Že imunita bojuje, když chytnete infekci, není jen prázdná fráze. Je to lítý boj s obrovskými ztrátami na obou stranách. A jako každá válka se ani tahle nedá vyhrát bez dobře fungujících zpravodajců..

Zpravodajci imunitního systému jsou přitom tak dobře utajení, že o nich medicína ještě celkem nedávno neměla ani tušení. A první krok k jejich poznání byl vlastně náhoda: Zasloužila se o něj německá bioložka Christiane Nüsslein-Volhardová, která ovšem zkoumala něco úplně jiného než záhady imunity.

Zajímaly ji geny, které řídí embryonální vývoj mušky octomilky. V polovině 80. let minulého století jich měla už asi 15 a sledovala, co udělá experimentální mutace jednoho z nich. Výsledkem byly podivně pozměněné larvy s nezvyklými pohyby.

Vlastně smutná podívaná, ovšem pro biologa přesvědčivý důkaz o působnosti genu, a tak se prý doktorka Nüsslein-Volhardová při pohledu na ně neudržela a zvolala: „Das ist ja toll!“ Čili česky něco jako „To je ale parádní!“ Slovíčko „toll“ se okamžitě ujalo jako označení produktu pozměněného genu, což je protein vsazený do buněčné membrány.

Nebyl to jediný případ, kdy Christiane Nüsslein-Volhardová ukázala smysl pro humor při pojmenováních svých objevů. Peptid, který tento membránový protein aktivuje, nazvala podle jeho tvaru připomínajícího tradiční těstoviny prostě „Spätzle“.

Název toll zůstal, i když se ukázalo, že tento protein si mušky tvoří i v dospělosti a pak funguje jako čidlo reagující na infekce plísněmi a kvasinkami.

Nobelovka pro tři

Christiane Nüsslein-Volhardová dostala za svůj objev nobelovku a současně otevřela cestu k několika dalším, když na výzkum jejího toll receptoru navázaly jiné laboratoře. Zjistilo se totiž, že část tohoto proteinu se velmi podobná jisté látce (interleukinu 1), kterou lidská imunita ohlašuje poplach.

Nastal hon po podobných čili „toll-like“ proteinech, protože se předpokládalo, že jde o vývojově prastarý obranný mechanismus, který se mohl v jisté podobě zachovat i u savců. A skutečně: Záhy bylo jasné, že „čidel“ pro riziko infekce tohoto původu máme hned několik.

Objevitel prvního z nich, francouzský vědec lucemburského původu Jules Hoffmann, navíc zjistil, že nejde o pouhý senzor, který by jen detekoval podezřelou látku jako u octomilky, ale o skutečný receptor.

Takže podezřelý nález zachytí a pak rozjede kaskádu imunitního poplachu. Hoffman se v roce 2011 podělil o půlku Nobelovy ceny s Američanem Brucem Beutlerem, který objasnil imunitní funkci toll proteinu u octomilky.

Druhou polovinu tehdy udělované ceny za medicínu měl sám pro sebe Kanaďan Ralph Steinman, který už dlouho zkoumal podivný typ bílých krvinek s dlouhými výběžky a prokázal, že spouštějí imunitní alarm.

A tyto bílé krvinky jsou, světě div se, bohatě vybavené toll-like receptory. Nobelovský výbor moudře usoudil, že to vše zapadá do sebe a že objev u octomilky vyústil v novou kapitolu imunologie.

Evoluční skok

Srovnání objevů u droboučkého hmyzu a člověka do jedné řady navíc názorně ukázalo, jak obrovský skok příroda udělala ve vývoji imunitních strategií. Počínala si přitom racionálně a dříve vyvinuté primitivnější metody nezavrhovala, ale upravovala pro pokročilejší systémy.

A zdaleka nešlo jen o tento případ, kdy se z jednoho toll receptoru vyvinula celá série specializovaných čidel. Nejjednodušší obranu postavenou na buňkách, které se na vetřelce vrhnou a jednoduše ho pozřou, příroda ponechala i u vyšších živočichů, ačkoli už mají dokonalejší systémy zasahující cíleně.

K čemu tedy staré těžkopádné zbraně ještě potřebujeme? Vysvětlení je prosté: Jsou neustále připravené k použití. Dávají tím čas vysoce specializovaným systémům, který mají pomalejší rozjezd, protože musí útočníka nejdřív identifikovat a teprve pak hledat obranu na míru. A to není úkol pro jednu buňku, ale pro odborníky na vícero kroků.

Podivné výběžkovité buňky

Byl to právě imunolog Ralph Steinman, kdo ukázal, že podstatným aktérem, který uvádí specializovanou obranu do chodu, jsou podivné výběžkaté buňky. Objevil je už počátkem 70. let 20. století, ale nevzbudil tím velký zájem.

Ačkoli vypadaly nezvykle, bylo jich v porovnání s ostatními bílými krvinkami poměrně málo na to, aby je vědci považovali za nějak podstatné. Navíc pohlcovaly mikroby, a tak se soudilo, že jde jen o určitý druh požírajících buněk, tedy součást primitivní imunity.

Nic nebylo vzdálenějšího pravdě. Ralph Steinman tušil, že je to jinak a že možná našel velící důstojníky vývojově pokročilé části imunity. Nenechal se odradit a pokračoval v experimentech. A povedlo se mu to.

Celému světu mohl ukázat, že „jeho“ výběžkaté buňky spouštějí akci a uvádějí do chodu specializované bílé krvinky, které určují metodu boje podle původce nemoci.

V akci

Dendritické buňky jsou dokonalými pátrači, kterým těžko něco ujde. Se svou výbavou umí zachytit stopy bakterií i signály buněk napadených virem nebo změněných rakovinou. Jejich cílem je získat hmatatelnou ukázku původce nemoci, proto umí pozřít i celý mikrob, aby ho rozložily a našly jeho typickou část.

Tu vystaví jako varovnou ceduli pro ostatní imunitní buňky: Tohle je útočník, který nás napadl. Přesně k tomu dlouhé výběžky dendritické buňky slouží – jako nosiče těchto cedulí. Steinman také našel vysvětlení, proč je dendritických buněk tak málo:

Jsou totiž nesmírně efektivní. Kdyby se stejným hlášením kolovaly ve vyšším počtu, mohly by vyvolat nebezpečně silnou imunitní reakci.

Mají i slabiny

Jenže i super přesné systémy mívají přes svou vysokou citlivost slabiny a dendritické buňky nejsou výjimkou. Některé viry je dokážou obelstít, nepozorovaně se do nich vetřít a nechat se pohodlně roznášet po organismu.

Než se imunita probudí, je pozdě, infekce už je všude. Za pomoci této strategie se zřejmě šířily pravé neštovice. Jiným černým pasažérem dendritických buněk je HIV. Vir spalniček v nich zase spustí řízený zánik, takže zahynou dřív, než nemohou o infekci informovat.

A ještě jednu slabinu tato superzbraň má: Někdy se splete a začne chránit rakovinné buňky. Tuto chybu programu se ale už vědci pokoušejí obrátit v opak a použít pro cílené ničení rakoviny.

Autor: Kateřina Pavelcová