Як працює імунітет: про Т-лімфоцити

На запитання GreenPost відповідають професор Віктор Досенко, патофізіолог, генетик, завідувач відділу загальної та молекулярної патофізіології Інституту фізіології імені О. Богомольця Національної академії наук України, та імунолог Борис Донськой, старший науковий співробітник Лабораторії імунології з науковою групою вірусології Національної медичної академії наук України.

Що таке Т-лімфоцити і для чого вони нам?

Борис Донськой: Т-лімфоцити – це такі клітини імунної системи, які мають унікальний рецептор, який розпізнає своє від чужого. Вони розпізнають внутрішньоклітинних паразитів, вірусів.

Звідки взагалі беруться Т-лімфоцити?

Віктор Досенко: Як і всі клітини крові, Т-лімфоцити беруться із кісткового мозку. Там вони народжуються зі спеціальних, стовбурових клітин – лімфобластів. «Бласт» у перекладі означає «росток», тобто «лімфо-бласт» – «росток лімфоцитів». От із цього ростка виходять у тому числі і Т-лімфоцити. Чому вони Т-? Бо кістковий мозок їм дає такий «аусвайс». І спрямовує їх до тимуса. Тобто вони від самого народження знають, куди їм піти.

Тимус – це унікальний орган нашої імунної системи. Це душа. Я не перебільшую, а просто перекладаю з латини. Навіть у часи Російської Імперії не дозволяли перекласти це слово напряму, бо розуміння слова «душа» тоді мало богословське забарвлення. Т-лімфоцити я схильний називати «душевними лімфоцитами».

Борис Донськой: Т-лімфоцити довгий час проходять навчання в тимусі, щоб отримати інформацію про те, що в цьому організмі, власне, є. Після цього вони отримують «ліцензію на розпізнавання», бо вже проінформовані про всі білки, антигени самого організму. І тоді, стикаючись із невідповідністю цих білків і антигенів, вони починають розуміти, що це щось чуже. От, власне, вони є найбільшою популяцією лімфоцитів у периферійній крові – їх не менш ніж 50%, а то і 80%, і вони здійснюють так званий «імунний нагляд» за організмом. Вони у кожної клітини «перевіряють паспорт»: чим вона займається, які білки продукує, чи немає там чужих білків. Таким чином вони мають змогу відрізнити свою здорову, нормальну клітину, наприклад, від вірусінфікованої, бо та починає продукувати білки, не притаманні цьому організму.

Загальновідомо, що антитіла в крові, а де Т-лімфоцити?

Віктор Досенко: Також у крові. Із кісткового мозку вони потрапляють у кров, із крові в тимус, оцю «душу» імунної системи, а потім виходять із тимуса в кров і вже розповсюджуються по всьому організму, в усі тканини – туди, де можуть виконати свою функцію. Наприклад, у легенях, якщо туди «заліз» вірус.

«Повноваження» Т-лімфоцитів – лише розпізнати чужого, чи вони і «спецзасоби» можуть застосовувати?

Борис Донськой: Є дві популяції Т-клітин, принципово різних. Одні – хелпери – розпізнають і інформують, інші – ефектори – розпізнають, отримують інформацію і вбивають. Тому що ворога чи свою клітину, якщо вона інфікована, треба вбити.

Яке співвідношення хелперів та ефекторів?

Борис Донськой: Залежно від того, в якій стадії знаходиться імунна відповідь, вони будуть в різних пропорціях. Зазвичай хелперів удвічі більше, ніж ефекторів, бо у звичайному стані організму не присутня велика кількість чужорідних агентів-патогенів. Проте в гострій стадії імунної відповіді з’являється дуже багато ефекторів-убивць, бо потрібно багато чого вбивати. Кількість визначається потребою.

А після «проведення військової операції» Т-ефектори перекваліфіковуються, знову повертаються до «мирного життя»?

Борис Донськой: Це дуже важливий момент. Коли отримано результат і потреби в підвищеній кількості ефекторів уже нема, то треба заблокувати активну імунну відповідь, бо вона вже не потрібна.

Активна імунна відповідь, коли дуже багато кілерних клітин, небезпечна, тому що дуже зростає ймовірність помилки: Т-ефектори можуть почати агресивну відповідь на клітини власного організму. Тому в такому режимі організму жити небезпечно. Власне, він і не має постійно великої кількості ось цих клітин – вони потрібні, коли вони потрібні, а коли вони не потрібні, то відразу стають трохи шкідливими, тому що вони виснажують організм і приводять до можливості розвитку автоімунної відповіді.

Тобто вони просто зникають?

Борис Донськой: Так. Переважну більшість із них убивають «колеги».

Якась невеличка кількість цих клітин перекваліфіковується в клітини пам’яті – про всяк випадок: дуже імовірно, що колись такі клітини ще раз знадобляться, тому кожна імунна відповідь обнуляє ефекторні механізми, проте залишається частина цих клітин – вузькоспеціалізованих, досвідчених, які вже розпізнали цей патоген – для того, щоб гарантувати імунну пам’ять. І якщо колись організм знову зустрінеться з цим вірусом, то завдяки клітинам ,які «працюють в архіві», вторинна відповідь буде дуже швидка й ефективна.

Тому ми зазвичай навіть не помічаємо повторної зустрічі з тим самим вірусом – наша імунна пам’ять його на перших годинах потрапляння розпізнає і не дає можливості викликати інфекцію.

Віктор Досенко: У різних спецорганах завжди залишаються справи злочинців і зберігається інформація про них. У нашому випадку злочинці – це інфекційні агенти. Ми його колись знищили чи посадили до в’язниці, але ж він може вийти звідти, знову потрапити до нас в організм. Тому як поліція зберігає інформацію про ту чи іншу людину разом із відбитками пальців, так імунна система використовує простий генетичний код, який кодує спеціальні білки, що можуть розпізнавати саме цей вірус, саме цього злочинця. Такі клітини називаються клітинами пам’яті, і вони розташовані в тканинах, в імунних органах, в лімфовузлах, у селезінці – у відповідних спеціальних скупченнях лімфоїдної тканини. Вони там ніби сплять, чекаючи виклику.

Корисно було би час від часу влаштовувати їм навчання чи краще організму ніколи більше не стикатися з цією хворобою?

Віктор Досенко: Важко сказати, як краще, бо вони влаштовані майже ідеально, раз ми виживаємо у світі мікробів. Адже цей світ належить мікробам. Вони, звісно, могли б (і хотіли б) нас знищити, похарчуватися нами, але якимось чином вид Homo Sapiens виживає. Тому нам навіть важко мріяти «а як би воно могло бути ще краще». Еволюція відібрала оптимальний сценарій для виживання людства в доволі мінливих умовах довкілля. Увесь час змінюється світ, з’являються нові віруси, і завжди імунна система людини виходить переможницею. Тому чи треба Т-лімфоцити регулярно збуджувати, залежить від того, чи потрапляє цей мікроб у наш організм достатньо регулярно. Так, наприклад, робить бацила Коха, яка викликає туберкульоз. Вона проникає в організм людини, і від неї неможливо сховатися. В більшості людей так званий нестерильний імунітет. Тобто в наш організм періодично потрапляють бацили Коха – і лімфоцити пам’яті, ще навіть не встигаючи стати пам’яттю, знову її пригадують і знову починають на неї реагувати. І в нас є постійний імунітет до туберкульозу.

А інколи буває, що клітина пам’яті може «померти», й імунітет заново формується в той час, коли в організм потрапив мікроб. Або мікроб настільки змінився за той час, поки був в атаці, що імунна система дивиться на нього, як баран на нові ворота – ніби пластичну операцію зробив. Людина підправляє ніс, губи – і вже її впізнати достатньо важко. Віруси роблять так само.

З віком Т-лімфоцитів виробляється дедалі менше, але і потреба в них зменшується – вони починають брати не кількістю, а якістю. Але за цією логікою людина в 90 має бути здоровішою, ніж у 20?

Віктор Досенко: Досвідчена людина помиляється менше, бо вона ці помилки вже зробила раніше, а повторювати помилки – це ознака дурня. Але імунна система людей похилого віку схильна до автоагресії. Такий момент уперше розпізнав і довів Ілля Ілліч Мечников – наш земляк, можна сказати. Він народився в Харківській губернії, вчився у Харкові, потім за кордоном, зробив блискучу кар’єру, здобув Нобелівську премію… І ось він першим сказав, що причиною старіння є те, що система з віком починає вбивати свої клітини, переставши розпізнавати своє і чуже. Ця його теорія старіння підтверджується новими фактами.

Ну і, скажімо, дебют більшості автоімунних захворювань (коли поліція починає вбивати мирних громадян) відбувається зазвичай після 40-45 років. Це чітко пов’язано з віком.

А як же знаменита «іспанка», коли помирали переважно 20-40-річні?

Віктор Досенко: Оці моменти якраз цікаві. Ми не завжди знаємо, чому певний вірус вражає певну категорію населення. До якихось інфекцій більш чутливі діти, до якихось – дорослі, а до якихось – люди більш похилого віку, як ось при СОVID-19. Ви практично формулюєте завдання вченим. Нам було б дуже цікаво дізнатися і розпізнати, що ж такого є в імунній системі та клітинах людей похилого віку чи молоді, що полегшує роботу вірусу. Хоча тут теж не зовсім правильно.

Вірус НЕ зацікавлений нас вбивати, бо він розмножується в наших клітинах. Для нього вбитий організм – це втрата: він помре разом із клітинами цієї людини/тварини.

Віруси дуже патогенні програють еволюційні перегони із нелетальними вірусами, які пристосувалися до нас, тому особливо не шкодять. Наприклад, герпес, яким інфіковані практично всі. Такі віруси чудово собі живуть і розмножуються, і лише у деяких людей виникають проблеми через це. А більшість навіть і не знає, що інфіковані. І ось ці віруси якраз виграли – вони вбивають менше людей і за рахунок цього активно розповсюджуються. А більш патогенні віруси програють. Це природний відбір.