Πώς μαθαίνει το ανοσοποιητικό μας σύστημα;

Κατηγορία Υγεία
Παρασκευή, 06 Μαρτίου 2020 09:01 Διαβάστηκε 1690 φορές
online Απόδοση: Ιορδάνης Βελισσάρης

Είμαστε κατακλυσμένοι από βακτήρια, ιούς, παράσιτα και μύκητες που μπορούν να μας κάνουν να αρρωστήσουμε. Και το μοναδικό πράγμα που στέκεται ανάμεσα σε αυτά και τον αφανισμό μας είναι το ανοσοποιητικό μας σύστημα.

Το ανοσοποιητικό σύστημα κάνει τόσο καλή δουλειά τις περισσότερες φορές που το σκεφτόμαστε μόνο όταν τα πράγματα πάνε στραβά. Αλλά για να παρέχεται τέτοια εξαιρετική προστασία εναντίον πλήθους παθογόνων, το ανοσοποιητικό σύστημα πρέπει να μαθαίνει συνεχώς.

Μέρη του συνόλου

Το ανοσοποιητικό σύστημα αποτελείται από δύο εξίσου σημαντικά μέρη: την έμφυτη (φυσική) ανοσία και την επίκτητη (προσαρμοστική) ανοσία.

Η έμφυτη ανοσία ανταποκρίνεται γρήγορα στους εισβολείς: τα κύτταρα φυσικής ανοσίας αντιμετωπίζουν πάνω από το 90% των μολύνσεων και τις εξαφανίζουν μέσα σε ώρες ή ημέρες. Αυτά τα κύτταρα αναγνωρίζουν τους εισβολείς αναζητώντας ευρέως κοινά μοτίβα, όπως συνήθη μόρια στην επιφάνεια των περισσότερων βακτηρίων. Για παράδειγμα, μπορούν να αναζητήσουν λιποπολυσακχαρίτες, ένα μόριο που βρίσκεται σε πολλά βακτηριακά κυτταρικά τοιχώματα.

Όταν η φυσική ανοσολογική απάντηση αποτυγχάνει να αποτρέψει μια εισβολή, οι εισβολείς αντιμετωπίζονται με την προσαρμοστική ανοσία. Αντί για γενικά πρότυπα, κάθε προσαρμοστικό κύτταρο βλέπει ένα πολύ συγκεκριμένο μοτίβο. Αυτό θα μπορούσε να είναι μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη στην επιφάνεια ενός ιού ή βακτηρίου.

Αλλά επειδή το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα δεν γνωρίζει τι εισβολείς μπορεί να συναντήσει, φτιάχνει εκατομμύρια διαφορετικά κύτταρα, κάθε ένα από τα οποία δημιουργείται για να αναγνωρίσει ένα τυχαίο διαφορετικό μοτίβο. Ένα προσαρμοστικό κύτταρο μπορεί να αναγνωρίσει μόνο τον ιό της γρίπης, για παράδειγμα, ενώ ένα άλλο μπορεί να αναγνωρίσει μόνο έναν τύπο βακτηρίων.

Όταν τα προσαρμοστικά ανοσοκύτταρα αναγνωρίσουν έναν εισβολέα, αναπαράγονται έτσι ώστε να σχηματίσουν έναν στρατό για να τον σκοτώσει. Αυτή η πολύ εξειδικευμένη διαδικασία μπορεί να πάρει μια εβδομάδα την πρώτη φορά που μολυνθήκαμε από έναν νέο εισβολέα. Εάν είμαστε εκτεθειμένοι σε έναν ιό της γρίπης, για παράδειγμα, ενεργοποιείται μόνο ο μικρός αριθμός προσαρμοστικών κυττάρων που μπορούν να αναγνωρίσουν τυχαία τους ιούς της γρίπης, έτσι ώστε να καταπολεμηθεί η λοίμωξη, γι’ αυτό και χρειάζεται αρκετός χρόνος για να τον αντιμετωπίσει.

Αφού αφαιρεθεί ο εισβολέας, διατηρούνται τα προσαρμοστικά κύτταρα που τον αναγνωρίζουν, ως εξειδικευμένα "κύτταρα μνήμης". Αν ο οργανισμός έρθει σε επαφή ξανά με τον ίδιο εισβολέα, αυτά τα κύτταρα μπορούν να ανταποκριθούν πριν αρρωστήσουμε. Με αυτό τον τρόπο μαθαίνει το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα.

 

Συνεχής εκπαίδευση

Η παραδοσιακή κατανόηση του ανοσοποιητικού συστήματος θεωρούσε ότι τα κύτταρα φυσικής ανοσολογικής απάντησης δεν μπορούσαν να μάθουν και ότι ασχολούνταν με κάθε εισβολέα με τον ίδιο τρόπο κάθε φορά. Όμως νέα στοιχεία υποδηλώνουν ότι οι έμφυτες (φυσικές) αντιδράσεις μεταβάλλονται από προηγούμενες λοιμώξεις ή εμβολιασμούς, μέσω της "έμφυτης εκμάθησης" ή "εκπαιδευμένης ανοσίας".

Επειδή η έμφυτη εκμάθηση αλλάζει τα έμφυτα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, έχει ευρείες συνέπειες για το πώς το ανοσοποιητικό σύστημα ασχολείται με τις λοιμώξεις. Αυτό σημαίνει ότι η μόλυνση από έναν εισβολέα μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο το ανοσοποιητικό σύστημα αντιμετωπίζει έναν εντελώς διαφορετικό εισβολέα. Αντίθετα, η προσαρμοστική μάθηση οδηγεί σε πολύ ειδική προστασία από την επαναλαμβανόμενη μόλυνση από τον ίδιο εισβολέα.

Η έμφυτη μάθηση μπορεί να έχει απροσδόκητες επιπτώσεις στο πώς το ανοσοποιητικό μας σύστημα ασχολείται με δευτερογενείς λοιμώξεις (λοιμώξεις που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια ή μετά από μια διαφορετική μόλυνση). Ακολουθεί ένα παράδειγμα: το εμβόλιο "Bacillus Calmette-Guerin" (BCG) έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει από τη φυματίωση και κάνει καλή δουλειά στην προστασία από τη φυματίωση, όπως αναμενόταν. Επίσης προστατεύει από τη μόλυνση από έναν εντελώς ανεξάρτητο εισβολέα, τον μύκητα Candida albicans.

Η λοίμωξη από Candida albicans προκαλεί «καντιντίαση», πιο γνωστή ως λοίμωξη από μύκητες. Μελέτες εμβολιασμένων ασθενών με BCG είχαν προηγουμένως υποδείξει ότι ο εμβολιασμός προστατεύει από άλλες λοιμώξεις εκτός από τη φυματίωση. Αλλά το πώς συνέβη αυτό δεν ήταν κατανοητό.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές έδειξαν ότι η προστασία από τον μύκητα συνέβη μέσα από μια βελτιωμένη έμφυτη ανοσοαπόκριση. Τα έμφυτα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος «μαθαίνουν» από το εμβόλιο και προστατεύουν από τη μόλυνση από κάντιντα για έως και τρεις μήνες μετά. Και αυτό είναι μόνο μία από τον αυξανόμενο αριθμό μελετών που δείχνουν ότι τα έμφυτα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος μπορούν να μάθουν.

Αυτές οι μελέτες επεκτείνονται σε πρωτόγονα ασπόνδυλα, συμπεριλαμβανομένων των μυγών και των κουνουπιών. Τα ασπόνδυλα στερούνται εντελώς προσαρμοστικών κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος, οπότε οποιεσδήποτε αποκρίσεις ανοσοποιητικής μνήμης έχουν, προέρχονται από την έμφυτη μάθηση.

Σε ποντικούς, οι λοιμώξεις από τον ιό του έρπητα μπορούν να προστατέψουν από εντελώς διαφορετικές βακτηριακές λοιμώξεις. Αντί να αντιδρούμε με τον ίδιο τρόπο σε κάθε εισβολέα, η έμφυτη μάθηση αλλάζει τις ανοσολογικές μας απαντήσεις βάσει προηγούμενων εμπειριών.

Πρόσφατα στοιχεία δείχνουν επίσης ότι η εκμάθηση του ανοσοποιητικού επηρεάζεται έντονα από περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η διατροφή, ο τρόπος ζωής, το περιβάλλον και οι προηγούμενες λοιμώξεις.

Οι ανοσολογικές αντιδράσεις στο ετήσιο εμβόλιο της γρίπης, για παράδειγμα, επηρεάζονται περισσότερο από περιβαλλοντικούς παράγοντες από ότι από τις γενετικές διαφορές. Αυτό υποδηλώνει ότι μπορούμε να βελτιώσουμε τις ανοσολογικές μας απαντήσεις μεταβάλλοντας τις εμπειρίες ζωής μας.

Αντί να παραμείνουμε κολλημένοι στο ανοσοποιητικό σύστημα που κληρονομούμε γενετικά, η έρευνα δείχνει ότι οι ανοσολογικές αντιδράσεις διαμορφώνονται από τις εμπειρίες της ζωής. Αυτό μας δίνει την ελπίδα ότι μπορούμε να βελτιώσουμε την ανοσία μας και να μειώσουμε την ασθένεια μέσω των αλλαγών στον τρόπο ζωής μας και στο περιβάλλον μας.


Steven Maltby, Μετα-διδακτορικός συνεργάτης Ανοσολογίας & Γενετικής, Πανεπιστήμιο του Newcastle.
Πηγή: The Conversation