Modalitatea de extindere a celulelor T, explicată matematic, oferă noi posibilități de dezvoltare a strategiilor de vaccinare

Modalitatea de extindere a celulelor T, explicată matematic, oferă noi posibilități de dezvoltare a strategiilor de vaccinare
martie 19 09:09 2019 Timp citire articol: 4 minut(e)

Un nou studiu realizat de o echipă de la Universitatea Princeton a oferit noi perspective asupra modului în care celulele T, parte cheie a apărării organismului împotriva agenților patogeni, se extind pentru a lupta împotriva unei noi infecții.

Pentru a explica acest mecanism, cercetătorii au folosit modelarea matematică. Echipa a observat că cei mai importanți factori în ceea ce privește modul de extindere a celulelor T au fost cantitățile de început ale agenților infecțioși și afinitatea celulelor pentru acel agent.

Cercetarea, care ar putea ajuta la optimizarea strategiilor de vaccinare, a fost prezentată în publicația ”Proceedings of the National Academy of Science”.

Celulele T sunt asemenea forțelor speciale ale sistemului imunitar, detectând și ucigând celulele infectate. Când o nouă amenințare este detectată,  celulele ajung de la câteva santinele la un întreg pluton. Dar cum formează sistemul imunitar numărul potrivit de celule T, când populațiile de început ale celulelor T variază?

Echipa de la Princeton a devenit intrigată de această întrebare după ce un studiu recent efectuat de alți cercetători a descoperit că această creștere urmează un șablon previzibil: dacă numărul inițial al celulelor T este mic, creșterea este mare; dar dacă numărul de început este mare, atunci creșterea este mică. Această relație urmează o ”lege a puterii” din matematică, ce afirmă că valoarea expansiunii celulelor T este invers proporțională cu puterea numărului inițial al celulelor T.

”Semnificația acestei relații observate este faptul că și atunci când sistemul imunitar este foarte complicat și are tot felul de mecanisme, se poate observa un fel de regularitate, ceea ce înseamnă că este posibil ca la bază să se afle de fapt un mecanism simplu. Chiar dacă se începe cu 50 sau 50.000 de celule, procesul ce guvernează amplificarea lor este același”, a spus Ned Wingreen, autorul studiului, citat de sciencedialy.com.

Rezultatul acestei relații este faptul că și dacă sunt puține sau multe celule de început, numărul final gata de a combate infecții nu este nici prea mic, nici prea mare. Echipa de la Princeton s-a întrebat ce se întâmplă în sistemul imunitar pentru a face posibilă această creștere selectivă.

Celulele T sunt dotate cu receptori capabili de a detecta agenți infecțioși, cunoscuți ca antigeni, la suprafața celulelor infectate. Când receptorii celulelor T se lipesc de antigeni la suprafața acestor celule, celulele T sunt impulsionate să se cloneze pentru a forma o armată de combatere a infecției.

Într-o infecție nouă, celulele prezintă mulți antigeni, dar aceasta dispar cu timpul, în special dacă infecția este combătută cu succes de sistemul imunitar.

Echipa a descoperit că aceste niveluri de scădere ale antigenilor furnizează un mecanism simplu ce poate explica acest mecanism de lege a puterii.

Ideea este că celulele T se amplifică la rata lor maximă până când numărul în descreștere de antigeni face ca celulele T să nu mai fie capabile să găsească antigeni și nu se vor mai divide.

Această relație are sens din punct de vedere evoluționar, pentru că atunci când infecția dispare, celulele T nu se mai extind, oprind sistemul imunitar de a deveni supraactiv, conform lui Wingreen.

Echipa a analizat de asemenea și un alt aspect al relației dintre celulele T și celulele ce prezintă antigeni: cât de puternic interacționează între ele. Modelul lor a prezis că celulele T care se lipesc puternic de antigen vor prolifera mai mult: cu cât mai mare este afinitatea pentru antigen, cu atât mai mare va fi numărul final de celule. Cercetătorii au fost capabili să verifice această predicție reanalizând datele unui alt studiu publicat anterior.

Aceste relații pot oferi sugestii pentru dezvoltatorii de vaccinuri, a explicat Wingreen. Vaccinurile implică folosirea antigenilor pentru a stimula producția celulelor sistemului imunitar. Modelele matematice ar putea ajuta cercetătorii să își dea seama care este cantitatea necesară de antigeni pentru a ajunge la un răspuns imun optim

 

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu