Чому імунітет атакує власні клітини? Що руйнує наш імунітет та як його можна зміцнити? Заходи щодо зміцнення імунітету

Імунна система – це справжній захист нашого організму, вона оберігає людський організм від атак вірусів, грибків, бактерій та інших патогенних організмів та речовин. Імунітет здатний знищувати клітини організму, якщо вони переродилися на злоякісну пухлину. Але іноді імунна система не може впоратися зі злоякісною пухлиною, наприклад це може бути генетична причина, і пухлина починає зростати. Велика пухлина може впливати на імунітет таким чином, що вона перестає реагувати на злоякісне утворення. При цьому пухлина може вплинути на захисні клітини, і вони починають знищувати організм господаря. Якщо медики зможуть зрозуміти, як пухлина пригнічує дію імунної системи, це стане проривом у лікуванні онкологічних захворювань.

Імунітет та пухлина

Довго медики вважали, що імунітет погано реагує на ракові клітини. Тому що останні дуже схожі на нормальні клітини. Імунна система найкраще протистоїть злоякісним пухлинам, які мають вірусне походження, частота виникнення вірусних пухлин зростає у людей, які мають імунодефіцит. Через деякий час медикам стало зрозуміло, що не лише схожість клітин є причиною поганої боротьби імунітету з раковими пухлинами.

З'ясувалося, що злоякісні пухлини не тільки пригнічують імунні клітини поруч із собою, але й перепрограмують їх, імунні клітини починають «обслуговувати» рак. Переродження клітини імунітету має кілька стадій, спочатку вона активно бореться з онкологією, але потім, поділяючись, стає частиною пухлини. Вчені назвали цей процес «імуноредагування».

Першою стадією імуноредагування є усунення. Зовнішні канцерогенні чинники чи мутації впливають нормальну клітину, і вона починає «трансформуватися». Клітина знаходить здатність до необмеженого поділу, причому вона перестає реагувати на регуляторні сигнали, які походять від організму. Клітина починає синтезувати на своїй поверхні пухлинні антигени і потім посилає сигнали небезпеки.
На ці сигнали реагують макрофаги та Т-клітини. "Посланці" організму ефективно знищують трансформовані клітини, і розвиток пухлини переривається. Але трапляється так, що передракові клітини викликають імунну відповідь. Трансформована клітина виходить слабкою, вона синтезує меншу кількість антигенів пухлин. Такі клітини погано розпізнаються імунною системою, клітини-«зрадники» переживають першу імунну відповідь, а потім продовжують свій поділ.

Настає друга стадія взаємодії організму та пухлини. Яка називається «стадія рівноваги». Імунна система вже не може повністю знищити пухлину, але обмежує її зростання. У такому стані пухлини живуть в організмі роками, вони не виявляються при звичайній діагностиці.

Мікропухлини не статичні, властивості клітин, з яких вони складаються поступово змінюються в результаті впливу мутацій. Далі настає відбір, продовжувати існувати ті клітини, які можуть найсильніше протистояти впливу імунної системи. З'являються клітини-імунопресори. Ці клітини пасивно уникають знищення та пригнічують імунну відповідь. В результаті такий еволюційний процес призводить до того, що організм починає вмирати від раку.

Починається третя стадія, що називається "стадія уникнення". Пухлина стає практично нечутливою до впливу імунної системи, пухлина починає звертати активність імунних клітин на користь. Пухлина дає метастази та зростає, настає момент, коли медики можуть діагностувати пухлину. Попередні стадії протікають непомітно, ставлення до них – лише інтерпретація кількох непрямих даних.

Значення подвійної поведінки імунної відповіді в канцерогенезі

На сьогоднішній день можна зустріти багато наукових статей, де описується боротьба імунної системи зі злоякісними пухлинами. Майже таку ж кількість наукового матеріалу описує негативний впливприсутності імунних клітин у пухлини, які провокують її зростання та появі метастаз. Концепція імуноредагування пояснила зміну поведінки клітин імунної системи.

Клітини імунної системи дуже пластичні, тому вони можуть переорієнтуватися на бік пухлини. Імунна відповідь, у нашому понятті, це боротьба організму, але, крім боротьби, організм повинен витрачати сили і на усунення пошкоджень, що залишаються після знищення шкідливих клітин. Рак впливає на організм таким чином, що лейкоцити крові починають сприймати ракові клітини так, ніби їм потрібна допомога та починають їх лікувати.

Візьмемо для прикладу макрофагів, яких називають клітинами-війнами або клітинами-цілителями. Пухлина «обманює» макрофагів майже так само, як лейкоцити. Макрофаги були відкриті Мечниковим, ці клітини здатні поглинати шкідливі речовини. Це називається «фагоцитоз», яке стало основою всієї імунології. Макрофаги виявляють «ворога» і прямують до нього, крім цього, за собою вони приваблюють інші клітини, які відповідають за захист організму. Після знищення «інтервентів» макрофаги допомагають іншим клітинам розчищати «поле бою», вони виробляють речовини, що сприяють швидкому загоєнню ушкоджень. Саме цю здатність макрофагів ракові клітини використовують для власної користі.

Розрізняють дві групи макрофагів, кожна група має переважну активність. М1-макрофаги "класично активовані", вони відповідають за знищення сторонніх об'єктів, у тому числі і ракові клітини. М1-макрофаги можуть залучати до знищення та інші клітини крові, наприклад, Т-кілерів. М2-макрофаги – це «цілитель», вони відповідають за регенерацію тканин (відновлення).

Якщо у пухлини присутній велике числоМ1-макрофаги, то від цього вона погано росте, в результаті може настати повна ремісія. М2-макрофаги, навпаки, виділяють фактори росту, які сприяють поділу ракових клітин. Експерименти показали, що навколо пухлини завжди знаходиться багато М2-клітин. Під впливом М2-макрофагів М1-макрофаги перепрограмуються і перетворюються на перші. «Вбивці» більше не можуть завдавати пошкоджень, синтезувати антипухлинні цитокіни, а починають виділяти речовини, що сприяють росту пухлини.

Білки сімейства NF-kB є провідними програмістами, вони контролюють безліч генів, які так необхідні для активації М1-макрофагів. Важливими представниками сімейства є р50 та р65, які утворюють гетеродимер р65/р50, що впливає на активацію генів у М1-макрофагах. Гетеродимер р65/р50 активує у макрофагах М1 TNF, який відповідає на гострий запальний процес, хемокіни, інтерлейкіни, цитокіни. Порушення цих генів у М1 приваблює до осередку велика кількістьімунних клітин. Гомодімер сімейства NF-kB або р50/р50 зв'язується з промоторами та блокує збудження. Градус запалення знижується. Дуже важливо, щоб в організмі була рівновага між гетеродимером і гомодимером. Вчені довели, що пухлина порушує синтез p65 М1 і сприяє накопиченню комплексу р50/р50.

Реактивація імунної відповіді

Виходить, навколо пухлини присутні клітини, які знищують її, і. які її відновлюють. Майбутнє раку залежатиме від того, куди зрушить пропорція.

Експерименти сучасної медицини показали, що процес перепрограмування звернемо. Сьогодні найперспективнішим напрямом в онко-імунології вважається розробка ідеї, яка зможе реактивувати М1-макрофаги.

Деякі різновиди пухлин, наприклад, меланоми, чудово лікуються за допомогою реактивації. Молекула лактату з'являється в пухлинах при нестачі кисню через швидке зростання. Лактат потрапляє у мембранні канали М1-макрофагів. Після цього макрофаг змінюється, онкологічна терапія полягатиме у блокуванні каналів М1.

Якщо вчені навчаться керувати імунною відповіддю, як керують ним пухлини, то настане час, коли людина зможе перемогти рак.

Вчені сподіваються визначити причини аутоімунних захворювань на молекулярно-генетичному рівні.
Фото Reuters

Імунна система покликана захищати організм. Але в деяких ситуаціях функціонування її порушується, і фактори імунного захисту стають агресорами по відношенню до власних тканин організму. Лікування таких аутоімунних захворювань становить велику труднощі: основною метою терапії є баланс між зниженням активності імунної системи проти власного організму та збереженням імунітету.

Одне з таких захворювань – системний червоний вовчак. Це важке системне захворювання сполучної тканини, при якому уражаються різні внутрішні органи. Хвороба відома з давніх-давен, і назву отримала через характерну висипку на переніссі і щоках, що нагадують укуси вовка. 90% хворих становлять жінки віком 20-40 років. У Росії кількість пацієнтів із системним червоним вовчаком щорічно збільшується і вже сьогодні наближається до 80 тис., а у 40 тис. захворювання неухильно прогресує і призводить до ранньої інвалідизації та смерті.

Причина виникнення вовчаку невідома. У розвинених країнах у середньому через 3,5 роки після встановлення діагнозу 40% хворих змушені припинити роботу. У хворих спостерігаються ураження шкіри, суглобів, м'язів, слизових оболонок, серця, легень, нервової системи, Більш ніж у половини - ураження нирок. Періоди загострення змінюються ремісією, але зустрічається й активна постійно прогресуюча течія.

Проблем системного червоного вовчака була присвячена конференція, що проходила в НДІ ревматології РАМН у Москві.

Молекулярно-генетичні основи хвороби вивчені досить погано, тому специфічного лікування донедавна не існувало. Академік РАМН Євген Насонов, директор НДІ ревматології РАМН, підкреслив, що для лікування системного червоного вовчака використовується весь арсенал ревматології, що застосовуються в ревматології. лікарських засобів, включаючи нестероїдні протизапальні препарати, гормони, засоби, що перешкоджають поділу клітин, протималярійні препарати та навіть екстракорпоральні методи очищення крові. Більшість із них застосовуються при системному червоному вовчаку за не зареєстрованими (off-label) показаннями.

Розуміння необхідності вдосконалення фармакотерапії системного червоного вовчаку стало стимулом для проведення широкомасштабних клінічних досліджень різних засобів. І насамперед – генно-інженерних біологічних препаратів.

Імунологічний контроль над патогенетичними механізмамистав можливий з відкриттям молекулярного шляху, впливаючи на який вдається певною мірою стримати розвиток системного червоного вовчака. У цьому шляху бере участь білок, який отримав назву стимулятора В-лімфоцитів (BLyS), - із сімейства фактора некрозу пухлин. Було виявлено, що пригнічення BLyS дозволяє дещо стримати імунну систему, що розігралася.

Дослідники, бажаючи специфічно блокувати BLyS, зробили ставку на людське моноклональне антитіло, назване білімумаб. На тлі його застосування спостерігалося зниження загальної частоти загострень та тяжких загострень хвороби.

Академік Євген Насонов зазначив, що у клінічному дослідженнімоноклонального антитіла білімумабу брали участь російські ревматологічні центри Москви, Санкт-Петербурга та Ярославля. Його розробка нерозривно пов'язана з прогресом фундаментальних дослідженьв галузі імунопатології захворювань людини та є яскравим прикладом практичної реалізації концепції трансляційної медицини. Можна говорити про те, що відкривається нова ера в лікуванні системного червоного вовчаку, пов'язана з початком широкого застосування генно-інженерних. біологічних засобіві створенням нового класу препаратів - інгібіторів BLyS, які можуть мати важливий терапевтичний потенціал не тільки при системному червоному вовчаку, але і при широкому колі аутоімунних захворювань людини.

Ця система – диво природи, коли захищає організм від чужорідних білків, але вона також може атакувати ті тканини, які покликана охороняти. Процес саморуйнування характерний всім аутоімунних захворювань. Наче організм вирішив вчинити самогубство.

Один із фундаментальних механізмів такого саморуйнівного впливу називається молекулярною мімікрією. Часом буває так, що ворожі загарбники, яких намагаються знищити наші клітки-солдати, дуже нагадують наші власні клітини. «Зліпки» імунної системи, які відповідають цим чужорідним клітинам, одночасно відповідають і нашим власним. Тоді за певних обставин імунна система знищує все, що схоже на ці зліпки, включаючи клітини власного організму. Це надзвичайно складний процес саморуйнування, що включає безліч стратегій, що розробляються імунною системою, причому всі вони мають один загальний фатальний недолік - нездатність відрізнити чужорідні білки від білків власного організму.

Який стосунок усе це має до нашого харчування? Іноді антигени, які вводять в оману наш організм, змушуючи його атакувати власні клітини, можуть утримуватися в їжі. Наприклад, під час процесу травлення деякі білки потрапляють у наш кровотік з кишечника, Не розпавшись повністю на амінокислоти. Залишки неперетравлених білків сприймаються нашою імунною системою як сторонні тіла, і вона створює «зліпки» для їх знищення, запускаючи саморуйнівний аутоімунний процес.

Один із продуктів харчування, який є джерелом багатьох сторонніх білків, що імітують білки нашого організму, – коров'яче молоко. Більшу частину часу наша імунна система відрізняється достатньою «кмітливістю». Подібно до того, як в армії існують запобіжні заходи, щоб не стріляти по своїх, імунна система має превентивні механізми для запобігання атакі на організм, який вона покликана захищати. І хоча чужорідний антиген виглядає так само, як один із видів клітин власного організму, система все ж таки здатна відрізнити свої клітини від сторонніх. Вона може використовувати клітини власного організму, щоб тренуватися створювати «зліпки» проти сторонніх антигенів, не руйнуючи при цьому власні клітини .

Це можна порівняти із військовими навчаннями. Коли наша імунна система функціонує належним чином, ми використовуємо клітини власного організму, які нагадують антигени, для тренувальних вправ, при цьому не знищуючи їх для підготовки своїх солдатів до відображення атаки чужорідних загарбників. Це ще один приклад1 виняткової здатності природи до саморегулювання.

Імунна система використовує дуже тонкий процес, щоб визначити, які білки слід атакувати, а які не чіпати11. Поки що незрозуміло, як відбувається збій цього неймовірно складного процесу при аутоімунних захворюваннях. Ми знаємо лише, що аутоімунна система втрачає здатність відрізняти клітини власного організму від чужорідних антигенів і замість того, щоб використовувати свої клітини для тренування, руйнує їх разом із клітинами загарбників.

Аутоімунними називаються захворювання, що характеризуються збоєм у роботі імунної системи, через який вона починає атакувати здорові тканини організму. Симптоми аутоімунних захворювань можуть бути різними, залежно від типу захворювання.

Навіть у клітин здорових тканин можуть бути антигени.

У нормі імунна система реагує лише на антигени сторонніх чи небезпечних речовин, проте внаслідок деяких порушень вона може почати виробляти антитіла до клітин нормальних тканин – аутоантитіла.

Аутоімуна реакція може призвести до запалення та пошкодження тканин. Іноді, втім, аутоантитіла виробляються в такій невеликій кількості, що аутоімунні захворювання не розвиваються.

Думка експертів

Лікарі досі не повністю розуміють, як працює імунна система... і що відбувається, коли вона починає працювати проти нас.

В даний час відомо принаймні 80 аутоімунних захворювань - у тому числі вовчак, розсіяний склероз, цукровий діабет 1 типу та целіакія – але існує як мінімум 40 або більше інших захворювань, пов'язаних зі збоями у роботі імунної системи.

У імунній системі існують механізми, що перешкоджають виникненню імунної відповіді на власні нормальні антигени. Але завжди існує ймовірність того, що ці механізми можуть зламатися, причому, чим старший індивід, тим вища ймовірність будь-якого збою. Коли це відбувається, утворюються аутоантитіла (антитіла, здатні взаємодіяти зі своїми антигенами).

На жаль, лікарі небагатьом можуть допомогти – лише усунути симптоми та допомогти хворим виявити фактори ризику та надалі уникати потенційно небезпечних для життя ситуацій.

Що нам відомо

Забруднення довкіллятакож є фактором ризику для тих, хто генетично схильний до аутоімунного захворювання.

Пасивне куріння, хімікати, що містяться в продуктах харчування або в повітрі, пари палива для реактивних двигунів, вплив УФ-променів та інші форми забруднення навколишнього середовища – ось тригери, які провокують розвиток аутоімунних захворювань.

Вакцини, всі вакцини, мають імуносупресорну дію, тобто. пригнічують імунну функцію. Хімічні речовини, що містяться у вакцинах, пригнічують імунну систему; вірус, що міститься в них, пригнічує імунну систему, а чужорідна ДНК/РНК з тварин тканин пригнічує імунітет.

Аглютинін із проростків пшениці (WGA) викликає атрофію тимусу у щурів і може безпосередньо зв'язуватися та активувати лейкоцити. Антитіла до анти-WGA у сироватці крові людини перехресно реагують з іншими білками, а це вказує на те, що вони можуть сприяти розвитку аутоімунних захворювань.

Усі системи організму залежить від ферментів. Зміна ферментів під впливом фтору може призвести до пошкодження імунної системи.

Деформовані ферменти (зі зміненою структурою) - це білки, але тепер вони стали чужорідними білками (антигенами), які, як ми знаємо, викликають аутоімунні захворювання, у тому числі вовчак, артрит, астму та атеросклероз.

Деякі наночастинки пов'язують з аутоімунними захворюваннями, такими як системний червоний вовчак, склеродермія та ревматоїдний артрит.

Деякі аутоімунні захворювання

Аутоімунні реакції можуть бути спровоковані декількома способами:

• Субстанція, яка в нормі присутня лише у певній частині організму, потрапляє у кровотік. Наприклад, удар у око може викликати попадання внутрішньоочної рідини в кров; імунна система розпізнає внутрішньоочну рідину як чужорідну та атакує її.
• Нормальні для організму речовини змінюються, наприклад, вірусами, лікарськими препаратами, сонячним світломчи радіацією. Ці змінені речовини імунна система може прийняти за сторонні субстанції.
• В організм проникають чужорідні речовини, що мають велику схожість із природними речовинами організму. Імунна система може помилково атакувати як перші, а й другі. Наприклад, антигени бактерій, що викликають гострий фарингіт, схожі на клітини тканин серця. У поодиноких випадках внаслідок гострого фарингіту імунна система починає атакувати серце людини (ця реакція розвивається при ревматичній лихоманці).
• Клітини, що контролюють вироблення антитіл - наприклад, В-лімфоцити (різновид білих кров'яних тілець) - можуть функціонувати неправильно та виробляти аномальні антитіла, спрямовані проти здорових клітин організму.
• Схильність до розвитку аутоімунних захворювань може передаватися у спадок. У людей, які мають таку схильність, будь-який вірус може спричинити такий розлад. Гормональні фактори також можуть впливати на розвиток захворювання цього типу – не випадково аутоімунні порушення найчастіше зустрічаються у жінок.

Цукровий діабет 1-го типу виникає внаслідок атаки підшлункової залози імунними клітинами. Вчені Федеральної політехнічної школи Лозанни (ФПШЛ) виявили, що може спровокувати цю атаку, відкриваючи нові напрямки для лікування.

• access_time

Цукровий діабет 1-го типу є рідкісною, але найагресивнішою формою цукрового діабету, Як правило, що розвивається у дітей та підлітків. Власні імунні клітини пацієнта починають атакувати клітини підшлункової залози, які виділяють інсулін, зрештою, ліквідуючи його виробництво в організмі. Імунітет атакує певні білки всередині інсулін-продукуючих клітин. Тим не менш, залишається незрозумілим, як це відбувається насправді. Вчені з ФПШЛ виявили, що атака імунних клітин у разі діабету 1-го типу може бути викликана виділенням білків із самої підшлункової залози.

Саморуйнівні сигнали

Вчені з інституту біоінженерії на чолі зі Стейнун Баєкесковим виявили, що бета-клітини підшлункової залози насправді виділяють білки, які атакуються імунною системою. Але річ не тільки в білках, а й в інших компонентах клітини. Мова йдео екзосомах, речовина, що представляє собою дрібні бульбашки, які секретуються всіма типами клітин, щоб розподілити молекули з різними функціями. Але попередні дослідження показали, що екзосоми можуть активувати атаку імунної системиВиходячи з цього, дослідники з ФПШЛ вивчили екзосоми бета-клітин підшлункової залози людини та тварин.

За результатами стало зрозуміло, що панкреатичні бета-клітини людини та щурів виділяють три білки, пов'язані з діабетом 1 типу та фактично використовуються клініцистами, щоб діагностувати його у людей.

Дослідники також виявили, чому атаки імунної системи звернені в першу чергу на підшлункову залозу: коли інсулін, що виробляють бета-клітини, були схильні до стресу, вони виділяли велику кількість екзосом, покритих білками, які активують імунні процеси. Ці білки мають сильну запальну дію і можуть бути залучені до індукції аутоімунної відповіді при діабеті.

Є надія на те, що це призведе до нових напрямків у розробці. ефективних методівлікування. Можливо будуть відкриті речовини, виконують функцію екзосом з молекулами-інгібіторами імунної відповіді.Ці синтетичні молекули пригнічуватимуть атаку на клітини підшлункової залози.