Hogy küzd értünk az immunrendszerünk? | Julia Jellusova | TEDxFreiburg

Tudják, hogy veszélyes világban élünk? Vírusok és baktériumok vesznek minket körül, és csak immunrendszerünknek köszönhetjük életben maradásunkat. Julia Jellusova biológus-immunológus humoros előadásban fejti ki a B-sejtek szerepét, továbbá azt, mi köze a játékgyártásnak immunrendszerünkhöz. Érdekes példákon magyarázza el, miért fontos folytatni a B-sejtek kutatását, és hogyan küzd szervezetünk még a rák ellen is. Julia Jellusova a Freiburgi Egyetem CIBSS-részlegének kutatója. A CIBSS az integrált biológiai jelzéseket tanulmányozó központ. Kutatócsoportja fő témája az immunsejtek anyagcseréjének szabályozó hatása és az, hogyan küzdik le a fertőzéseket és a rákot. Foglalkozik továbbá azzal is, hogy az immunrendszer hibája hogyan vezethet autoimmun betegségekhez.

Az immunrendszer iránti vonzalmát szenvedélyesen osztja meg ifjú kutatókkal és a nagyközönséggel. Gyermekkönyveket is ír és illusztrál, nemrég jelent meg a Fedezd fel az immunrendszered! c. könyve.

Ezt az előadást egy TEDx rendezvényen rögzítették, amelyet a TED konferenciák formájában, de tőlük függetlenül egy helyi közösség szervezett. Bővebben: http://ted.com/tedx

Jó estét, Freiburg!

Tudatában vannak-e,
hogy veszélyes világban élünk?

Milliónyi baktérium és vírus él köröttünk.

Mindenütt ott vannak.

A levegőben, a bőrünkön,

élelmiszereinkben.

Egyetlen oka, amiért
nem betegeskedünk folyton,

hogy immunrendszerünk van.

(Nevetés)

Az immunrendszer többféle sejtből áll,

amely felismeri s elpusztítja a vírusokat,
baktériumokat, férgeket és a ráksejteket.

E sejtek a vérünkben úsznak,

testünkben járőrözve
behatoló kórokozókat keresnek.

Azt hiszik, könnyű feladat?

Nehéz lehet megmondani,
hogy megfertőződtünk-e?

Erősen eltérnek testünk más részétől.

Valójában nagyon nehéz,

mert ezek

immunrendszerünk sejtjei,

ezek hadseregünk apró harcosai.

Nincs szemük, nincs kezük,

és még ha lenne is,

akkor sem lenne könnyű
megkülönböztetni a jót a rossztól.

Ez itt valami, amit a sejtek látnak,
miközben testünkben járőröznek.

Mit gondolnak, mi ez?

Ez normális vagy rákos sejt?

Vagy vírussal fertőzött,

amely milliószámra ontja a vírusokat?

Hát ez?

Vajon a baktérium
meg akar betegíteni bennünket,

vagy emésztésünket segíti?

Vagy tán csak szemét?

Értik, hogy nem könnyű eldönteni.

Hogyan végzi ezt immunrendszerünk?

Elmagyarázom.

Ehhez ismerkedjenek meg
az ún. B-immunsejttel.

Lehet, hogy már ismerik.

E sejtek termelik az antitesteket,

és amikor oltást kapunk,
ezek lépnek működésbe.

Ilyenek.

A felszínükön ún.
B-sejtreceptorok vannak;

Ezek fehérjék, melyek révén a sejt
környezetével kommunikál.

Kezecskékre hasonlítanak,

érzékelik a környezetüket,
és földerítik, mi van ott.

De kezünktől eltérően a B-receptorok

csak egyetlen képződményt érzékelnek.

Ez a B-sejt pl. csupán

ezt a tüskés vörös fehérjét érzékeli,

de a kék göröngyöst nem.

Ez nehézséget jelent, ugye?

Mert milliónyi baktérium és vírus létezik,

és ha csak ilyen B-sejtünk van,

csupán ezt az egyetlen
baktériumot ismerjük fel,

és a többiektől megbetegszünk.

Mi hát a megoldás?

Nyilván a sokféle B-sejt,
különböző receptorokkal.

Milliónyi B-sejt létezik,

és mindegyiküknek
más-más a B-sejtreceptora,

így más-más baktériumot ismer föl.

Nem számít, mitől fertőződtünk meg,

mindig van B-sejt, amely riadót fúj,

és testünkkel közli: "valami történt".

Hogy lehetséges,

hogy ennyiféle B-sejtünk van?

Hogy lehetséges

minden baktériumot felismernünk,

amellyel otthon vagy külföldi
utazásunkkor találkozunk?

Hiszen rengeteg...

(Nevetés)

rengeteg baktérium létezik.

Hogy csinálják ezt a sejtek?

Testünk úgy működik,
hogy ha fehérjét akarunk előállítani,

annak bele kell kódolva
lennie a DNS-ünkbe.

Testünk minden fehérjéje be van kódolva
valamely DNS-szekvenciába;

ennek gén a neve.

Úgy képzelhetjük el a DNS-t,
mint valami könyvtárat,

amely arról szóló tudással teli,
hogyan állítsunk elő működő emberi testet.

Testünk minden fehérjéjét DNS-ünk kódolta,

és testünk minden sejtje
ugyanazt a DNS-t tartalmazza.

Azt gondolhatják:

"Nahát, ez különösen hangzik,

azt hittem,

hogy minden sejt más és más,
és más-más a szerepe.

Hogy lehet azonos DNS-ük?"

Az a trükk benne, hogy bár
azonos információt tartalmaznak,

különbözőképp használják föl.

Nem minden információt olvasnak ki,

csak azt, ami a munkájukhoz kell.

Ez olyan, mintha a péknek
és az autószerelőnek

egyforma könyvtára lenne.

A pék a sütikészítésről fog olvasni,

az autószerelő pedig a kocsijavításról.

Ugyanez a helyzet a sejtekkel.

Szemünk sejtjei
azt az információt olvassák,

hogyan kell a látásunkhoz kellő
fényérzékeny fehérjét előállítani,

májsejtjeink viszont azt,

hogy szabaduljanak meg az alkoholtól,

amellyel rejtélyes módon
állandóan mérgezzük magukat.

(Nevetés)

De minden sejtnek egyforma DNS-e van,

csak másként használják.

Visszatérve a B-sejtek problémájára:

ha milliónyi B-sejtreceptor kellene,

akkor milliónyi különböző gén is kellene.

Az pedig elég sok.

Az emberi sejtben 20 000 gén van,

és ha még milliónyit hozzáadnánk,

a sejt telis-tele lenne DNS-sel,

pukkadásig.

Ezt nyilván lehetetlen megvalósítani.

És mégis milliónyi más-más B-sejtünk van,

különféle B-sejtreceptorral.

Hogyan sikerül ez a sejteknek?

Egyszerű stratégiát dolgoztak ki:

ahelyett, hogy egy génnel kódolnák
a B-sejtreceptort,

különböző részekből

rakják össze.

E darabokat V, D és J szegmensnek hívjuk.

A sejtek különböző mennyiséget
tartalmaznak belőlük,

véletlenszerűen illesztik őket össze,
és alakítják ki a B-sejtreceptoraikat.

Mivel véletlenszerűen történik,

végül mindig más
B-sejtreceptorhoz jutunk.

Ha netán összezavarodtak volna,

és nem értenék a stratégia működését,

ne idegeskedjenek,
másik példán is elmagyarázom.

Képzeljék el, hogy játékkészítők.

Főnöküktől három játéktervet kapnak.

A tervek tartalmazzák,
hogyan kell a fejet,

hogyan kell a törzset,

és hogyan kell a lábakat elkészíteni.

Hozzálátnak a munkához, szép macit,

balerinababát és lepkét készítenek.

Igen elégedettek magukkal,

folytatni szeretnék,
s újfajta játékokat készítenének.

De a főnökük közli:

"Sajnos, a tervtároló polcon

csak három tervnek van hely,

szóval, ez minden."

Most mitévők legyenek?

Hogy készíthetnének többféle játékot?

Fölapríthatják a terveket

több darabra,

aztán véletlenszerűen választva belőlük
új játékokat rakhatnak össze.

Így ehhez a csodás lepkemacihoz jutnak,

üzletasszony-balerinababához jutnak,

buggyos nadrágot hordó lepkéhez jutnak,

és szoknyát viselő lepkéhez jutnak.

Noha csak három tervük volt,
most mégis itt van e három új játékuk.

Pontosan így tesznek a B-sejtek is.

Variálják ezeket a részeket,

és véletlenszerűen rakják össze őket.

Ha még emlékszenek az iskolai matekból:

három elem harmadosztályú
ismétléses variációinak száma 3³ = 27,

azaz 27 B-sejtreceptort állíthatunk elő.

De ha 100 variációnk van minden elemre,

akkor milliónyi B-sejt receptort
állíthatunk elő.

Ezzel sok helyet takaríthatunk meg.

Csupán 100 DNS-szál kell,

véletlenszerűen összekapcsolhatjuk őket,

és így milliónyi
B-sejtreceptorhoz jutunk.

A sejt által alkalmazott másik stratégia,

hogy kisebb mutációt
hajtanak végre a DNS-en.

A DNS-en végrehajtott mutáció

kissé megváltoztatja a fehérjét,

és így új B-sejtreceptor keletkezik.

Ez ahhoz hasonló,
mikor belefirkálnak a tervbe,

s apróbb változásokat okoznak.

Így lesz a medvéből sertés.

Így tesznek a sejtek is:

kis változásokat okoznak,

végül kissé más
B-sejtreceptor keletkezik.

E két stratégia olyan sikeres,

hogy milliónyi B-sejtünk van,

és mindegyiknek más B-sejtreceptora van.

Mindegyik sejtnek ugyanaz a DNS-e,

mindegyik ugyanazt tudja,

ám mivel véletlenszerűen rakják össze
a B-sejtreceptorukat,

és minthogy erről maguk döntenek,

végül más-más B-sejtreceptor keletkezik.

Ily módon a B-sejtek felismerik

a világ bármilyen kórokozóját.

Ez a stratégia annyira sikeres,
hogy olyan B-sejtek is léteznek,

amelyek még nem is létező
fehérjéket is fölismernek.

Még ha földönkívüli baktériumok
árasztanak is el bennünket,

még mindig van B-sejtünk, amely képes lesz
fölismerni azt a baktériumot,

és félreverni a harangot.

De talán már érzékelik, mi ezzel a gond?

Arra gondolok, hogy ha véletlenszerűen
összerakott részekből lesz valami,

végül olyanhoz jutunk,
amelyet nem szeretnénk.

Ha véletlenszerűen raknánk össze
babarészeket, tán ehhez jutnánk.

Rettenetes lenne, senki sem
szeretne játszani vele.

(Nevetés)

Ugyanez a helyzet a B-sejtekkel is.

Nemkívánatos
B-sejtreceptorhoz juthatnánk.

A nemkívánatos B-sejtreceptor
a saját fehérjénket felismeri,

mert saját sejtjeink is
fehérjéből épülnek föl,

és ha a B-sejt valamely
fehérjénkhez kötődik,

a megsemmisítés szándékával
veszi célba a sejtet.

Senki sem szeretne efféle hadsereget,

amely minden ellenség megsemmisítése után

a barátok megsemmisítésével folytatná.

Stratégiára van szükség ahhoz,

hogyan hallgattassuk el

vagy tüntessük el ezeket a sejteket.

Itt már kissé bonyolódnak a dolgok.

Immunrendszerünk sejtjei,

miután fölismerik a fehérjét,

nem rögtön támadnak rá,
hanem először a helyzetet elemzik.

Rengeteg kérdést tesznek föl.

Például ilyeneket:

Volt ott seb, mikor észleltem a fehérjét?

Sérült volt a bőr?

Sokat láttam belőle, vagy csak párat?

Szabadon mozgott,
vagy a felszínén volt valaminek?

Más sejtek is veszélyesnek tartják?

Ezt tanulmányozzuk a laboromban,

és számos más freiburgi
labor is ezt teszi.

Igyekszünk megérteni,
hogyan jutnak információhoz a B-sejtek,

hogy kommunikálnak más sejtekkel,

hogyan elemzik a kapott információt,

aztán miként döntenek.

Igen hasznos,

ha értjük az immunrendszer nyelvét,

mert akkor visszaszólhatunk neki,

megmondhatjuk, mit tegyen.

Ez sok betegségnél hasznos lehet.

Pl. autoimmunitás esetén,

mikor valamilyen autoimmun
rendellenességtől szenvedünk,

pl. bőrfarkastól, reumatoid artritisztől

vagy szklerózis multiplextől,

immunrendszerünk

valamit félreért.

Valamilyen információt félreért.

és saját sejtjeinket támadja.

Hasonlóan az allergiához.

Aki allergiás, annak az immunrendszere
bizonyos helyzetet félreért,

és veszélytelen dolgokat,
pl. port és virágport

veszélyesnek tekint.

Azt akarjuk mondani immunrendszerünknek,

hogy csillapodjon le.

Pont ez történik,
mikor gyulladásgátlót veszünk be:

így közöljük immunrendszerünkkel,

hogy elég belőle, maradjon nyugton,

nincs akkora veszély, mint föltételezi.

Viszont léteznek betegségek,

melyeknél azt szeretnénk,
ha immunrendszerünk tevékenyebb lenne.

Mikor fertőzés ér minket,

pl. elkapjuk az influenzát,

immunrendszerünk
vagy nem ismeri föl a kórokozót,

vagy úgy dönt, hogy nem veszélyes,

vagy túl lassan reagál.

Ilyenkor azt szeretnénk közölni vele,

hogy legyen tevékenyebb.

Ugyanez az oltás hatása is.

Mikor oltást kapunk,

egy kevés fehérjét oltanak belénk,

ez figyelemfelhívás immunrendszerünknek.

Azt közli vele:

"Veszély! A jövőben bekövetkezhet!
Légy résen!"

Később, mikor az immunrendszer
a valódi kórokozót észleli,

sokkal gyorsabban és erősebben reagál.

Az oltás a legelegánsabb gyógymód.

Gondoljanak bele!

Ha antibiotikumokkal kezeljük a fertőzést,

esetleg naponta kétszer kell szednünk

heteken át.

Mihelyst abbahagyjuk a szedését,
már semmi sem véd.

De oltás esetén teljesen más a helyzet.

Többnyire egy oltás is elég,

aztán évekre védve vagyunk.

Nem kell újra és újra gyógyszert szedni;

nem kell magunkat vegyszerekkel tömnünk;

és mégis védve vagyunk.

A védettségben az a jó,

hogy lényegtelen, milyen gyakran
és mikor találkozunk a baktériummal.

A gyógyítás e csodás módja
csak azért lehetséges,

mert értjük, mit érzékel
veszélyesnek immunrendszerünk,

ugyanis tudjuk, hogyan értsünk szót vele.

Végül, immunrendszerünk
a rák ellen is képes küzdeni.

Meg tudja mondani,
hogy a ráksejtek furcsán néznek ki,

hogy különösen viselkednek,

és képes elpusztítani őket.

Ám néha ez nem működik.

A ráksejtek néha megállj parancsolnak

immunrendszerünknek.

Már megtanulták, hogy beszéljenek vele,

és igyekeznek becsapni:

higgye azt, hogy veszélytelenek.

Léteznek új típusú gyógymódok,

melyeket jelenleg még fejlesztenek,

és a megállj-parancsok
kiiktatására használják őket ott,

ahol meg akarjuk előzni, hogy a ráksejtek
szót értsenek immunrendszerünkkel.

Akkor az immunrendszer tevékeny marad,
és elpusztítja a ráksejteket.

E gyógymód annyira forradalmi és csodás,

hogy James Allison és Tasuku Honjo tudósok

úttörő munkájukért, felfedezésükért

orvosi Nobel-díjban részesültek

2018-ban.

Láthatják, immunrendszerünk
jó barátunk.

Megvéd a fertőzésektől,

besegít a rák elleni küzdelembe.

Biztonságban tart minket
e veszélyes világban.

Néha csak arra van szükségünk,
hogy lebeszéljük ostobaság elkövetéséről.

Köszönöm a figyelmet.

(Taps)