Nobel immuunitutkijoille – miten kehon puolustusjärjestelmä toimii

kolme nobelistia
Jules Hoffmann, Bruce Beutler ja Ralph Steinman. Kuvat Carlos Barria / Reuters / Lehtikuva, The Scripps Research Institute / Reuters / Lehtikuva, Zach Veilleux /Reuters /Lehtikuva.

Kun keho taistelee bakteereita tai muita taudinaiheuttajia vastaan, se joutuu ottamaan huomioon puolustusiskun omille kudoksille aiheuttamat oheisvahingot. Jos immuunivaste ei ole tarpeeksi voimakas, bakteerista tai viruksesta ei pääse eroon. Jos taas isku on ylimitoitettu tai tarpeeton, puolustuksen tuottama tulehdus aiheuttaa pahimmillaan vakavia sairauksia.

Rokotukset ja puhdas juomavesi 1800-luvulta alkaen sekä antibiootit 1900-luvulta alkaen ovat pidentäneet ihmisten elinikää ehkä enemmän kuin muu lääketieteen kehitys yhteensä.

Toisaalta viime vuosikymmenien aikana lääketieteessä on havaittu tulehduksen liittyvän hyvin moniin kroonisiin sairauksiin. Esimerkiksi kolesteroli aiheuttaa sepelvaltimoiden plakkiutumista vasta provosoidessaan suonenseinämään tulehdusreaktion.

Immuunijärjestelmän tutkijat Bruce Beutler (s. 1957), Jules Hoffmann (s. 1941) ja Ralph Steinman (s. 1943) jakavat tämän vuoden lääketieteen Nobel-palkinnon – Beutler ja Hoffmann luontaisen immuunijärjestelmän aktivoitumista koskevista löydöistään ja Steinman dendriittisolujen löytämisestä ja niiden roolia hankitussa immuniteetissa selvittäneistä tutkimuksistaan.

Steinman kuoli vain kolme päivää ennen palkinnon julkistamista. Sääntöjen mukaan palkinto voidaan myöntää vain elävälle tutkijalle, mutta Steinmanin perikunta saa pitää palkkiorahat, koska Karoliinisen instituutin Nobel-komitea sai tiedon kuolemasta vasta kolme tuntia palkinnon julkistamisen jälkeen.

Parempia rokotteita

Vastustuskyky koostuu kahdesta puolustuslinjasta: synnynnäisestä eli luontaisesta immuunijärjestelmästä sekä hankitusta immuunipuolustuksesta.

Luontainen immuunijärjestelmä aktivoituu tuottamalla tulehdusreaktion, kun ihminen kohtaa jonkin taudinaiheuttajan ensimmäisen kerran. Taistelusta mikrobeja vastaan jää jälki niin sanottuihin muistisoluihin. Kun sama tai samanlainen taudinaiheuttaja yrittää uudestaan, muistisolut aktivoivat hankitun immuniteetin.

Hankitun immuniteetin ansiosta ihminen ei sairastu uudestaan saman mikrobin aiheuttamaan tautiin, tai oireet jäävät paljon lievemmiksi kuin ensimmäisellä kerralla. Rokotuksissa ideana on tuottaa hankittu immuniteetti kärsimättä itse taudin oireista.

Lapset ovat haavoittuvaisia tartuntataudeille, koska he elävät ensimmäisinä elinvuosinaan luontaisen immuniteetin ja osin äidiltään saamiensa vasta-aineiden turvin. Aikuisella luontainen ja hankittu vastustuskyky täydentävät toisiaan. Luontainen on nopeampi, mutta hankittu on tarkempi.

Beutler ja Hoffmann löysivät reseptoriproteiinit, jotka tunnistavat taudinaiheuttajat ja aktivoivat luontaisen immuniteetin. Ralph Steinman puolestaan tunnisti ensimmäisenä immuunijärjestelmän niin sanotut dendriittisolut ja niiden ainutlaatuisen kyvyn aktivoida ja säädellä hankittua immuniteettia.

Löydöt ovat mahdollistaneet muun muassa parempia rokotteita tartuntatauteja vastaan, ja niiden avulla on kehitetty keinoja saada immuunijärjestelmä hyökkäämään syöpäkasvaimiin.

Vastustuskyvyn yhteispeli

Immuunipuolustuksen osajärjestelmät ovat avautuneet tutkijoille vähittäin 1900-luvun kuluessa, eivätkä nyt palkitut tutkijat ole suinkaan alansa ensimmäisiä tutkijoita, jotka noteerataan Nobelilla. Ennen Beutlerin, Hoffmannin ja Steinmanin työtä tutkijat eivät kuitenkaan tienneet, miten luontainen immuunijärjestelmä aktivoituu tai miten luontainen ja hankittu vastustuskyky pelaavat yhteen.

Luxemburgissa syntynyt Hoffmann tutki banaanikärpästen immuunijärjestelmää Strasbourgin yliopistossa ja selvitti vuonna 1996, että mutaatio eräässä geenissä sai kärpäset kuolemaan bakteerien aiheuttamin sairauksiin. Yhdysvaltalainen Beutler osoitti vuonna 1998, että hiirillä on samankaltainen reseptorigeeni kuin banaanikärpäsilläkin.

Kanadalainen, tutkijanuransa Yhdysvalloissa tehnyt Steinman osoitti 1973, että hänen löytämänsä dendriittisolut voivat aktivoida immuunijärjestelmän T-soluja. Myöhemmät tutkimukset osoittivat, että juuri dendriittisolujen ansiosta hankittu immuunipuolustus pystyy kohdistamaan tuhovoimansa tarkasti taudinaiheuttajiin jättäen elimistön omat solut rauhaan.