Фрэнк Макфарлейн Бёрнет

Краткая биография

Жизнь и работа

Фрэнк Макфарлейн Бёрнет родился 3 сентября 1899 года в Траралгоне, в австралийском штате Виктория. В юности его особенно привлекала биология: он собирал жуков и интересовался разнообразием живых организмов. Позднее Бёрнет выбрал медицину и учился в Мельбурнском университете. Основная часть его научной карьеры оказалась связана с Институтом медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл в Мельбурне, где он занимался бактериофагами, вирусами, иммунитетом и впоследствии возглавлял институт.

Первые крупные работы Бёрнета относились не к иммунологии, а к вирусологии. Он исследовал бактериофаги, вирус гриппа и взаимодействие вируса с клеткой-хозяином. Его интересовало не только устройство отдельного возбудителя, но и то, как вирусные популяции изменяются, отбираются и взаимодействуют с организмом. Такой эволюционный взгляд позднее оказался важен и для его представлений об иммунной системе: Бёрнет всё чаще рассматривал биологические процессы как результат отбора среди множества различающихся клеток или вариантов.

Одной из центральных проблем иммунологии середины XX века было происхождение иммунологической специфичности. Организм способен создавать антитела против огромного числа различных веществ. Возникал фундаментальный вопрос: каким образом контакт с антигеном приводит к появлению именно того антитела, которое может его распознать? Некоторые модели предполагали, что антиген каким-то образом служит шаблоном и «обучает» организм создавать подходящее антитело.

В 1950-х годах начали развиваться альтернативные, селекционные объяснения. Нильс Ерне предположил, что разнообразные варианты антител уже существуют до встречи с антигеном, а антиген выбирает подходящий вариант. Дэвид Талмидж также развивал идеи клеточного отбора. Бёрнет сделал решающий следующий шаг: перенёс принцип селекции на сами клетки иммунной системы. В опубликованной в 1957 году работе он сформулировал концепцию клональной селекции.

В этой модели каждый лимфоцит несёт рецепторы определённой специфичности. Разнообразие клеток существует до встречи с конкретным антигеном. Антиген не диктует клетке, какое антитело ей необходимо сконструировать, а связывается с клеткой, рецептор которой уже ему соответствует. Такая клетка получает сигнал к размножению и образует клон потомков той же специфичности. В дальнейшем эта идея стала центральной схемой для понимания адаптивного иммунитета.

Клонально-селекционная теория позволила объединить несколько прежде разрозненных свойств иммунной системы. Она объясняла специфичность ответа, размножение нужных клеток после контакта с антигеном и образование иммунологической памяти. Она также давала принципиальный способ понять аутоиммунитет: потенциально опасные клоны, распознающие собственные структуры организма, должны устраняться или подавляться. Если этот контроль нарушается, иммунная система может атаковать собственные ткани.

С этим напрямую связана другая фундаментальная идея Бёрнета — иммунологическая толерантность. Бёрнет и Фрэнк Феннер предположили, что способность различать «своё» и «чужое» формируется во время развития организма. Если иммунная система встречается с определённым антигеном на достаточно раннем этапе, она может научиться воспринимать его как собственный и впоследствии не отвечать на него. Экспериментальное развитие этого направления связано прежде всего с работами Питера Медавара и его коллег, показавших возможность искусственно индуцировать специфическую иммунологическую толерантность.

За открытия, связанные с приобретённой иммунологической толерантностью, Бёрнет и Медавар разделили Нобелевскую премию по физиологии или медицине 1960 года. При этом сам Бёрнет считал клонально-селекционную теорию одним из важнейших результатов своей научной жизни. Последующие эксперименты подтвердили её основные положения и превратили клональную селекцию в один из фундаментальных принципов современной иммунологии.

Этот принцип лежит в основе понимания вакцинации, иммунологической памяти, аутоиммунных заболеваний и отбора клеток иммунной системы. Позднейшие открытия раскрыли молекулярные механизмы, создающие огромное разнообразие рецепторов лимфоцитов, которых Бёрнет ещё не знал. Но центральная логика сохранилась: сначала существует разнообразие клеток, а затем антиген отбирает и стимулирует те клоны, которые способны его распознать. Бёрнет умер 31 августа 1985 года, оставив после себя не только большой массив экспериментальных работ по вирусологии, но и концептуальную модель, изменившую язык иммунологии.