Л В Кузнецова - Клінічна та лабораторна імунологія - страница 4

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131 

Проте, виходячи з цих хімічних теорій, біологи не могли уявити, яким чином утворення антитіл може продовжуватися при видимій відсутності антигена, і навіть не намагалися зрозуміти, чому повторне введення антигена повинне викликати вторинну (бустерну) відповідь. Більш того, ці теорії зовсім не могли пояснити останніх даних про те, що при повторній імунізації відбувається зміна якості антитіл, яка в одних випадках приводить до звуження специфічності, а в інших до значного розширення діапазона перехресних серологічних реакцій. З погляду біо­лога, теорії матриці володіли значними недоліками, і саме це привело вірусолога Макфарлейна Бернета (Macfarlane Burnet) до створення в 1941 р. іншого варіанту інструкціонійної теорії. В умовах зростаючого визнання тієї ролі, яку ферменти грають в процесах синтезу і розщеплю­вання, Бернет припустив, що функція антигена може полягати в тому, що він стимулює адаптивну модифікацію тих ферментів, які необхіднідля синтеза глобуліну, викликаючи в результаті утворення унікальною білковою молекулою з потрібною специфічністю. Ця теорія адаптивних ферментів мала ту перевагу, що з позицій первинної інструктивної ролі антигена вона пояснювала не тільки широту імунологічного репертуа­ру, але і тривале утворення антитіл і посилену вторинну імунну відпо­відь. Передбачалося, що ці явища пов'язані з реплікацією адаптивних ферментів в популяції проліферуючих дочірніх клітин, які зберігають здатність утворювати антитіла, що збільшується. Цей останній момент має особливе значення, оскільки Бернет (Burnet) є, мабуть, першим, хто підкреслив важливу роль тривалого функціонування клітин і клітинної проліферації в процесі утворення антитіл.

З розвитком уявлень про можливу генетичну роль нуклеїнових кислот Бернет і Франк Феннер (Burnet, Frank Fenner) в 1949 р. запро­понували модифікацію цієї теорії, як і раніше виходячи з біологічних міркувань. Цього разу вони припустили, що антиген може вносити інформацію про свою специфічну детермінанту прямо в геном (РНК?). Це приводить потім до утворення непрямої матриці для специфічних антитіл. Нова копія гена не тільки зберігатиметься в клітині, але умо­вах клітинної проліферації відтворюватиметься в дочірніх клітинах, що і пояснює тривале антитілоутворення і підвищену інтенсивність вторинної відповіді.

СЕЛЕКТИВНІ ТЕОРІЇ УТВОРЕННЯ АНТИТІЛ

Теорія непрямої матриці Бернета і Феннера (Burnet, Fenner) вказа­ла на інше надзвичайно важливе біологічне явище, що має критичне значення, яке зобов'язана була враховувати будь-яку теорію утворення антитіл - нещодавно відкритий феномен набутої імунологічної толе­рантності. Тепер в теоретичному поясненні мали потребу не тільки те, як стимулюється утворення антитіл, але і механізм, що запобігає цій реакції.

Першу, чисто біологічну, селективну теорію утворення антитіл сформулював в 1955 р. Нільс Ерне (Niels Jerne), який назвав її теорією «природного відбору». Ерне, як і раніше Пауль Ерліх (Paul Ehrlich), припустив, що в організмі дійсно синтезується повний набір антитіл, але кожне з них утворюється в невеликій кількості і незалежно від якого-небудь стимулу поступає в кров у вигляді «природних антитіл». Функ­ція цих антитіл повинна полягати в тому, щоб вибірково зв'язуватися з відповідним антигеном та у такий спосіб доставляти цей антиген якимсь клітинам організму, для яких антитіла служать сигналом до відтворення таких же молекул, тобто до утворення великої кількостіспецифічних антитіл. З цієї точки зору вторинна антитільна відповідь отримувала просте пояснення як результат появи після першої імуні­зації збільшеного числа антитілоносіїв», присутність яких одночасно сприятиме селекції антигеном антитіл з вищою спорідненістю, що по­яснює зміну якості антитіл при багатократній імунізації. Це була перша теорія, яка пояснювала також феномен імунологічної толерантності, приймаючи, що будь-які природні антитіла, направлені проти власних антигенів, негайно адсорбуватимуться тканинами організму і, таким чином, не зможуть запустити утворення аутоантитіл.

Теорія природного відбору, запропонована Ерне, привернула на свою сторону лише трохи прихильників інструктивних теорій, проте вона мала велике історичне значення, оскільки дала стимул для теоре­тиків біологічного напряму. Дія цього стимулу виявилася дуже скоро, коли впродовж трьох років Бернет, Девід Толмедж і Джошуа Ледер-берг (Burnet, David Talmadge, Joshua Lederberg) створили клонально-селекційну теорію утворення антитіл. Основа цієї концепції полягає в тому, що антитіла є природним продуктом, присутнім на поверхні клітин як рецептор, з яким антиген може вступати у виборчу (селек­тивну) взаємодію.

Ця взаємодія служить сигналом для клональної проліферації популяції клітин, які фенотипово відрізняються від останніх тим, що специфічні саме до даного антигена. Серед дочірніх клітин клона частина диференціюється убік антитілоутворюючих клітин, а останні зберігаються як клітини імунологічної пам'яті, які можуть в подаль­шому забезпечити посилену вторинну відповідь. І нарешті, теорія стверджувала, що імунологічна толерантність виникає в результа­ті «елімінації клонів», що відбувається внаслідок специфічної дії власних антигенів, або у тому випадку, коли антигени потрапляють ззовні в рух критичної стадії ембріонального дозрівання клональних попередників.

Опісля за дуже короткий час стало зрозуміло, що клонально-селекційна теорія утворення антитіл отримала широке визнання. Це частково було пов'язано із розробкою нових методів, що дозволили виявляти в обширній популяції клітин одиничні імуноцити (за допо­могою імуногістохімічного визначення з флуоресціюючими антитілами і методами гемолітичних бляшок). Певну роль зіграли також успіхи в нових напрямах генетики, що показали, що передача інформації походить тільки від нуклеїнових кислот до білків, але не навпаки, і що третинна структура білків знаходиться під суворим генетичним контролем. Проте положення про те, що структура антитіл закодована в ДНК, і дані про амінокислотну послідовність поліпептидних ланцю­гів молекул імуноглобулінів привели клонально-селекційну теорію до суперечності, пов'язаної з різноманітністю імунологічного репертуару. В результаті виникла тривала дискусія між тими, хто вважав, що весь специфічний репертуар закодований в ДНК статевих клітин, і тими, хто пов'язував імунологічну різноманітність із дією соматичних мута­цій або рекомбінацій суворо обмеженого числа генів, що знаходяться в статевій клітині.

НОБЕЛІВСЬКІ ЛАУРЕАТИ В ІМУНОЛОГІЇ

І901

Першої Нобелівської премії по медицині був удостоєний Еміль фон Берінг (Emil von Behring; 1854 - 1917). Свої дослідження фон Берінг проводив у Роберта Коха (Bobert Koch) у Коховському інституті в Бер­ліні. Після того, як в 1883 р. Леффлер (Loffler) виділив дифтерійну бацилу, а Ру і Йерсин (Roux, Yersin) в 1888 р. виявили дифтерійний екзотоксин, фон Берінг зі своїми співробітниками Кітасато і Вернике (Kitasato, Wernicke) в 90 - 92 рр. минулого сторіччя показали, що імунітет до дифтерії і правця залежить від утворення антитоксинів, циркулюючих в крові. Він показав, що пасивне введення антитоксичної сироватки може забезпечити одужання хворих, і цим поклав початок сироваткової імунотерапії різноманітних хвороб. Премія була прису­джена йому «за його дослідження по сироватковій терапії, і, зокрема, за застосування її проти дифтерії, внаслідок чого він відкрив новий шлях в області медичної науки і дав в руки лікаря переможну зброю проти хвороби і смерті».

І905

Премія присуджена Роберту Коху (Robert Koch; 1843 - 1910) «за його дослідження і відкриття, пов'язаними із туберкульозом». Кох був лікарем в маленькому німецькому місті, коли в 1876 р. його дослі­дження про життєвий цикл бацил сибірської виразки і етіології цього захворювання привернули до нього увагу фахівців-медиків. Спочатку він отримав лабораторію, а потім і інститут в Берліні, і саме тут за допо­могою чудової плеяди учнів він перетворив бактеріологію в справжню науку, розробивши суворі методи виділення і культивування бактерій та висунувши знамениті свої постулати як критерій етіологічної ролі збудника. Кох присвятив себе вивченню багатьох різних хвороб, алеприсудження йому Нобелівської премії було пов'язано з відкриттям збудника туберкульозу, вивченням туберкуліну і незатухаючою ціка­вістю до дослідження туберкульозу. Імунодіагностика за допомогою туберкуліновго тесту і «феномен Коха», який полягає в підвищеній шкірній реакції на туберкульозні бацили при введенні їх в шкіру сен­сибілізованих тварин, зіграли вирішальну роль у вивченні механізмів клітинного імунітету.

І908

Премію цього року розділили Ілля Мечников (1845 - 1916) і Па­уль Ерліх (Paul Ehrlich; 1854 - 1915), що отримали її як «визнання їх робіт по імунітету». Мечников народився на Україні, вивчав зоологію та спеціалізувався по порівняльній ембріології. У 1884 р., працюючи в Італії, в лабораторії по дослідженню біології моря, він зробив перші спостереження по фагоцитуючим клітинам личинок морської зірки, які склали основу його клітинної (фагоцитарної) теорії імунітету. Коли по політичних мотивах Мечников покинув Росію, Пастер (Pasteur) запро­понував йому місце в своєму новому інституті в Парижі, де Мечников присвятив залишок свого життя розкішній серії досліджень на під­тримку своєї фагоцитарної теорії і рішучому віддзеркаленню численних атак з боку тих, хто бачив основу імунітету в гуморальних механізмах, тобто в антитілах і комплементі.

Пауль Ерліх (Paul Ehrlich) народився в Германії, вивчав медицину та рано зацікавившись методами фарбування клітин, запропонував деякі весьма корисні фарбники для туберкульозних бацил і лейкоцитів кро­ві. У 1890 р. він почав працювати асистентом у Коха (Koch) в Інституті інфекційних хвороб, де і провів свої імунологічні дослідження. Спо­чатку він вивчав утворення антитіл у відповідь на введення токсинів рослинного походження - рицина і абрина. У 1897 р. Ерліх вніс свій найбільш значний для того часу внесок в імунологію, опублікувавши статтю з описом першого практичного методу стандартизації препаратів дифтерійного токсину і антитоксину. У цій публікації містився також нарис його знаменитої теорії бічних ланцюгів, що пояснює утворення антитіл, яка на протязі декількох десятиліть робила значний вплив на імунологічні теорії. На самому початку двадцятого сторіччя Ерліх в основному залишив свої дослідження по імунології, зацікавившись хіміотерапією, і зробив важливі відкриття в лікуванні трипаносоміазу і сифілісу («магічна куля» - сальварсан), чим сприяв створенню основ наукової фармакології.

І913

Премія присуджена Шарлю Ріше (Charles Richet; 1850 - 1935) «за дослідження по анафілаксії». Ріше вивчав медицину в Парижі та осо­бливо цікавився фізіологією. Цей інтерес спонукав його під час круїзу на яхті принца Монако зайнятися дослідженням фізіологічних реакцій, виникаючих при введенні тварині отрут, отриманих від морських без­хребетних.

Разом зі своїм колегою Полем Портьє (Paul Portier) він відкрив фе­номен анафілаксії, обумовлений не токсичними властивостями речовин, що вводяться, а їх дією як антигенів в заздалегідь сенсибілізованому організмі. Тим самим він відкрив нове і у той час вельми несподіваний напрям в медицині, показавши, що «захисні» механізми імунітету мо­жуть також викликати розвиток хвороби. Пізніше Ріше показав зв'язок між експериментальною анафілаксією і іншими, відомішими, видами алергії у людини, і його спостереження придбали велике значення не тільки для теоретичної, але і для клінічної імунології.

І919

Премія присуджена Жюлю Борде (Jules Bordet; 1870 - 1961) «за його дослідження по імунітету». Борде був бельгійським лікарем, у віці 24 років він відправився в Пастерівський інститут в Парижі, щоб працювати з Мечниковим. Незабаром він зробив важливий внесок в розуміння механізму комплементзалежного бактеріоліза, а в 1898 р. відкрив феномен специфічного гемолізу. Через деякий час, працюючи разом зі своїм помічником і зятем Октавом Жангу (Octave Gengou), Борде описав феномен фіксації комплементу і діагностичні можливос­ті цієї реакції. Незабаром вона перетворилася на могутній інструмент діагностики інфекційних хвороб, особливо в руках Августа Вассермана (August Wasserman) і його співробітників, що розробили пробу скрі­плення комплементу для діагностики сифілісу. Борде вніс ще багато цінного в імунологію і прославився також своєю знаменитою дискусією з Ерліхом (Ehrlich) щодо природи взаємодії між антигеном, антитілами і комплементом.

І930

Премії удостоєний Карл Ландштейнер (Karl Landsteiner; 1868 1943) «за відкриття груп крові у людини». До своєї імунологічноїкар'єри Ландштейнер був лікарем у Відні і мав глибокий інтерес до структурної органічної хімії.

Здається, що Ландштейнер із самого початку умів вибирати для своєї роботи найбільш важливі напрями або робити важливими ті про­блеми, на які він звертав увагу. У своїх ранніх дослідженнях по анти-еритроцитарних антитілах він описав в 1901 р. ряд ізогемаглютинінів людини, які у наш час складають систему груп крові АВО. У 1926 р. Ландштейнер і Філіп Льовін (Philip Levin) відкрили систему MNP, а в 1940 р. разом з Альбертом Вінером (Albert Wiener) - систему груп крові Rh. Ландштейнер вперше показав, що поліомієліт можна відтво­рити на нелюдиноподібних мавпах та одним із перших зробив анало­гічні спостереження відносно сифілісу. Під час першої світової війни Ландштейнер зацікавився утворенням антитіл до гаптену з відомою хімічною будовою і більше чверті століття, працюючи в основному в Рокфеллеровськом інституті в Нью-Йорку, вніс вельми значний внесок до розуміння хімічних основ взаємодії між антитілами і антигеном, узагальнивши свої спостереження в своїй знаменитій книзі «Специ­фічність серологічних реакцій». Віддаючи належне значення своєму відкриттю груп крові, Ландштейнер відмітив, що із його точки зору, премію 1930 р. слід було б швидше присудити за його дослідження по взаємодії гаптен - антитіло.

І951

Премія присуджена Максу Тейлеру (Max Theiler; 1899 - ) «за роз­робку вакцини проти жовтої лихоманки». Тейлер народився в Південній Африці, вивчав медицину в Англії і потім в 1922 р. переїхав в Сполу­чені Штати, де працював спочатку у відділенні тропічної медицини в Гарвардському університеті, а потім в Рокфеллеровському інституті в Нью-Йорку. Саме він показав, що збудником жовтої лихоманки є вірус, що фільтрується, і описаний їм тест захисту мишей (при якому сироваткові антитіла в суміші з вірусом захищають мишу від загибелі при внутрішньомозковому зараженні) став вельми важливим інстру­ментом в епідеміологічних і інших дослідженнях жовтої лихоманки. В кінці 30-х років йому вдалося отримати атенуйовані штамми вірусу жовтої лихоманки; для цього він застосував серійні пасажі in vitro на культурах тканини мишей і курячих ембріонів. Цими методами були утворені штамми, які зберігали свою імуногенність, але були позбав­лені патогенності і склали основу сучасних ефективних вакцин проти жовтої лихоманки.

І957

Премія присуджена Даніелю Бове (Daniel Bovet; 1907 - ), швейцар­ському фізіологові і фармакологові, «за розробку антигістамінних пре­паратів для лікування алергії». Відкриття феномену Шульца - Дейла (Schultz, Dale) (скорочення шматочка матки під впливом антигена) дозволило моделювати in vitro алергічні реакції і вивчати фізіологічні механізми, що беруть участь в них. В результаті цього було виявлено, що серед чинників, які звільняються при анафілаксії, найбільш важ­ливими є гістамін, серотонін і інші біологічно активні речовини. Бове, мабуть, познайомився з імунологією і алергією в період своєї роботи у Еміля Ру (Emile Roux) в Пастерівському інституті в Парижі, коли він опублікував багато робіт про дію різних хімічних сполук на вегетатив­ну нервову систему. Ці дослідження привели його до пошуку речовин, здатних пригнічувати дію гістаміну; в результаті з'явилися лікарські препарати, які виявилися ефективним засобом лікування астми і сінної лихоманки. Якби навіть Бове не прославився роботою над антигістамін-ними препаратами, він все одно б зайняв міцне місце в історії медицини завдяки своїм дослідженням південноамериканського кураре і спосіб його дії, розробці кураре-подібних релаксантів, транквілізаторів і зне­болюючих препаратів.

І960

Премія присуджена Ф. Макфарлейну Бернету (Macfarlane Burnet; 1899 - 1985) і Пітеру Медавару (Peter Medawar; 1915 - ) «за відкриття набутої імунологічної толерантності». Друга світова війна послужила поштовхом для фундаментальних досліджень в різних галузях науки, зокрема для пошуку шляхів поліпшення приживляючості шкіряних і інших тканинних трансплантатів при лікуванні ран і опіків, а також для з'ясування механізмів їх відторгнення. Медавар, англієць, що пра­цював в Оксфорді в області зоології і патології, цікавився репарацією тканин і у зв'язку із з цим - проблемами трансплантації тканин. У його первинній роботі було переконливо показано, що відторгнення чужо­рідного шкірного трансплантата підкоряється всім правилам імуноло­гічної специфічності і в основі його лежать такі ж механізми, як і при захисті від бактерійних і вірусних інфекцій. Подальша робота, яку він провів разом з рядом видатних учнів (особливо слід зазначити Руперта Біллінгхема і Леслі Брента - Rupert Billingham, Leslie Brent), заклала міцну основу для розвитку трансплантаційної імунобіології, яка сталаважливою науковою дисципліною і надалі забезпечила багато досягнень в області клінічної трансплантації органів. У 45 - 47 рр. Рей Оуен (Ray Owen) повідомив про цікаве спостереження, яке полягало в тому, що у двохяйцевих телят-близнят, які під час внутріутробного розвитку ма­ють загальну систему кровообігу, розвиваються химеризм по клітинах крові і нездатність до імунологічної реакції на антигени партнера. Це спостереження було підхоплене Макфарлейном Бернетом - австралій­ським дослідником, лікарем-вірусологом, який не тільки вів інтенсивні експериментальні дослідження, але був також теоретиком широкого профілю. Бернет раніше опублікував цікаву книгу «Утворення анти­тіл» (1941 р.) і в той момент разом зі своїм колегою Франком Феннером (Frank Fenner) готував переглянуте видання цієї книги. Нова книга (1949) не тільки пропонувала новий варіант теорії непрямої матрици для пояснення утворення антитіл, але і дала теоретичне пояснення спостереженням Оуена (Owen). Бернет і Феннер стверджували, що зді­бність до імунологічних реакцій виникає на порівняно пізніх стадіях ембріонального розвитку та при цьому відбувається запам'ятовування існуючих маркерів «свого» у антигенів, присутніх в даний момент. Орга­нізм в подальшому набуває до них толерантності і не здатний відповідати на них імунологічною реакцією. Всі антигени, які не запам'яталися, сприйматимуться як «не свої» і зможуть надалі викликати імуноло­гічну відповідь. Було висловлено припущення, що будь-який антиген, введений протягом цього критичного періоду розвитку, потім сприйма­тиметься як свій і викликати толерантність, внаслідок чого не зможе надалі активувати імунну систему. Ці ідеї були далі розвинені Бернетом в його клонально-селекційній теорії утворення антитіл. Припущення Бернета і Феннера про толерантність були піддані експериментальній перевірці в дослідженнях Медавара (Medawar) і його співробітників, які в 1953 р. на мишах чистих ліній отримали чітке підтвердження гіпотези Бернета, - Феннера, описавши феномен, якому Е.Дедавар дав назву набутої імунологічної толерантності.

І972

Премія присуджена Роднею Р.Портеру (Rodney R. Porter; 1917 -1985) з Оксфордського університету і Джералду М. Едельману (Gerald M. Edelman; 1929 - ) з Рокфеллеровського університету за їх дослідження по хімічній структурі антитіл. Дані А.Тізеліуса і Е.А.Кебета (A.Tiselius, E.A.Kabat) про те, що антитіла є гамма-глобулінами з великою моле­кулярною масою, показали наскільки важким буде встановити хімічну основу для їх первинної імунологічної специфічності і їх вторинних біо­логічних властивостей. Розщеплюючи молекулу антитіла ферментами, Портер прагнув отримати дрібніші активні фрагменти, і в 1958 році, він добився успіху. При розщеплюванні папаїном із молекули антитіла вда­лося виділити три складові її фрагмента: два ідентичні Fab-фрагмента і третій Fc-фрагмент. Fab-фрагмент містить антитільні ділянки скрі­плення антигена, а Fc забезпечує вторинну біологічну активність анти­тіла. Потім Едельман (Edelman) показав, що, відновлюючи гомогенний мієломний білок, можна виділити складові його поліпептидні ланцюги - легкі (L) та важкі (Н). Він довів також, що L-ланцюги різних антитіл, отриманих від морських свинок, мають різну електрофоретичну рухли­вість, а білок Бенс-Джонса, що виявляється в сечі хворих з множинною мієломою, володіє подібністю з L-ланцюгами антитіл. Далі Портер і його співробітник і показали, що молекула імуноглобуліну утворена двома легкими і двома важкими ланцюгами. На основі цих даних була створена тепер уже загальновизнана модель будови IGG. Виділення із імуноглобуліну ланцюгів і фрагментів відкрило можливість вивчення їх амінокислотної послідовності; такі дослідження почали проводи­тися з великою інтенсивністю в лабораторіях Портера, Едельмана і багатьох інших дослідників. В результаті цих робіт було встановлено, що в L- і Н-ланцюгах існують як варіабельні, так і константні області, і з'явилася можливість порівнювати первинну структуру антитіл різної специфічності, різних ізотипів і навіть різних видів тварин. Нарешті в 1969 р. Едельман і його співробітники зуміли розшифрувати повністю первинну структуру однієї молекули імуноглобуліну, що дозволило не тільки встановити положення антиген-зв'язуючої ділянки, але також локалізувати ті «домени», які забезпечують вторинні біологічні функції антитіл.

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131 


Похожие статьи

Л В Кузнецова - Клінічна та лабораторна імунологія