Dosad opisana otkrića bila su uglavnom usmjerena na borbu protiv neprijateljskih bakterija fagocitozom, kao i na razlikovanje vlastitih i tuđih tkiva. Malo se, međutim, znalo o virusima i njihovim mehanizmima djelovanja.
Velike prodore u ovom području učinili su francuski biokemičari i mikrobiolozi François Jacob, André Lwoff i Jacques Monod, nagrađeni Nobelovom nagradom 1965. Oni su, proučavajući najprije bakterije, shvatili kako se one prilagođavaju uvjetima okoline u kojoj se nalaze.
Žive li, primjerice u okolišu s obiljem ili pak nedostatkom hrane, pokrenut će ili pak pojačati prepisivanje, tzv. “transkripciju”, raznih svojih gena. Ti geni najčešće kodiraju enzime koji bi im u takvoj okolini mogli najviše pomoći. To je značilo kako geni u stanici, zapravo, nisu stalno aktivni, već se njihova aktivnost može “paliti” i “gasiti”, kao i “pojačavati” i “smanjivati”. Za to su, pak, odgovorni tzv. “transkripcijski faktori” – također vrlo velika obitelj gena u genomu, koji kontroliraju do koje se mjere potiče ili blokira transkripcija informacije iz genoma te prevodi u proizvodnju enzima i drugih proteina. Zatim su razjasnili kako isti ovaj mehanizam koriste i virusi kada napadnu stanicu bakterije ili ljudskog organizma.
Virusi su ‘hakeri’
Virusi ostavljaju proteinsku ovojnicu na površini stanice, a svoju nukleinsku kiselinu zatim ugrađuju u genom domaćina unutar stanice te “hakiraju”, u pravom smislu te riječi, kontrolu transkripcije u stanici kako bi ona počela umnožavati virusni materijal. Kod “bakteriofaga”, tj. virusa koji napadaju genom bakterijske stanice, taj su važan mehanizam rasvijetlili njemačko-američki biofizičar Max Delbrück, američki genetičar Alfred D. Hershey i talijansko-američki mikrobiolog Salvador E. Luri te za svoja otkrića bili nagrađeni Nobelovom nagradom 1969.
vojim su radom oni potvrdili i kako se mutacijama razvija raznolikost bakterija te kako je molekula DNK nositelj informacije. Još jedna preostala dvojba vezana uz funkciju imunosustava bila je kako bijela krvna zrnca mogu znati koje su vlastite stanice već zaražene virusom te ih početi ubijati, dok nezaražene stanice potpuno istog tkiva ostavljaju netaknutima? Na to su pitanje odgovorili australski veterinarski kirurg Peter C. Doherty i švicarski imunolog Rolf M. Zinkernagel te su za to 1996. nagrađeni Nobelovom nagradom.
Oni su objasnili mehanizme specifičnosti u tzv. stanično posredovanom imunološkom odgovoru. Dok B-limfociti izlučuju antitijela, T-limfociti ubijaju zaražene stanice, ali samo ako na njima prepoznaju prikazane antigene virusa zajedno s vlastitim proteinskim markerima. Doherty i Zinkernagel bili su iznenađeni kad su shvatili da T-limfociti u eksperimentalnim uvjetima ne ubijaju sve zaražene stanice, već samo zaražene stanice iste stanične linije, koje su sve imale iste antigene na staničnoj membrani. Shvatili su kako T-limfociti zapravo prepoznaju kombinaciju vlastitog površinskog antigena i virusnog antigena jer virusni se antigen veže za vlastiti antigen i time ga mijenja.
T-limfociti registriraju tu promjenu i ubijaju takvu stanicu umjesto da je nastave tolerirati. To je ono što su naučili još tijekom fetusnog razvoja. Ovo je otkriće omogućilo napredak u razvoju cjepiva, nove pristupe liječenju zaraznih bolesti te upalnih bolesti i zloćudnih tumora.
Posljednju u nizu važnih Nobelovih nagrada za razumijevanje kako se naš organizam nosi s mikrobima iz okoline zaslužili su 2011. američki imunogenetičar Bruce A. Beutler, luksemburško-francuski biolog Jules A. Hoffmann, te kanadski liječnik Ralph M. Steinman. Hoffman i Beutler objasnili su ulogu urođenog imuniteta, koji je prva linija obrane svakog organizma, dok je druga linija obrane tzv. “adaptivna”, specifična imunološka obrana na antigene. Urođeni je imunitet evolucijski stariji te je stoga dominantan način obrane biljaka, gljivica, insekata i primitivnih višestaničnih organizama. Temelji se na sustavu tzv. receptora koji otkrivaju prisutnost uljeza, a zatim priziva imunostanice na mjesto infekcije. To čini otpuštanjem kemijskih signalnih molekula koje nazivamo citokinima.
Urođeni imunosustav može na taj način aktivirati sustav komplementa, baš kao što to mogu činiti i specifična protutijela. Može pokrenuti i čišćenje kompleksa antigena i protutijela iz organizma, kao i odumrlih stanica ili stranih tijela. Također, u stanju je i prezentirati antigene kako bi pokrenuo adaptivni imunosustav. Bruce Beutler je nagrađen jer je otkrio gen za receptor koji otkriva lipopolisaharide. To su molekule koje proizvode mnoge bakterije opasne za naš organizam. Hoffmann je, pak, otkrio gen za receptore urođene imunosti vinskih mušica.
Nova saznanja
Treći nagrađeni znanstvenik te godine, Ralph Steinman otkrio je novi tip stanica u tijelu, tzv. “dendritične stanice”. Pokazao je kako i one mogu aktivirati ubojite T-limfocite, tj. stanice ključne za adaptivnu imunost koje nose dugotrajno imunološko pamćenje protiv svih opasnih antigena.
Sigurno je kako nas čekaju još brojna zanimljiva otkrića o međudjelovanju između našeg organizma i svih mogućih mikroba i antigena hrane koje unosimo u organizam. No, gledajući stotinjak godina unatrag iz današnje perspektive, nevjerojatno je koliko više toga danas razumijemo, i koliko smo znanja uspjeli steći iako i dalje ostaju brojna pitanja na koja tek treba odgovoriti.