История открытия цитокинов и роли лимфоцитов в иммунном ответе

Прежде чем приступить к описанию истории открытия клеток, ответственных за функции иммунитета, расскажем кратко про еще одну гуморальную «материю» в организме – цитокины.

В 20–30-е годы XX в. итальянский врач Е.Центанни вводил своим раковым больным плевральную жидкость от пациентов с тяжелой формой бактериальной пневмонии и в нескольких случаях наблюдал регрессию опухолей.

В другой области исследований в 1943 г. физиолог Менкинс, изучавший лихорадку, обратил внимание на то, что именно лейкоциты продуцируют некую пирогенную субстанцию, которую автор назвал пирексином (pyrexin).

В 1955 г.Е.Аткинс и В.Вуд обнаружили в крови кроликов с лихорадкой циркулирующий пирогенный фактор, который они назвали эндогенным пирогенном.

В 1975 г. Е.Карсвелл и соавт. обнаружили в крови мышей, сенсибилизированных BCG (вакцинным штаммом туберкулезной бактерии), цитотоксичный белок, который вызывал гибель некоторых опухолевых клеток in vitro и геморрагический некроз некоторых опухолей in vivo у мышей. Фактор назвали «фактором некроза опухолей».

В 1976 г.Морган и соавт. обнаружили, что супернатант смешанной культуры лейкоцитов оказывает бластогенное действие на лимфоциты. Так был открыт фактор роста Т-клеток, который затем получил название интерлейкина-2 (IL-2).

Сначала для обозначения цитокинов использовали термины «лимфокины» и «монокины» в зависимости от того, что было известно о клетках их продуцентах (соответственно лимфоциты или моноциты). Позднее С.Кохен понял, что гуморальные факторы, секретируемые клетками, не являются исключительной особенностью лимфоцитов и моноцитов, и предложил более универсальный термин «цитокины», который является самым точным по смыслу и на сегодняшний день. В 1978 г. на II Международном рабочем совещании иммунологов, посвященном лимфокинам, был введен термин «интерлейкины». Больше 20 цитокинов получили именно это название с тем или иным номером (IL-1 — 23 ...).

Из вирусологии пришло открытие таких значимых для здоровья и болезней цитокинов как интерфероны. В 1957 г. А.Исаакс и Дж.Линденманн описали факторы в супернатанте вирусинфицированных клеток в культуре in vitro, которые при добавлении в культуру неинфицированных клеток защищали последние от инфицирования вирусами – мешали инфицированию.

Наконец, мы подошли к истории открытия функций лимфоцитов в организме. Эта история является еще одной иллюстрацией того вселенского закона, «что нет пророка в своем отечестве...».

В 1911—1926 гг. в Рокфеллеровском институте медицинских исследований в США работал Джеймс Мерфи. Дж.Мерфи опубликовал не менее 12 работ, в которых показал, что именно лимфоциты ответственны за устойчивость к заразным болезням (на примере туберкулеза) и за отторжение трансплантатов.

Кроме того, в 1916 г. Дж.Мерфи на примере трансплантации лимфоидной ткани эмбриону цыпленка описал реакцию «трансплантат против хозяина», правда не ввел этот термин. Дж.Мерфи изучал эффекты лимфопении и лимфоцитоза и при туберкулезной инфекции у мышей. Он открыл, что если у животных индуцировать лимфоцитоз, то возрастает их резистентность к туберкулезной инфекции, если индуцировать лимфопению, то резистентность к инфекции резко падает. Ученый изучал эффекты лимфоцитоза и лимфопении также при трансплантациях. Лимфоцитоз, индуцированный иммунизацией (1915 г.), слабым рентгеновским облучением (1918 г.) или сухим теплом (1919 г.), по мнению Дж.Мерфи, приводил к возрастанию резистентности к трансплантированным опухолям. Но если у реципиентов вызвать лимфопению, например большими дозами рентгеновского облучения, то аллогенные опухолевые трансплантаты активно растут в таком организме.

Дж.Мерфи еще первым разработал лиофилизацию – метод высушивания из замороженного состояния, при котором отлично сохраняется биологическая активность продукта. Ученый лиофилизировал биоматериал, посредством которого можно было перевить с животного на животное саркому Рауса (впоследствии поняли, что это вирусы саркомы).

Работы Дж.Мерфи о роли лимфоцитов в иммунном ответе были замечены иммунологами только в 60-е годы XX в. Этому способствовали работы Джеймса Гованса, который в опытах на крысах показал, что хронический дренаж грудного лимфатического протока, который физически «вынимает» лимфоциты из организма, приводит к утрате способности животных к развитию иммунного ответа. Заодно эти опыты показали, насколько быстро лимфоциты рециркулируют между лимфоидными органами и системным кровотоком.

Развитие и укрепление «лимфоцитологии» в 60-х годах XX в. происходили в фундаментальных работах других ученых:

– Р.М.Чейз и Н.А.Митчисон предложили метод пассивного переноса кроветворных клеток от донора реципиенту;

– М.Симонсен, Р.Биллинхам, Л.Брент и П.Терасаки исследовали участие лимфоцитов в реакции «трансплантат против хозяина»;

– П.Джелл и Б.Г.Ваксман описали гистологию очагов воспаления при различных вариантах гиперчувствительности;

– Дж.Миллер, Б.Ваксман и Р.А.Гуд, открыли иммунологические функции тимуса;

– А.Гуд описал роль бурсы Фабрициуса птиц в лимфопоэзе;

– Ж.Миллер, Г.Митчел и Н.А.Митчисон показали, что у Т- и В-лимфоцитов разные функции в иммунном ответе.

Определение иммунологии и иммунной системы организма

Иммунология – медико-биологическая дисциплина, изучающая способы защиты организма от всех чужеродных веществ (патогенов, трансплантатов, опухолевых клеток).

Система органов и клеток, осуществляющая реагирование против чужеродных субстанций, получила название иммунной системы организма. Именно она обеспечивает иммунитет – защиту от бактерий, вирусов, паразитов; элиминацию отмирающих и мутационно изменившихся собственных клеток тела, противораковую защиту.

Основные разделы иммунологии

Основные разделы иммунологии – общая и частная иммунология.

Главными задачами общей иммунологии является:

– изучение клеточных и молекулярных механизмов работы иммунной системы;

– исследование основных принципов функционирования иммунной системы;

– построение обобщенной концепции иммунитета.

Частная иммунология – это прикладная иммунология: иммунология и медицина, иммунология и вакцинопрофилактика, иммунология и биотехнология и т.д.