Dr Marek Wagner, kierownik Grupy Badawczej Odporności Wrodzonej w Łukasiewicz – PORT, osiągnął coś, co w polskiej (i nie tylko polskiej) nauce nie zdarza się zbyt często, a jest marzeniem każdego naukowca. Opublikował artykuł w „Nature”, w którym opisał m.in. 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.

– W tej historii ważne są dwa momenty – mówi dr Marek Wagner. – 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 m.in. 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 – dodaje dr Wagner.

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 – mówi naukowiec, który obecnie kontynuuje swoje badania w Łukasiewicz – PORT. Dr Wagner 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 np. 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 Marek 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 – tłumaczy dr Wagner. – 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.

– 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 – sumuje dr Wagner.

UZASADNIENIE REDAKCJI

Magazyn „Świat Lekarza” uznał badania dr. Marka Wagnera za „Sukces miesiąca” ze względu na ich przełomowy charakter i międzynarodowe uznanie potwierdzone publikacją w prestiżowym czasopiśmie „Nature”. Odkrycie, że komórki ILC2 mogą hamować rozwój czerniaka, stanowi ważny krok naprzód w zrozumieniu mechanizmów nowotworowych i otwiera nowe możliwości terapeutyczne. To osiągnięcie jest szczególnie istotne w kontekście rosnącej liczby zachorowań na czerniaka w Polsce i potrzebie poszukiwania skuteczniejszych metod leczenia.