Úplně stejný imunitní systém jako lidé šnek nemá, ale i přes celou řadu rozdílů se mezi lidmi a šneky určité podobnosti najdou. A je možné jít ještě dál.

Šneci alias plži

Začněme ale nejdříve právě u šneků – tedy odborně řečeno plžů (Gastropoda), resp. měkkýšů (kmen Mollusca) obecně. Nejdříve je potřeba si uvědomit, že měkkýši mají na rozdíl od nás lidí (a obratlovců obecně) cévní soustavu otevřenou a jejich těly tedy neobíhá krev v uzavřených cévách, ale tělem se rozlévá tzv. hemolymfa. V této tekutině je rozpuštěno krevní barvivo (obvykle namodralý hemocyanin) volně, takže nemají červené krvinky. Nicméně nějaké buňky v hemolymfě jsou – říká se jim hemocyty [1] a aktivně se podílejí na imunitní obraně, v některých aspektech podobně jako naše bílé krvinky (leukocyty).

Hemocyty plžů jsou například stejně jako naše monocyty (typ bílých krvinek) schopné fagocytózy, tj. pozření a usmrcení škodlivých mikroorganismů. Pro zabíjení pohlcených mikroorganismů používají fagocyty naše i ty plžů určité molekuly, které jsou pro tyto patogeny toxické (např. radikály kyslíku nebo oxid dusnatý).

Takovéto fagocytární hemocyty jsou známy i u dalších skupin živočichů, včetně vývojově vzdáleného hmyzu nebo skupin na bázi fylogenetického stromu živočichů, jakými jsou třeba živočišné houby nebo žahavci. Lze tedy předpokládat, že fagocytózu jako obranný mechanismus zdědili mnohobuněční živočichové ještě od svých jednobuněčných předků a její stáří lze odhadovat minimálně na jednu miliardu let [2].

Když je patogen větší

Pokud je patogen či parazit větší než hemocyt, a tím pádem nedostupný pro fagocytózu, tak se hemocyty na jeho povrch nalepí a snaží se ho obalit a zapouzdřit. Tyto reakce často doprovází proces vedoucí k tvorbě černého barviva melaninu. Tvorba melaninu také doprovází srážení (koagulaci) hemolymfy po poranění.

Podobně jako naše vlastní bílé krvinky, i hemocyty měkkýšů a dalších živočichů rozpoznávají patogeny za pomoci specializovaných receptorů (tzv. pattern recognition receptory). Fungují analogicky jako ty u obratlovců, i když jejich konkrétní repertoár je jiný a liší se mezi druhy [3]. I tyto receptory jsou mnohem starší než samotní měkkýši – u živočichů mají základní stavební prvky těchto molekul už první mnohobuněční živočichové – např. žahavci [4]. I zde je ovšem možné jít ještě dále do historie: molekuly složené z podobných stavebních základů (domén) sloužící k podobnému účelu mají také rostliny [5].

Naopak plži nemají získanou (adaptivní) imunitu založenou na lymfocytech a protilátkách, které mají obratlovci. Tu nemají ani jiní bezobratlí, a už vůbec ne rostliny – adaptivní imunita obratlovců je specifická, založená na somatické variabilitě receptorů T a B buněk. V této podobě vznikla patrně během kambria či ordoviku před cca 500 miliony lety [2]. Nicméně tento systém získané imunity není, zdá se, jediný.

Čelistnatým obratlovcům (Gnathostomata) jsou sesterští kruhoústí (Cyclostomata), tedy mihule a sliznatky, které mj. spojuje právě to, že se u nich vyvinul adaptivní imunitní systém založený na tzv. variabilních receptorech lymfocytů (variable lymphocyte receptor, VLR) [6]. Tento systém nese strukturní rysy společné s receptory vrozené imunity, které mají obratlovci i bezobratlí, ale vyvinul si vlastnosti, které kruhoústým umožnují imunologickou paměť a specifickou reakci na konkrétní patogeny.

Ačkoliv ani tento druh imunity měkkýši nemají, i u nich nacházíme některé pokročilé imunitní funkce, které obvykle získané imunitě přisuzujeme. Jejich buňky tvoří proteiny (tzv. fibrinogen-related proteins, FREP), které vykazují v některých směrech podobnou somatickou rozmanitost jako receptory lymfocytů obratlovců, ovšem využívají k tomu jiný proces než obratlovci [7]. Tomu, že by tyto proteiny mohly mít význam v imunitě, napovídá skutečnost, že byly popsány vztahy určitých variant FREP s náchylností ke konkrétním infekcím [8].

Koneckonců nebylo by to nijak překvapivé zjištění. Již delší dobu je zkoumán podobný systém rozmanitosti imunitních komponent u hmyzu, který např. blanokřídlým, jakými jsou včela nebo čmelák, umožňuje specifickou imunitní odpověď [9]. Zde je odpověď založena na strukturně jiných molekulách (Down syndrome cell adhesion molecule, DSCAM), které patří do stejné proteinové rodiny jako T a B buněčné receptory obratlovců.

Konečně není patrně bez zajímavosti, že svou vlastní formu adaptivní imunity mají dokonce i bakterie, u kterých existuje systém CRISPR-Cas, díky kterému dokážou specificky rozkládat DNA a RNA virů, se kterými se dříve setkaly [10].

Závěr

Z uvedeného tedy vyplývá, že odpověď na otázku, jak staré jsou v evoluci bílé krvinky, hodně závisí na tom, která jejich vlastnost nás zajímá a zda hledáme i mezi obdobnými funkcemi jiných organismů než jen obratlovců.

Přesto by byla chyba pouze zůstávat u takto obecného vyjádření – lze spolehlivě konstatovat, že bílé krvinky našeho typu (obecně, bez specifikace konkrétního typu) mají všichni žijící obratlovci a velice podobné buňky mají také příbuzné linie bezobratlých – například ostnokožci (Echinodermata), kopinatci (bezlebeční, Cephalochordata) nebo pláštěnci (Tunicata, Urochordata) [2].

Bílé krvinky se tak datují pravděpodobně do období začátku kambria asi před 530 miliony lety.

Pro Zeptej se vědce odpovídal Michal