Иммунитет защищает человека не только от микробов, но и от него самого: от собственных переродившихся клеток, которые могут захватить власть над организмом. Эти попытки происходят постоянно, каждую секунду на протяжении всей жизни. Но пока иммунитет с ними справляется, человек остается здоровым и ни о чем не догадывается. Мы выбрали самые важные этапы этой незаметной борьбы.

Непохожие

«Я всегда говорю своим пациентам: если бы у нас не было иммунной системы, мы бы все заболели раком», — рассказывает известный американский онколог Алан Тэн. И это не преувеличение.

Мы все время обновляемся: каждый день в организме человека рождается несколько десятков миллиардов новых клеток, а старые клетки гибнут. Быстрее всего это происходит в крови, эпителии, коже. Новые клетки — такие же, как их предшественницы. Но не совсем. При делении каждая из клеток-«дочек» должна создать свою копию ДНК — последовательности из примерно 3 млрд генетических букв (вот здесь мы рассказывали про эти буквы). Но копировальный механизм дает сбои: то буква выпадет, то вместо нужной в цепочку встроится другая.

Клетки сами по себе глубоко ответственные и сознательные: у них есть множество способов самоконтроля. Например, ДНК-полимераза — фермент, участвующий в копировании. По ходу дела она все время проверяет, что у нее получается. И если ошибется, вернется назад и исправит опечатку. А когда новая ДНК построена, всю работу с начала до конца еще раз проверяет внутриклеточная «приемная комиссия».

ДНК может повредиться и не во время деления — например, под влиянием электромагнитного излучения или веществ-канцерогенов. Это настоящие стихийные бедствия для клеточного сообщества. Для исправления таких ошибок тоже есть свои механизмы.

Эгоисты

У выживших клеток с измененным геномом их маленькие особенности чаще всего ни на что не влияют. Это обычные члены общества — может, со своими странностями, может, иногда с проблесками таланта, но в целом безобидные. Впрочем, иммунной системе — нашим внутренним полицейским — все равно, безобидные они или нет. Ее кодекс чести гласит: все нестандартное плохо и должно быть по возможности уничтожено.

Полицейский приказывает клетке покончить с собой или сам ее уничтожает. Подробнее об этом Кровь5 рассказывала в материале «Судьба лимфоцита».

Полиции некогда отдыхать. Помимо патогенов — бактерий и вирусов — за день она уничтожила несколько миллионов неправильных клеток организма. Многих — совершенно зря, но уж так она работает, полиция. А кое-кто сумел ускользнуть от проверок. Полицейские, скорее всего, просто не заметили их в триллионной толпе. К тому же и отличия их от нормальных клеток пока невелики, легко пропустить.

Вообще клетки подчиняются установленным правилам. Например, сигналам от белков, которые велят им начать деление. Среди наших клеток со странностями попадаются такие, что реагируют на этот сигнал чрезмерно, делятся как-то уж слишком усердно. В принципе, ничего ужасного — на страже порядка стоят другие белки, команды которых тормозят деление. А чтобы клетка разом перестала понимать и те и другие сигналы — это уже из области фантастики.

Революционная ситуация

Вредные изменения накапливались постепенно. Среди потомков клеток, слишком любящих размножаться, происходили новые мутации, которые иммунитет находил и в основном успешно уничтожал. Но случилось неприятное событие: родился экземпляр, который не только слишком хорошо размножается, но еще и нечувствителен к сигналу «Стоп». Полицейские по чистой случайности его не разглядели, а у его потомков возникла еще одна характерная для революционеров особенность: нежелание работать. Пусть это были клетки желудочного эпителия, не желавшие участвовать в пищеварении. Так появились три составные части будущих потрясений: размножение, невозможность остановиться и неумение выполнять свои обычные функции.

Полицейские по-прежнему не дремлют. Нарушители порядка размножаются, но почти всех удается найти и обезвредить. Крошечное подобие опухоли не растет, общественный порядок сохраняется.

Цель оправдывает средства

Эти приказы приносят цитокины — особый род белковых молекул. Врачи недолюбливают выражение «цитокиновый шторм» (которое сейчас у всех на слуху, потому что именно это явление часто убивает больных COVID-19), поскольку цитокины на самом деле могут и усиливать, и тормозить иммунный ответ — создавать «цитокиновый штиль». Его-то и добиваются раковые клетки — наверно, теперь их уже можно назвать этим страшным именем. Они не только сами вырабатывают «штилеобразующие цитокины», но и вынуждают это делать окружающие здоровые клетки. Полицейские, получая отовсюду сигналы, что все спокойно, снижают бдительность.

А можно обмануть полицейских по-другому: изменить прическу, наклеить усы, раздобыть липовые документы. Некоторые раковые клетки научаются не показывать патрулирующим организм лимфоцитам белки, которые могли бы их выдать. Рак придумывает множество способов обмануть иммунитет — здесь об этом можно почитать подробнее.

Экспроприация и экспорт революции

Антисоциальные клетки постепенно берут власть и начинают передел собственности. Главная местная валюта — кровь, несущая повсюду кислород и питательные вещества.

Ее рост ускоряется, и в какой-то момент части опухоли начинают отрываться и по кровеносным и лимфатическим сосудам мигрировать в другие ткани. Кстати, это умение раковые клетки тоже приобрели в ходе естественного отбора: здоровым клеткам, как правило, запрещено покидать свой орган. Первые метастазы обычно образуются в печени и легких.

Бывает по-разному, но это самый печальный вариант. Дружное сообщество клеток остается без защиты и разрушается хищниками, которые, конечно, и сами вместе с ним погибнут: человеческий рак не заразен.

Вторая жизнь иммунитета

Иммунитет проиграл борьбу, но ему можно помочь восстановить силы. Врачи и исследователи пытаются это сделать, и иногда успешно, уже несколько десятков лет.

Исторически все началось с вакцинации: было замечено, что прививки против некоторых инфекций активизируют иммунную систему и помогают ей снова вступить в борьбу с раком. Еще один универсальный способ — стимуляция иммунитета с помощью цитокинов, противоположных по действию тем, которые выделяют раковые клетки. Разрабатываются и более прицельные способы борьбы. Еще в конце 90-х стали появляться препараты на основе моноклональных антител, каждый из которых нацелен на борьбу с опухолью строго определенного вида.

Еще один удивительный способ — CAR-T-терапия. Это лечение с помощью Т-лимфоцитов с гибридными рецепторами, созданными с использованием антител. Такой гибрид берет лучшее от обоих родителей. Антитело прикрепляется к мишени крепче, чем Т-клетка. Зато Т-клетка, убив врага, получает сигнал к размножению, так что получается лекарство, которое само себя воспроизводит внутри организма.

Все эти виды лечения называются иммунотерапией, и это сейчас очень быстро развивающаяся и перспективная область медицины. Так что мы к ней еще обязательно вернемся на страницах Кровь5 и подробно обо всем расскажем.

Рак, конечно, хитер. Но иммунитет, которому помогают исследователи всего мира, со временем, наверно, все-таки сумеет его перехитрить.

Иллюстрации: Юлия Замжицкая