Krásný lék

Víte, jaké je nejvíce zkoumané téma v lidské biologii? Ne, nejsou to deprese, trávení ani spánek. Je to neuvěřitelně složitá reakce těla na drobné poranění, třeba na řez. Každý vám dokáže popsat základní věci, které se stanou, když se poškrábete nebo odřete. Kůže se poruší, začne krvácet, postižené místo zčervená a nakonec se vytvoří strup. Zní to velmi jednoduše.

Za tímto zdánlivě prostým procesem však stojí nesmírně složitý systém buněk, tkání, bílkovin a hormonů, které musí přesně spolupracovat. To je váš imunitní systém – a ten byl ve skutečnosti až donedávna poměrně špatně pochopen.

Naštěstí se v průběhu dějin našla řada vědců, které lidský imunitní systém naprosto fascinoval. V tomto shrnutí se seznámíme s některými z nich a s jejich objevy. Poté se podíváme blíže na některé složitosti imunitního systému, včetně překvapivých faktorů, které mohou ovlivnit jeho fungování.

Na této cestě zjistíte, co znamená, když je imunitní buňka nezralá; proč se tělo někdy obrací proti sobě; a kdy je nejlepší doba pro použití inhalátoru.

V roce 1721 propukla v Británii epidemie neštovic. V britské královské rodině to vyvolalo velké obavy – a zoufalou touhu po jakékoli formě ochrany. Slyšeli o rané formě očkování proti této nemoci, ale chtěli, aby byla nejprve vyzkoušena, než ji nechají podat svým dětem.

Dne 9. srpna 1721 byly do malých řezů na pažích a nohou šesti odsouzených vetřeny kousky kůže a hnis od pacientů s neštovicemi. Další odsouzený dostal směs kůže a hnisu do nosu. Výsledek? Po jednom až dvou dnech příznaků neštovic se všichni odsouzení uzdravili.

Tyto experimenty naznačovaly, že imunitní reakce se spouští ve chvíli, kdy tělo zaznamená molekuly, s nimiž se dosud nesetkalo. Pokud se tyto stejné molekuly v těle objeví znovu, imunitní systém je připraven zasáhnout.

Klíčové sdělení zní: vakcíny spouštějí adaptivní imunitní odpověď organismu.

Pravděpodobně už víte, že vakcíny jsou životně důležité. Možná ale nevíte, že očkování zachránilo více lidských životů než téměř jakákoli jiná lékařská intervence. Jak ukazuje příběh o neštovicích, lékaři používali očkování k boji s nemocemi ještě dříve, než chápali, jak přesně funguje. Skutečná věda, která za ním stojí, se totiž rodila velmi dlouho.

Před osmdesáti lety vědci věděli toto: dva typy bílých krvinek – T-lymfocyty a B-lymfocyty – tvoří jádro imunitní odpovědi. Na svém povrchu mají receptory složené z dlouhých, složitých řetězců bílkovin, které se mohou vázat na odpovídající bílkoviny na jiných molekulách. To umožňuje buňkám spolupracovat při plnění různých úkolů.

Pokud se tedy receptory imunitní buňky navážou na něco, co je pro vaše tělo cizí, imunitní buňka se „zapne“ a následně zabije cizorodý mikroorganismus nebo infikovanou buňku. Zároveň se začne množit, což umožňuje tělu „pamatovat si“ mikroorganismy, s nimiž se už setkalo, a příště si s nimi poradit mnohem snadněji. Tento proces, který vakcíny využívají, se nazývá adaptivní imunitní odpověď.

Tím je vše vysvětleno, že? Ne tak docela. Kdyby vaše tělo spouštělo imunitní odpověď pokaždé, když do něj vstoupí nová látka, onemocněli byste při každém ochutnání nového jídla. Jeden vědec, Charles Janeway, si uvědomoval, že v tom musí být ještě něco dalšího.

S odstupem času se to může zdát samozřejmé. V roce 1989 byl však Charles Janeway prvním, kdo tvrdil, že tělo nemůže reagovat na každou neznámou látku, která do něj vstoupí. Došlo mu, že k vyvolání imunitní reakce je nezbytný ještě druhý signál.

Janeway souhlasil se svými předchůdci, že imunitní systém musí reagovat na věci, které v těle dosud nebyly. Zároveň ale tvrdil, že tato reakce musí být omezena na mikroby. Jinak by naše imunitní systémy neustále přehnaně reagovaly.

Janewayův výzkum správně popsal základní strukturu imunitního systému: zahrnuje vrozenou a adaptivní imunitu, které spolupracují na vytváření imunitních odpovědí.

Klíčové sdělení zde je: náš vrozený imunitní systém je naprogramován na konkrétní typy hrozeb.

Janeway především předpověděl existenci tzv. receptorů rozpoznávajících vzory – dnes známých jednoduše jako receptory. Tyto receptory jsou pevně dané struktury na povrchu buněk, které se specificky vážou na mikroby nebo infikované buňky. Jinými slovy, jsou navrženy tak, aby našemu tělu pomáhaly bojovat s nemocemi.

Janewayova teorie byla jedním krokem k celistvějšímu pochopení imunitního systému. Další část skládačky poskytl nepravděpodobný tvor: octomilka, neboli ovocná muška.

Vědec Jules Hoffmann zkoumal ovocné mušky, u nichž byl gen toll, důležitý pro vývoj embrya, neaktivní. Jeho experimenty ukázaly, že mušky jsou na genu toll zcela závislé, pokud jde o obranu proti houbovým infekcím. A skutečně vzrušující bylo zjištění, že lidé mají podobný gen – přesněji řečeno jich mají deset!

Jak ale geny toll fungují? Další vědec, Bruce Beutler, tuto skládačku doplnil. Dne 5. září 1998 Beutler objevil, že gen toll označovaný jako TLR4 kóduje právě receptor rozpoznávající vzory. Díky tomu mají imunitní buňky s tímto konkrétním receptorem vrozenou schopnost zaměřit se na určitý typ bakterií, které nesou molekulu zvanou LPS.

Když se buňka naváže na bakterie s LPS, vyšle tělu signál, že se v něm může nacházet něco, co vyžaduje imunitní odpověď. Po Beutlerově objevu byli další vědci schopni určit, na jaký typ mikroorganismu se který receptor zaměřuje. TLR5 a TLR10 se například specificky vážou na molekuly přítomné u parazitů.

Vrozený imunitní systém tak dokáže rozpoznat konkrétní typy mikrobů či hrozeb – a má k dispozici specializované buňky, které jsou na jejich zvládnutí optimálně uzpůsobeny.

Zbývá však otázka: co propojuje vrozený a adaptivní imunitní systém? Na to se podíváme v další části.