Adunarea Nobel de la Institutul Karolinska a decis la 3 octombrie 2011 că Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină va fi împărţit, jumătate revenindu-le lui Bruce A. Beutler şi Jules A. Hoffmann, pe de-o parte şi lui Ralph M. Steinman.
Bruce A. Beutler şi Jules A. Hoffmann au fost premiaţi pentru descoperirile lor referitoare la activarea imunităţii înnăscute, iar Ralph M. Steinman pentru descoperirea celulei dendritice şi a rolului ei în imunitatea adaptivă.
Bruce A. Beutler (în mijloc)
Jules A. Hoffmann
Ralph M. Steinman
Sumar
Laureaţii Nobel de anul acesta au revoluţionat înţelegerea noastră asupra sistemului imunitar, descoperind principii cheie pentru activarea acestuia.
Oamenii de ştiinţă au căutat îndelung păzitorii reacţiilor imunitare, cu ajutorul cărora omul şi alte animale se apără împotriva atacului bacteriilor şi al altor microorganisme. Bruce Beutler şi Jules Hoffmann au descoperit nişte proteine receptoare care pot recunoaşte asemenea microorganisme şi pot activa imunitatea înnăscută, primul pas în reacţia imunitară a corpului. Ralph Steinman a descoperit celulele dendritice ale sistemului imunitar şi capacitatea lor unică de a activa şi de a regla imunitatea adaptivă, stadiul din urmă al reacţiei imunitare, în timpul căruia microorganismele sunt eliminate din corp.
Descoperirile celor trei Laureaţi ai Premiului Nobel au dezvăluit felul în care fazele înnăscute şi adaptive ale reacţiei imunitare sunt activate şi au furnizat astfel o nouă viziune asupra mecanismelor bolii. Munca lor a deschis noi căi în dezvoltarea prevenţiei şi terapiei împotriva infecţiilor, a cancerului şi a bolilor inflamatorii.
Două linii de apărare în sistemul imunitar
Trăim într-o lume periculoasă. Microorganismele patogene (bacterii, virusuri, ciuperci şi paraziţi) ne ameninţă în permanenţă, dar suntem echipaţi cu mecanisme puternice de apărare (a se vedea imaginea de mai jos). Prima linie de apărare, imunitatea înnăscută, poate distruge microorganismele invadatoare şi poate declanşa inflamarea, care contribuie la blocarea atacului lor. Dacă microorganismele trec de această barieră, imunitatea adaptivă intră în joc. Cu celulele sale T şi B, ea produce anticorpi şi celule ucigaşe care le distrug pe cele infectate. După combaterea cu succes a atacului infecţios, sistemul de imunitate adaptivă păstrează o memorie imunologică, ce permite o mobilizare mai rapidă şi puternică a forţelor de apărare când aceleaşi microorganisme atacă din nou, în viitor. Aceste două linii de apărare ale sistemului imunitar asigură o bună protecţie împotriva infecţiilor, dar implică şi un risc. Dacă pragul de activare este prea scăzut sau dacă moleculele endogene pot activa sistemul, se pot declanşa boli inflamatorii.
Componentele sistemului imunitar au fost identificate pas cu pas pe parcursul secolului al XX-lea. Graţie unei serii de descoperiri care au obţinut Premiul Nobel ştim, de exemplu, cum se formează anticorpii şi cum celulele T recunosc substanţele străine. Cu toate acestea, înainte de cercetările lui Beutler, Hoffmann si Steinman, mecanismele care declanşau activarea imunităţii înnăscute şi care mediau comunicarea între cele două tipuri de imunitate reprezentau un mister.
Descoperirea senzorilor de imunitate înnăscută
Jules Hoffmann a făcut descoperirea sa de pionierat în 1996, când el şi colaboratorii săi au investigat felul în care musculiţele combat infecţiile. Ei au avut acces la musculiţe cu mutaţii ale mai multor gene, inclusiv Toll, o genă despre care Christiane Nüsslein-Volhard (Premiul Nobel 1995) aflase anterior că este implicată în dezvoltarea embrionară. Când Hoffmann a infectat musculiţele sale cu bacterii sau ciuperci, el a descoperit că mutanţii Toll au murit din cauză că nu puteau să dezvolte o apărare eficientă. El a putut, de asemenea, să concluzioneze că produsul genei Toll era implicat în detectarea microorganismelor patogene şi că activarea Toll era necesară pentru apărarea cu succes împotriva lor.
Bruce Beutler era în căutarea unui receptor care să poată izola produsul bacterian, lipopolizaharida (LPS), care poate cauza şoc septic, o tulburare cu potenţial letal care implică suprastimularea sistemului imunitar. În 1998, Beutler și colegii lui au descoperit că şoarecii rezistenţi la LPS prezentau o mutaţie a unei gene care era destul de asemănătoare cu gena Toll a musculiţelor. Acest receptor asemănător genei Toll (TLR) s-a dovedit a fi evazivul receptor LPS. Când LPS-ul este izolat, sunt activate anumite semnale care cauzează inflamarea, iar dacă dozele de LPS sunt excesive, chiar socul septic. Aceste descoperiri au arătat faptul că mamiferele şi musculiţele folosesc molecule similare pentru a activa imunitatea înnăscută atunci când întâlnesc microorganisme patogene. Senzorii imunităţii înnăscute fuseseră în sfârşit descoperiţi.
Descoperirile lui Hoffmann şi ale lui Beutler au declanşat o explozie de cercetări asupra imunităţii înnăscute. În jur de douăsprezece TLR-uri diferite au fost acum identificate în organismul omului şi în cel al şoarecelui. Fiecare dintre ele recunoaşte anumite tipuri de molecule găsite în general în microorganisme. Indivizii cu anumite mutaţii la nivelul acestor receptori prezintă un risc crescut de infecţie, în timp ce alte variaţii genetice ale TLR-urilor sunt asociate cu un risc crescut de boli inflamatorii cronice.
Un nou tip de celulă care controlează imunitatea adaptivă
Ralph Steinman a descoperit, în 1973, un nou tip de celulă, pe care a numit-o celulă dendritică. El a speculat că aceasta ar putea fi importantă pentru sistemul imunitar şi a verificat dacă celulele dendritice pot activa celulele T, un tip de celulă care are un rol cheie în cadrul imunităţii adaptive şi care dezvoltă o memorie imunologică împotriva multor substanţe diferite. Prin experimente implicând culturi de celule, el a arătat că prezenţa celulelor dendritice avea drept rezultat răspunsuri intense ale celulelor T la astfel de substanţe. Aceste descoperiri au fost iniţial primite cu scepticism, dar munca ulterioară a lui Steinman a demonstrat că celulele dendritice au o capacitate unică de a activa celulele T.
Studiile ulterioare ale lui Steinman și ale altor oameni de ştiinţă au mers mai departe, tratând problema modului în care sistemul imunitar adaptiv decide dacă ar trebui sau nu să se activeze atunci când întâlneşte diferite substanţe. Semnalele date prin reacţia imunitară înnăscută şi percepute de celulele dendritice s-au dovedit a controla activarea celulelor T. Aceasta face posibil ca sistemul imunitar să reacţioneze împotriva microorganismelor patogene, evitând în acelaşi timp atacurile asupra moleculelor endogene ale corpului.
De la cercetări fundamentale până la uz medical
Descoperirile laureate cu Premiul Nobel 2011 au oferit o nouă înţelegere asupra activării şi reglării sistemului nostru imunitar. Ele au făcut posibilă dezvoltarea de noi metode de prevenţie şi tratament, de exemplu vaccinuri îmbunătăţite împotriva infecţiilor şi vaccinuri folosite în încercarea de a stimula sistemul imunitar, astfel încât acesta să atace tumorile. Aceste descoperiri ne ajută de asemenea să înţelegem de ce sistemul imunitar ne poate ataca propriile ţesuturi, oferind astfel indicii pentru noi tratamente ale bolilor inflamatorii.
Bruce A. Beutler s-a născut în 1957 în Chicago, SUA. Şi-a obţinut diploma de la Universitatea din Chicago în 1981 şi a lucrat ca cercetător la Universitatea Rockefeller din New York, la Centrul Medical Sud-Vestic al Universităţii din Texas, Dallas, unde a descoperit receptorul LPS, şi la Institutul de Cercetare Scripps din La Jolla, California. Foarte recent, s-a întors la Centrul Medical Sud-vestic al Universităţii din Texas ca profesor în Centrul de Genetică a Apărării Gazdei.
Jules A. Hoffmann s-a născut în Echternach, Luxemburg, în 1941. A studiat la Universitatea din Strasbourg, Franţa, unde şi-a obţinut doctoratul în 1969. După studiile postdoctorale la Universitatea din Marburg, Germania, s-a întors la Strasbourg, unde a condus un laborator de cercetare din 1974 până în 2009. A fost de asemenea director al Institutului de Biologie Moleculară a Celulei din Strasbourg şi, între 2007 şi 2008, a fost Preşedintele Academiei Naţionale Franceze de Ştiinţe.
Ralph M. Steinman s-a născut în 1943 în Montreal, Canada, unde a studiat biologia şi chimia la Universitatea McGill. După ce a făcut medicina la Universitatea de Medicină Harvard din Boston, Massachusetts, SUA, şi-a obţinut diploma în 1968. A fost afiliat Universităţii Rockefeller din New York începând din 1970, fiind profesor de imunologie din 1988. Din păcate, Ralph Steinman a trecut în nefiinţă înainte de a afla vestea obţinerii Premiului Nobel.
Textul de mai sus reprezintă traducerea comunicatului de presă al Adunării Nobel privind decernarea Premiului Nobel pentru medicină în anul 2011.
Traducere: Ana Cristina Dumitrache
