Філіпп Деттмер - Дивовижний імунітет. Про антитіла, інфекції та інші цікавинки імунної системи

Невідомо, як саме розпочався перехід від одиночних, переважно самостійних клітин до величезних спеціалізованих клітинних колективів, які тісно співпрацювали [1] Таке припущення може видатися доволі дивним, але насправді це могло бути побічним ефектом боротьби одноклітинних організмів поміж собою. Якось одна клітина проковтнула іншу, але не перетравила її. Із цих двох окремих клітин виникло найуспішніше партнерство на Землі, яке існує й нині. «Внутрішня клітина» (яку ми наразі називаємо мітохондрією) перетворювала енергію на доступну для господаря, тоді як «зовнішня клітина» забезпечила «внутрішній» захист і доставляла безплатну їжу. Ця угода дуже добре спрацювала й дала змогу новій суперклітині вдосконалюватись і ставати дедалі довершенішою. . Майже 541 мільйон років тому життя багатоклітинних тварин раптом почало бурхливо розвиватись і стало помітним. Ба більше, дуже швидко воно стало надзвичайно різноманітним. Однак у наших новоявлених предків виникли великі проблеми. Мільярди років мікроби, які жили у своєму мікроскопічному світі, змагалися за простір і ресурси в усіх доступних їм екосистемах. А що ж таке тварини для бактерій та інших дрібних істот, якщо не надзвичайно сприятлива екосистема? Екосистема, ущерть заповнена дармовими поживними речовинами. Тож від самого початку всілякі непрохані гості й паразити становили реальну небезпеку для існування багатоклітинного життя.

Вижили й дістали шанс стати ще складнішими лише ті багатоклітинні істоти, які знайшли способи боротьби з цією загрозою. Клітини та тканини погано зберігаються протягом сотень мільйонів років, тому, на жаль, ми не можемо розглянути скам’янілі рештки первісної імунної системи. Але завдяки магії науки можна вивчати розмаїте дерево життя тварин, які існують сьогодні, і їхню імунну систему. Що далі одна від одної на цьому дереві перебувають дві істоти зі спільною ознакою імунної системи, то старшою має бути ця ознака.

Тож виникає цікаве запитання: чим відрізняються та в чому однакові імунні системи різних тварин? Майже всі нинішні живі істоти мають певну форму внутрішнього захисту. Якщо вони складнішають, то складнішає і їхня імунна система. Можна дізнатися багато нового про вік імунної системи, порівнюючи захисні засоби дуже віддалених родичів.

Навіть найдрібніші бактерії мають способи захисту від вірусів, і тим не вдається захопити їх без боротьби. Губки, найдавніші з усіх багатоклітинних тварин, які існують уже понад пів мільярда років, володіють чимось на кшталт первісної примітивної імунної відповіді, характерної для тварин. Це так званий гуморальний імунітет . «Гумор» у цьому контексті – це давньогрецький термін, яким позначають тілесні рідини. Гуморальний імунітет формують дрібні білкові утворення, які плавають у позаклітинних тілесних рідинах тварин. Ці білки пошкоджують і вбивають мікроорганізми, яких там не має бути. Цей тип захисту виявився настільки успішним і корисним, що є практично в усіх сучасних тваринних організмів, зокрема й у нас. Еволюція не відмовилася від нього, а, навпаки, зробила вирішальним для будь-якого імунного захисту. Загалом він не змінився за пів мільярда років.

Але це був лише початок. Багатоклітинні тварини дістали змогу мати багато різних спеціалізованих клітин. Тож таким тваринам не знадобилося забагато часу в еволюційному зрізі, щоб набути клітин, які спеціалізувалися саме на захисті організму. Цей новий вид захисту, клітинний імунітет , мав успіх від самого початку. Навіть у червів і комах ми знаходимо спеціалізовані імунні клітини-бійці, які вільно пересуваються маленьким тілом тваринки й завше готові стати до бою з непроханими прибульцями. Що вище ми піднімаємося еволюційним деревом, то досконалішою стає імунна система. Але вже на найнижчій гілці хребетних видно певні основоположні новації. Це окремі імунні органи й центри утворення імунних клітин, які з’явилися разом з одним із найефективніших принципів імунітету – здатністю розпізнавати конкретних ворогів, швидко виробляти багато спеціальної зброї проти них і зберігати пам’ять про цих ворогів на майбутнє!

Такий механізм є навіть у найпримітивніших хребетних – кумедних на вигляд безщелепних риб. Протягом сотень мільйонів років ця захисна система ставала дедалі витонченішою та досконалішою. Але її основні принципи, які доволі добре працюють і досі, існували в певних формах уже приблизно пів мільярда років тому. Отже, наразі ми послуговуємося потужною розвиненою системою захисту, однак її основні механізми надзвичайно поширені серед тварин, і історія їх походження сягає сотень мільйонів років. Еволюції не доводилося винаходити імунну систему знову та знову – вона просто вдосконалювала її.