Тайны вирусов

...тысячи лет идет эта тихая невидимая война человека и вирусов...

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

ИНСТРУКЦИЯ ИЛИ СЕЛЕКЦИЯ?

Приверженцы первой полагают, что антиген привносит в клетку новую информацию и как бы инструктирует ее, дает программу, в соответствии с которой она начинает вырабатывать антитела, представляющие по своей структуре зеркальное отражение детерминантных групп антигена. Одними из первых были так называемые теории прямой матрицы. Предполагалось, что на поверхности такой "матрицы" клетка синтезирует антитело - подобно тому, как печатная машина делает оттиски с поверхности типографской матрицы. Эти наивные представления продержались недолго - они оказались в противоречии с представлениями о механизме биосинтеза белков, согласно которым чужеродные белки не могут навязывать содержащуюся в них информацию генетическому аппарату клеток - ведь любая генетическая информация кодируется генами, содержащимися в ДНК клетки.

Сейчас не выдерживает серьезной критики и так называемая теория непрямой матрицы, согласно которой антиген формирует образование антител через воздействие на генетический аппарат клетки.

В настоящее время наибольшее признание получили не инструктивные, а селективные теории иммунитета, предполагающие, что вся генетическая информация об антителах всех возможных специфичностей закодирована в генетическом аппарате клеток иммунной системы. Роль антигена сводится только к отбору, селекции клеток или вырабатываемых клеткой молекул, способных специфически реагировать с данным антигеном.

Примат селективных теорий обусловлен тремя главными причинами. Первая из них - успехи молекулярной биологии. Установлено, что количество комбинаций последовательностей нуклеотидов, содержащихся в ДНК хромосом клеток млекопитающих, столь велико, что, по мнению многих иммунологов, в них вполне может быть закодирована генетическая информация, достаточная для выработки антител против всех возможных антигенов. Во-вторых, выявлен механизм регуляции активности генов, способный активировать или инактивировать любые гены в зависимости от потребностей организма и условий внешней среды. В-третьих, доказано, что любая клетка организма содержит генетическую информацию, способную в определенных условиях определять любое свойство организма. В каждой клетке заложена программа развития всего индивидуума, но в обычных условиях активируется только небольшая часть этой информации. Основная же часть ее заморожена, бездействует - репрессирована, как говорят ученые.

Существуют три основных варианта селективных теорий иммунитета: 1) вся иммунологическая информация зашифрована в любой клетке тела, но возможность ее проявления реализуется только в клетках иммунной системы; антигены способны осуществлять специфическую активацию (дерепрессию) тех или иных генов, содержащихся в хромосомах клеток иммунной системы; 2) антиген производит селекцию на уровне антител, соединяясь со специфическими для него антителами, которые имеются в небольшом количестве в любом организме; 3) селекция осуществляется на уровне различных клонов клеток иммунной системы, каждый из которых способен реагировать против строго определенного антигена.

В настоящее время наибольшее распространение получила клонально-селекционная теория Бернета. Она исходит из того, что иммунная система представляет собой мозаику из различных клонов лимфоцитов, причем каждый клон способен реагировать только с одним или немногими антигенными детерминантами. Бернет пишет: "Клетка является иммунологически компетентной, если она несет на своей поверхности рецептор, аналогичный антителу и, возможно, являющийся антителом, связанным с клеткой, которое позволяет последней реагировать с данным антигенным детерминантом". Ученый считает, что антиген - только фактор селекции, контакт с которым либо стимулирует размножение клеток соответствующего клона, либо приводит к их дифференциации в более зрелые клетки, или же, наконец, вызывает инактивацию и гибель соответствующих клеток.

Согласно этой теории, во взрослом организме в иммунной системе содержатся только такие иммунологически компетентные, активные клетки, которые обладают рецепторами, соответствующими антигенным детерминантам, отсутствующим в тканях собственного тела. Бернет приходит к заключению, что в теле человека находится около 100 миллионов потенциально компетентных клонов лимфоцитов, каждый из которых происходит из одной или нескольких клеток-предшественников. Столь большое разнообразие предсуществующих в организме клонов лимфоцитов, по предположению ученого, обусловлено преимущественно процессом мутации в соматических клетках, то есть изменением генов в результате воздействия тех или иных мутагенных факторов.

По Бернету, иммунологическая толерантность возникает в результате гибели соответствующего клона лимфоцитов при контакте с избытком антигена.

Клонально-селекционная теория объясняла основные иммунологические феномены, известные ко времени создания этой теории. Согласно концепции Бернета, одна антитело-образующая клетка может вырабатывать антитело только одной - редко - двух специфичностей. Ученые разработали различные методы изучения функций единичных антителообразующих клеток, которые подтвердили этот постулат. Сам же Бернет основным достоинством клонально-селекционной теории считает тот факт, что для ее опровержения "достаточно доказать, что единичная клетка... способна синтезировать три (или более) вида антител, различающихся по иммунологической специфичности". До сих пор такого доказательства не представлено, по попытки его получить привели к рождению новых экспериментов и методических приемов, обогативших современную иммунологию и способствовавших ее прогрессу.

Противники клонально-селекционной теории основываются на том, что образование антител могут вызывать также синтетические антигены, полученные в лаборатории. Это возражение относится ко всем селективным теориям. Действительно, поскольку клетки иммунной системы никогда не встречались с этими антигенами, образование антител при их введении можно, казалось бы, объяснить только инструктивной ролью антигена. Однако Бернет считает, что этот аргумент не выдерживает серьезной критики, так как постоянно идущий в течение эволюции и онтогенеза организма процесс возникновения разнообразных мутаций может привести к образованию рецепторов любой специфичности, способных соединяться с любым возможным антигенным детерминантом, независимо от того, встречался ли с ним когда-либо организм или нет...

Основные положения клонально-селекционной концепции Бернета доказаны. Это значит: в многоклеточном организме дарвиновский отбор проявляется не только на "организменном", но и на клеточном уровне. Фактор отбора - проникшие в организм или возникшие в нем чужеродные антигены.

Имеет место как искусственный, так и естественный отбор. В первом случае при введении в организм того или иного антигена происходит селекция, размножение клона лимфоцитов, имеющих на своей поверхности рецепторы, способные соединяться с этим антигеном. Естественный отбор тех или иных клонов лимфоцитов может наблюдаться при инфекционных заболеваниях, в результате взаимодействия типа идиотии - антиидиотип между разными клонами лимфоцитов одинаковой специфичности и других процессов.

В случаях иммунного ответа на любой антиген развивается сложная цепь взаимодействий между клетками иммунной системы, которая не исчерпывается связями типа идиотип - антиидиотип, а включает генерирование различных типов регуляторных клеток - супрессоров и хелперов.

Главную роль в регуляции иммунного ответа играют Т-лимфоциты, которые первыми распознают антиген и оказывают регулирующее действие на различные клетки иммунной системы.

Особенно большое значение приобрело изучение супрессорных клеток, преимущественно Т-супрессоров. И работ этих так много, что некоторые иммунологи стали называть современную иммунологию супрессологией.

В самом деле, открытие супрессоров позволяет сейчас по-новому объяснить различные иммунологические феномены. Так, если иммунологическую толерантность раньше рассматривали в основном как результат элиминации, разрушения соответствующего клона лимфоцитов, то сейчас все больше ученых приходит к выводу, что основным механизмом ее является формирование клона супрессорных клеток, то есть активный процесс. В новом свете предстает проблема аутоиммунитета: становится очевидным, что он может развиваться в результате снижения количества или активности супрессорных клеток. Если прежде считали, что в нормальных условиях в организме не существует клопов лимфоцитов, способных реагировать против антигенов собственного тела, то теперь эта точка зрения утратила свою силу: стало очевидно, что такие клоны могут содержаться в теле, но их активность не проявляется в результате действия соответствующего клона супрессорных клеток. Неспособность клеток иммунной системы противодействовать росту опухоли в собственном организме также может быть обусловлена формированием супрессорных клеток, угнетающих активность эффекторных клеток иммунной системы. Одной из причин выживания антигенно чужеродного для матери плода является генерирование в его иммунной системе большого числа клеток-супрессоров. Иммунный ответ на любой антиген может возникать как в результате селекции соответствующего клопа эффекторных лимфоцитов, так и вследствие снижения количества или активности клеток-супрессоров.

Установлено, что супрессорами могут быть не только Т-, но также Б-лимфоциты и макрофаги, что существуют специфические и неспецифические супрессоры, что их активность связана с выработкой ими особых супрессорных факторов. Т-супрессоры способны угнетать деятельность и Б-лимфоцитов, и разных типов Т-клеток, преимущественно хелперов. Активация Т-супрессоров наблюдается в результате действия антигенов, антител, комплексов антиген - антитело и растворимых факторов, вырабатываемых при размножении клеток.

Недавно было обнаружено наличие нового типа регуляторных клеточных элементов, которые были названы контра-супрессорными клетками. Они блокируют активность бесклеточного супрессорного фактора, вырабатываемого Т-супрессорами. Отличаются от Т-хелперов, хотя конечный эффект в обоих случаях одинаков: усиление иммунного ответа.

Таким образом, в процессе любого иммунного ответа происходят непрерывные изменения в составе клеток иммунной системы, имеет место селекция не только клонов лимфоцитов, содержащих рецепторы против соответствующего антигена, но и среди клеток каждого клона регистрируются постоянные взаимодействия между эффекторными, супрессорными, контрасупрессорными и хелперными клетками, изменения в количестве и активности клеток каждой из этих популяций.

Против клонально-селекционной теории были выдвинуты и другие возражения. И все же проведенные различными учеными эксперименты в основном подтвердили ее главные положения. Следует, однако, иметь в виду, что эта теория была создана еще до того, как в иммунной системе обнаружили Б- и Т-лимфоциты. Можно сказать, что изучение Б-лимфоцитов в основном подтвердило концепцию Бернета. Что же касается Т-клеток, которые играют основную роль в процессе иммунологического распознавания, то закон "одна клетка - одно антитело" в отношении них пока не доказан.