Dr Marek Wagner, kierownik Grupy Badawczej Odporności Wrodzonej w Łukasiewicz – PORT, osiągnął coś, co w polskiej (i nie tylko) nauce nie zdarza się zbyt często, a jest marzeniem każdego naukowca. Właśnie opublikował artykuł w „Nature”, jednym z najbardziej prestiżowych czasopism naukowych na świecie. Opisał w nim między innymi wyniki swoich badań nad komórkami odpornościowymi ILC2, wykazując, że komórki znane do tej pory z indukcji odpowiedzi immunologicznej typu 2 związanej z ochroną przed pasożytami, mogą również odgrywać kluczową rolę w walce z nowotworami.
Komórki ILC2 – odkrycie, które zmienia perspektywę
- W tej historii ważne są dwa momenty. Pierwszy to moment odkrycia komórek ILC2, czyli wrodzonych komórek limfoidalnych grupy drugiej, przez japońskich naukowców w 2010 roku. Znaleźli je w tkance tłuszczowej krezki, czyli w narządzie podtrzymującym i stabilizującym narządy wewnętrzne jamy brzusznej, i zauważyli, że chronią organizm przed robakami pasożytniczymi takimi jak glisty i przywry. Dzisiaj już wiemy, że komórki te znajdują się we wszystkich tkankach barierowych, czyli między innymi w skórze, płucach i jelicie, chroniąc organizm człowieka przed patogenami.
Jak to możliwe, że się z nimi rodzimy, a nikt ich wcześniej nie odkrył? – Komórki ILC2, mimo że są limfocytami, zachowują się nieco inaczej. Typowe limfocyty T i B mają na swojej powierzchni receptory, które rozpoznają specyficzne cząsteczki, antygeny, obecne na powierzchni chorobotwórczych drobnoustrojów i komórek nowotworowych. Na ich podstawie uruchamiają odpowiedź immunologiczną. Komórki ILC2 tych receptorów nie posiadają, dlatego przy badaniu mechanizmów obronnych organizmu tak długo pozostawały nieodkryte – wyjaśnia dr Wagner.
W momencie publikacji odkrycia japońskich badaczy, naukowiec prowadził badania nad rolą tkanki tłuszczowej w rozwoju czerniaka w Bostonie.
- Wyniki moich badań sugerowały, że w tkance tłuszczowej znajdującej się w ścisłym sąsiedztwie guza nowotworowego obecna jest duża liczba makrofagów, które z kolei stymulują wzrost nowotworu poprzez indukcję rozwoju naczyń krwionośnych. Odkrycie komórek ILC2 w tkance tłuszczowej zainspirowało mnie do badań nad ich rolą w rozwoju nowotworu. Pierwotnie założyłem – zresztą nie tylko ja, myślał tak wtedy cały naukowy świat – że obecność komórek ILC2 stymuluje wzrost liczby makrofagów, a tym samym rozwój guza. I z taką ideą poleciałem do Japonii.
Nowe spojrzenie na odporność wrodzoną
- Przeprowadzone doświadczenia nie potwierdziły mojej pierwotnej hipotezy. Co więcej – nie byłem w stanie zlokalizować tych komórek w guzie. Wtedy przyszła mi do głowy rewolucyjna hipoteza, że komórki ILC2 mogą hamować wzrost guza nowotworowego. To zapoczątkowało serię eksperymentów, które potwierdziły, że komórki ILC2 hamują rozwój czerniaka. Dziś nie ma co do tego żadnych wątpliwości
Naukowiec, który obecnie kontynuuje swoje badania w Łukasiewicz – PORT, przyznaje, że pierwsze wyniki jego badań wzbudziły spore kontrowersje.
- Mówiono mi, że to niemożliwe, że jest dokładnie odwrotnie, bo w tym samym czasie inni naukowcy wykazywali, że te same komórki wspomagają na przykład rozwój raka piersi.
W przypadku czerniaka, w odpowiedzi na rozwój nowotworu komórki ILC2 produkują cytokiny, czyli białkowe przekaźniki informacji. Jedna z nich – interleukina 5 mobilizuje eozynofile, czyli komórki układu odpornościowego, które wykazują zdolność do niszczenia komórek nowotworowych. To – w dużym uproszczeniu – mechanizm, który w przypadku tego nowotworu działa jak naturalna linia obrony, w dodatku wrodzona i natychmiastowa.
Jednak komórki ILC2 nie zawsze działają w ten sposób. W przypadku raka piersi ich obecność może stymulować tworzenie środowiska sprzyjającego rozwojowi guza poprzez rekrutację i aktywację makrofagów. Wszystko zależy prawdopodobnie od rodzaju nowotworu, mikrośrodowiska, w którym się rozwija, interakcji z innymi komórkami w guzie (a są w nim nie tylko komórki nowotworowe, ale też komórki układu odpornościowego i wiele innych). – A to właśnie czyni komórki ILC2 jednocześnie fascynującymi i trudnymi do zrozumienia – dodaje dr Wagner, który wraz ze swoją Grupą Badawczą Odporności Wrodzonej skupia się teraz na lepszym poznaniu mechanizmów działania tych komórek.
Komórki ILC2 – ewolucyjny mechanizm obronny
Komórki ILC2 są dowodem na to, jak ewolucja dostosowywała nasz układ odpornościowy do walki z zagrożeniami.
- Ich pierwotną rolą była ochrona przed pasożytami, czyli obcymi organizmami wnikającymi do naszego ciała i powodującymi w nim spustoszenie. Aby sobie z nimi poradzić, komórki te aktywowały eozynofile, stymulowały produkcję śluzu w jelitach, wzmacniały ruchy perystaltyczne i uruchamiały inne mechanizmy eliminujące pasożyty z organizmu.
W dzisiejszym świecie, w którym rzadko mamy kontakt z pasożytami, a nawet jeśli – istnieją bardzo skuteczne leki przeciwpasożytnicze – nasze komórki musiały znaleźć dla siebie nowe zadanie. – Czerniak, jak większość nowotworów, działa w sposób przypominający pasożyty. Komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się i wyniszczają nasz organizm podobnie jak pasożyty.
Mechanizm działania komórek ILC2 – jak dowodzi dr Marek Wagner w artykule opublikowanym właśnie w „Nature” – pozostał ten sam, jednak ewolucyjnie dostosował się do nowych potrzeb organizmu i zmienił się cel, który atakuje.
Czerniak – lawinowy przyrost zachorowań w Polsce
W ostatnich trzech dekadach zachorowalność na czerniaka w Polsce wzrosła aż o 300%. To wynik braku odpowiedniej profilaktyki i zwiększonej ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe podczas częstszych wyjazdów do ciepłych krajów. Ale jest to również efekt ocieplenia klimatu – coraz więcej słonecznych dni spędzamy na zewnątrz.
W pierwszym stadium czerniak ma dość duży poziom wyleczalności, jednak kolejne są już bardziej oporne w leczeniu. – Istnieją co prawda immunoterapie, jednak nie są one stuprocentowo skuteczne i nie u każdego pacjenta działają. Na dodatek mają dotkliwe skutki uboczne – opowiada naukowiec Łukasiewicz – PORT i dodaje, że jest jeszcze wiele do zbadania, ale potencjał przeciwnowotworowej aktywności odpowiedzi immunologicznej typu 2 jest znaczący.
- Nie ulega wątpliwości, że musimy szukać nowych form terapii przeciwnowotworowych. Dlatego na każdą informację, która przybliża nas do poznania nowotworów i możliwości walki z nimi, patrzymy z dużą nadzieją. Wierzymy, że badania które prowadzimy mogą doprowadzić do powstania nowych narzędzi diagnostycznych i terapeutycznych w onkologii.
