Kastings šovs limfmezglā

Pētījums: šķietami bezcerīgais šūnu turp un atpakaļ optimizē imūno reakciju

Imūnsistēmas šūnu sadalījuma modelis limfmezglā. Tumšā zona ir tā, kur tā ir dominējošā zilā, gaišā, kur tā ir dominējošā zaļā. © Helmholtz infekcijas pētījumu centrs
lasīt skaļi

Limfmezgli ir imūnsistēmas tirdzniecības vietas: Šeit šūnas apmainās ar informāciju par patogēnu iebrukumiem un sagatavo piemērotu imūno reakciju. Tas, kas no malas šķiet tūkstošiem šūnu, ir patiesībā ļoti sakārtots un mērķtiecīgs. Braunšveiga pētnieki tagad ir izstrādājuši matemātisko modeli imūno šūnu pārvietošanai limfmezglā.

Helmholtz infekcijas pētījumu centra (HZI) zinātnieki spēja izskaidrot žurnālā "Cell" starptautisko sadarbības partneru, Ņujorkas Rokfellera universitātes, ASV un Ņujorkas medicīnas skolas, rezultātus. Viņu atradums: Imūnās šūnas iziet optimizācijas ciklu, dodoties uz priekšu un atpakaļ, pēc tam, kad beidzas atbilstošā imūnreakcija uz attiecīgo iebrūkošo patogēnu.

Dzimumdziedzeru centri limfmezglos

Tā sauktajiem dīgļu centriem limfmezglos, kur imūnsistēmas šūnas nobriest, imūnsistēmas reakcijā ir galvenā loma. Pirmoreiz tie tika aprakstīti 19. gadsimtā, un tie ir telpiski sadalīti gaismas un tumšajā zonā. Tomēr līdz šim nav pilnībā saprotams, kas notiek divās zonās un kāda loma aizsardzības šūnu kustībai ir starp tām.

Ja paskatās šūnas parasti mikroskopā, tās rada iespaidu, ka tās pārvietojas nejauši. "Šķietamais haoss limfmezglā faktiski ir ļoti sakārtots, " saka Maikls Meijers-Hermans no HZI. Neatkarīgi no tā, vai aiz šīs šūnu kustības ir kāda sistēma, zinātnieki to iepriekš apsprieda diskutabli.

Kārtīgs haoss limfmezglā

Tomēr pārsteidzošie pašreizējo pētījumu rezultāti skaidri parāda, ka informācijas apmaiņa limfmezglā ir balstīta uz sakārtotu šūnu kustību, kuras pārvietojas uz priekšu un atpakaļ starp divām telpiski atsevišķām zonām. Šajā procesā apaļas kārtas tiek atlasītas tikai vispiemērotākās aizsardzības šūnas attiecīgajam dīglim, lai pēc tam nodrošinātu organismu ar optimāliem ieročiem, efektīvām antivielām. displejs

Optimizētu antivielu ražošana

"Tas ir atkārtots pārmaiņu cikls tumšajā zonā un labo šūnu atlase spilgtajā zonā, " saka Meijers-Hermans. "Imūnās šūnas vairojas, mutējas un tādējādi viegli maina savas antivielas. Pēc tam imūnsistēma pārbauda, ​​vai šīs mutācijas nodrošina labāku imūno aizsardzību - ja tā, tad tā izvēlas attiecīgās šūnas. Tad cikls sākas no jauna. Rezultātā tiek ražotas optimizētas antivielas, kas var efektīvi saistīties ar attiecīgo patogēnu un tādējādi to marķēt iznīcinātāju šūnām.

Jaunā metode ļauj izsekot atsevišķām šūnām

Lai izpētītu, kādā virzienā iet atsevišķas limfmezgla šūnas, Ņujorkas Rokfellera universitātē un Ņujorkas Medicīnas skolā Amerikas Savienotajās Valstīs izstrādāja amerikāņu pētnieki, izmantojot jaunu prezentācijas metodi: Pētnieki ienesa gēnu M ģenētiskajā informācijā kas nodrošina imūnās šūnas ar krāsvielu. Šīs krāsas īpašā iezīme ir tās īpašība spīdēt tikai tad, kad to aktivizē ar noteikta viļņa garuma gaismas staru. Kad pētnieki vēlas izpētīt šūnu, viņi aktivizē krāsvielu, šūna sāk kvēlot un zinātnieki seko viņu ceļam peles limfmezglā.

Drīz labākas vakcinācijas?

Augsta līmeņa kustību varēja atklāt tikai ar jauno mērīšanas metodi, kā arī ar pārejas frekvenču matemātisku modelēšanu starp zonām. "Mūsu veiktā šūnu kustības analīze skaidri parāda matemātikas nozīmi bioloģijā mūsdienās, " saka Meijers-Hermans. Lai atrisinātu svarīgus zinātniskus jautājumus, no matemātiskajiem modeļiem tiek atvasinātas prognozes, kuras ir jaunu eksperimentu pamatā un padara datus saprotamus.

Pēc pētnieka domām, jaunie atklājumi par imūno šūnu izvēli un imūnās atbildes optimizēšanu nākotnē var dot izšķirošu ieguldījumu vakcinācijas uzlabošanā, kurā svarīga loma ir arī ļoti efektīvu antivielu veidošanai organismā.

(idw - Helmholtz infekcijas pētījumu centrs, 16.11.2010. - DLO)