История иммунной системы

Оболочники обладают почти всеми функциями, которые мы в усовершенствованном виде можем наблюдать в нашей врожденной иммунной системе. Но они неспособны к адаптивным иммунным реакциям с образованием антител. Иммунопротеины, рецепторы и эффективные антибиотики входят в базовое оснащение оболочников, как, впрочем, и насекомых и стрекающих. Дицинтаурин — антимикробный пептид из кровяных клеток оболочников — известен своей универсальностью действия против многочисленных бактериальных возбудителей[30]. Стиелин А и В, впервые обнаруженный в оболочниках, уже используется в лечении людей как антибиотик широкого спектра действия[31]. В некоторых видах этого типа животных были найдены рецепторные белки, которые схожи по составу и функциям с толл-рецепторами дрозофил.

В контексте естественной истории иммунной системы человека оболочники представляют особый интерес. В них были обнаружены защитные клетки, которые сильно напоминают наши естественные клетки-киллеры и могут рассматриваться как их эволюционные прототипы[32]. Если клетки организма атакуются возбудителями болезней, эти киллеры вскрывают мембраны нарушителей и тем самым убивают их. Они делают это — впервые в истории иммунной системы — с помощью иммунопротеина перфорина. Этот процесс называется мембранной атакой. Погибают бактерии, вирусы и другие патогенные простейшие. Уничтожению могут также подвергаться переродившиеся клетки собственного организма, представляющие угрозу здоровью. Этот важный эффект, предотвращающий возникновение опухолей, входит в число задач и наших собственных естественных киллеров, но на еще более высоком уровне. Об этом мы поговорим чуть позже.

В клеточную иммунную систему оболочников входят также клетки-пожиратели, которые напоминают наши макрофаги (гигантские фагоциты) и считаются их прототипами. Я уже писал, что даже у таких очень древних организмов, как амебы, есть клетки, поедающие бактерий. Клетки плазмы крови дрозофил также выполняют задачи фагоцитов. Однако фагоциты оболочников могут, помимо всего прочего, проникать в ткани тела и формировать там кооперативные сети. Они располагают собственными рецепторными белками, с помощью которых распознают молекулярные структуры патогенов. После обволакивания и переваривания патогенов они демонстрируют их антигены на поверхности собственной клеточной мембраны, чтобы передать информацию о захватчиках другим иммунным клеткам. Эти способности гигантских фагоцитов у людей считаются признаками высокой специализации. Однако оболочники, наши древние родственники из морских глубин, уже обладали этими свойствами, хотя и в простой форме.

Оболочники — «изобретатели» макрофагов и естественных киллеров

С этой точки зрения оболочники могут считаться «изобретателями» не только естественных киллеров, но и макрофагов как особо эффективной формы фагоцитов.

Часть 2 Иммунитет людей и других позвоночных

Глава 4 Инновации позвоночных животных: от иммунной клетки к антителам

Оболочники являются тем порогом в естественной истории, за которым открывается царство позвоночных животных. Как уже было сказано, позвоночник образовался из простой опорной трубки оболочников. Переход к позвоночным животным знаменует появление адаптивной, или приобретенной, иммунной системы, которая дает живым существам возможность с помощью антител целенаправленно бороться с возбудителями болезней, с которыми они вступают в контакт. Мы подходим к одному из главных вопросов «почему?» в иммунологии: «Почему появились антитела?» Поиск ответов приблизит нас к более полному пониманию способа функционирования человеческой иммунной системы, которой и посвящается эта часть книги.

«Большой взрыв» в иммунобиологии

В ходе совместной эволюции с организмами-хозяевами патогенные организмы постоянно вырабатывают новые стратегии, чтобы обойти иммунную систему хозяев. Эта гонка происходит между бактериями и бактериофагами, водорослями и вирусами, амебами и бактериями, листьями табака и вирусами табачной мозаики, стрекающими и патогенными одноклеточными, обитающими в морской воде, дрозофилами и осами-паразитами, летучими мышами и коронавирусом, людьми и возбудителями гриппа… короче говоря, повсеместно и постоянно в нашем разнообразном живом мире. Иммунный ответ организма-хозяина адаптируется к изменениям, происходящим в возбудителе, а тот, в свою очередь, путем мутаций и естественной селекции вырабатывает новые стратегии, чтобы избежать иммунной системы хозяина. Это называется иммунным уклонением.