Nauki przyrodnicze [2025-10-07]

Strażnicy odporności nagrodzeni Noblem

— Redakcja

Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell i Shimon Sakaguchi uhonorowani medycznym Noblem za odkrycia dotyczące obwodowej tolerancji immunologicznej. – One dały nam, lekarzom, potężny oręż w walce z chorobami autoimmunizacyjnymi i nowotworowymi – mówi dr hab. Sylwia Kołtan, prof. UMK z Wydziału Lekarskiego Collegium Medicum UMK.

W Skandynawii rozpoczął się tydzień noblowski. Tradycyjnie na początku poznaliśmy laureatów w dziedzinie fizjologii lub medycyny. Członkowie Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk w uzasadnieniu tegorocznego wyboru podkreślili, że laureaci "zidentyfikowali komórki będące strażnikami układu immunologicznego - regulatorowe limfocyty T, dzięki czemu położyli podwaliny dla nowej dziedziny badań".

Układ immunologiczny jest jednym z trzech najważniejszych narządów integrujących działanie całego organizmu – tłumaczy prof. Sylwia Kołtan z Katedry Pediatrii, Hematologii, Onkologii, Immunologii i Transplantologii na Wydziale Lekarskim CM UMK, konsultant krajowy w dziedzinie immunologii klinicznej. – Wraz z układem nerwowym i endokrynnym koordynuje działania wszystkich elementów ciała ludzkiego.

Naukowczyni z Collegium Medicum UMK podkreśla, że jednym z mechanizmów zapewniających szeroko rozumiane zdrowie jest regulacja immunologiczna. Dzięki niej nasz organizm niszczy atakujące nas drobnoustroje bez większej szkody dla chorych tkanek czy narządów. Regulacja immunologiczna odpowiada za ochronę przed autodestrukcją. Co więcej, może chronić przed lub promować rozwój komórek nowotworowych. Ponieważ regulacja immunologiczna jest jednym z najważniejszych procesów, zapewniających przetrwanie, realizowana jest wielopoziomowo. Wyróżnia się dwa podstawowe mechanizmy regulacji immunologicznej: centralną i obwodową.

– Wielkim osiągnięciem nagrodzonych Nagrodą Nobla jest odkrycie mechanizmów obwodowej regulacji immunologicznej realizowanej między innymi przez limfocyty T regulatorowe (Treg) – mówi prof. Sylwia Kołtan. – Jak ważną rolę odgrywają komórki Treg w regulacji immunologicznej możemy przekonać się analizując problemy zdrowotne u dzieci, u których ta pula limfocytów jest głęboko uszkodzona. Taką chorobą jest genetycznie uwarunkowany zespół IPEX (Immune Dysregulation, Polyendocrinopathy, Enteropathy, X-linked). Dzieci rodzą się już zazwyczaj chore, cierpią z powodu cukrzycy typu 1, mają przewlekłą biegunkę, a kolejne, ciężkie i niepoddające się leczeniu choroby autoimmunizacyjne rozwijają się w pierwszych latach życia. Przeżycie tych dzieci bez przeszczepienia szpiku jest praktycznie niemożliwe.

Badaczka zauważa, że z drugiej strony limfocyty Treg są atrakcyjnym celem do stosowania różnych immunoterapii - w celu zwiększenia lub zmniejszenia ich aktywności. Jeśli u chorych występują choroby/objawy autoimmunizacyjne to można próbować wzmocnić liczbę i aktywność Treg w celu zahamowania patologicznych reakcji w odniesieniu do własnych tkanek oraz narządów. Z kolei u chorych z chorobami nowotworowymi mogą i są wykorzystywane w przeciwny sposób: poprzez leki wpływające hamująco na proliferację i aktywność Treg można uzyskać silniejszą reakcje immunologiczną komórek efektorowych układu immunologicznego, a w efekcie zniszczenia komórek nowotworowych.

Limfocyty Treg, dawniej zaliczane do supresorowych (Ts), to subpopulacja limfocytów odpowiedzialna za hamowanie nadmiernej odpowiedzi immunologicznej, nie wywołując przy tym ogólnego upośledzenia odporności – dodaje prof. dr hab. Jan Styczyński, kierownik Katedry Pediatrii, Hematologii, Onkologii, Immunologii i Transplantologii na Wydziale Lekarskim CM UMK, konsultant krajowy w dziedzinie onkologii i hematologii dziecięcej. Jednocześnie odpowiada za utrzymanie tolerancji wobec własnych antygenów, chroniąc tym samym organizm przed autoimmunizacją, czyli autoagresją i przewlekłym stanem zapalnym. 

Zarówno dysfunkcja jak i nadmierna aktywność układu immunologicznego są niekorzystne i niosą ryzyko poważnych zagrożeń dla organizmu człowieka. Nadmierna aktywność układu odpornościowego to autoagresja immunologiczna, która prowadzi do rozwoju chorób przewlekłych, np. reumatoidalnego zapalenia stawów, cukrzycy typu 1 czy stwardnienia rozsianego. – Naturalnym elementem układu immunologicznego są limfocyty Treg, które pełnią rolę strażników i dbają, aby nasz układ odpornościowy nie obrócił się przeciwko nam – mówi prof. Jan Styczyński.

Naukowiec tłumaczy, że niedobór limfocytów Treg odgrywa zasadniczą rolę w chorobach autoimmunizacyjnych i alergicznych oraz transplantologii, natomiast nadmierne wytwarzanie może odgrywać rolę w patogenezie nowotworów i ciężkich powikłań infekcyjnych.

• Choroby autoimmunizacyjne: obniżoną liczbę komórek Treg w porównaniu z osobami zdrowymi zaobserwowano u osób z reumatoidalnym zapaleniem stawów i w przypadku tocznia rumieniowatego układowego. Związek komórek Treg z chorobami autoimmunizacyjnymi zademonstrowano również w wielu badaniach dotyczących chorób narządowych, m.in. w cukrzycy typu 1 oraz stwardnieniu rozsianym.
• Choroby alergiczne: niedobór limfocytów Treg może być związany z rozwojem alergii. Badania wykazały, że obniżona liczba limfocytów Treg we krwi pępowinowej jest skorelowana ze zwiększoną zapadalnością noworodków na alergię pokarmową w ciągu pierwszego roku życia. Skutecznej immunoterapii chorób alergicznych towarzyszy zaś podwyższenie poziomu limfocytów Treg w tkankach podatnych na kontakt z alergenem.
• Powikłania infekcyjne: wysoka ekspresja Treg hamuje odpowiedź immunologiczną, co sprzyja powikłaniom infekcyjnym. Komórki Treg są potrzebne do hamowania nadmiernego procesu zapalnego i są jednym z czynników hamujących nadmierną odpowiedź układu immunologicznego na patogen (np. w sepsie), to jednak ich nadmierna obecność jest czynnikiem niekorzystnym dla pacjenta z sepsą.
• Onkologia: rolą układu odpornościowego jest również eliminowanie komórek nowotworowych. Komórki Treg mają immunosupresyjne właściwości, a więc hamują odpowiedź przeciwnowotworową. Limfocyty Treg występują w guzach nowotworowych, a ich liczba jest skorelowana ze stadium nowotworu: im bardziej zaawansowana choroba, tym więcej komórek Treg. W badaniach eksperymentalnych wykazano, że usunięcie limfocytów Treg prowadzi do eliminacji nowotworu.

W immunologii i onkologii nie wszystko jest jednak jednoznaczne jak liczby 0 i 1 – zapewnia prof. Jan Styczyński. – I tak jak w przypadku większości chorób nowotworowych wysoka obecność Treg w guzie związana jest ze złym rokowaniem, to jednak w niektórych przypadkach (np. rak jelita grubego) zwiększona ich liczba jest paradoksalnie dobrym prognostykiem.

• Przeszczepy narządowe: głównym problemem po transplantacji jest nadmierna aktywność układu odpornościowego biorcy na tkanki narządu przeszczepionego od dawcy. Po prostu układ immunologiczny biorcy rozpoznaje przeszczepiony narząd jako obcy i stara się go wyeliminować. Potrzebna jest immunosupresja, aby zahamować nadmierną aktywność układu immunologicznego biorcy. Limfocyty Treg mają silny efekt immunosupresyjny i podanie limfocytów Treg zapobiega odrzuceniu allo-przeszczepów. Badania eksperymentalne pokazały, że terapia zapobiegająca odrzucaniu przeszczepów wiąże się ze zwiększeniem obecności limfocytów Treg.

Nie wszystko jest jednak takie proste – zauważa badacz z CM UMK. – Co prawda, obecność limfocytów Treg w organizmie biorcy, szczególnie we krwi, wiąże się z utrzymaniem stanu tolerancji względem antygenów dawcy, jednak ich obecność w przeszczepionej tkance może być objawem odrzucania.

• Przeszczepianie komórek krwiotwórczych (tzw. przeszczepienie szpiku kostnego): w tym przypadku może dochodzić do rozwoju choroby przeszczep-przeciwko-gospodarzowi (GVHD, graft-versus-host disease), wynikającej z nadmiernej aktywności komórek pochodzących od dawcy (przeszczepionych lub wytworzonych z komórek krwiotwórczych pochodzących od dawcy) względem tkanek biorcy. Limfocyty Treg, dzięki swoim immunosupresyjnym właściwościom, mają zdolność do hamowania reakcji GVHD, stąd też ich obecność w przypadku przeszczepów szpiku jest wysoce pożądana.

Tegoroczni laureaci Nagrody Nobla zidentyfikowali regulacyjne komórki T stojące na straży układu odpornościowego, które zapobiegają atakowaniu komórek odpornościowych na nasz własny organizm – podsumowuje prof. Jan Styczyński. - Odkrycie to już wpłynęło na rozwój leczenia w wielu dziedzinach medycyny. Ma więc znaczenie interdyscyplinarne. W tym roku Komitet Noblowski nagrodził osiągnięcia sprzed 20-30 lat. Tematyka limfocytów T regulatorowych jest aktualnie wiedzą podręcznikową. W zakresie medycyny Komitet Noblowski honoruje odkrycia, które mają już ugruntowaną wiedzę. Wynika to z błędów które popełniono niemalże 100 lat temu, gdy pośpiech przyczynił się do uhonorowania niepotwierdzonych odkryć.