* * *
– В общем, мы клонировали много всяких штук, – рассказывает Эллисон. – Но это все были ненужные штуки. В конце концов меня пригласили провести семинар в [Калифорнийском университете] Беркли. Решение было неоднозначно, потому что я не работал в больших лабораториях. Я не учился в Гарварде. У меня не было такой родословной, как у большинства преподавателей Беркли и прочих подобных вузов.
Именно поэтому он так изумился через две недели, когда в Беркли ему предложили постоянную работу20, оплачиваемую огромным грантом от Медицинского института Говарда Хьюза. Эллисону давали лабораторию и оклад постдокторанта, и он мог исследовать все, что захочет. Преподавать было необязательно, а деньги давали ему навсегда и без дополнительных условий. Единственным его обязательством было каждые три года посещать штаб-квартиру Медицинского института Говарда Хьюза, произносить там 25-минутную речь перед пятьюдесятью ведущими учеными мира и презентовать свою работу по Т-лимфоцитам21.
Существует несколько видов Т-лимфоцитов с разными специальностями, которые координируют иммунный ответ на болезнь.
Работая в Беркли, Эллисон уже куда лучше разбирался в Т-лимфоцитах, чем десять лет назад, когда впервые ими увлекся. Тогда уже все знали, что есть несколько видов Т-лимфоцитов с разными специальностями, которые координируют иммунный ответ на болезнь. Одни «помогали» иммунной реакции, рассылая химические инструкции через цитокины, словно квотербек, объявляющий команде комбинации в американском футболе. Другие, Т-киллеры, убивали зараженные клетки в бою один на один – обычно с помощью химических инструкций, которые заставляли эти клетки покончить с собой. Вышеописанные процессы (и другие) запускались только тогда, когда T-лимфоцит «активирован».
Активация — это начало адаптивной иммунной реакции на заболевание; до нее Т-лимфоциты просто курсируют в крови и выжидают. Так что же активирует Т-клетки? Что заставляет их мобилизоваться против болезни?
– Мы считали, что Т-клеточный антигенный рецептор – это ключ зажигания, – говорит Эллисон. Предположение вполне естественное.
Лишь идентифицировав Т-клеточный рецептор, они поняли, что предположение не только естественное, но и неверное22. Они могли заставить Т-клеточный рецептор «увидеть» чужеродный антиген в больной клетке – они действительно связывались между собой, как ключ с замком. Но антигенного ключа было недостаточно, чтобы включить T-лимфоцит23. Он не был сигналом «пуск».
– Узнав об этом, я сказал: «Ух ты, круто, T-клетки еще сложнее, чем мы думали», ну, знаете? Загадка стала еще загадочнее. И веселее.
Если подключение T-клеточного рецептора к антигену – это не единственный сигнал, необходимый для включения T-лимфоцита, получается, что нужна еще одна молекула, может быть, даже несколько, необходимые для совместного стимулирования24. Может быть, T-лимфоциту требуются два сигнала, словно два ключа для банковской ячейки, ну, или как в автомобиле: чтобы завести двигатель, нужно не только включить зажигание, но и нажать на газ. Но где же прячется «педаль газа» T-лимфоцита25? Всего через три года они нашли ее – еще одну молекулу на поверхности T-клетки, которую назвали CD2826. CD означает «кластер дифференциации», или, если выражаться более по-человечески, «штука, которая явно отличается от всех других штук, которые ее окружают».
За 10 лет исследований Эллисон выяснил, что подключение клеточного рецептора к антигену – это не единственный сигнал для включения Т-лимфоцита.
CD2827 оказалась вторым сигналом, включающим T-лимфоциты28. Это было важно, но, как вскоре узнали Эллисон и другие исследователи, даже на этом все не заканчивается. Если найти для T-клеточного рецептора нужный антигенный ключ и одновременно стимулировать CD28, T-лимфоцит действительно включается, но когда они попытались сделать это на мышиных моделях, T-клетки нередко просто глохли. Все выглядело так, словно они нашли ключ зажигания и педаль газа, но требовался еще и третий сигнал, чтобы действительно «завести» T-лимфоцит. Началась охота уже за ним.
Один из студентов-постдокторантов Эллисона, Мэттью «Макс» Краммел, сравнил структуру белка CD28 с другими молекулами, ища что-нибудь похожее в компьютерном справочнике молекулярных «фотороботов» – «тогда мы это называли генетическим банком», – объясняет Эллисон. Идея состояла в том, что если найти молекулу, которая выглядит похоже, то, может быть, она будет и делать что-то похожее и как-то связана с исходной молекулой. Краммел вскоре нашел еще одну молекулу, похожую на ту часть CD28, что торчала над поверхностью клетки – рецепторную часть29. Молекулу недавно идентифицировали, назвали и пронумеровали30. То была четвертая цитотоксичная (убивающая клетки) иммунная T-клетка (лимфоцит), идентифицированная в партии, так что Пьер Гольдштейн, ученый, обнаруживший ее, дал ей название «цитотоксичный T-лимфоцит-ассоциированный белок № 4», сокращенно CTLA-431.
Сначала считалось, что для запуска иммунного ответа нужен один сигнал, потом два, затем казалось, что их уже три. Задача усложнялась.
Тем временем ученые Джеффри Ледбеттер и Питер Линсли работали над той же проблемой третьего сигнала в исследовательском центре Bristol-Myers Squibb в Сиэтле.
– Линсли создал антитело, блокирующее CTLA-4, – вспоминает Эллисон. Группа опубликовала статью, в которой делался вывод, что CTLA-4 – это третий сигнал «пуск», еще одна педаль газа на T-лимфоците, которую нужно активировать для иммунного ответа32. То, что другие исследователи создали антитело раньше них, стало разочарованием; особенно пал духом Краммел, который собирался посвятить этому антителу диссертацию и работал над ней уже три года, но Эллисон все равно решил провести дополнительные эксперименты с CTLA-4. Всегда можно узнать что-то новое. Кроме того, он не был полностью уверен, что Линсли с соавторами разгадали загадку активации T-лимфоцитов.
– Я знал, что есть два способа заставить что-то работать быстрее, – говорит Эллисон. – Один из них – сильнее выжать газ. Другой – отпустить тормоз.
По словам Эллисона, группа Линсли проводила лишь эксперименты, в которых CTLA-4 считался еще одним сигналом «пуск», по сути, вторым CD28.
– Я сказал: «Давайте проведем эксперименты, в которых [CTLA-4] дает сигнал выключения, – вспоминал Эллисон. – И, конечно же, именно это мы и обнаружили. CTLA-4 – это «выключатель»33.
Т-лимфоциты невероятно сложно функционируют. У них есть рецепторы для распознавания антигенов, а также сигналы «газа» и «тормоза», которые помогают или запустить иммунный ответ, или заглушить его.
Теперь у лаборатории Эллисона была довольно-таки полная картина всего процесса, необходимого для активации T-лимфоцитов против болезни. Во-первых, T-лимфоцит должен распознать больную клетку по ее уникальному белковому «отпечатку» – иными словами, ему нужен антиген, который совпадает с его T-клеточным рецептором (ТКР). Обычно эти антигены приносят ему макрофаги или дендриты. Связывание с этим антигеном – это эквивалент поворота ключа зажигания в автомобиле.
