Иммунитет не беспокоится по пустякам
Иммунные В-клетки снабжены молекулярной системой, которая позволяет отличать настоящие инфекционные сигналы от ложной тревоги.
Когда в наш организм попадает что-то чужеродное – бактерия, вирус, какая-нибудь незнакомая молекула – иммунитет запускает сложную цепь реакций, чтобы избавиться от чужака. Важную роль в этом играют иммунные В-клетки, которые собирают доступную информацию о том, что именно проникло в организм, и в соответствии с полученными данными синтезируют антитела. Строго говоря, в нашем организме постоянно присутствует множество типов В-клеток, готовых к синтезу антител самой разной специфичности (то есть способных связываться с самыми разными молекулами), и в момент вторжения иммунной системе нужно выбрать правильный тип клеток из этого колоссального ассортимента. Процесс это сложный, равно как и механизм варьирования антител, и погружаться сейчас в него мы не будем.
Однако стоит заметить, что В-клетки потенциально могут отреагировать на молекулу, которая лишь похожа на патогенную, но при этом совершенно безвредна. Из-за такой молекулярной схожести иммунитет может начать атаку против наших собственных молекул и клеток – начнётся аутоиммунное заболевание. Но обычно такого всё-таки не происходит, В-клетки, если и производят антитела против наших собственных молекул, то делают это не слишком активно. Иными словами, реакция наших антител на нас самих оказывается слишком слабой, чтобы привести к серьёзным последствиям.
С другой стороны, если в организм проникает что-то чужое, то В-клетки должны ответить со всей силой. Можно сказать, что В-клетки работают по принципу «всё или ничего», и возникает вопрос, как им всё-таки удаётся отличать случаи, когда нужно ответить на все 100%, от случаев, когда нужно промолчать.
Инфекционный сигнал сильный и постоянный, что же до сигнала от собственных молекулы организма, то он возникает по ошибке и «звучит» не слишком настойчиво. Эти два сигнала, сигнал настоящий тревоги и ложный сигнал от безвредной молекулы, можно различить по громкости: на молекулярном уровне сигнал от вирусных или бактериальных белков можно уподобить вою сигнальной сирены, тогда как сигнал от безвредной молекулы можно сравнить с шёпотом. Как иммунитет отличает один от другого?
Александр Хоффман (Alexander Hoffmann) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который вместе с коллегами занимался этим вопросом, сравнивает В-клетки с тугоухими людьми, которые не слышат шёпот, но хорошо слышат вой сирены. В статье в Science исследователи описывают механизм, лежащий в основе «тугоухости» В-клеток – механизм этот составлен из двух взаимоактивирующихся белков. Называются они CARMA1 и IKKb: первый активирует второй, второй активирует первый, и активация В-клеток как раз завязана на эти две молекулы. Понятно, что если систему CARMA1 и IKKb запустить, то активность клетки вскоре дойдёт до максимально возможного уровня. И, если клетка почувствовала что-то чужеродное, она ответит на это со всей своей силой. Но при этом сама эта система снабжена довольно высоким порогом чувствительности. Включить её трудно, но, если включилась, то её уже не остановить.
Чтобы понять, не ошиблись ли они в результатах, исследователи попробовали вводить в CARMA1 и IKKb мутации, которые мешали белкам взаимодействовать и понимать друг друга. Клетки с такими белками вдруг обнаруживали способность к промежуточному ответу, то есть они могли отвечать на раздражитель уже не очень сильно и не очень слабо.
Для организма такая половинчатость В-клеток может выйти боком – с одной стороны, на действительную угрозу они будут производить мало антител, с другой стороны, безобидная молекула может вызвать неоправданно сильный ответ. Возможно, что в будущем мы сможем вручную настраивать иммунитет: действуя на эту белковую сигнальную систему, можно будет ослаблять иммунный ответ у больных с аутоиммунными болезнями и стимулировать его у тех, чей иммунитет не слишком активно борется с настоящей инфекцией. Но сначала придётся выяснить, какие структурные особенности сигнальных белков помогают им одновременно и удерживать высокий порог раздражения.
