Ζιλ Χόφμαν: Στα άδυτα της ανοσίας

«Ακόμη όμως περισσότερον ευσπλαχνίζοντο τους θνήσκοντας και τους ασθενείς όσοι είχαν θεραπευθή από την νόσον, διότι και εγνώριζαν αυτήν εξ ιδίας πείρας και ήσαν του λοιπού οι ίδιοι πλήρεις θάρρους, καθόσον η νόσος δεν προσέβαλλε δις τον ίδιον άνθρωπον, μετά κακής τουλάχιστον εκβάσεως». Το παραπάνω απόσπασμα του Θουκυδίδη (99. –Ιστορίαι 2, 47-54, εδώ στη μετάφραση του Ελευθερίου Βενιζέλου) χρησιμοποίησε την περασμένη Τρίτη ο βραβευμένος με το Νομπέλ Ιατρικής (2011) γάλλος ακαδημαϊκός Ζιλ Χόφμαν (Jules Hoffmann) κατά τη διάρκεια της διάλεξής του στο Μέγαρο Μουσικής Αθηνών προκειμένου να καταδείξει ότι οι αρχαίοι Ελληνες γνώριζαν εμπειρικά το φαινόμενο της ανοσίας.

Πράγματι, σύμφωνα με τον Θουκυδίδη, οι θεραπευμένοι από τον λοιμό Αθηναίοι γνώριζαν ότι η νόσος δεν θα τους προσέβαλλε ξανά, ή τουλάχιστον όχι με την ίδια σφοδρότητα. Πού οφειλόταν όμως αυτή η προστασία που απολάμβαναν όσοι είχαν νικήσει την ασθένεια; Χρειάστηκε να περάσουν περισσότερα από 2.000 χρόνια για να απαντηθεί αυτό το ερώτημα χάρη στις προσπάθειες πολλών φωτισμένων επιστημόνων. Μεταξύ αυτών και ο ίδιος ο Χόφμαν, ο οποίος κατά τη διάρκεια μιας κατ’ ιδίαν συνάντησης περιέγραψε για τους αναγνώστες τού ΒΗΜΑScience το πώς η «συγκατοίκησή» μας με τους μικροοργανισμούς συνέβαλε στη δημιουργία του ανοσοποιητικού μας συστήματος, αλλά και το πώς η σημερινή γνώση μας μεταφράζεται σε θεραπείες για μια ευρεία γκάμα ασθενειών, από τις μολυσματικές μέχρι τον καρκίνο.

Με δεδομένο ότι ο ίδιος άρχισε την επαγγελματική σταδιοδρομία του στη Βιολογία μελετώντας τα έντομα (και μέσα από αυτές τις μελέτες προέκυψαν οι ανακαλύψεις που του χάρισαν το βραβείο Νομπέλ), δεν μπορούσαμε παρά να τον ρωτήσουμε πώς έκανε αυτή την επιλογή. «Αγάπησα τα έντομα από πολύ μικρός χάρη στον πατέρα μου και ήταν απολύτως φυσιολογικό να ασχοληθώ μαζί τους μετά τις σπουδές μου στη Βιολογία» μας είπε ο κ. Χόφμαν και συνέχισε: «Αλλά τα έντομα αξίζουν την προσοχή μας για πολλούς λόγους: πρώτον, το 80% των ζωικών ειδών του πλανήτη είναι έντομα. Δεύτερον, τα έντομα ενώ προσβάλλονται από κάθε λογής παράσιτο, βακτήριο ή ιό, δεν αρρωσταίνουν αλλά γίνονται οι φορείς αυτών των μικροοργανισμών και σε πολλές περιπτώσεις συμβάλλουν στη μετάδοσή τους στον άνθρωπο. Ηταν πολύ ενδιαφέρον να αναζητηθεί η αιτία αυτής της αξιοθαύμαστης ανθεκτικότητας των εντόμων στις μολύνσεις, πολύ περισσότερο δε, αν σκεφθεί κανείς ότι εξαιτίας των μολυσματικών νόσων το προσδόκιμο επιβίωσης των ανθρώπων στα μέσα του 19ου αιώνα ήταν μόλις 25 χρόνια».

Η αναζήτηση της αιτίας της ανθεκτικότητας των εντόμων στις μολύνσεις οδήγησε στη διαπίστωση ότι το γονίδιο Toll, το οποίο ήταν γνωστό ως αναγκαίο για την εμβρυϊκή ανάπτυξη των εντόμων, έπαιζε και εδώ έναν κεντρικό ρόλο: η πρωτεΐνη Toll, η οποία είναι διαμεμβρανική (με ένα τμήμα της να εντοπίζεται στο εξωτερικό του κυττάρου και ένα στο εσωτερικό) είναι αυτή που αναγνωρίζει τα δομικά συστατικά των μολυσματικών μικροοργανισμών. Η πρόσδεση τμήματος των μικροοργανισμών στο εξωμεμβρανικό τμήμα της Toll είναι το έναυσμα που πυροδοτεί την αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος στον εισβολέα.

Οπως αποδείχθηκε από εργασίες άλλων επιστημόνων, η εξελικτική διαδικασία διατήρησε αναλλοίωτα τα στοιχεία της ανοσίας των εντόμων σε όλα τα είδη, των ανθρώπων συμπεριλαμβανομένων. Μόνο που στην περίπτωση των θηλαστικών, αυτή η αρχαίας μορφής ανοσία είναι το ένα από τα δύο όπλα του ανοσοποιητικού μας συστήματος, η επονομαζόμενη φυσική ανοσία. Είναι αυτή που μέσω της φλεγμονής είναι ικανή να μας απαλλάξει από τον εισβολέα. Οταν ο εισβολέας αποδεικνύεται δύσκολος αντίπαλος, ο οργανισμός μας καταφεύγει στο υπερόπλο της επίκτητης ανοσίας η οποία συνίσταται, μεταξύ άλλων, στην παραγωγή αντισωμάτων.

Το πεδίο που άνοιξε με τα ευρήματα του γάλλου ακαδημαϊκού είναι σήμερα εξαιρετικά ευρύ και ο ίδιος (που συνεχίζει να εργάζεται στην ηλικία των 76 χρόνων) συμμετέχει ακόμη στις εξελίξεις. «Αυτή τη στιγμή είμαι ιδιαίτερα ανυπόμονος να δω την εξέλιξη των ανοσοθεραπειών για τον καρκίνο» μας εκμυστηρεύτηκε ο κ. Χόφμαν και συνέχισε: «Είναι απολύτως φυσικό το ανοσοποιητικό μας σύστημα να επιτίθεται στα καρκινικά κύτταρα και να δημιουργεί αντισώματα εναντίον τους. Ωστόσο, διαπιστώθηκε ότι η αντίδραση του οργανισμού μας στα καρκινικά κύτταρα δεν είναι όσο σθεναρή θα θέλαμε και πως ο δρόμος για την ενίσχυσή της περνά μέσα από μία ακόμη κατηγορία πρωτεϊνών Toll. Θεωρώ πολύ ενθαρρυντικό το γεγονός ότι το 30% των καρκίνων βρέθηκε να ανταποκρίνεται στην ανοσοθεραπεία και εκτιμώ ότι πρόκειται για ένα πεδίο που έχει να μας δώσει πολλά ακόμη».

Προτού κλείσουμε τη συζήτησή μας, ζητήσαμε από τον κ. Χόφμαν αν ήθελε να μεταφέρει ένα μήνυμα για τους αναγνώστες μας και εκείνος δεν δίστασε διόλου: «Ξαναπιάνοντας την ιστορία από την αρχή, θέλω να θυμίσω ότι ο σχεδόν τετραπλασιασμός του προσδόκιμου επιβίωσης στον άνθρωπο οφείλεται στη νίκη μας επί των μικροοργανισμών και πως αυτή επετεύχθη χάρη στις καλύτερες συνθήκες υγιεινής, τον εμβολιασμό και τα αντιβιοτικά. Εκτιμάται ότι στον εμβολιασμό, που είναι η καλύτερη μορφή πρόληψης των μολυσματικών ασθενειών, χρωστούν τη ζωή τους 1,5 δισεκατομμύρια άνθρωποι. Δεν πρέπει να το ξεχνούμε αυτό…».

Τι ανακάλυψε ο Χόφμαν

Προκειμένου να προστατευθούμε από τις συνεχείς επιθέσεις μολυσματικών μικροοργανισμών, το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα έχει αναπτύξει δύο γραμμές άμυνας: η πρώτη είναι η μη ειδική ανοσία (φυσική ανοσία) η οποία εξελικτικά είναι και η αρχαιότερη και η δεύτερη είναι η ειδική ανοσία (επίκτητη ανοσία).

Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που εμπλέκονται στη φυσική ανοσία αναχαιτίζουν τις επιθέσεις των μικροοργανισμών με τρόπο που είναι κοινός για κάθε τύπο μικροοργανισμού. Αυτό το είδος ανοσίας δεν επιφέρει μακρόχρονη προστασία έναντι των εκάστοτε μικροοργανισμών από τους οποίους έχουμε προσβληθεί αλλά είναι εξαιρετικά ταχύ: εκδηλώνεται αμέσως μετά την επίθεση των εισβολέων, ενώ η ειδική απαιτεί περισσότερο χρόνο. Αυτό συμβαίνει επειδή η ειδική ανοσία αναπτύσσεται με τη βοήθεια κυττάρων που εμπλέκονται στη μη ειδική ανοσία και τα οποία παρουσιάζουν στο ανοσοποιητικό σύστημα τα αντιγόνα των μικροοργανισμών που μας επιτίθενται, έτσι ώστε να δημιουργηθούν ειδικά αντισώματα. Η ειδική ανοσία ωστόσο επιφέρει μακρόχρονη προστασία έναντι των οργανισμών που μας προσβάλλουν.

Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, ο Ζιλ Χόφμαν, εργαζόμενος με τις μύγες του είδους Drosophila melanogaster, παρατήρησε ότι όσες έφεραν μεταλλάξεις στο γονίδιο Toll δεν μπορούσαν να προβάλλουν αντίσταση σε μύκητες ή βακτήρια και πέθαιναν μετά από την προσβολή. Διερευνώντας περαιτέρω, διαπίστωσε ότι το προϊόν του γονιδίου Toll (δηλαδή, η ομώνυμη πρωτεΐνη) λειτουργούσε ως αγγελιαφόρος πληροφορώντας τον οργανισμό για την επίθεση. Η ανακάλυψη αυτή υπήρξε η αρχή για την ανακάλυψη ομολόγων γονιδίων και στον άνθρωπο. Σήμερα τα γονίδια αυτά (περισσότερα από 12) μελετώνται εκτενώς καθώς εμπλέκονται σε όλες τις λειτουργίες του ανοσοποιητικού συστήματος και ως εκ τούτου σε ασθένειες όπως τα αυτοάνοσα νοσήματα και ένα ποσοστό καρκίνων.