучено. Они содержат на одном из своих концов участок, которым прикрепляются к «своим» антигенам в процессе химической реакции, напоминающей описанную мной в связи с рассказом о строении ДНК и ее удвоении. Участок на другом конце антитела фиксирует белковую молекулу, циркулирующую в крови (так называемый комплемент). Комплемент убивает клетки, несущие антигены, но только в том случае, если антитела доставляют его непосредственно к клетке.
Функция Т-лимфоцитов полностью не выяснена. Т-иммунобласты после своего превращения способны убить клетки — носители антигенов. Как это происходит, еще не ясно, но, вероятно, связано с рецепторами антигена и самим антигеном. Кроме того, Т-лимфоциты производят и выделяют молекулы — лимфокины, которые выполняют различные функции: стимулируют размножение лимфоцитов, привлекают и удерживают их на поле битвы с антигенами, так же как макрофаги и другие сегментоядерные лейкоциты.
Т-лимфоциты делятся на категории, по крайней мере, функционально: одни совместно с В-лимфоцитами образуют антитела (такие, лимфоциты называют хелперами — помощниками)- другие тормозят размножение иммунобластов, когда их популяция достаточно восполнена, и тем самым ограничивают интенсивность и продолжительность иммунных реакций. Лимфоциты этой категории получили название Т-супрессоров.
Здесь речь идет о том, как организм ограничивает иммунные реакции в нужных пределах. Происходит процесс обратного действия, сдерживающий чрезмерную иммунную защиту. Слозиций дарвинизма это объясняет, почему организм не исчезает из биосферы.
Клетки-супрессоры есть также в группе макрофагов. Последние долгое время рассматривались как вспомогательные элементы иммунных реакций, поскольку их вмешательство не имеет антигенной специфичности. Брошенные в «бой» специфической реакцией лимфоцитов на антиген или дополнительной неспецифической стимуляцией («адъювантами иммунитета»), макрофаги могут вмешаться в борьбу против антигена, отличающегося от того, который специфически сенсибилизировал лимфоциты и запускал начальную реакцию.
Они активны на всех этапах иммунных реакций, концентрируя антиген для лимфоцитов, перерабатывая его в процессе частичного «переваривания», словно стремясь сделать его более приемлемым для этих клеток, и непосредственно участвуя в его разрушении или в разрушении клеток, несущих этот антиген.
Полагаю, что этими упрощенными объяснениями я в какой-то степени удовлетворил любопытство тех, кто интересуется проблемой иммунных реакций. В 1970 г. Макленнон и Перльман открыли другую категорию клеток — К-клетки (от английского слова killer — убийца), которые, вероятно, принадлежат к популяции нулевых клеток, так как не имеют признаков ни Т-, ни В-лимфоцитов. Возможно, они предшественники В-лимфоцитов или моноцитов. Распознают К-клетки только по функциональным проявлениям — способности разрушать антигенные клетки-мишени, несущие специфические антитела, без участия комплемента. Хотя К-клетки имеются и у неиммунизированных животных, они не проявляют себя, потому что их возможности воздействия полностью зависят от наличия клеток-мишеней, несущих антитела к определенному антигену.
Мы сейчас довольно далеки от весьма наивного представления об иммунитете, какое было у его первооткрывателей. И это должно настораживать тех, кто хотел бы оставить грядущим поколениям теорию, достойную теории относительности Эйнштейна и объясняющую механизм, обеспечивающий целостность организма.
