Czym jest immunologia?

Treść:

• Czym jest immunologia?
• Dlaczego immunologia jest ważna?
• Kim jest immunolog?
• Układ odpornościowy
• Zaburzenia układu odpornościowego i immunologia kliniczna
• Immunologia weterynaryjna

Czym jest immunologia?

Immunologia zajmuje się badaniem układu odpornościowego i jest bardzo ważną gałęzią nauk medycznych i biologicznych. Układ odpornościowy chroni nas przed infekcjami za pomocą różnych linii obrony. Jeśli układ odpornościowy nie funkcjonuje tak, jak powinien, może to prowadzić do chorób, takich jak autoimmunizacja, alergie i rak. Obecnie wykazano również, że reakcje immunologiczne przyczyniają się do rozwoju wielu powszechnych zaburzeń, które tradycyjnie nie są uważane za immunologiczne, w tym chorób metabolicznych, sercowo-naczyniowych i neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera.

Dlaczego immunologia jest ważna?

Od pionierskiej pracy Edwarda Jennera w XVIII wieku, która ostatecznie doprowadziła do szczepień w ich nowoczesnej formie (innowacja, która prawdopodobnie uratowała więcej istnień ludzkich niż jakikolwiek inny postęp w medycynie), po wiele przełomowych odkryć naukowych w XIX i XX wieku, które doprowadziły do bezpiecznych przeszczepów narządów, identyfikacji grup krwi i wszechobecnego obecnie stosowania przeciwciał monoklonalnych w nauce i opiece zdrowotnej, immunologia zmieniła oblicze współczesnej medycyny. Badania nad immunologią nadal poszerzają naszą wiedzę na temat sposobów leczenia poważnych problemów zdrowotnych, z trwającymi badaniami nad immunoterapią, chorobami autoimmunologicznymi i szczepionkami przeciwko pojawiającym się patogenom, takim jak Ebola. Postępy w zrozumieniu podstaw immunologii są niezbędne dla zastosowań klinicznych i komercyjnych i ułatwiły odkrycie nowych metod diagnostycznych i terapeutycznych w leczeniu szerokiego zakresu chorób. Ponadto badania immunologiczne, wraz z postępem technologicznym, zapewniły niezwykle ważne techniki i narzędzia badawcze, takie jak cytometria przepływowa i technologia przeciwciał.

Kim jest immunolog?

Immunolog to naukowiec i/lub lekarz specjalizujący się w immunologii. Wielu immunologów pracuje w laboratoriach badawczych na terenie kampusu lub w przemyśle prywatnym (np. farmaceutycznym). Inni immunolodzy - „immunolodzy kliniczni” - to lekarze, którzy koncentrują się na diagnozowaniu i leczeniu chorób układu odpornościowego, takich jak choroby autoimmunologiczne i alergie.

Układ odpornościowy

Układ odpornościowy to złożony system struktur i procesów, który ewoluował, aby chronić nas przed chorobami. Układ odpornościowy składa się z elementów molekularnych i komórkowych. Funkcje tych składników są podzielone na niespecyficzne mechanizmy, tj. te, które są wrodzone dla organizmu, oraz reakcje adaptacyjne na określone patogeny. Podstawowa lub klasyczna immunologia obejmuje badanie składników, które tworzą wrodzony i adaptacyjny układ odpornościowy.

Odporność wrodzona jest pierwszą linią obrony i jest niespecyficzna. Oznacza to, że reakcje są takie same dla wszystkich potencjalnych patogenów, bez względu na to, jak różne mogą one być. Odporność wrodzona obejmuje bariery fizyczne (np. skórę, ślinę itp.) i komórki (np. makrofagi, neutrofile, bazofile, komórki tuczne itp.). Składniki te są „przygotowywane” i chronią organizm w pierwszych dniach infekcji. W niektórych przypadkach wystarcza to do wyeliminowania patogenu, ale w innych przypadkach pierwsza linia obrony jest przytłoczona i uruchamia się druga linia obrony.

Odporność adaptacyjna to druga linia obrony, która obejmuje budowanie pamięci o infekcjach, z którymi organizm się zetknął, aby mógł rozwinąć wzmożoną reakcję specyficzną dla patogenu lub obcej substancji. Odporność adaptacyjna obejmuje przeciwciała, które zazwyczaj są ukierunkowane na obce patogeny poruszające się swobodnie w krwiobiegu. Zaangażowane są również limfocyty T, które są szczególnie ukierunkowane na patogeny, które skolonizowały komórki i mogą bezpośrednio zabijać zainfekowane komórki lub pomagać kontrolować odpowiedź przeciwciał.

Zaburzenia układu odpornościowego i immunologia kliniczna

Układ odpornościowy jest wysoce regulowanym i zrównoważonym systemem, a gdy równowaga zostanie zakłócona, może wystąpić choroba. Badania w tym obszarze obejmują badanie chorób, które są spowodowane dysfunkcją układu odpornościowego. Wiele z tych prac ma znaczenie dla rozwoju nowych terapii i metod leczenia, które mogą łagodzić lub leczyć choroby poprzez zmianę sposobu funkcjonowania układu odpornościowego lub, w przypadku szczepionek, poprzez pobudzenie układu odpornościowego i wzmocnienie odpowiedzi immunologicznej na określone patogeny.

Zaburzenia immunologiczne obejmują problemy z układem odpornościowym, które upośledzają jego zdolność do odpowiedniej obrony. W rezultacie są one prawie zawsze związane z poważnymi infekcjami, które utrzymują się, nawracają i/lub prowadzą do powikłań, czyniąc te zaburzenia bardzo wyniszczającymi, a nawet śmiertelnymi. Istnieją dwa rodzaje zaburzeń odporności: pierwotne niedobory odporności są zwykle obecne od urodzenia, są zazwyczaj dziedziczne i stosunkowo rzadkie. Jednym z takich przykładów jest pospolity zmienny niedobór odporności (CVID). Wtórne niedobory odporności zwykle rozwijają się w późniejszym okresie życia i mogą pojawić się po zakażeniu, jak w przypadku AIDS po zakażeniu wirusem HIV.

Chorobyautoimmunologiczne powstają, gdy układ odpornościowy atakuje ciało, które ma chronić. Osoby cierpiące na choroby autoimmunologiczne mają zaburzenia, które uniemożliwiają im odróżnienie „siebie” od „obcych” lub „obcych” cząsteczek. Zasady immunologii zapewniły szeroki zakres testów laboratoryjnych do wykrywania chorób autoimmunologicznych. Choroby autoimmunologiczne można opisać jako „pierwotne” choroby autoimmunologiczne, takie jak cukrzyca typu 1, które mogą objawiać się od urodzenia lub we wczesnym okresie życia, lub jako „wtórne” choroby autoimmunologiczne, które objawiają się w późniejszym okresie życia z powodu różnych czynników. Uważa się, że reumatoidalne zapalenie stawów i stwardnienie rozsiane należą do tego typu chorób autoimmunologicznych. Choroby autoimmunologiczne mogą być również miejscowe, takie jak choroba Leśniowskiego-Crohna atakująca przewód pokarmowy, lub ogólnoustrojowe, takie jak toczeń rumieniowaty układowy (SLE).

Alergie to zaburzenia nadwrażliwości, które powstają, gdy układ odpornościowy organizmu reaguje na nieszkodliwe substancje obce, powodując uszkodzenie własnych tkanek. Alergia (alergen) może być spowodowana przez prawie każdą substancję, ale najczęściej alergie występują po zjedzeniu niektórych rodzajów żywności, takich jak orzeszki ziemne, lub po wdychaniu substancji unoszących się w powietrzu, takich jak pyłki lub kurz. W reakcjach alergicznych organizm uważa, że alergeny są niebezpieczne i natychmiast wytwarza substancje, które je atakują. Powoduje to, że komórki układu odpornościowego uwalniają silne substancje chemiczne, takie jak histamina, która powoduje stan zapalny i wiele objawów związanych z alergiami. Immunologia stara się zrozumieć, co dzieje się w organizmie podczas reakcji alergicznej i jakie czynniki są odpowiedzialne za jej wystąpienie. Powinno to doprowadzić do opracowania lepszych metod diagnozowania, zapobiegania i kontrolowania chorób alergicznych.

Astma jest wyniszczającą i czasami śmiertelną chorobą układu oddechowego. Zazwyczaj pojawia się, gdy układ odpornościowy reaguje na wdychane cząsteczki z powietrza i z czasem może prowadzić do zgrubienia dróg oddechowych u pacjentów. Jest to główna przyczyna choroby i występuje głównie u dzieci. W niektórych przypadkach ma ona podłoże alergiczne, ale w wielu przypadkach jej pochodzenie jest bardziej złożone i słabo poznane.

Rak jest chorobą polegającą na nieprawidłowym i niekontrolowanym wzroście i proliferacji komórek i jest definiowany przez zestaw charakterystycznych cech, z których jedną jest zdolność komórek nowotworowych do unikania zniszczenia immunologicznego. Wiedząc, że unikanie odporności może przyczyniać się do rozwoju raka, naukowcy skupili się na manipulowaniu układem odpornościowym w celu pokonania raka (immunoterapia). Immunoterapia nowotworów ma na celu stymulowanie wrodzonych zdolności układu odpornościowego do zwalczania tkanki nowotworowej i stała się niezwykle obiecującą nową bronią w naszym arsenale przeciwko tej chorobie. Inne zastosowania wiedzy immunologicznej w walce z rakiem obejmują stosowanie przeciwciał monoklonalnych (białek, które wyszukują i bezpośrednio wiążą się z określonym białkiem docelowym zwanym antygenem. Przykładem jest Herceptin, który jest przeciwciałem monoklonalnym stosowanym w leczeniu raka piersi i żołądka). Ponadto opracowano kilka skutecznych szczepionek przeciwnowotworowych, w szczególności szczepionkę przeciwko HPV.

Przeszczepy obejmują transfer komórek, tkanek lub narządów od dawcy do biorcy. Najpoważniejszą przeszkodą w transplantacji jest rozpoznanie przeszczepionych narządów przez układ odpornościowy jako obcych. Zrozumienie mechanizmów i cech klinicznych odrzucenia przeszczepu jest ważne w diagnostyce, zaleceniach dotyczących leczenia i ma kluczowe znaczenie dla rozwoju nowych strategii i leków w celu zarządzania przeszczepem i ograniczenia ryzyka odrzucenia.

Szczepionki to substancje, które uczą organizm rozpoznawania i obrony przed infekcjami wywołanymi przez szkodliwe patogeny, takie jak bakterie, wirusy i pasożyty. Szczepionki zapewniają „podgląd” konkretnego patogenu, który stymuluje układ odpornościowy organizmu do przygotowania się na wypadek wystąpienia infekcji. Szczepionki zawierają nieszkodliwy element czynnika zakaźnego, który stymuluje układ odpornościowy do reakcji, która rozpoczyna się od produkcji przeciwciał. Komórki reagujące na szczepionkę namnażają się w celu wytworzenia przeciwciał specyficznych dla czynnika wywołującego, a także w celu utworzenia „komórek pamięci”. Przy ponownym spotkaniu z czynnikiem zakaźnym te komórki pamięci są w stanie szybko poradzić sobie z zagrożeniem, wytwarzając wystarczającą ilość przeciwciał. Patogeny w organizmie są ostatecznie niszczone, co zapobiega dalszym infekcjom. Kilka chorób zakaźnych, w tym ospa, odra, świnka, różyczka, błonica, tężec, krztusiec, gruźlica i polio, nie stanowią już zagrożenia w Europie dzięki skutecznemu stosowaniu szczepionek.

Immunologia weterynaryjna

Immunologia weterynaryjna to dziedzina immunologii zajmująca się poprawą zdrowia zwierząt. Podobnie jak ludzie, zwierzęta cierpią na choroby wywoływane przez organizmy próbujące zaatakować ich ciała lub przez ich układ odpornościowy, który nie działa prawidłowo. Zwierzęta dzikie, domowe i hodowlane są rutynowo narażone na szereg niebezpiecznych bakterii, wirusów i pasożytów, które zagrażają ich dobrostanowi. Infekcje u zwierząt mogą mieć poważne konsekwencje dla przemysłu spożywczego i rolnictwa. Ponadto wiele infekcji zwierzęcych może być naturalnie przenoszonych przez barierę gatunkową i zarażać ludzi i odwrotnie, co określa się mianem zoonoz. Na przykład dobrze zbadane infekcje, w tym świńska grypa i ptasia grypa, a także malaria i borelioza, są przenoszone ze zwierząt i owadów na ludzi. Dlatego niezwykle ważne jest, aby tego typu choroby były skutecznie kontrolowane. Środki te nie tylko zapobiegną dalszemu przenoszeniu chorób na inne zwierzęta i ludzi, ale także zmniejszą potencjalnie niszczycielskie konsekwencje społeczne i gospodarcze.