Айдан Бен-Барак - Почему мы до сих пор живы? Путеводитель по иммунной системе
При разговоре о бактериальном Я следует иметь в виду следующее: бактерии находятся друг с другом в таких запутанных отношениях, что любая «мыльная опера» покажется тривиальной по сравнению с этими сюжетами. Иной раз в некоторых бактериальных колониях какая-то бактериальная клетка распространяет вокруг себя токсин, уничтожая своих же собратьев по виду, которые не относятся к тому же штамму (а значит, не имеют нужного антитоксина), и тем самым предоставляя больше ресурсов для самых близких своих родичей. Известно также, что бактерии нередко жертвуют собой ради блага своего штамма. Кроме того, многие бактерии способны чувствовать, сколько вокруг таких же, как они, и принимать на основании этих сведений важнейшие решения, касающиеся своего образа жизни.
Дойдя до бактерий и архей, мы ушли по эволюционному пути далеко в прошлое, дальше уже некуда. Надеюсь, я убедил вас, что происхождение иммунных компонентов человека можно проследить на сотни миллионов лет назад: родичи лимфоцитов обнаруживаются у акул; молекулы, похожие на антитела и гены, отвечающие за выработку антител, можно встретить у улиток (и у многих других существ[57]), а ТП-гены и интерферирующая РНК вообще есть буквально повсюду. Даже если конкретный набор элементов иммунной системы не у всех видов одинаков, все виды в процессе эволюции решали схожие проблемы, поэтому разные варианты иммунной памяти, специфичности и адаптивности в разных формах появлялись у многих видов. А в совокупности они образуют картину живого мира, каждый представитель которого пытается сбалансировать собственную целостность, собственную стабильность и необходимость реагировать на среду, которая постоянно меняется и постоянно таит в себе угрозу.
Откуда такая подозрительность?
Получается, все дело в Я – не-Я, в своих и чужих? Такое разграничение приемлют не все. Например, Полли Метцингер и ее коллеги выдвинули альтернативную точку зрения на иммунитет. Они назвали эту гипотезу моделью опасности.
Согласно данной гипотезе, вместо того, чтобы вырабатывать терпимость к своим, аутоантигенам, и охотиться на чужеродные антигены, иммунные клетки откликаются на сигналы, поступающие от поврежденных клеток тела. Когда клетка кожи, печени, мышечной ткани (или клетка любого другого типа) оказывается под неблагоприятным воздействием и получает повреждения, ее содержимое выплескивается в окружающую среду, рассылая химические сигналы с посланием «У нас проблемы» и порождая иммунную реакцию. Таким образом, иммунную реакцию запускает не присутствие чужеродного агента (вируса, бактерии, червя, токсина и т. п.), а ущерб, который он причиняет.
С этих позиций взаимоотношения между нашими тканями и нашими бактериями-симбионтами выглядят более логичными: организму не приходится постоянно (и активно) атаковать эти бактерии. Он переносит их присутствие без особых волнений и хлопот – до тех пор, пока они не повреждают клетки. Похожая история с эмбрионами, с пищей и с любыми другими внешними элементами, которые контактируют с нашими тканями[58]: наш организм готов мириться с ними, пока они ведут себя хорошо. Наше тело «по умолчанию» находится в режиме доверия, а не в режиме подозрения. Такой подход позволяет лучше понять, как вообще природа допустила возникновение симбиозов и других кооперативных взаимодействий и взаимосвязей.
Модель «Я и остальные» утверждает: представления нашего организма о своем и чужом в значительной степени устанавливаются уже к тому времени, когда нам несколько месяцев от роду и когда основная часть наших В– и Т-лимфоцитов созрела. Но в течение жизни человеческое тело меняется. Беременность, лактация, наступление половой зрелости – все эти периоды сопряжены с синтезом молекул, которых у нас не было в младенчестве, однако наша иммунная система на них не реагирует. Что вполне согласуется с принципом «живи сам и давай жить другим», выдвигаемым в рамках модели опасности, поскольку при этом не наносится ущерб клеткам.
Кроме того, мы знаем, что растения и бактерии (наряду со многими другими существами) способны передавать собратьям информацию о неблагоприятном воздействии (стрессе). Некоторые растения подают сигналы, подвергшись нападению паразитов, и эти сигналы побуждают другие растения организовать защиту против этого паразита. Могут ли человеческие клетки вести себя так же?
Как предполагают Метцингер и ее коллеги, такие сигналы об опасности могут улавливаться определенным классом иммунных клеток – дендритными клетками (ДК). Ученые долго не обращали на них особого внимания, но в последние несколько лет эти клетки активно изучаются. Теперь уже повсеместно признано, что они играют центральную роль в иммунной регуляции. Согласно модели опасности, они умеют ощущать, что клетки рядом с ними попали в беду, и предупреждать иммунную систему, чтобы она воздействовала на этот участок.
Метцингер с коллегами предложили эту модель еще в конце 1990-х, но с тех пор они ее существенно расширили и развили. Ученые полагают, что иммунные реакции более специфичны и тоньше подстраиваются под угрозы, нежели мы привыкли думать. Поврежденные ткани не только предупреждают иммунную систему об опасности, но и способны определять конкретный тип (эффекторный класс) реакции, необходимой для ответа на данную угрозу. А значит, иммунную реакцию можно подгонять под конкретный патоген и определенное место. Более того, иммунные реакции не обязательно должны протекать полномасштабно: интенсивность отклика регулируется сигналами об опасности. Первоначальный иммунный ответ может оказаться локальным и сравнительно мягким, но если сигналы об опасности не затихнут, реакция усилится – пропорционально степени угрозы.
Из метцингеровского описания иммунитета следует модель не какой-то там большой системы, которая оказывается почти созревшей, когда нам несколько месяцев, а целого набора локальных реакций, специфичных для той или иной ткани. Каждая такая реакция служит откликом на определенные сигналы, которые посылает определенная ткань при повреждении. Каждая реакция предназначена для борьбы с определенного рода повреждением. С этой точки зрения, иммунитет – не какой-то отряд специальных полицейских клеток, защищающих другие – пассивные – клетки от патогенов, а свойство всех клеток организма, позволяющее им при необходимости звать помощь или же отзывать эту помощь, когда в ней нет необходимости. Модулирование иммунной функции в разных тканях проходит по-разному, и присутствие бактерий-симбионтов там регулируется тоже по-разному.
Впрочем, массу фактов модель опасности пока может объяснить лишь частично или же лишь теоретически. Что это за сигналы стресса, как они работают? Ученым хочется увидеть конкретные данные, конкретные результаты. Что служит причиной аутоиммунных заболеваний? Метцингер и ее сподвижники полагают, что такие недуги вызваны неверным прочтением сигнала об опасности (а не «аутосигналом»), или же они вообще не являются аутоиммунными, представляя собой результат действия каких-то коварных инфекций, не обнаруженных организмом[59]. Почему ткани и органы отторгаются при пересадке, если мы считаем, что проблемы «свой – чужой» в организме не существует? Метцингер считает, что пересаживаемые ткани, будучи вырезанными из тела-донора, по-прежнему содержат в себе сигналы об опасности и активированные ДК, а это может спровоцировать иммунную реакцию в организме-реципиенте. А как укладывается в эту модель иммунная реакция на онкологические заболевания? Клетки опухолей не испытывают стресс. Возможно, именно поэтому (если следовать модели опасности) иммунная система и упускает из виду некоторых из них. Но как обстоит дело с теми, которые она все-таки засекает? Короче говоря, сторонникам модели опасности еще предстоит большая работа.
Не берусь судить о сравнительных преимуществах конкурирующих моделей или тем более делать здесь какие-то определенные умозаключения. Возможно, вы уже заметили, что я втайне болею за модель опасности и надеюсь, что она окажется справедливой. Ну, или по крайней мере полезной: в сущности, это самое большее, чего можно ждать от научной модели[60]. Меня бы порадовало, если бы выяснилось, что наш организм работает именно так. Но природе, честно говоря, плевать на наши предпочтения, желания и фейсбучные лайки. Как в конце концов поступит научное сообщество – отвергнет эту гипотезу, смирится с ней, включит ее в состав более общей? Время покажет.
Зловредная коммуникация
Случалось ли с вами, что, переключая телеканалы, вы попадали на уже давно идущие детектив или судебную драму и, посмотрев какое-то время, понимали, что как-то странно себя чувствуете, не зная, кто здесь «хорошие парни»?
