Премия за врожденный иммунитет 2011 года

Премия за врожденный иммунитет 2011 года thumbnail

Днем в понедельник стало известно, что лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине 2011 года стали американец Брюс Бойтлер и уроженец Люксембурга Жюль Хоффманн за их открытие в области врожденного иммунитета, а также родившийся в Канаде, но работающий в США Ральф Штайнман за открытие роли дендритных клеток в приобретенном иммунитете. Спустя несколько часов после объявления имен лауреатов стало известно, что Штайнман скончался в пятницу, 30 сентября. По данным университета Рокфеллера, где работал лауреат, четыре года назад Штайнману диагностировали рак поджелудочной железы, от которого он скончался за три дня до вручения премии.

Согласно уставу, Нобелевская премия не вручается посмертно. По словам представителя комитета Горана Ханссона, Нобелевский комитет не знал, что Штайнман мертв, когда выбирал его победителем премии.

Пока остается не ясным, будет ли менять Нобелевский комитет свое решение в связи со вновь открывшимся обстоятельством. Официальный сайт Нобелевской премии на данный момент ничего не сообщает о смерти Ральфа Штайнмана. «Газета.Ru» будет следить за развитием событий.

Пока же точно можно сказать, что половину премии в размере 10 млн шведских крон ($1,46 млн) поделят между собой американец Брюс Бойтлер и уроженец Люксембурга Жюль Хоффманн. Бойтлер родился в 1957 году в Чикаго. Он — профессор и председатель факультета генетики в исследовательском институте Скриппса в Ла-Хойя (Калифорния). Его отец, гематолог и медицинский генетик Эрнест Бойтлер также был профессором и председателем факультета в Скриппсе. Жюль Хоффманн родился в Люксембурге в 1941 году.

Ныне он гражданин Франции, в 2007–2008 годах возглавлял академию наук Франции. Он также является иностранным членом Российской академии наук.

Если Нобелевский комитет не изменит своего решения, то вторую половину премии, вероятно, получат наследники Ральфа Штайнмана. Он родился в 1943 году в Канаде, а работал в Университете Рокфеллера (Нью-Йорк). Штайнман – второй по цитируемости иммунолог в мире и лауреат Ласкеровской премии 2007 года.

«Сегодняшние лауреаты совершили революцию в изучении иммунитета, открыв ключевые принципы активации иммунной системы.

Благодаря их работам, сейчас мы совсем по-другому смотрим на изучение иммунитета, нам открылись новые возможности лечения, например, воспаления легких, рака и других заболеваний», — заявил представитель Нобелевского комитета после оглашения имен победителей.

Иммунитет человека — внутренняя система, которая защищает организм от воздействий внешней среды. У человека и родственных ему организмов существуют два типа иммунитета — врожденный и приобретенный. Врожденный иммунитет действует быстрее, обеспечивая борьбу с инфекцией на ранних этапах болезни, когда специфический, приобретенный иммунитет еще не сформировался. Соответственно, приобретенный иммунитет более эффективен, но ему нужно больше времени, чтобы очистить организм от инфекции.

Один из фундаментальных вопросов физиологии — как начинает работать иммунная система.

Прояснить работу врожденного иммунитета удалось Брюсу Бойтлеру и Жюлю Хоффманну. В 1996 году в своей работе Хоффманн обнаружил ген, который отвечает за иммунную реакцию при инфицировании грибковыми микроорганизмами. Брюс Бойтлер работал над этой же проблемой с другого «угла». Он изучал жизнедеятельность мышей и их реакцию на болезнетворные бактерии. В 1998 году он обнаружил ген, который отвечает за противостояние этим бактериям. Выяснилось, что ген, обнаруженный Бойтлером, соответствует гену, обнаруженному в более ранней работе его коллегой Хоффманном.

Таким образом, было найдено решение проблемы, над которой они работали.

Заслуга Ральфа Штайнмана состоит в том, что он еще в 1973 году заложил основы нового направления в иммунологии, объяснив роль дендритных клеток (тип клеток иммунной системы, имеющих длинные, похожие на щупальца или корни растений, ответвления, которыми они захватывают чужеродные объекты — примечание «Газеты.Ru») кожи, кишечного тракта и полости носа как первую линию защиты против некоторый бактерий. Работа ряда вакцин основана именно на стимуляции дендритных клеток. Они обладают очень причудливой формой, имеют длинные, похожие на щупальца, ответвления, которыми они захватывают чужеродные объекты. Штайман обнаружил, что эти клетки в присутствии инородных организмов могут активировать лимфоциты. «Штайман открыл путь к лучшему понимаю того, как происходит работа адаптивной иммунной системы», — подчеркивается в сообщении комитета.

Никто из трех лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине 2011 года не входил в список авторитетного международного агентства Thomson Reuters (владельцы портала индексации научных публикаций Web of Science), которое ежегодно перед началом Нобелевской недели называет фаворитов в борьбе за научные премии.

В этом году в списке фаворитов Thomson Reuters в категории «физиология и медицина» присутствовало четыре направления. Так, премия могла быть вручена Брайану Друкеру (Орегонский университет здоровья и науки, США) вместе с Николасом Лидоном (Granite Biopharma, Висконсин, США) и Чарльзом Сойерсом (Мемориальный онкологический центр им. Слоуна-Кеттеринга, США), создавшим противоопухолевые препараты иматиниб и дазатиниб. Эти лекарства блокируют действие определенных белков, ответственных за быстрое деление раковых клеток, и весьма эффективны для направленного лечения хронического миелолейкоза — одной из разновидностей лейкоза. Это первый случай создания эффективного лекарства от данной формы рака. Другими кандидатами являлись Роберт Коффман (Dynavax Technologies, Беркли, США) и Тимоти Мосманн (Университет Рочестера, США), которые могли бы получить «Нобеля» за открытие двух типов Т-лимфоцитов (разновидность белых кровяных клеток) — так называемых Т-хелперов TH1 и TH2 — и изучение их роли в регуляции иммунного ответа.

Читайте также:  Какие витамины для повышения иммунитета с 3 лет

Нынешнее решение Нобелевского комитета присудить премию за работы по иммунитету говорит о том, что Кофманн и Мосманн теперь не скоро получат своего «Нобеля».

Сходное направление работы и у Жака Милле (Университет Мельбурна, Австралия), который являлся претендентом на премию за открытие роли вилочковой железы (тимуса) в идентификации Т-клеток и В-клеток у млекопитающих. Наконец, за пионерские исследования в инженерии тканей и регенеративной медицине, проводимые с 70-х годов, премию могли бы получить Роберт Лангер (Массачусетский технологический институт, США) и Джозеф Ваканти (Гарвардская медицинская школа, США).

Год назад премию по физиологии и медицине получил британский ученый Роберт Эдвардс.

Награда ему была вручена за создание первого в мире «ребенка из пробирки» — то есть «за развитие области экстракорпорального оплодотворения».

Фаворитами же тогда назывались авторы работ по биологическим основам питания, возникновения аппетита и полноты Дуглас Коулман из лаборатории Джексона в Бар-Харбор (штат Мэн), а также Джеффри Фридман из Университета Рокфеллера (Нью-Йорк). В 1994 году в лаборатории Фридмана был открыт лептин — гормон, регулирующий энергетический обмен в организме человека, массу тела и насыщение при питании. В прошлом году также говорилось, что нобелевское жюри может отметить пионеров исследований стволовых клеток.

Что интересно, фаворитом в прошлом году назывался Ральф Штайнман, ставший лауреатом в нынешнем году.

Отечественные ученые Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за всю ее историю получали дважды. В 1904 году лауреатом стал Иван Петрович Павлов (1849–1936) «в признание работ по физиологии пищеварения, изменивших и расширивших знания жизненно важных аспектов этого вопроса». Четыре года спустя Илья Ильич Мечников был награжден «в признание работ по иммунитету».

Во вторник будут объявлены лауреаты Нобелевской премии 2011 года по физике, в среду — по химии.

Источник

В нынешнем году Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена Брюсу Бойтлеру и Жюлю Хоффманну за открытие механизмов активации врождённого иммунитета, и Ральфу Штайнману за открытие дендритных клеток и их роли в активации адаптивного иммунитета. Эти исследования называют революционными, поскольку открытие врождённого иммунитета в корне изменило представление о функционировании иммунной системы.

Брюс Бойтлер, Исследовательский институт Скриппса (США). Фото: www.nobelprize.org.

Жюль Хоффманн, Институт молекулярной и клеточной биологии, CNRS (Франция). Фото: www.nobelprize.org.

Ральф Штайнман, Рокфеллеровский университет (США). Фото: www.nobelprize.org.

Дендритные клетки как бы показывают T-клеткам их «врагов».

Иммунитет. Это слово давно и прочно заняло своё место в лексиконе современного человека. Чаще всего под иммунитетом понимают способность организма защищаться от опасных вирусов, бактерий, грибков или других паразитов. Но что это за механизм и как, собственно, осуществляется эта защита, понимают лишь немногие специалисты. Механизм и вправду очень сложный. Нобелевские лауреаты этого года вскрыли лишь некоторые ключевые моменты «первой линии обороны» — системы врождённого иммунитета.

В природе существуют две линии защиты, два вида иммунитета. Первая и самая древняя — система врождённого иммунитета, которая нацелена на разрушение клеточной мембраны чужеродной клетки. Она присуща всем живым существам — от дрозофилы до человека. Если всё же какой-либо белковой молекуле-чужаку удалось прорваться сквозь «первую линию обороны», с ней расправляется «вторая линия» — адаптивный, или приобретённый, иммунитет.

Адаптивный иммунитет — это высшая форма защиты, которая присуща только позвоночным. Механизм приобретённого иммунитета очень тонко настроен и специфичен. Вкратце: при попадании в организм чужеродной белковой молекулы белые кровяные клетки (лейкоциты) начинают производить антитела — на каждый белок (антиген) вырабатывается своё определённое антитело. Сначала активируются так называемые T-клетки (T-лимфоциты), которые начинают производить активные вещества цитокины, запускающие синтез антител B-клетками (B-лимфоциты). Сила или слабость иммунной системы обычно оценивается по количеству именно B- и T-клеток, настолько они важны для защиты организма. Взаимодействие антиген — антитело очень сильное и очень специфическое. Когда антитела «садятся» на белки-антигены, находящиеся на поверхности вируса или бактерии, развитие инфекции в организме блокируется.

Процесс выработки антител запускается не сразу, у него есть определённый инкубационный период, зависящий от типа патогена. Зато, если уж процесс активации пошёл, как только та же самая инфекция попытается проникнуть в организм ещё раз, B-клетки моментально отреагируют выработкой антител, и инфекция будет уничтожена немедленно, не причинив никакого вреда. Именно поэтому на некоторые виды инфекций у человека вырабатывается иммунитет на всю оставшуюся жизнь.

Читайте также:  Консультация музыка в помощь иммунитету

А вот система врождённого иммунитета неспецифична и не обладает «долгосрочной памятью», поскольку реагирует на некие молекулярные структуры, присущие всем патогенным микроорганизмам. Эти структуры получили название «патоген-ассоциированные молекулярные образы» (pathogen-associated molecular patterns — PAMP). Такими PAMP служат молекулы, входящие в состав клеточной мембраны бактерий. Несмотря на химические различия, все эти структуры обладают следующими свойствами: они синтезируются только микроорганизмами (в клетках животных их нет, поэтому распознавание PAMP расценивается иммунной системой как сигнал к началу борьбы с чужаком); они характерны для целого ряда патогенов, а не только для одного; эти структуры являются важными для жизнедеятельности бактерии, поэтому в процессе эволюции они меняются очень медленно (иначе иммунная система просто не успевала бы настраивать распознавание). Если бактерии удаётся прорвать «первую линию обороны» и избежать уничтожения макрофагами или гранулоцитами, то в борьбу должна включиться система приобретённого иммунитета.

Каким образом система врождённого иммунитета подаёт знак системе приобретённого иммунитета на выработку специфических антител? Вот за решение этого ключевого вопроса иммунологии и присуждена Нобелевская премия 2011 года.

В 1973 году Ральф Штайнман открыл новый вид клеток, которые назвал дендритными, поскольку внешне они напоминали дендриты нейронов. Клетки обнаружились во всех тканях организма, которые соприкасались с внешней средой: в коже, лёгких, слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта. Сначала исследователь предположил (в ту пору это вызвало скептицизм многих учёных), а затем и доказал, что дендритные клетки служат посредниками между врождённым и приобретённым иммунитетом. То есть «первая линия обороны» подаёт через них сигнал, который активирует T-клетки и запускает каскад выработки антител B-клетками.

Как оказалось позже, дендритные клетки (так же как и макрофаги и эпителиальные клетки) имеют на клеточной поверхности специальные белковые комплексы — рецепторы. Гены, кодирующие эти рецепторы, аналогичны Toll-генам плодовой мушки дрозофилы (от нем. toll — сногсшибательный, безумный), играющим ключевую роль в эмбриогенезе. В 1996 году Жюль Хоффманн обнаружил, что у мушек с «выключенным» Toll-геном полностью отсутствовал иммунитет и они погибали от любой грибковой инфекции. Хоффманн предположил, что ген Toll важен не только для развития эмбриона, он ещё играет ключевую роль в иммунной системе. Как оказалось, этот ген кодирует специальные рецепторы, распознающие молекулы в структуре мембран бактериальных патогенов (PAMP), посылая биохимический сигнал на устранение «чужака». Их назвали «Toll-подобные рецепторы» (англ. Toll-like).

При взаимодействии РАМР с Toll-подобным рецептором на поверхности дендритной клетки появляются белки-антигены, которые и запускают адаптивный иммунный ответ T-клеток. У человека обнаружен десяток таких Toll-подобных рецепторов. Некоторые из них находятся на поверхности клеток, другие «плавают» в клеточной цитоплазме. Конечным результатом взаимодействия PAMP с этими рецепторами является активация T-клеток. На клеточном уровне происходит активация фагоцитов: они начинают продуцировать активные формы кислорода, а следовательно, более интенсивно переваривать «обрывки» клеточных стенок чужеродных бактерий.

В 1998 году Брюс Бойтлер изучал рецепторы бактериальных липополисахаридов (LPS) — молекул, в которых липид и сахар «сшиты» между собой. LPS — очень активные в иммунологическом отношении молекулы, они не просто стимулируют, а «суперстимулируют» иммунитет, в определённых условиях вызывая септический шок. Бойтлер пытался найти ген, отвечающий за эффекты LPS, и обнаружил, что мыши, нечувствительные к LPS, имеют мутацию в гене, очень похожем на Toll-ген мушки-дрозофилы. Toll-подобный рецептор случайно оказался тем самым неуловимым LPS-рецептором, то есть LPS взаимодействует с Toll-подобным рецептором, приводя к активации воспалительных процессов, вплоть до септического шока. Так выяснилось, что у мушек и мышей есть один и тот же механизм защиты от инфекции. «Зловредными» компонентами мембраны клеточных бактерий, которые и вызывали реакцию врождённого иммунитета, оказались липополисахариды — компоненты клеточной стенки грамотрицательных бактерий.

Открытие врождённого иммунитета привело к появлению новых подходов в профилактике и лечении заболеваний, в разработке новых вакцин и противоопухолевых препаратов.

Источник

Рубрики Темы

  • аналитика
  • видео
  • интерактив
  • интервью с экспертом
  • интервью со звездой
  • инфографика
  • история читателя
  • круглый стол
  • острая тема
  • репортаж
  • статьи

Актуальные новости

Премия за врожденный иммунитет 2011 года
07 июля в 01:16
Cеминар с представителем Всемирного банка по реагированию стран на пандемию

Премия за врожденный иммунитет 2011 года
08 июня в 10:27
Стартовал проект «Северная ходьба — новый образ жизни»

Премия за врожденный иммунитет 2011 года
04 июня в 16:22
SmartPharma® Awards 2020: работники аптек выбирают лучших

Премия за врожденный иммунитет 2011 года
21:55
1 июня передадут средства защиты Центру им. В. И. Кулакова

Читайте также:  Цинк для детей для иммунитета

Премия за врожденный иммунитет 2011 года
22:08
Почта России вышла на рынок доставки товаров аптечного ассортимента

Медицина и общество
Статьи

10 октября 2011, 16:45

X 4622
K 0
Премия за врожденный иммунитет 2011 года

В этом году лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине стали сразу трое учёных: Брюс Бетлер (Bruce Beutler), Жюль Хоффманн (Jules Hoffmann) и Ральф Cтейнман (Ralph Steinman). Всем им премия была присуждена за исследования систем врожденного и приобретенного иммунитета, благодаря которым живые организмы могут бороться за свое место под солнцем в мире, полном опасных бактерий, вирусов и других патогенов. Планировалось, что половину денежной награды общим размером в 10 млн. шведских крон (1,4 млн. долларов США) разделят между собой Брюс Бётлер и Жюль Хоффманн, а вторую половину (5 млн. шведских крон) торжественно вручат Ральфу Стейнману за его вклад в изучение дендритных клеток и их роли в регуляции адаптивного иммунного ответа. Однако, к сожалению, 30 сентября была обнародована новость о кончине 68-летнего учёного от рака поджелудочной железы. Исследователь не дожил до радостной новости всего нескольких дней. Ральф Стейнман родился в Монреале (Канада) в 1943 году, здесь же активно изучал биологию и химию. С 1988 года он являлся профессором иммунологии в Университете Рокфеллера в Нью-Йорке (США), а также директором Центра иммунологии и иммунных болезней этого учебного заведения. Согласно правилам, Нобелевская премия не присуждается посмертно, но в этот раз для Стеймана было сделано исключение, и он сохранил за собой звание лауреата.

Жителям России особенно приятно будет узнать (а тем, кто уже знает – вспомнить), что первая Нобелевская премия в области физиологии и медицины за исследования иммунитета была присуждена русско-французскому биологу Илье Ильичу Мечникову в 1908 году. Он лично настоял на том, чтобы награда была отнесена в копилку российских, а не французских достижений. Но, к величайшему сожалению, повторить успеха Мечникова нашим учёным-медикам с тех пор ни разу не удалось, Нобелевская премия по физиологии в России всего одна. В 1882 году Илья Ильич обнаружил явление фагоцитоза и разработал на основе его изучения сравнительную патологию воспаления, а в дальнейшем и фагоцитарную теорию иммунитета, за что и был премирован совместно с Паулем Эрлихом.

Фагоцитоз — процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают возбудителей инфекционных заболеваний, а также отмершие клетки. По сути, фагоциты – клетки, которые защищают организм от бактерий и вирусов.

Брюс Бетлер и Жюль Хоффманн удостоились награды за исследования врождённого иммунитета. Он представляет собой самую древнюю форму иммунитета: защитную реакцию организма на внешнее вторжение по типовым антигенам, то есть веществам, характерным для опасных организмов. Врождённая защита присутствует у всех животных и растений, а у некоторых групп организмов  (например, насекомых) является основной. На её вооружении есть клеточный компонент (фагоциты, гранулоциты) и гуморальный (лизоцим, интерфероны, система комплемента, медиаторы воспаления). Полем битвы между патогенами и защитниками организма становятся очаги воспаления. Бетлер и Хоффманн исследовали, как включается эта система и как она после этого функционирует. Учёные, в частности, доказали, что опасные для организма бактерии распознаются иммунной системой благодаря находящимся на поверхности бактериальных клеток сложным молекулам – липополисахаридам.

К сожалению, врождённый иммунитет не всегда оказывается на высоте, в результате чего к «битве» присоединяется приобретённый. Эту форму защиты изучал Ральф Стейман. Она более поздняя и сложная в эволюционном отношении. Еще в 1973 году ученый обнаружил новый тип клеток иммунной системы — так называемые дендритные клетки. Долгие годы специалист изучал их свойства и особенности работы и, в итоге, доказал, что дендритные клетки активируют Т-лимфоциты. Функцией последних является определение вторгшихся в организм опасных агентов. Задача усложняется тем, что на каждого такого агента у нашего организма припасён специфический ответ. Но как определить, какой именно «враг» вторгся на нашу территорию? Вот тут-то на помощь и приходят дендроциты (клетки Лангерганса), которые занимаются анализом и передачей информации. Они захватывают из окружающей среды фрагменты бактерий и, впоследствии, выносят их на свою поверхность для того, чтобы лимфоциты смогли «проанализировать» материал и «принять решение» о дальнейших действиях.

Работы Хоффмана, Бётлера и Стейнмана в совокупности с исследованиями других ученых позволили ещё лучше понять, каковы механизмы работы иммунной системы. Новые знания, как ожидается, помогут разработать более эффективные стратегии вакцинации, дадут возможность изучить природу аутоиммунных заболеваний и научиться активировать дендритные клетки в целях борьбы с раком.

Фото с сайта Нобелевской премии (www.nobelprize.org)

Автор: Ксения Волконская

Читайте также в рубрике «Статьи»

 

Источник