محبوبه عمیدی: بنیاد نوبل مستقر در فرهنگستان علوم سلطنتی سوئد، امروز تصمیم گرفت که درمورد جایزه نوبل 2011 در رشته پزشکی یا فیزیولوژی، نیمی از آن را به‌طور مشترک به بروس بیوتلر و ژولز هافمن برای اکتشافاتشان در مورد فعال‌سازی ایمنی ذاتی و نیم دیگر را به رالف استینمن برای کشف سلول‌های دندریتی و نقش آن در ایمنی تطبیقی اهدا کند.
به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیاد نوبل، برندگان امسال جایزه نوبل پزشکی وفیزیولوژی با کشف اصول کلیدی در فعال‌سازی سیستم ایمنی بدن، درک ما را از آن متحول کرده‌اند.
دانشمندان زمانی طولانی است که در جستجوی نگهبانان مسوول واکنش ایمنی در بدن انسان و جانوران هستند، همان سیستمی که از بدن در برابر هجوم باکتری‌ها و دیگر میکروارگانیسم‌ها دفاع می‌کند. بروس بیوتلر و ژولز هافمن، پروتئین گیرنده‌ای را کشف کردند که می‌تواند چنین میکروارگانیسم‌هایی را تشخیص دهد و با فعال کردن ایمنی ذاتی، نخستین واکنش بدن را در پاسخ ایمنی رقم بزند. رالف استینمن با کشف سلول‌های دندریتی سیستم ایمنی، از ظرفیت بی‌نظیر آنها برای فعال ساختن و تنظیم کردن ایمنی تطبیقی پرده برداشت. ایمنی تطبیقی مرحله بعدی پاسخ ایمنی بدن است که در خلال آن، بدن از وجود میکروارگانیسم‌ها پاک می‌شود.
اکتشافات این سه برنده نوبل نشان داد که مراحل ذاتی و تطبیقی پاسخ ایمنی بدن چطور فعال می‌شود و بدین‌سان، دانشمندان به بینشی بدیع در درک مکانیسم بیماری دست یافتند. دستاوردهای این سه نفر باعث توسعه فراگیر روش‌های پیشگیری و درمان عفونت‌ها، سرطان و بیماری‌های التهابی شده است.
دو خط دفاعی سیستم ایمنی
ما در دنیای خطرناکی زندگی می‌کنیم. میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا (باکتری، ویروس، قارچ و انگل) پیوسته ما را تهدید می‌کنند، ولی ما انسان‌ها به سیستم دفاعی قدتمندی مجهزیم. (به اینفوگراف زیر دقت کنید. برای مشاهده اینفوگراف در ابعاد بزرگ، اینجا را کلیک کنید).
نخستین خط دفاعی، ایمنی ذاتی است که می‌تواند میکروارگانیسم‌های مهاجم را نابود و با ایجاد التهاب، هجوم آنها را متوقف کند. اگر میکروارگانیسم‌ها از خط اول دفاعی عبور کنند، ایمنی تطبیقی فراخوانده می‌شود. این سیستم با بهره‌گیری از لنفوسیت‌های تی و بی، آنتی‌بادی و سلول‌های قاتلی را تولید می‌کند که می‌توانند سلول‌های عفونی را نابود کنند. پس از پیروزی در نبرد با عوامل عفونی، سیستم ایمنی تطبیقی بدن ما اطلاعات این مبارزه را در حافظه خود ثبت می‌کند (!) که به آن اجازه می‌دهد به هنگام هجوم بعدی همین میکروارگانیسم، واکنشی سریع‌تر و قوی‌تر در جابجایی نیروهای دفاعی ارایه دهد. این دو خط دفاعی سیستم ایمنی، بدن را به خوبی در برابر عفونت‌ها حفاظت می‌کنند؛ البته این سیستم ریسک‌پذیر هست! اگر آستانه فعال‌سازی خیلی پایین باشد یا مولکول‌های درون‌زاد بتوانند این سیستم را فعال کنند، ممکن است بدن درگیر بیماری‌های التهابی شود.
اجزای سیستم ایمنی، گام‌به‌گام و در طول قرن بیستم شناخته شد. به‌خاطر برخی اکتشافات (که جایزه نوبل نیز به آنها تعلق گرفت)، ما امروز می‌دانیم که آنتی‌بادی‌ها چطور ساخته می‌شوند و لنفوسیت‌های تی چطور موجود بیگانه را تشخیص می‌دهند. اما تا پیش از اکتشافات بیوتلر، هافمن و استینمن، مکانیسم آغاز فعال‌سازی ایمنی ذاتی و چگونگی ارتباطات بین ایمنی ذاتی و اکتسابی نامعلوم بود.
کشف حسگرهای ایمنی ذاتی
ژولز هافمن کشف پیش‌گامانه خود را در سال 1996 / 1375 انجام داد، زمانی‌که با کمک همکارش مگس میوه و شیوه مبارزه‌اش با عفونت‌ها را بررسی کرد. آنها به مگس‌هایی دسترسی داشتند که دارای جهش‌هایی در چند ژن مختلف ازجمله Toll بودند. ژن Toll که توسط کریستین ناسلین ولهارد (برنده جایزه نوبل 1995 / 1374) کشف شده بود، در مراحل تکوین جنینی نقش دارد. وقتی هافمن مگس میوه را با باکتری یا قارچ آلوده می‌کرد، کشف کرد که مگس‌های جهش‌یافته Toll از بین می‌روند، چراکه نمی‌توانند دفاع موثری در برابر عامل عفونی انجام دهند. او توانست چنین نتیجه بگیرد که محصول ژن Toll در آشکارسازی میکروارگانیسم‌های عفونت‌زا نقش دارد و فعال‌سازی Toll برای دفاع موثر در برابر بیماری‌ها ضروری است.
بروس بیوتلر در جستجوی گیرنده‌ای بود که لیپوپلی‌ساخارید (LPS)، یکی از محصولات باکتری‌ها را جذب کند. این ماده شرایطی خطرساز را برای حیات ایجاد می‌کند که شامل تحریک بیش‌ازحد سیستم ایمنی نیز می‌شود. در سال 1998 / 1377، بیوتلر و همکارانش کشف کردند موش‌های مقاوم به LPS دارای جهش‌هایی ژنتیکی بسیار شبیه به جهش ژن Toll در مگس‌میوه هستند. این گیرنده که به اختصار TLR نامیده می‌شود، می‌تواند با اتصال به LPS پاسخ‌های التهابی را فعال کند. اگر حجم LPS افزایش چشم‌گیری پیدا کند، شوک سپتیک رخ خواهد داد که می‌تواند به مرگ بیمار بیانجامد. یافته‌های بیوتلر نشان داد پستانداران نیز از مولکول‌هایی مشابه ترکیبات موجود در بدن مگس میوه برای فعال‌سازی ایمنی ذاتی استفاده می‌کنند و به این شکل، حسگرهای ایمنی ذاتی کشف شدند.
کشف ارزشمند بیوتلر و هافمن به جرقه‌ای برای آغاز تحقیقات گسترده در زمینه ایمنی ذاتی منجر شد. تاکنون نزدیک به 12 گیرنده TLR توسط محققان گوناگون کشف شده که هر یک تشخیص نوع خاصی از مولکول‌های موجود در میکروارگانیسم‌ها را به عهده دارند. جهش‌های مشخص در هر یک از این گیرنده‌ها می‌تواند شانس ابتلا به نوعی خاص از عفونت‌ها را در فرد افزایش دهد و از سوی دیگر، نقش گونه‌های ژنتیکی دیگری از گیرنده‌های TLR در افزایش بیماری‌های کرونیک التهابی اثبات شده است.
نوع تازه‌ای از سلول‌ها که بر ایمنی تطبیقی نظارت می‌کند
رالف استینمن در سال 1973 / 1352 موفق به کشف سلول‌های جدیدی شد که امروزه به نام سلول‌های دندریتی شناخته می‌شوند. او احتمال داد این سلول‌ها جزیی از سیستم ایمنی بدن باشند. استینمن آزمون‌هایی را طراحی کرد که می‌توانست اثر احتمالی این سلول‌ها را روی سلول‌های تی – سلول‌هایی که بخشی از وظایف کلیدی ایمنی تطبیقی را به عهده دارند و در ایجاد و توسعه حافظه ایمونولوژیک در برابر ترکیبات گوناگون در بدن نقش دارند – بررسی کنند. او با استفاده از کشت سلولی نشان داد، زمانی که سلول‌های دندریتی در کشت حضور دارند، سلول‌های تی پاسخ‌های سریع و روشنی به این ترکیبات می‌دهند. اعلام این نتایج با انتقادهای متعددی روبرو شد، اما استینمن در نهایت توانست با تلاش مستمر و ارائه دلایل متعدد اثبات کند سلول‌های دندریتی، تنها سلول‌های شناخته شده‌ای هستند که می‌توانند وظیفه فعال‌سازی سلول‌های تی را به عهده بگیرند.
استینمن و محققان دیگر در مطالعاتی که پس از اثبات این اثر انجام شد، به این پرسش پاسخ دادند که چطور و چه زمانی سلول‌های دندریتی به فعال‌سازی سلول‌های ایمنی تی اقدام می‌کنند. آزمون‌های آنها نشان می‌داد سیگنال‌های اولیه اعلام خطر توسط بخش ایمنی ذاتی ارسال می‌شوند و سلول‌های دندریتی با دریافت این علائم به فعال‌سازی سلول‌های تی اقدام خواهند کرد. نتیجه این همکاری حمله به‌موقع سلول‌های ایمنی به عوامل بیماری‌زا و میکروارگانیسم‌ها است، در حالی که سلول‌های بدن که در معرض خطر قرار گرفته‌اند، در امان خواهند ماند.
از تحقیقات بنیادی تا کاربرد بالینی
تحقیقاتی که به شکل مشترک برنده جایزه نوبل پزشکی 2011 شده‌اند، آینده روشنی را برای فعال‌سازی و کنترل سیستم ایمنی بدن به ارمغان خواهند آورد. با استفاده از این نتایج می‌توان روش‌های تازه‌ای را برای پیشگیری از بیماری‌ها و درمان آنها ابداع کرد. به عنوان مثال می‌توان نسل تازه‌ای از واکسن‌ها را علیه بیماری‌های عفونی تولید کرد یا به کمک آنها سیستم ایمنی را برای مقابله با تومورها تحریک کرد. علاوه بر این، این اکتشافات می‌توانند به ما برای درک بهتر این‌که چرا گاهی سیستم ایمنی بافت‌های بدن ما را هدف می‌گیرد، کمک کنند.
متولد سال 1957 / 1336 در شیکاگو است. او دکترای پزشکی را سال 1981 / 1360 از دانشگاه شیکاگو دریافت کرد و پس از آن به عنوان محقق در دانشگاه راکفلر نیویورک و پس از آن دانشگاه تگزاس در دالاس شروع به کار کرد. او هنگام تحقیق در دانشگاه دالاس موفق شد گیرنده‌های LPS را کشف کند. از سال 2000 / 1379 تاکنون به عنوان استاد ژنتیک و ایمنی‌شناسی در مؤسسه تحقیقاتی Scripps در ایالات متحده کار می‌کند.
متولد 1941 / 1320 در Echternach لوگزمبورگ است. او در سال 1969/1348 مدرک دکترایش را از دانشگاه استراسبورگ فرانسه دریافت کرد و پس از گذراندن دوره‌های فوق‌دکترا در آلمان، به استراسبورگ برگشت و ریاست یکی از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی این دانشگاه را از سال 1974/1353 تا 2009/1388 به عهده گرفت. او علاوه بر این ریاست مرکز زیست‌شناسی سلولی و مولکولی استراسبورگ و آکادمی ملی علوم فرانسه را به عهده داشته است.
متولد 1943/1322 در مونترال کانادا است. او پس از گذراندن رشته‌های زیست‌شناسی و شیمی در دانشگاه مگ‌گیل این شهر، برای تحصیل در رشته پزشکی به دانشگاه هاروارد در بوستون رفت و در سال 1968/1347 از این دانشگاه فارغ‌التحصیل شد. او از سال 1970/1349 تاکنون در دانشگاه راکفلر نیویورک کار می‌کند و از سال 1988/1367 استاد درس ایمنی‌شناسی این دانشگاه است. او علاوه بر این ریاست مرکز مصونیت و بیماری‌های ایمنی را به عهده دارد.
53272