Введение

Полли Селин Эвелин Матцингер (родилась 21 июля 1947 года в Ла-Сейне, Франция) — французский иммунолог американского происхождения, предложившая теорию модели опасности, объясняющую принципы работы иммунной системы.

Ранние годы

Полли Матцингер родилась 21 июля 1947 года во Франции, у французской матери (Симон) и голландского отца (Ханс). Хотя на получение степени бакалавра у неё ушло одиннадцать лет, она окончила Калифорнийский университет в Ирвине со степенью бакалавра биологии в 1976 году. После этого она провела четыре года в качестве постдокторанта в Кембриджском университете.

В 2015 году Матцингер записала серию из восьми частей, посвященную модели опасности в иммунной системе, охватывающую такие темы, как отторжение трансплантатов, опухоли, аутоиммунные заболевания, Т-клетки, паразиты и алармины.

Модель опасности

Модель "собственное/чужое" (Self/Non self Model), предложенная Макфарлейном Бернетом и Фрэнком Феннером в 1949 году, столкнулась с трудностями в конце 1980-х годов, когда иммунологи осознали, что Т-клетки нуждаются в клетках, представляющих антиген, которые демонстрируют антигенные материалы и посылают костимулирующие сигналы. Под влиянием работ Томаса Куна о научных революциях, Чарльз Джейнвей в 1989 году выдвинул предположение, что именно врожденная иммунная система является главным регулятором иммунных ответов. Он также предположил, что врожденная иммунная система использует древние рецепторы распознавания паттернов для принятия решений, идентифицируя патоген по его постоянным характеристикам.

Сигналы опасности

В своей статье 1994 года "Толерантность, опасность и расширенная семья" Матцингер развила модель опасности, утверждая, что антигенпрезентирующие клетки реагируют на "сигналы опасности", высвобождаемые клетками, подвергающимися не запрограммированной клеточной гибели при повреждении или стрессе, в отличие от апоптоза (контролируемой клеточной гибели). Сигналы тревоги, выделяемые этими клетками, сообщают иммунной системе о проблеме, требующей иммунного ответа. Она утверждала, что Т-клетки и иммунный ответ, который они координируют, возникают не из-за неонатального определения "самого", как в предыдущей модели, и не из-за древних определений патогенов, как в аргументации Джейнвея, а из-за динамичной и постоянно обновляемой реакции на опасность, определяемой повреждением клеток.

Область применения

Модель опасности охватывает широкий спектр тем, включая трансплантацию, материнско-плодный иммунитет, аутоиммунитет, методы лечения рака и вакцины. Матцингер утверждает, что предыдущие модели не смогли объяснить, почему иммунные ответы различаются в зависимости от местоположения и степени серьезности конкретной угрозы. Кроме того, эти модели не объясняют, как иммунная система отторгает опухоли, вызывает аутоиммунные заболевания или формирует аллергические реакции. Некоторые иммунологи по-прежнему придерживаются концепций Джейнвея, считая, что иммунный ответ в основном обусловлен врожденными, эволюционно консервативными "рецепторами распознавания паттернов", которые идентифицируют общие черты микроорганизмов, смягчая последствия неапоптотической клеточной гибели.

Распознавание образцов и тканевая иммунная система

Сын Ён Сон и Матцингер предложили обнаженные гидрофобные области на биологических соединениях как один из типов молекулярных паттернов, связанных с повреждением (DAMPs) в рамках модели опасности. Под воздействием стрессовых факторов клетки неправильно сворачивают и денатурируют свои белки, обнажая гидрофобные области, которые агрегируют в комки, чтобы избежать контакта с водной средой. В статье 2013 года, опубликованной в журнале Nature Immunology, Матцингер подчеркнула основное следствие модели опасности: ткани организма инициируют иммунные ответы. Поскольку исследования продолжают демонстрировать, что бактерии микробиома каждого органа регулируют его функцию и активность, Матцингер предполагает, что микробы могут быть показаны как факторы, определяющие реакции иммунной системы. Матцингер утверждает, что DAMPs могут объяснить, почему Toll-подобные рецепторы реагируют как на внешние, так и на эндогенные сигналы лигандов, а ее модель опасности предполагает множество сигнальных путей, определяющих масштаб и характер каждого иммунного ответа.

Проблемы с теориями Матцингера

Было показано, что регуляторные Т-клетки подавляют иммунные ответы, что иллюстрируется аутоиммунным синдромом IPEX, возникающим при дисфункции главного регулятора этих Treg-клеток. Матцингер включила Treg-клетки в свою модель опасности, утверждая, что их регуляторная активность не является абсолютной, основываясь на более высокой частоте отторжения трансплантированных органов при инфицировании, что демонстрирует, что сигналы опасности продолжают определять иммунный ответ. Критика модели опасности сосредоточена на двух ключевых моментах: во-первых, Матцингер утверждала, что опухоли сохраняются и вызывают рак, поскольку их клетки подвергаются запрограммированной клеточной гибели, не высвобождая сигналы опасности для запуска иммунного ответа. Однако, недавние исследования показали, что иммунная система способна обнаруживать и уничтожать некоторые опухоли. Во-вторых, модель опасности объясняет отторжение трансплантата как результат повреждения, вызванного хирургическим вмешательством, но это объяснение не учитывает более высокую толерантность к автотрансплантации – перемещению тканей между различными частями одного и того же организма. Термины, введенные Матцингер, такие как "профессиональная антигенпрезентирующая клетка", "сигнал опасности" и "DAMP", часто используются для объяснения концепции "свое/не свое" в иммунной системе. Иммунолог Рассел Э. Вэнс утверждал, что иммунологические парадигмы, такие как модель опасности, неизбежно являются неточными упрощениями различных механизмов, сформированных под воздействием эволюционного давления.

Спор о соавторстве собаки

В 1978 году Матцингер опубликовала свою четвертую статью в журнале "Journal of Experimental Medicine", указав свою афганскую борзую, Галадриэль Мирквуд, в качестве соавтора, чтобы текст был написан от третьего лица в активном залоге. После обнаружения факта некорректного авторства, ей запретили публиковаться в этом журнале.

Награды

На кинофестивале в Кельне в 1986 году Полли Матцингер получила награду за выдающиеся достижения в области образовательных фильмов за немецкий перевод книги "Иммунитет: история изнутри". В 1996 году она была удостоена звания почетного пожизненного члена Скандинавского общества иммунологии. В 2002 году журнал Discover назвал Матцингер одной из пятидесяти самых влиятельных женщин в науке. В 2003 году она получила степень почётного доктора Университета Хассельта. В 2008 году она вошла в список "Highly Cited Researchers" – 1% наиболее цитируемых исследователей в своей области по данным Web of Science.

Публикации

Лассила, О., Вайнио, О. и Матцингер, П. (1988). Могут ли В-клетки активировать наивные Т-клетки? Nature, 334, 253–255. (статья, в которой впервые были названы "профессиональные антигенпрезентирующие клетки")

Фильмы

Иммунитет: история изнутри. Матцингер П. и Андре Траунекер (1986) (видео, 13 мин). Награжденный анимационный фильм для широкой публики, описывающий события, связанные с преодолением инфекции гриппа. Переведен на немецкий, французский, испанский. Студия Hoffmann La Roche, Базель, Швейцария.
Быстрый взгляд на отторжение тканей. Матцингер П. (1991) (Видео, 2 мин). Анимационный фильм для широкой публики, описывающий события, приводящие к отторжению кожной трансплантации. Заказан Национальной ассоциацией научных писателей для встречи телевизионных продюсеров. Отдел специальных мероприятий NIH и Capitol Studios.
Смерть по замыслу / Жизнь и времена жизни и времен. Питер Фридман и Жан-Франсуа Бруне (1995) (Фильм, 73 минуты). Награжденный фильм об апоптотической гибели клеток, в котором представлены работы шести ученых, среди которых П. Матцингер, Р. Леви-Монтальчини, М. Рафф, П. Голстейн, К.М. Дебатин, Р. Хорович и другие.
Включено опасностью. Майкл Мосли (1997) (Фильм, 60 минут). Программа BBC Horizon, созданная для общественного телевидения, представляющая и описывающая модель Опасности.
Микробное вторжение. Дэвид Грин (2001) (Фильм, 60 минут). Программа, описывающая взаимосвязь между человеческим организмом и множеством организмов, живущих на нем и внутри него. В фильме модель Опасности представлена как модель иммунитета, наилучшим образом позволяющая симбиотические отношения внутри организма. The Learning Channel.