Amerykanin Bruce Beutler, Francuz Jules Hoffmann oraz pochodzący z Kanady Ralph Steinman zostali laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii 2011 za odkrycia dotyczące funkcjonowania układu odpornościowego.
Z pewnością Czytelnicy zetknęli się już z pojęciami takimi jak „układ immunologiczny”, „układ odpornościowy”, czy komórki dendrytyczne. Są to zagadnienia znane od lat. Dlaczego więc w roku 2011 za te od dawna znane zagadnienia ktoś zostaje uhonorowany najwyższą nagrodą?
Otóż nagroda Nobla, to nie rozdanie Oskarów. Do wyścigu nie stają dzieła wygenerowane w ostatnim roku, lecz sprawdzone odkrycia, które wraz z upływem czasu dowiodły swej przydatności i zasadności zastosowania. Szczególne tak mają się sprawy w dziedzinie medycyny.
Niech zatem nie dziwi nas, że trzech uczonych otrzymało nagrodę za odkrycia, których dokonali w latach od 1973 (dr Ralph Steinman odkrył komórki dendrytyczne na Uniwersytecie Rockefellera. Ukazał się wówczas artykułu, w którym po raz pierwszy został użyty termin „komórka dendrytyczna”, co zapoczątkowało szereg badań nad wykorzystaniem tych komórek w różnych rodzajach terapii.) do lat 90-tych XX wieku.
Tegoroczni laureaci dokonali odkryć dotyczących działania ludzkiego układu odpornościowego. Bruce Beutler i Jules Hoffmann odkryli jak działa „wrodzony układ odpornościowy”, jakie białka receptorowe go uruchamiają. Stanowi on „forpocztę” układu immunologicznego, kiedy bakterie i wirusy pokonają już bariery fizyczne, chemiczne i biologiczne organizmu. Jest to błyskawiczna reakcja nie nakierowana jednak na niszczenie określonych drobnoustrojów. Dzięki niej jednak nie umieramy natychmiast po urodzeniu, kiedy to wnikają do naszego organizmu pierwsze patogeny.
Ralph Steinman odkrył komórki dendrytyczne, pełniące rolę drugiej linii obrony immunologicznej w „adaptacyjnym układzie odpornościowym”. Odporność ta wytwarza się po kontakcie organizmu z czynnikiem chorobotwórczym i eliminuje go, zapamiętując jednocześnie, aby uruchomić reakcję immunologiczną natychmiast po ponownym ataku podobnego czynnika chorobotwórczego.
Odporność wrodzona (lub inaczej pierwotna) i adaptacyjna funkcjonuje dzięki umiejętności rozróżniania przez układ immunologiczny własnych molekuł od obcych - antygenów. Są to białka i substancje chemiczne wywołujące przeciwko sobie odpowiedź immunologiczną w organizmie, do którego próbują przeniknąć. Ponieważ organizm wytwarza przeciwko nim „dopasowane” do nich przeciwciała, to antygeny nazywane są „antibody generator”. Pierwszym objawem wniknięcia patogenu do organizmu jest reakcja obronna układu immunologicznego w postaci kaszlu, czy kataru.
Jeśli mimo to, organizmowi nie udaje się pozbyć patogenów, wkraczają do akcji komórki związane z wrodzonym układem odpornościowym. Jak już wiemy, nie zapamiętują one patogenów, z którymi walczy organizm, i nie wywołują długotrwałej odpowiedzi.
Wtedy to, komórki dendrytyczne przechwytują patogen, przenoszą do węzłów chłonnych i niejako „zapoznają” układ odpornościowy z nowym antygenem. Komórki dendrytyczne przypominają kształtem komórki nerwowe, ponieważ mają wiele wypustek, tzw. dendrytów, i właśnie stąd pochodzi ich nazwa.
Komórki dendrytyczne o „rozgałęzionym” wyglądzie występują w całym organizmie, w różnych tkankach i narządach, szczególnie w skórze i we krwi. Dlatego mogą szybko przechwycić czynniki chorobotwórcze, rozpoznając znajdujące się na ich powierzchni antygeny. W węzłach chłonnych aktywizują wówczas limfocyty, komórki odpornościowe zawierające informację o komórkach własnego organizmu. Limfocyty B wydzielają immunoglobuliny, przeciwciała, których zadaniem jest eliminowanie substancji nieswoistych dla organizmu. Limfocyty T, które są głównie uruchamiane przez komórki dendrytyczne, wspomagają wówczas limfocyty B w wytwarzaniu przeciwciał i niszczeniu obcej substancji.
Są różne rodzaje komórek dendrytycznych. Jednymi z najlepiej zbadanych są tzw. komórki Langerhansa (po raz pierwszy opisane w 1868 r. przez Paula Langerhansa, choć oczywiście nie były wtedy jeszcze nazywane dendrytycznymi) Występują one w skórze, błonach śluzowych i narządach limfatycznych. Chronią przed patogenami, ale uczestniczą też w reakcjach alergicznych, gdy organizm traci zdolność tolerancji dla obcych substancji (np. wdychanych lub spożywanych). Mogą również spowodować odrzucenie przeszczepu. W latach 80. XX w. odkryto też komórki dendrytyczne krwi obwodowej, mało jeszcze poznane. Występują także tzw. splatające się komórki dendrytyczne i komórki dendrytyczne grudki.
Układ odpornościowy ma za zadanie eliminację groźnych dla organizmu czynników chorobotwórczych. Usuwane są również uszkodzone, chore i martwe komórki własnego organizmu, lub takie, które mogą być zalążkiem komórek nowotworowych. Pamięć immunologiczna układu odpornościowego leży u podstaw stosowania szczepień ochronnych. Do organizmu wprowadza się unieszkodliwione drobnoustroje lub ich białka, co wywołuje reakcję odpornościową na dany patogen. Dzięki temu po jednorazowym kontakcie z drobnoustrojem wytwarza się przeciwko niemu reakcja odpornościowa.
Zdaniem dr. hab. Sergiusza Markowicza, odkrycia tegorocznych noblistów są tym ważniejsze, że używając substancji, które pobudzają odporność wrodzoną, można wzmacniać również odpowiedź nabytą. „Przyszłością medycyny jest sterowanie oboma ramionami odpowiedzi immunologicznej” – powiedział.
Bruce Beutler urodził się 29 grudnia 1957 roku w Chicago. Jest amerykańskim lekarzem, naukowcem specjalizującym się w immunologii i cytologii. Urodził się jako jedno z czworga dzieci w rodzinie znanego hematologa i genetyka Ernesta Beutlera (1928-2008), którego rodzice musieli uciekać z Niemiec po przyjęciu Ustaw Norymberskich (między innymi „ o ochronie krwi niemieckiej i niemieckiej czci”) i osiedli w Milwaukee. Babka Bruce Beutlera ze strony ojca Kathe Beutler, z domu Italiener (1896-1999) była prywatną lekarką dzieci Johanny Marii Magdaleny Goebbels żony ministra propagandy, kanclerza Josepha Goebbelsa, zagorzałej zwolenniczki Adolfa Hitlera, która w końcowym okresie wojny w otoczonym Berlinie popełniła wraz z mężem samobójstwo, zabijając wcześniej sześcioro swoich dzieci. Mąż Kathe Italiener – Alfred Dawid Beutler także był lekarzem.
Rodzice matki Brucea Beutlera, dziennikarki Brondelle May Fleisher emigrowali do USA z Ukrainy. Brondelle May Fleisher wyszła za mąż za Ernesta Beutlera w 1950 roku.
Sam Bruce Beutler uzyskał na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego w 1976 roku licencjat, a w 1981 roku na Uniwersytecie Chicagowskim obronił doktorat z medycyny. Od 1981 do 1983 roku odbywał praktykę medyczną w University of Texas Southwestern Medical Center w Dallas. Od 1983 do 1985 roku był stypendystą Uniwersytetu Rockefellera (nazywanego wcześniej Instytutem Badań Medycznych Rockefellera) w Nowym Jorku, a w 1985 roku zajął stanowisko asystenta na tym uniwersytecie. W 1986 roku wrócił na Uniwersytet do Dallas, gdzie objął stanowisko asystenta na wydziale Medycyny Narządów Wewnętrznych. W 1996 roku otrzymał tytuł profesorski. Poza tym w latach 1986-1991 był asystentem naukowym w Instytucie Medycznym Howarda Hughesa, na którym otrzymał w 1991 roku stanowisko młodszego pracownika naukowego. Od 2000 roku Beutler pracuje na stanowisku profesora i dziekana katedry genetyki na The Scripps Research Institute w La Jolla w stanie Kalifornia.
Bruce Beutler jest członkiem The American Society for Clinical Investigation (Amerykańskiego Stowarzyszenia Badań Klinicznych) i Amerykańskiego Stowarzyenia Immunologów, oraz International Mammalian Genome Society (Międzynarodowego Towarzystwa Genomu Ssaków).
Jules Hoffmann
Urodził się w Echternach w Luksemburgu 2 sierpnia 1941 roku. Na Université de Strasbourg we Francji uzyskał w roku 1969 roku tytuł doktora nauk biologicznych. W latach 1973–1974 odbywał staż podoktorancki na Uniwersytecie w Marburgu. Od 1964 roku pracował w Centre national de la recherche scientifique, w 1974 roku objął stanowisko dyrektora ds. naukowych tej placówki. W latach 1978–2005 był dyrektorem wydziału „9022” zajmującego się zagadnieniem „Odpowiedzi immunologicznej i jej przebiegiem u owadów”. Prowadzone przez niego badania dotyczyły m.in. molekularnych i komórkowych mechanizmów odporności muszki owocowej (Drosophila melanogaster). Zaproponował mechanizm, wyjaśniający rolę receptorów Toll-like występujących na powierzchni komórek oraz wewnątrzkomórkowo na błonie endosomów (receptory te są odpowiedzialne za procesy rozwojowe oraz za indukcję mikrobójczych peptydów w zwalczaniu zakażeń). Jednocześnie od 1993 do 2005 roku pełnił funkcję kierowniczą w Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Strasburgu. W latach 2007–2008 był prezesem Francuskiej Akademii Nauk.
Jest członkiem kilku Akademii Nauk, między innymi Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina, Francuskiej Akademii Nauk, Academia Europaea, European Molecular Biology Organization, American Academy of Arts and Sciences, a poza tym od 2006 roku jest Zagranicznym Członkiem Rosyjskiej Akademii Nauk.
Jako ciekawostkę należy dodać, że otrzymał już kiedyś nagrodę za wspólną pracę z Noblistą, z którym w tym roku podzielił Nagrodę Nobla. Była to przyznana w 2007 roku dla niego oraz Brucea Beutlera Nagroda Balzana – miedzynarodowa nagroda za największe osiągnięcia w nauce i kulturze, ufundowana przez córkę Eugenio Balzana (1874—1953), współwłaściciela gazety Corriere della Sera. Nagroda wynosi milion franków szwajcarskich, z których laureat zobowiązany jest połowę oddać młodym obiecującym uczonym na ich projekty.
Ralph Marvin Steinman urodził się 14 stycznia 1943 w Montrealu, zmarł 30 września 2011 w Nowym Jorku – immunolog i cytolog kanadyjskiego pochodzenia, wykładowca na Uniwersytecie Rockefellera.
Był drugim z kolei spośród czworga dzieci w rodzinie Irvinga Steinmana (ojciec zmarł w 1995 roku) i Nettie Steinman (z domu Takefman, urodzonej w 1917 r.). Rodzice pochodzili z rodziny żydowskich imigrantów z Siady na Litwie i Ostropola na Ukrainie. Wkrótce rodzina przeniosła się do Sherbrooke w Quebec, gdzie ojciec otworzył sklep z galanterią odzieżową «Mozart’s». Ralph uczęszczał tam do szkoły średniej i w 1963 roku ukończył Uniwersytet McGill, a w 1968 na Harvard Medical School uzyskał stopień doktora medycyny. Po specjalizacji w Massachusetts General Hospital, w 1970 roku rozpoczął asystenturę w laboratorium immunologii i fizjologii komórki na Uniwersytecie Rockefellera. W 1976 roku uzyskał posadę adiunkta, a w 1988 roku tytuł profesora. W 1988 roku otrzymał posadę dyrektora ośrodka badań immunologicznych i immunopatologii imienia Christophera Browna.
W 1973 roku pracując w laboratorium Zanvila Alexandra Cohna, jako pierwszy opisał komórki dendrytyczne i wprowadził to pojęcie do języka nauki.
Od 2001 roku był członkiem National Academy of Sciences (narodowej akademii nauk Stanów Zjednoczonych, której członkowie bezpłatnie służą jako doradcy w zakresie nauki, inżynierii oraz medycyny. Jej członkowie są co roku wybierani przez dotychczasowych członków, z uwzględnieniem dorobku naukowego i osiągnięć badawczych.) Od 2002 roku Steinman był członkiem The Institute of Medicine.
30 września 2011 roku, na kilka godzin przez podjęciem przez Komitet Noblowski decyzji o przyznaniu mu nagrody, zmarł na raka trzustki w wieku 68 lat. Ironią losu jest fakt, że właśnie wysepki Langerhansa znajdujące się w trzustce są najlepiej zbadanymi komórkami dendrytycznymi...
W 2009 roku jego wspólna praca z Brucem Beutlerem została uhonorowana nagrodą Albany Medical Center Prize.
