58277 (Нобелевские лауреаты в иммунологии), страница 5

В следующем году Тейлер доказал, что мыши, которым привили желтую лихорадку введением сыворотки больных людей или обезьян, приобретают устойчивость к возбудителю. Тейлер также установил, что возбудитель, перевитый от одной мыши к другой, становится настолько ослабленным, что им уже можно прививать обезьян, делая их, таким образом, невосприимчивыми к болезни. Тейлер использовал для этого вирулентный (заразный) для макак-резусов штамм вируса, выделенный в Дакаре, Французская Западная Африка, Мати, Селляром и Легре. В результате прививки у мышей развивался энцефаломиелит (воспаление головного и спинного мозга). Селляр, Ллойд и Пенна показали, что этот вирус обладает выраженной нейротропностью, то есть поражает только нервную систему, но не затрагивает внутренние органы животного. Успешная проверка прививки па людях была произведена Селляром и Летре в 1932 году. Разработанная ими вакцина получила название французской.

Эта вакцина все еще считалась небезопасной для людей, что привело Тейлера и его сотрудников Ллойда, Смита и Риччи к попытке создать более безопасную вакцину. После 89-го пассажа вируса Asibi они получили мутантный штамм, названный штаммом 17D. Eго нейротропность была значительно ниже: при введении в мозг обезьян он вызывал менее тяжелые формы энцефалита, не приводящие, как правило, к смерти животных.

Тейлер также создал тест на наличие иммунитета к желтой лихорадке: сыворотку крови исследуемого человека вводили мышам, и после -этого их заражали вирусом. Отсутствие заражения свидетельствовало о наличии в крови человека антител к возбудителю.

Вакцину 17D в течение трех лет (1937-1940) испытывали в Бразилии. Рокфеллеровский институт разослал миллионы доз вакцины, которой было привито более 100 млн. человек.

Пельтье с сотрудниками в 1939 году разработали методику прививания желтой лихорадки путем скарификации (небольшого надреза) кожи, то есть так же, как это делали уже давно, прививая оспу. Это существенно упростило массовую вакцинацию, что позволило французам подвергнуть ей в своих африканских колониях 20 млн. человек без каких-либо серьезных осложнений.

Сойер, Китчен и Ллойд разработали методику иммунизации для всех, работающих с вирусом желтой лихорадки, после чего случаи заражения в лабораториях прекратились.

Желтая лихорадка из-за своей высокой контагиозности (заразности) и частоте смертельных исходов была отнесена (наравне с чумой и оспой) к числу особо опасных инфекций.

Всемирная организация здравоохранения разработала правила обязательной вакцинации пассажиров, путешествующих через страны, где распространена желтая лихорадка. Открытие Тейлора позволило ускорить освоение тропических территорий. Непривитые лица, побывавшие в районе эпидемии желтой лихорадки, подвергаются строгому карантину. Открытие Тейлера позволило держать под контролем распространение этой болезни, спасло жизнь и сохранило здоровье многим миллионам людей. Представляя лауреата, председатель Нобелевского комитета профессор X. Бергстра сказал, что хотя идея, положенная в основу работы Тейлера, известна чуть ли не со времен Дженнера, открытие Тейлера дает надежду на обуздание, других вирусных инфекций, и потому Тейлер оказал услугу человечеству, что сделал именно то, что Альфред Нобель определил в качестве критерия для награждения премией его имени.

Именем Тейлера назван эпидемический вирусный энцефаломиелит мышей, вспышка которого в лаборатории может полностью уничтожить всех лабораторных мышей - болеть Тейлера. Имя Тейлера сохранилось также в названии «вируса Тейлера, вызывающего эту болезнь.

Глава 8. 1957 Даниель Бове (1907)

Формулировка нобелевского комитета: «за открытия, касающиеся синтетических соединений, которые подавляют действия некоторых веществ организма и особенно их действие на сосудистую систему и скелетные мышцы».

Разработка фармакологических средств, действующих на передачу возбуждения в синапсах автономной (вегетативной) нервной системы, которая регулирует работу главным образом внутренних органов, была начата в парижской лаборатории учителя Бове химика Эрнеста Фурно. Именно на этом направлении Бове решил применить увлекшую его идею конкурентных отношений между физиологическими регуляторами и их аналогами - потенциальными лекарствами. Ему удалось синтезирован, вещества, структурно подобные важнейшим эндогенным регуляторам - нейротрансмиттерам ацетилхолину и норадреналину, гормону адреналину, а также к местному гормону серотонину. Новые вещества действовали как конкуренты или блокаторы эндогенных регуляторов. В этих работах, проводившихся в Высшем институте здоровья в Италии, участвовали, кроме самого Вове, химики Марини-Беттоло и Чиаварелли, также фармакологи Филомена Нитти, Лонго и Гварино. Они выявили некоторое структурное сходство между молекулами адреналина и некоторых вызывающих те же эфекты симпатомиметиков таких как амфетамин, с одной стороны и алкалоидами спорыньи, например, амидом лизергиновой кислоты, с другой. У некоторых производных алкалоидов спорыньи было обнаружено, наоборот, симпатолитическо, например, сосудорасширяющее действие. Это навело Бове и его коллег на мысль о возможности синтезирования ряда структурно родственных веществ, в которых симпатомиметические свойства постепенно снижались бы, а симпатолитические - также постепенно увеличивались, что и было сделано.

Бове и его коллеги синтезировали более 400 курареподобных веществ и создали препарат галламин (коммерческое название — флакседил).

Поиски антагонистов еще одного местного гормона гистамина были начатые лаборатории Фурно в 1937 году. Первый активный препарат, антегран, был получен в 1939 году. Его антиаллергическое действие отвечало запросам медицины и сразу же сделало разработку данного направления в высшей степени перспективным.

Бове считал, что антигистаминные средства могут быть найдены среди веществ, сходных по структуре либо с симпатолитиками, либо с симпатолитиками и парасимпатолитиками одновременно, либо, наконец, с самим гистамином. Оправдались все три предположения [1].

Бове говорил, что примененный им подход дал фармакологам в руки нить Ариадны и избавил их «от блужданий в лабиринте физиологических эффектов и химических структур».

Бове инициировал создание антагонистов биогенных аминов, которые стали важнейшими средствами лечения гипертензии, нервных и психических расстройств а также множества других нарушений гуморальной и нервной регуляции. Например, холинолитики были применены для снятия колик (болезненных спазмов гладких мышц) внутренних органов, расширения зрачка для подробного исследования дефектов зрения и мн. др.

После первых успехов Бове и его коллег разработкой антигистаминных препаратов занялось сразу несколько исследовательских групп. Вскоре к ним присоединились еще 500 химиков, которые в совокупности менее чем за 10 лет синтезировали примерно 5000 антигистаминных препаратов.

Антигистаминные средства широко применяются для лечения аллергий, например, астмы и сенной лихорадки. Производные фенотиазина, первоначально синтезированные в качестве антигистаминных средств, позднее применялись при лечении болезни Паркинсона и шизофрении.

Глава 9. 1960 Френк Макфалейн Бернет (1899-1985) и Питер Брайн Медавар (1915-1987)

Формулировка нобелевского комитета: «за открытие приобретенной иммунологической толерантности».

Френк Макфалейн Бернет

Вклад Бёрнета был результатом, главным образом, его теоретических разработок. Он первым обратил внимание на то, что организм каждого позвоночного животного обладает способностью отличать собственные ткани от чужих и именно поэтому он не отвечает иммунной реакцией на антигены собственного тела. С точки зрения Бёрнета выработка искусственной иммунологической толерантности в опытах Оуэна являлась простым расширением «списка собственных антигенов организма» путем внесения в нее информации о чужих антигенах.

Белок или другая макромолекула несет антигенную информацию потому, что содержит в своем составе химические конфигурации (антигенные детерминанты), отличные от любых конфигураций в аналогичных молекулах другого организма. Были получены данные о том, что каждая антигенная детерминанта, подобно активному центру антитела, имеет маленькую площадь (примерно 1 - 2 нм²) и, чтобы быть активной, она должна быть частью соответствующей молекулы-носителя. На поверхности молекулы могло находиться несколько сотен паттернов, образованных узлами из 3-5 аминокислотных остатков, и каждый из них мог бы играть роль детерминанты. Большая часть потенциальных детерминант донора не отличается от таковых хозяина и потому - инертна.

Сенгер - (Нобелевская премия по химии за 1958 и 1980 годы) обнаружил, что молекулы инсулина у разных видов позвоночных различаются тремя аминокислотными остатками. Поскольку введение бычьего инсулина человеку вызывает у него иммунную реакцию. Бернет предположил, что антигенная информация должна быть сосредоточена в очень небольшой части молекулы.

Где же хранилась эта информация? Ерне (Нобелевская премия 1984 года) преполагал, что в глобулинах (белках плазмы крови). Вернет и Д. У. Толмэдж предпочитали видеть хранителей памяти в лимфоидных клетках (некоторых белых клетках крови и родственных им образованиях). Предполагалось также существование клеточных рецепторов, способных, подобно антителам, связываться с антигенной детерминантой и в результате активировать иммунную реакцию. Количество и доступность таких рецепторов определяли силу иммунной реакции.

Бёрнет создал методику выращивания вирусов in vitro на клетках куриных эмбрионов, которая была лучшей до тех пор, пока Эндерс (Нобелевская премия 1954 года) не предложил свою. Опыты Бёрнета с выращиванием вирусов в клетках куриных эмбрионов показали, что эти клетки не вырабатывают антител против вирусов, из чего он сделал вывод о том, что условием возникновения иммунологической толерантности является встреча иммунной системы с антигеном на ранней стадии развития организма [1].

Достижения Бёрнета окончательно опровергли инструктивную интерпретацию теории иммунитета и утвердили торжество селекционной интерпретации.

Питер Брайн Медавар

Вклад Медавара заключался в получении им ценнейших экспериментальных данных. Через несколько лет после Оуэна Медавар и Руперт Э. Биллинхем изучали телят - дизиготных близнецов, то есть близнецов, родившихся из двух оплодотворенных яйцеклеток и потому обладающих неодинаковыми наборами генетической информации. При этом они вовсе не стремились открыть один из основных законов иммунологии, а просто выполняли задание Г. П. Дональда - разработать методику, с помощью которой можно было бы надежно отличать дизиготных близнецов от монозиготных, (то есть родившим из одного оплодотворенного яйца). Медавар и Биллингэм пересаживали лоскуты кожи от одного теленка-близнеца другому и обнаружили, что у большей части близнецов трансплантаты (пересаживаемые ткани) прекрасно приживаются. Это происходило и у моно-, и у дизиготных пар, так что Медавар и Биллингэм задания не выполнили - теста не создали. Зато они заметили очевидную аналогию с феноменом Оуэна и сделали то, что отличает великое открытие от результатов рутинной исследовательской работы: они поняли, что открыли способ сделать так, чтобы взрослое животное (называемое хозяином) принимало без отторжения трансплантат от другого животного (донора), принадлежащего к тому же биологическому виду, Для этого сразу же после рождения хозяина надо пересадить ему небольшой фрагмент ткани донора, и в результате в течение всей своей жизни хозяин будет способен принимать от донора любые трансплантаты как свои собственные ткани, без реакции отторжения. Элемент везения здесь тоже присутствовал: химеризм чаще встречается у крупного рогатого скота, чем, например, у овец.

На основании результатов своих исследований на мышах Медавар сформулировал следующие выводы:

1. После пересадки адаптация происходит не в трансплантате, а в организме хозяина, так антигенные свойства трансплантата сохраняются. Клетки-потомки клеток трансплантата при введении их интактному взрослому животному вызывают иммунную реакцию.

2. Состояние иммунологической толерантности, то есть способности принимать; трансплантат без отторжения, специфично: хозяин, толерантный к трансплантатам от донора, по-прежнему отторгает трансплантаты от всех других доноров.

3. Толерантность неизбирательна: хозяин, принявший один трансплантат от донора, примет от него и все другие трансплантаты. Таким образом, разные ткани одного

организма не различаются антигенами, определяющими реакцию отторжения.

Однажды выработанную иммунологическую толерантность можно и ликвидировать. Для поддержания полной толерантности антигены трансплантата должны постоянно присутствовать в организме хозяина, хотя бы в крайне низких количествах.

Толерантность градуальна, то есть не подчиняется правилу «все или ничего». Можно получить любую степень от ослабленного иммунного ответа до полной толерантности.

Все указывало на то, что изменения, приводящие к толерантности, происходят не на периферическом уровне, но в центральном механизме иммунной защиты.

Медавар, Биллингзм и Лесли Брент опубликовали результаты своих экспериментов в 1953 году и, таким образом, подтвердили теоретические построения Бёрнета. Примерно в то же время дополнительное подтверждение было получено Н. Гашеком в Чехословакии, хотя он и исходил из неверных теоретических предпосылок. Бёрнет и Ф. И. Феннер включили феномен толерантности в новую теорию иммунологии.

Глава 10. 1972 Родни Р. Портер (1917-1985) и Джеральд М.Эдельман (1929)

Формулировка нобелевского комитета: «за открытия, касающиеся химической структуры антител».

Портер поставил себе задачу найти те части молекулы, которые ответственны за способность антитела специфически связываться именно с тем антигеном, против которого они выработаны. Он нашел, что это действительно могло быть сделано при помощи протеолитического (расщепляющего белки) фермента папаина. По некоторым причинам у него была уверенность, что антитело должно иметь два идентичных сайта связывания. Расщепив молекулу антитела, Портер получил два одинаковых малых Fab-фрагмента и один непарный большой Fc-фрагмент. Портер обнаружил, что Fab-фрагменты сохраняют способность связывания с антигеном, а Fc-фрагмент таким свойством не обладает. Поначалу Портер считал, что молекула антитела представляет собой линейную цепочку из примерно 1300 аминокислотных остатков.

Эдельман исходил из предположения, что если уж молекула инсулина, имеющая в своем составе только 51 аминокислотный остаток, состоит из двух цепей, то