BiológiaOkamžitá odpoveď vždy prichádza z prirodzeného imunitnéhosystému. Ako už hovorí jeho názov, ten systém je prirodzeneprítomný a predprogramovaný od narodenia a ostávanezmenený počas celého nášho života. Jeho arzenál obsahujeschopnosť rýchlo reagovať a vyvolať reakciu organizmu(zápal), ktorá zahubí väčšinu mikroorganizmov. Môže všakfungovať aj inými spôsobmi – napríklad stavaním bariér zloženýchz bielkovín – peptidov –, ktoré rozložia bunkové stenybaktérií.Ak sa mikroorganizmus dostane cez túto obrannú líniu,nastúpi zí<strong>sk</strong>aný imunitný systém so svojimi T-lymfocytmia B-lymfocytmi. Tieto bunky hrajú dôležitú úlohu pri zabíjaníinfikovaných buniek a pri vytváraní protilátok. Aj keďtáto reakcia organizmu prichádza ne<strong>sk</strong>ôr, je oveľa účinnejšiaa dokáže úplne odstrániť mikroorganizmy, ktoré ešte ostaliv tele.Zí<strong>sk</strong>aná imunita zí<strong>sk</strong>ala svoje pomenovanie na základetoho, že sa postupne vyvíja počas celého života jednotlivca.Keď je naše telo infikované nejakým mikroorganizmom, <strong>sk</strong>upinyT-lymfocytov sú vyškolené a vytrénované na útok vočibunkám, ktoré sú ním infikované, alebo systém stimulujeB-lymfocyty, ktoré začnú tvoriť protilátky. Po infekcii ostávaniekoľko týchto T-lymfocytov a B-lymfocytov žiť v teleako pamäťové bunky. Pri nasledujúcej infekcii tak umožnianášmu telu a imunitnému systému zmobilizovať imunitnúodpoveď oveľa rýchlejšie a s väčšou silou. Tento mechanizmuswe can je vaccinate aj podstatou individuals against toho, future ako infections. môžeme jedincov očkovať protibudúcim Nobelpriset chorobám. i Fysiologi eller Medicin 2011Z dvojice imunitných systémov sa počas evolúcie ako prvý© 2011 Nobelkommittéen för Fysiologi eller Medicin Nobelpriset® och Nobelmedaljen® är Nobelstiftelsens registrerade varumärken.vyvinul prirodzený imunitný systém. Množstvo jednoduchýchživočíšnych druhov, ako napríklad hmyz a červy, majúvyvinutý len tento typ obrany. Pre vedu je však prirodzenýimunitný systém „novým“ druhom obrany. Do pozornostivedcov a ich bádania sa dostal len približne pred dvadsiatimirokmi.Jednou z najväčších záhad bolo, ako sa imunitný systémaktivuje, keď príde do kontaktu s mikroorganizmami. Množstvovedcov bolo presvedčených, že bunky prirodzenéhoimunitného systému nedokážu rozlišovať rôzne typy útočníkov,a tak odpoveď organizmu nie je spúšťaná žiadnymšpecifickým činiteľom. Táto teória bola známa pod názvom„nešpecifický imunitný systém“. Jules Hoffmann vyvrátiltento názor v roku 1996, keď zverejnil výsledky svojho vý<strong>sk</strong>umutýkajúceho sa imunitného obranného systému muškyoctomilky (Drosophila melanogaster). Zaujímal sa v ňom,ako octomilka prekonáva infekcie. Študoval preto muškyThe fruit fly’s hidden sensorss mutáciami v rôznych génoch vrátane jedného nazývanéhoToll, o ktorom sa vedelo, že súvisí s embryonálnym vývinom.Tento gén objavila Christiane Nüsslein-Volhard, ktorá zí<strong>sk</strong>ala20 Nobelovu years ago. cenu v roku 1995. Hovorí sa, že toto pomenovanievzniklo, keď uvidela smiešne vyzerajúcu mušku a vykríkla„das war toll“ – „je to výnimočné, neobyčajné“.Keď Hoffmann a jeho spolupracovníci vystavili mušky sozmutovaným génom Toll plesňovej infekcii, uhynuli, zatiaľhis discoveries concerning the immune defence system of the fruit fly.čo ostatné mušky dokázali infekcii odolať. Tento gén bol ne-Of the two lines of defence, the innate immune system was the first to develop during evolution. Many primitiveanimal species, such as insects and worms, have only this older type of defence. For science, however, theinnate immune system is the “new” line of defence. It started to come under research scrutiny in earnest justOne of the biggest puzzles was how this immune system is activated when it comes in contact withmicroorganisms. Many scientists were convinced that the cells in the innate defense was unable to differentiatebetween various types of attackers, and that the response was not triggered by any specific factor. It wasThe adaptive immune system got its name from the fact that it develops successively over an entire lifetime.therefore known as the “non-specific immune system”. Jules Hoffmann finally refuted this view in 1996, withWhen we have an infection, groups of T-cells are trained to attack cells that are infected with that specificmicroorganism, or to stimulate B-cells to produce antibodies. After the infection a few of those T-cells andB-cells live on in the body as memory cells. They enable our bodies to mobilise the immune defence moreHe was interested in how fruit flies overcome infections so he studied flies with mutations in various genes,quickly and powerfully the next time same microorganism attacks. This is the mechanism that explains howincluding the one named Toll, known to be involved in embryonic development.pochybne rozhodujúci pre správnu funkciu imunitného systémua Jules Hoffmann z toho usúdil, že kóduje receptor, ktorýrozpoznáva mikroorganizmy a aktivuje prirodzený imunitnýsystém.1Prirodzená Medfödd Innate immunity immunitet imunitasnabb rýchla fastimpedesbromsarinfectioninfektionbráni infekciiinget minneno nemá memory pamäť2Förvärvad Adaptive Zí<strong>sk</strong>aná immunity immunitet imunitalångsammare pomalšia slowerstopparstopsinfektionzastavuje infection infekciuminnemá memory pamäťPo The Immunsystemetinfekcii immune patogénnymi system organizmami, ako sú baktérie, vírusy, hubyNär vi infekteras av sjukdomsframkallande mikroorganismer som bakterier, virus, svampar och parasiter, aktiverasa parazity,immunsystemet.jeDetaktivovanýförlöper i två steg:nášförstimunitnýbromsar det medföddasystémimmunförsvaretv dvochinfektionen,krokoch.sedanNajprveliminerasimmune bakteriersa aktivuje system och virus eliminates av det förvärvadeprirodzený the bacteria immunförsvaret.imunitný and viruses. systém, ktorý zablokuje infekciu,potom sa aktivuje zí<strong>sk</strong>aný imunitný systém, ktorý odstráni baktériea vírusy, ktoré ostali v našom tele.When we become infected by pathogenic microorganisms such as bacteria, viruses, fungi, and parasites, our immunesystem is activated. This is a two step process: first the innate immune system blocks the infection; then the adaptiveWe now have detailed knowledge about how our immune defence – particularly the adaptive immune system –combats microorganisms. Discoveries that clarified how antibodies are constructed and how T-cells recognise One of Jules Hoffmann’s fruit flies has fallen victim to a fungal infection because it lacks a functional Toll receptor.Vedeli sme podrobne, ako náš imunitný systém – najmäzí<strong>sk</strong>aný alien compounds imunitný have previously systém been awarded – bojuje Nobel Prizes. s mikroorganizmami. Zaobjavy, ktoré objasnili, ako vznikajú protilátky a ako T-lymfocytyrozpoznávajú cudzie látky v tele, boli už v minulostiudelené Mikroorganism Nobelove ceny. Ale ako to všetko začína, ostávalosystem uses to recognise and attack invaders.záhadou. Nikto nedokázal vysvetliť, ako sa prirodzený imunitnýsystém aktivuje, keďTLRdo tela vniknú mikroorganizmy,Dendritcellani to, ako tieto dva druhy obranyschopnosti navzájom komunikujú.Bolo potrebných niekoľko ďalších objavov nositeľovNobelových cien, aby odhalili, aké triky používa imu-Medfödd systém immunitet na to, aby odhalil útočníkov.2 Förvärvad 1nitný immunitetBut how it all begins remained enigmatic. No-one had been able to explain how the innate immune systemis activated when microorganisms invade the body, or how the two lines of defence communicate T lymfocyter with eachother. Several more discoveries of Nobel Prize stature were needed to reveal what stratagems the immuneKomponenter från mikroorganismer binder till Toll-likareceptorer som finns på de flesta av kroppens celler.Detta leder till en aktivering av det medföddaThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 2011 • http://nobelprize.org Page: 2(8)Skryté immunförsvaret senzory och effekten mušky blir inflammation octomilkyochnedbrytning av de angripande mikroorganismerna.Dendritceller känner av främmande mikroorganismeroch aktiverar T-lymfocyter. Detta leder till en ka<strong>sk</strong>ad avförvärvade immunreaktioner, och bland annat bildasantikroppar och mördarceller.14Illustration: Mattias KarlénJedna z mušiek Julesa Hoffmanna sa stala obeťou plesňovej infekcie,pretože jej chýbal funkčný Toll receptorSenzory majú aj myši a ľudiaThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 2011 • http://nobelprize.org Page: 3(8)Objav receptorov prirodzeného imunitného systému bol veľmivýznamným prelomom v tejto oblasti vý<strong>sk</strong>umu. Ale fungujeto rovnako aj u cicavcov? Odpoveď podal o dva rokyBruce Beutler. Jeho objav bol výsledkom mnohoročného vý<strong>sk</strong>umu,ktorý bol však zameraný úplne iným smerom. BruceBeutler a jeho kolegovia boli odhodlaní identifikovať mechanizmus,ktorý stojí za tzv. septickým šokom, špeciálnymtypom otravy krvi, ktorý si vyžiada množstvo obetí každýrok. Septický šok vzniká, keď imunitný systém reaguje nazlúčeninu, ktorá sa nazýva lipopolysacharid (LPS), ktorá sanachádza vo vonkajších membránach niektorých patogén-Cell. 1996
BiológiaMedfödd immunitetFörvärvad immunitetnych baktérií. V malých množstvách LPS vyvoláva ochrannúsnabblångsammareimunitnú reakciu, ale jeho veľké množstvá bromsar môžu zapríčiniť infektionstoppar infektionohrozenie života prehnanou reakciou prirodzeného inget imunitnéhosystému.minneminneVýzvou, pred ktorou stál Bruce Beutler a jeho vý<strong>sk</strong>umnýmmals and tím, insects bolo thus objasniť use the mechanizmus, same molecules to prostredníctvom detect invading microorganisms ktorého and mobilise theune defence’s LPS counterattack. spúšťa reakciu These imunitného discoveries sparked systému. off explosive Jeho hypotézou development in the field of researchbolo, že telo musí mať špecifický receptor, ktorý je aktivovanýLPS. Otázkou ostávalo už len to, ktorý konkrétny receptorinnate immunity.to je.date, about a dozen Toll-like receptors have been identified in humans and mice. Each of these receptorsBeutler systematicky <strong>sk</strong>úmal genofond myší, ktoré stratiliognises a distinct type of molecule commonly found in the microorganisms that cause disease. Individualsschopnosť Immunsystemetreagovať na LPS. Na vlastné prekvapenie zistil,h certain mutations in these receptors are unusually susceptible to infections; other mutations conferže majú mutáciu v géne, ktorý je veľmi podobný génu Tollreased ri<strong>sk</strong> of chronic När vi inflammatory infekteras diseases. av sjukdomsframkallande mikroorganismer som bakterier, virus, svampar och parasiter, aktiverasmušky octomilky. Tento Toll-like receptor (TLR) sa stal týmimmunsystemet. Det förlöper i två steg: först bromsar det medfödda immunförsvaret infektionen, sedan eliminerasreceptorom, ktorý všetci hľadali. Keď sa na tento receptor naviažeLPS, receptor vyšle signály, ktoré podnietia prirodzenýbakterier och virus av det förvärvade immunförsvaret.imunitný systém na začatie imunitnej zápalovej reakcie, čoThe dendriticmôže pri veľkých dávkach LPS vyvolať septický šok.Dendritické cell was bunky first isolated boli naj<strong>sk</strong>ôr from mouse izolované spleen. z myšacej slezinyCicavce a hmyz takto používajú rovnaké molekuly na zisťovaniepatogénov a mobilizovanie obranného protiútoku. pokusov napokon presvedčil vedeckú obec, že dendritic-Steinman sa držal svojho záveru a prostredníctvom množstvaTieto objavy znamenali veľký rozvoj bádania v oblasti vý<strong>sk</strong>umuprirodzenej imunity.a teda aj v imunite.ké bunky hrajú kľúčovú úlohu pri stimulácii T-lymfocytov,The adaptive immune system’s coordinatorV súčasnosti je u ľudí a myší identifikovaných približne Vďaka objavom Ralpha Steinmana sme zistili, že dendritickébunky sú špecializované na cudzie mikroorganizmy.Early in the 1970s, Ralph Steinman was trying to comprehend how T-cells are activated – the cells thdvanásť Toll-like receptorov. Každý z týchto receptorov rozpoznávaodlišné typy molekúl, ktoré sa zvyčajne nachádzajú Taktiež vieme veľa o tom, ako pracujú – tieto vedomostiexecute many of the ta<strong>sk</strong>s within the adaptive immune system. He managed to isolate a new type of cfrom mouse spleenv mikroorganizmoch, ktoré môžu spôsobovať choroby. Jedincis určitými mutáciami v týchto receptoroch sú nezvyčaj-Nachádzajú that sa the vo dendritic väčšine cell tkanív is able v to našom direct the tele. immune Keď objavia system’s T-cells, thmámeand namedhlavneit dendriticvďakacellvýsledkombecause ofSteinmanovhoits tree-like shapevý<strong>sk</strong>umu.(Greek dendros = treHe subsequently demonstratedacting as a coordinatorne citliví na infekcie, iné mutácie spôsobujú zvýšené riziko cudzí for mikroorganizmus, the immune system. špecificky sa aktivujú, pohltia hochronických zápalových ochorení.a prenesú do lymfatických uzlín. Tam sa obratom aktivujúlymfocyty, the scientific ktoré community sa rozmnožia accepted his a results. potom It sa was T vo lymfocyterknown veľkých that T-cells needIt was some time beforehelp from other cells množstvách to be triggered vydajú and mount do tela an attack hľadať on cudzorodé an invading pathogen. mikroorganizmy.these cells had already been identified as macrophages. Ralph Steinman held firmBut accordingMikroorganizmusMicroorganismMikroorganismmany researchers,his conclusion and through Ne<strong>sk</strong>orší a long vý<strong>sk</strong>um series of odhalil, experiments že dendritické eventually managed bunky dokážu to convince nie-thlen cells aktivovať played a key T-lymfocyty, role in stimulating ale taktiež T-cells aj and utlmiť thus in ich immune aktivitu. defence.scientiworld that dendriticTLRTo pomáha imunitnému systému pri dosahovaní jeho neuve-TLR riteľného rovnovážneho stavu – bojovať proti nebezpečnýmpatogénom, keď Dendritcell je to potrebné, ale ponechať vlastné telovébunky nepoškodené. Dnes už taktiež vieme, že aktivita dendritickýchbuniek je výrazne ovplyvnená vzruchmi z Toll-likereceptorov – v tomto prípade slúžia ako prepojenie medziprirodzenou a zí<strong>sk</strong>anou imunitou.Časti pochádzajúce z mikroorganizmu sa viažu na Toll-like receptory,ktoré sa nachádzajú v bunkách v našom teleVakcíny budúcnosti1Medfödd immunitetComponents originating from microorganisms bind to Toll-like receptors that are present on many of the The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2011 • http://nobelprize.orgcells in the body.Riadenie Komponenter špecifického från mikroorganismer imunitného systému binder till Toll-likareceptorer som finns på de flesta av kroppens celler.Začiatkom Detta leder sedemdesiatych till en aktivering rokov av sa det Ralph medfödda Steinman pokúšalpochopiť, immunförsvaret ako sa och aktivujú effekten T-lymfocyty blir inflammation – bunky, och ktorévykonávajú nedbrytning množstvo av de úloh angripande v rámci mikroorganismerna.špecifického imunitnéhosystému. Podarilo sa mu izolovať nový typ buniek z myšacejsleziny a nazval ich dendritické bunky, pretože mali tvarpodobný stromu (z gréckeho dendros – strom). Potom ukázal,že dendritické bunky sú schopné smerovať T-lymfocytyimunitného systému, takže vystupujú ako koordinátor imunitnéhosystému.Bolo to krátko predtým, než vedecká komunita akceptovalajeho výsledky. Bolo známe, že T-lymfocyty potrebujúpomoc iných buniek, aby boli spustené a mohli byť nasadenéna invázne patogénny. Ale vzhľadom na výsledky mnohýchvedcov boli tieto bunky identifikované ako makrofágy. RalphObjavy, ktoré Dendritceller urobili Bruce känner Beutler, av främmande Jules Hoffmann mikroorganismer a RalphSteinman, och nám aktiverar umožnili T-lymfocyter. nový pohľad Detta na to, leder ako funguje till en ka<strong>sk</strong>ad naša avimunita. Tieto förvärvade vedomosti immunreaktioner, majú veľký potenciál och bland viesť annat k lepšej bildasa účinnejšej antikroppar liečbe ochorení mördarceller. rôznymi cestami. Jednou z nichsú lepšie a bezpečnejšie očkovacie látky proti mikroorganizmom,vakcíny, ktoré dokážu kontrolovať schopnosti Toll-likereceptorov a dendritických buniek aktivovať imunologickúreakciu organizmu. Vývoj vakcín a imunoterapie Illustration: Mattias proti Karlén rakovineje ďalšou dôležitou oblasťou vý<strong>sk</strong>umu, ktorá vzišlaz týchto objavov. Pomohli nám taktiež pochopiť, prečo občasrobí imunitný systém chyby a útočí na svoje vlastné tkanivá,a tak nám po<strong>sk</strong>ytuje stopy k tomu, ako liečiť chronickézápalové choroby.The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2011 • http://nobelprize.org Page: 5(8)© 2011 Nobelkommittéen för Fysiologi eller Medicin Nobelpriset® och Nobelmedaljen® är Nobelstiftelsens registrerade varumärken.122Förvärvad immunitetMartin HriňákZdroj: nobelprize.org15J. Exp.Med., 1973