בסקירה שפורסמה לאחרונה בכתב העת תָאקבוצת מחברים חקרה הנחות אימונולוגיות קיימות כדי להבין טוב יותר תופעות לא פתורות ולשפר את תכנון החיסון, ניהול תגובה אוטואימונית ופתולוגיה של מערכת החיסון.
מחקר: חקר נקודות מבט חדשות באימונולוגיה. קרדיט תמונה: CI Photos / Shutterstock
מערכת החיסון, החיונית להגנה מפני פתוגנים, מורכבת ממרכיבים מולדים ומסתגלים. חסינות מולדת, שנמצאת בפרוקריוטים ובאוקריוטים, מזהה מבנים מולקולריים ספציפיים לפתוגן. חסינות אדפטיבית, שהתפתחה בבעלי חוליות, מציגה לימפוציטים עם קולטני אנטיגן שנוצרו באמצעות תהליכים כמו ריקומבינציה משתנה, גיוון, הצטרפות (VDJ), המאפשרת זיהוי פתוגן ספציפי ותגובה חיסונית. עם זאת, הגיוון של הקולטנים הללו, על אף שהוא מועיל, מגביל את יכולתם להבחין במקורות אנטיגן, אתגר מופחת חלקית על ידי מנגנונים כמו תאי וויסות T (Treg). יש צורך במחקר נוסף כדי להתייחס לשאלות לא פתורות באימונולוגיה, לחדד תיאוריות קיימות ולפתח התערבויות וחיסונים אימונולוגיים יעילים יותר.
אימונוגניות: פענוח המורכבות של הפעלת התגובה החיסונית
הבנת הפעלת התגובה החיסונית כרוכה בזיהוי האותות הנחוצים והמספיקים לתגובות חיסוניות שונות, כולל תגובות ספציפיות לאנטיגן, מולדות, ראשוניות וזיכרון. עם זאת, השונות באותות אלו מסבכת את תהליך הזיהוי, במיוחד מכיוון שמגוון רחב יותר של אותות מפעיל תגובות T helper type 2 (Th2) בהשוואה לתגובות Th1 ו-Th17. יתרה מזאת, איכות התגובות החיסוניות עשויה להשתנות באופן משמעותי על סמך האותות ההתחלתיים, כגון אלו מזיהומים טבעיים לעומת חיסונים שונים, גם אם רמות הנוגדנים דומות. השונות הזו באיתות ובתגובה החיסונית מדגישה את תהליך קבלת ההחלטות המורכב של מערכת החיסון, בדומה לאופן שבו מערכות חושיות משלבות סוגים רבים של מידע כדי להנחות התנהגות. המערכת החיסונית דורשת קבוצה מקיפה של אותות כדי ליזום תגובות מתאימות, תוך הדגשת הקשר המורכב בין מגוון האותות ויעילות התגובה.
חקר המורכבות של הזיכרון החיסוני
זיכרון חיסוני, חיוני לחסינות אדפטיבית, כולל אחסון מידע ארוך טווח על פתוגנים, תוך התמקדות במה מאוחסן, איך ולכמה זמן. השקפות מסורתיות מדגישות את הספציפיות לאנטיגן, שבה תאי זיכרון שומרים פרטים על זהות האנטיגן ומאפייני הזיהום. התפיסה משתרעת על למידה אסוציאטיבית וחיזוקית, כאשר מערכת החיסון מתאימה את עצמה על סמך הצלחתן או כישלון התגובות. מחקר חדש חושף מנגנוני זיכרון לא מסורתיים כמו שיפוץ כרומטין והתרחבות סלקטיבית של תאי רוצח טבעי (NK), מה שמצביע על כך שזיכרון חיסוני עשוי לערב גם את מערכת העצבים המרכזית.
יסודות של אינטראקציות מארח-פתוגן
פתוגנים, המונעים על ידי ברירה טבעית, מאמצים אסטרטגיות להתיישב, לשכפל ולהעביר בתוך מארחים. משכפלים מהירים כמו שפעת וקורונה גורמים לזיהומים חריפים, בעוד שאחרים כמו נגיפי הפטיטיס ו Mycobacterium tuberculosis לגרום למצבים כרוניים. חלקם, כמו וירוס הרפס סימפלקס, נכנסים לאחביון. הם מנווטים בתאי מארח לכניסה, שכפול ושידור, לעתים קרובות דורשים התאמות מורכבות. מארחים נגד זיהומים על ידי איזון עמידות, ביטול פתוגנים וסובלנות, מזעור השפעות הזיהום, הפחתת עלויות התגובה החיסונית ושמירה על הבריאות.
חסינות מגן
חסינות מגן מאופיינת לא רק בעוצמתה או בסוגי מנגנוני האפקטורים שהיא כרוכה בה, אלא בהצלחתה הסופית בהגנה על המארח מפני התוצאות השליליות של זיהומים, כולל תחלואה ותמותה. צורה זו של חסינות עשויה שלא תמיד לדרוש חיסול מוחלט של פתוגנים; במקרים מסוימים, דו קיום מוכיח פחות מזיק מההשפעות של תגובה חיסונית אגרסיבית שמטרתה פינוי מוחלט של פתוגנים.
תפקידם של החיסונים בהשגת חסינות מגן
חיסונים ממלאים תפקיד מכריע בביסוס חסינות מגן על ידי הדמיית זיהום כדי להכין את המערכת החיסונית למפגשים עתידיים עם הפתוגן בפועל. הכנה זו כרוכה בפיתוח של תאי זיכרון ונוגדנים המוכנים להגיב במהירות לזיהום. עם זאת, היעילות של חיסונים יכולה להשתנות באופן משמעותי על סמך עד כמה הם מחקים את תהליך הזיהום הטבעי וממריצים את המערכת החיסונית. לדוגמה, חיסונים חיים מוחלשים היו מוצלחים במיוחד מכיוון שהם מעוררים תגובות חיסוניות חזקות וארוכות טווח הדומות לאלו הנגרמות על ידי זיהומים טבעיים. עם זאת, הצלחה זו אינה משוכפלת באופן אחיד בכל החיסונים, במיוחד אלו המכוונים לווירוסים המשתנים במהירות כמו שפעת או תסמונת נשימתית חריפה קשה וירוס קורונה 2 (SARS-CoV-2), אשר מציבים אתגרים ייחודיים בשל שיעורי השכפול המהירים שלהם ומוטציות.
אתגרים בפיתוח חיסונים יעילים
הפיתוח של חיסונים נגד פתוגנים המשתנים במהירות כמו SARS-CoV-2 הדגיש פערים משמעותיים בהבנתנו של חסינות מגן. בשל תקופות הדגירה הקצרות ושיעורי ההעברה הגבוהים שלהם, פתוגנים אלו דורשים גישה טובה יותר לפיתוח חיסונים שיכולה לעורר תגובה חיסונית מיידית וחזקה. באופן אידיאלי, חיסונים כאלה יגרמו לתגובות חיסוניות חזקות ומקומיות ישירות באתר הכניסה, כגון דרכי הנשימה, שעשויות לכלול אסטרטגיות חדשניות כמו חיסון רירית.
חיסונים ברירית וכיוונים עתידיים
ההתקדמות האחרונה מציעה שחיסונים ברירית יכולים להיות יעילים במיוחד נגד פתוגנים שחודרים דרך הרקמות הריריות, כגון וירוסים בדרכי הנשימה. חיסונים אלה יכולים לעורר תאי חיסון מקומיים לייצר נוגדנים מגנים ממש בנקודת הכניסה של פתוגנים, ועלול לעצור אותם לפני שהם יכולים לגרום לזיהום. פיתוח חיסונים שיוצרים תאי פלזמה ארוכי חיים המסוגלים לייצר נוגדנים לאורך תקופות ממושכות הוא תחום מחקר קריטי נוסף. זה יבטיח חסינות מתמשכת נגד פתוגנים שאחרת עלולים לחמוק מתגובות חיסוניות קצרות יותר.
