Как иммунные клетки обнаруживают инфекцию?

Главная / Новости здравоохранения / Как иммунные клетки обнаруживают инфекцию?

Как иммунные клетки обнаруживают инфекцию?

Как иммунные клетки в пределах организма умеют классифицировать обширные количества схожих белков, чтобы обнаружить внедряющиеся чужеродные виды и бороться с инфекциями? «Для иммунных клеток, отбор чужеродных белков походит на поиск иголки в стоге сена — где игла может очень походить на соломинку, и где некоторые соломинки могут также очень походить на иглу», — отмечает профессор физики Пол Франсуа из Университета МакГилла. Понимание того, как иммунные клетки занимаются этим огромным отбором, важно, потому что оно может предоставить критическую способность проникновения в суть иммунопатологических заболеваний, начиная от СПИДа и заканчивая аутоиммунными нарушениями.

В исследовании, опубликованном 21 мая в журнале «Физические обзорные заметки», Франсуа и аспирант Жан-Беномт Лэлэйнн из Университета МакГилла использовали компьютеризированные системы, чтобы исследовать, какие решения могут использовать иммунные системы, чтобы обнаружить малые концентрации чужеродных антигенов (характерные черты потенциально вредных инфекций) в море «аутоантигенов», обычно представленных на поверхности клеток.

Компьютерное моделирование, проведенное исследователями, выдало удивительно простое решение, связанное с известным феноменом биохимической адаптации — общий биохимический механизм, который запускается организмом, чтобы справиться с изменениями в окружающих условиях.

Чтобы найти решения, компьютер использует алгоритм, инспирированный теорией эволюции Дарвина. Этот алгоритм, ранее разработанный в группе исследований Франсуа, рандомизированно воспроизводит математические модели биохимических сетей. Затем, сравнением свойств этих сетей с предопределенными свойствами иммунной системы, рассчитываются показатели. Сети с лучшими показателями дублируются в следующем поколении и видоизменяются, и процесс возобновляется во множестве многих моделируемых «генераций», пока сети не достигают превосходных показателей. В этом случае, почти все найденные решения были очень схожи, совместно использующие общую основную структуру или мотив.

«Наш подход служит более простой теоретической основой и пониманием того, что происходит, как иммунные клетки, сортируя «стог сена» обнаруживают чужеродные антигены и запускают иммунный ответ», — говорит Франсуа. «Наша модель разделяет много общих черт с натуральными иммунными сетями. Поразительно что, у самого простого выделенного решения, которое мы нашли, есть и подобные характеристики и также некоторые из мертвых пространств натуральных иммунных клеток, которые мы изучали в предыдущем совместном исследовании с группами Грегуара Альтан-Бонне (Мемориал имени Слоан Каттеринг, Нью-Йорк), Эрика Сиггия (Университет Рокфеллера, Нью-Йорк) и Массимо Вергэссола (Институт Пастера, Париж)».

Финансирование исследования было предоставлено Исследовательским советом Канады по естественным наукам и проектам и Научной программой по пограничным вопросам человеческого организма.


Источник:
sciencedaily.com

Смотрите также: