Home > Baza wiedzy > Jak działa nasz układ immunologiczny?

Jak działa nasz układ immunologiczny?

Każdego dnia w organizmie człowieka dochodzi do dziesiątek tysięcy zmian w materiale genetycznym komórki. Są one wynikiem działania zarówno czynników zewnętrznych środowiska, w którym żyje dany organizm, jak i czynników wewnętrznych, powstających w trakcie różnych procesów metabolicznych. Na szczęście komórki są dobrze wyposażone przez naturę w systemy usuwające uszkodzenia z niezwykłą wprost sprawnością. Gdy nasz układ immunologiczny jest w dobrej kondycji, produkujemy około 2000 nowych komórek odpornościowych na sekundę.

W przypadku kiedy normalna komórka przekształca się w komórkę nowotworową w zdrowym i silnym organizmie dochodzi do natychmiastowego uruchomienia systemu naprawczego DNA oraz zatrzymania całego cyklu komórkowego do czasu, aż defekty w DNA nie zostaną naprawione. Kiedy jednak nasz system zabezpieczający jest niesprawny, proces przekształcania komórek w komórki nowotworowe nie zostaje w porę przerwany. Zbuntowane komórki nowotworowe wymykają się spod kontroli organizmu oraz systemu obronnego i zaczynają się w sposób niepohamowany dzielić, co prowadzi do rozwoju nowotworu.
 

ZBUNTOWANE KOMÓRKI – RAK JAKO CHOROBA GENÓW I UKŁADU IMMUNOLOGICZNEGO

Komórka ma siedem podstawowych systemów naprawczych i około 15 systemów ratunkowych. Systemy podstawowe można podzielić na systemy naprawy bezpośredniej i systemy naprawy pośredniej. O ile podstawowe systemy naprawcze w większości gwarantują bezbłędna naprawę uszkodzonego fragmentu DNA, to systemy naprawcze ratunkowe mają na celu doprowadzenie do usunięcia uszkodzenia za wszelką cenę. Uszkodzenia genów naprawy mogą prowadzić do narastania liczby groźnych mutacji rozproszonych po całym genomie, a więc także w genach kodujących sygnały wzrostu i sygnały antywzrostowe. Zaburzenie równowagi pomiędzy tymi sygnałami prowadzi w sposób bezpośredni do wielu chorób, w tym choroby nowotworowej.

Przekształcenie się komórki prawidłowej w nowotworową jest bardzo złożonym procesem. Wieloletnie badania wskazują, że jest on konsekwencją zmian w wielu różnych genach, których produkty są istotne dla prawidłowego przebiegu procesów wzrostu, proliferacji, różnicowania i śmierci komórki. Proces kancerogenezy cechuje zwykle długi (od kilku, do kilkudziesięciu lat) okres utajenia. W tym czasie komórka normalna przechodzi wiele przemian, które w konsekwencji zmieniają jej fenotyp z prawidłowego na nowotworowy. Jeśli zawiodą wszelkie zabezpieczenia i podporządkowana i karna dotychczas komórka ulega przekształceniu w komórkę nowotworową, zwiększa ona swoją aktywność mitotyczną, a jej stabilność genetyczna maleje. Cechą charakterystyczną komórek nowotworowych jest ich zdolność do niepohamowanego dzielenia się. Coraz większa liczba genów ulega w ten sposób zmianom i mutacjom. Zaczynają powstawać różne subklony komórek nowotworowych, co doprowadza w końcu do utworzenia rozrostu nowotworowego czyli guza.

Rak nie jest tylko chorobą genów, ale także chorobą odporności. Rolą układu odpornościowego (immunologicznego) jest przeszukiwanie organizmu, identyfikacja przednowotworowych komórek oraz ich eliminacja. Jeśli jednak obrona odpornościowa danej osoby jest słaba, zbuntowane komórki, które wymknęły się spod kontroli organizmu mogą się bezkarnie mnożyć i formować w postać nowotworu. Mechanizm wzmacniania układ immunologicznego organizmu wykorzystany jest w nowej kategorii lekarstw onkologicznych – tzw. immunoterapia raka (immunoonkologia).

 

UKŁAD IMMUNOLOGICZNY (ODPORNOŚCIOWY) – NASZE NATURALNE SIŁY OBRONNE

Układ immunologiczny człowieka stanowi najważniejszą linię obrony przed chorobami. Komórki rakowe to po prostu uszkodzone wersje naszych własnych komórek, które wymknęły się spod nadzoru organizmu i dlatego układ odpornościowy nie rozpoznaje ich jako wroga i nie atakuje. Najnowsze leki stosowane w immunoterapii nowotworów wspomagają system obronny lub „przekonują” go, że powinien zaatakować raka. Dodatkowo, specjalne komórki odpornościowe obecne we krwi można izolować, pozyskiwać w warunkach laboratoryjnych i z powrotem przetaczać pacjentowi, wywołując silniejszą odpowiedź immunologiczną.

Już od ponad stu lat wiadomo, że układ odpornościowy ma istotne znaczenie u chorych na nowotwory. Wtedy to pojawiły się pierwsze doniesienia, że u pacjentów z zaawansowanymi nowotworami, u których doszło do ciężkich infekcji bakteryjnych z wysoką gorączką i dreszczami, guzy mogą się same zmniejszać. Podjęto więc próby leczenia nowotworów, zakażając pacjentów zjadliwymi szczepami bakterii chorobotwórczych, chociaż nie rozumiano jeszcze mechanizmu tego zjawiska. Dzisiaj wiemy, że układ immunologiczny walczący z ciężkim zakażeniem ulega bardzo silnej aktywacji i nawet uśpione mechanizmy obrony przeciwnowotworowej mogą ulec pobudzeniu. W czasach, kiedy nie znano jeszcze antybiotyków, bardzo często „leczeni” w ten sposób chorzy umierali z powodu posocznicy, a tylko u nielicznych, którzy przeżyli wyniszczającą terapię, dochodziło do zahamowania procesu nowotworowego. Z czasem coraz lepiej poznawano działanie układu immunologicznego i mechanizmy, w jaki rozwijający się nowotwór oszukuje organizm i unika zniszczenia przez przeciwnowotworowe siły odpornościowe. A to właśnie te mechanizmy mają za zadanie wyszukiwanie i eliminowanie wszelkich nieprawidłowych, zmutowanych komórek pojawiających się każdego dnia w organizmie każdego z nas.
 

Kilka lat temu, badaczom ostatecznie udało się zrozumieć, w jaki sposób należy aktywować uśpiony układ immunologiczny. Wiadomo było od dawna, że układ ten u chorych na nowotwory funkcjonował jak samochód z zaciągniętym hamulcem ręcznym. Wcześniej, stosując cytokiny, próbowano jakby na siłę, agresywnie taki samochód popychać do przodu. Kilka lat temu postanowiono po prostu ten hamulec ręczny zdemontować. Hamulec jest naturalnym zjawiskiem zapobiegającym nadmiernej aktywacji układu odpornościowego. Bez niego, gdyby komórka układu immunologicznego napotkała wirusa, bakterię czy inny patogen, zaczęłaby się dzielić nieprzerwanie i po pewnym czasie cały organizm składałby się tylko z potomnych komórek – tak dzieje się np. w białaczkach. Dlatego natura wyposażyła układ immunologiczny w samoograniczające mechanizmy hamujące, określane jako punkty kontroli układu immunologicznego. Zastosowanie leków wyłączających te hamulce immunologiczne pobudza uśpione przez nowotwór komórki odpornościowe, które wreszcie zaczynają rozpoznawać wroga i walczyć z nowotworem.

 


 

JAK RAK OSZUKUJE UKŁAD IMMUNOLOGICZNY CZŁOWIEKA – IMMUNOTERAPIA NOWOTWORÓW

Hipoteza nadzoru immunologicznego została stworzona na przełomie lat 60. i 70. XX wieku przez Sir Franka Macfarlance Burneta. Zakłada ona, że układ immunologiczny człowieka nieustannie wyszukuje i eliminuje z organizmu komórki nowotworowe. Postęp w zakresie zrozumienia zasad funkcjonowania układu odpornościowego umożliwił szczegółowe określenie immunologicznych mechanizmów eliminowana komórek nowotworowych i stał się fundamentem rozwoju immunoonkologia.

Rozpoznanie komórek nowotworowych przez układ immunologiczny opiera się na zidentyfikowaniu na ich powierzchni fragmentów białek będących antygenami nowotworowymi. Choć przez długi czas nie było pewności co do występowania w nowotworach powstających spontanicznie (większość nowotworów u człowieka) rozpoznawalnych przez układ immunologiczny antygenów, to współcześnie wiadomo już, że antygeny te mogą być swoiste (pochodzą z białek występujących wyłącznie w komórkach nowotworowych) lub związane z nowotworem (elementy białek, które ulegają odmiennej ekspresji w komórkach nowotworowych i komórkach zdrowych. Jednym z pierwszych zidentyfikowanych antygenów był MAGE-1 – antygen swoisty dla czerniaka. Wykazano, że ludzki układ odpornościowy może rozpoznawać i eliminować komórki nowotworowe, w których ekspresji ulega antygen MAGE-1. Od tego czasu udało się określić przynajmniej kilkadziesiąt innych antygenów nowotworowych, które mogą stanowić potencjalne cele dla immunoterapii raka.

Rozwijający się nowotwór potrafi skutecznie zaburzać naturalne mechanizmy odpornościowe w środowisku guza i w całym organizmie. Wiele ludzkich nowotworów wytwarza enzym o działaniu immunosupresyjnym, czyli 2,3-dioksygenazę indolaminy, której obecność hamuje aktywność limfocytów T. W mikrośrodowisku guza obserwuje się również obecność regulatorowych limfocytów T, które hamują aktywność efektorowych limfocytów T, w wyniku czego komórki nowotworowe unikają eliminacji immunologicznej. Duże populacje limfocytów regulatorowych obserwuje się u chorych na niedrobnokomórkowego raka płuca lub raka jajnika.

W ostatnich czasach dużą uwagę poświęca się powierzchniowym molekułom immunosupresyjnym, które indukują apoptozę (śmierć) swoistych, aktywnych limfocytów T rozpoznających komórki nowotworowe. Jedną z takich molekuł jest białko PD-L1, którego ekspresję stwierdza się w wielu nowotworach.

 

 

Jak działa nasz układ immunologiczny? opracował JG, bibliografia:

Red. M.Krzakowski, P.Podemski, K.Warzocha, P.Wysocki, Onkologia kliniczna, Tom I, Gdańsk 2015.; Ała Sadowska, Ekotoksykologia z elementami mutagenezy i kancerogenezy środowiskowej, Warszawa 2010,; Pod red M. Pawlicki, J. Legutko, Zarys diagnostyki nowotworów złośliwych oraz opieki w trakcie i po leczeniu onkologicznym, alfa-medica Press 2013; S. Mukherjee, Cesarz Wszech Chorób, biografia raka, Wołowiec 2013; J. Meder, Podstawy onkologii klinicznej, Warszawa 2011.

 

Jak działa nasz układ immunologiczny?
10 głosów, średnia: 4.40 (wynik: 88%)
Powiązane materiały
komórki NK, naturalni zabójcy
Komórki NK (“Naturalni Zabójcy”) – zastosowanie w immunoonkologii
Rola mikrośrodowiska guza w immunoterapii nowotworów
publikacje edukacyjne i naukowe na temat immunoonkologii
Publikacje edukacyjne na temat immuno-onkologii
Na czym polega immunoterapia raka?