Системная иммунология: секреты Т-клеточного репертуара

Источник: Биомолекула
Дата публикации: 09/11/2020

Иммунология — одна из самых «прикладных» и «практичных» биологических дисциплин, и эпидемия COVID-19 позволила лишний раз в этом убедиться. Одновременно это, пожалуй, один из самых сложных разделов науки о живом. В реализации иммунного ответа задействованы десятки разных типов клеток; сотни белков-лигандов: цитокинов, хемокинов; тысячи генов. Приложение методов системной биологии к решению иммунологических задач породило самостоятельную дисциплину — системную иммунологию. В третьей статье цикла «Пятерка по системной биологии» мы увидим, как методы системной биологии помогают разобраться в фундаментальных и прикладных аспектах Т-клеточного ответа.

Ген Т-клеточного рецептора на ранних стадиях созревания Т-лимфоцитов подвергается множеству перестроек и многократно мутирует в той области, которая кодирует часть рецептора, отвечающую за распознавание антигена. В разных клетках-предшественниках этот процесс идет независимо. Так что в результате зрелые Т-лимфоциты несут миллионы вариантов TCR. При этом каждая клетка синтезирует только один определенный вариант рецептора. Миллионы TCR способны распознавать миллионы антигенов — эта способность делает адаптивный иммунный ответ столь точным или, как предпочитают говорить ученые, «специфичным»

Чем богаче этот репертуар, тем больше чужеродных молекул способна распознать и обезвредить иммунная система данного человека. Изучение разнообразия Т-клеток и их рецепторов — одно из важнейших направлений современной иммунологии и интереснейшая задача с точки зрения системно-биологических подходов. Вот поэтому стипендия, которую аффилированные лица компании «Филип Моррис Интернэшнл» (ФМИ) в России вручают на базе Сколковского института науки и технологий, поддержала уже три проекта в этой области.

«Довольно сложно, на мой взгляд, выделить системную иммунологию во что-то отдельное от “просто иммунологии”, — говорит Иван Звягин, с.н.с. отдела геномики адаптивного иммунитета ИБХ РАН. — Методы in silico в настоящее время используются при решении практически любой задачи в иммунологии, да и в других биологических науках. Но для их разработки и совершенствования требуются “мокрые” эксперименты, в результате которых, собственно, и появляются те данные, которые системные биологи позже используют для проверки качества предсказаний. Сложно выделить “вычислительные” методы в самостоятельную науку, на мой взгляд».

Джулия Хёнг, ученый исследовательского центра ФМИ в сфере системной токсикологии, отмечает, что ключевая задача биологии и иммунологии XXI века состоит в том, чтобы определить, на какие факторы следует воздействовать, чтобы перепрограммировать иммунную систему в нужном нам направлении и улучшить здоровье человека при различных воспалительных заболеваниях. Чтобы добиться этой цели, важно понимать сложные молекулярные взаимодействия, которые управляют развитием болезни. Системная иммунология позволяет измерять, как различные компоненты иммунной системы изменяются и взаимодействуют во времени и пространстве в ответ на изменение факторов внешней среды или генетические вариации, с целью точного определения ключевых компонентов (молекул, клеток, тканей) и взаимодействий, которые управляют иммунными реакциями. Вычислительный анализ тысяч молекулярных изменений одновременно должен обеспечить понимание иммунных изменений в пораженной ткани.

«Кроме того, современные проблемы диагностики и лечения заболеваний заключаются в отсутствии биомаркеров, которые можно было бы обнаружить в образцах, взятых неинвазивным путем (кровь, моча и т.д). Воспаленная ткань посылает сигналы в систему кровообращения, когда ситуация обостряется. Однако если бы болезнь можно было обнаружить на ранних стадиях, у нас было бы больше возможностей для вмешательства. В настоящее время неинвазивные (например, из крови, а не из биоптата тканей) биомаркеры, как правило, основаны на отдельных молекулах и плохо работают в ранней диагностике. Но можно надеяться, что вычислительные методы системной иммунологии, позволяющие анализировать тысячи молекул и их взаимодействий одновременно, позволят найти более эффективные решения для ранней диагностики многих заболеваний», — считает Джулия.

Врачи рекомендуют стабилизировать давление без лекарственных препаратов

Эти рекомендации следует прочитать и гипертоникам и гипотоникам, сообщает www.piterburger.ru. Если у вас давление высокое или низкое врачи обычно советуют безотлагательно принять лекарство, которое назначил лечащий врач. Ведь таким образом вы избежите различного рода неприятностей. Однако на практике многие больные гипертоники и гипотоники приводят в норму свое давление при помощи различных подручных средств. Это продукты питания или напитки.

Читать далее

Перерыв в диете поможет сбросить вес

Если вы давно пытаетесь сбросить вес и для этого постоянно сидите на диетах – возможно, вам стоит сделать паузу. Ключом к потере веса и сохранении результата (известно, что потерять килограммы не так сложно, куда сложнее потом не найти их снова) исследователи из Тасманийского университета (University of Tasmania) назвали именно перерывы. Разумеется, это не означает, что диеты совершенно бесполезны, однако в комбинации с периодами отдыха они куда эффективнее (по крайней мере, для мужчин).

Читать далее

Сайт стопкоронавирус.рф разместил информацию для путешествующих по России

На портале стопкоронавирус.рф появилась информация о правилах для туристов при посещении каждого из российских регионов. Эти сведения можно найти на карте действующих ограничений.

Читать далее