Французькі дослідники хочуть встановити, як імунні клітини виявляють інфекції

«Для імунних клітин виділення чужорідних протеїнів схоже на пошук голки в копиці сіна, яка за зовнішнім виглядом мало відрізняється від соломинки», говорить професор Університету Макгілла Пол Франкуа (Paul Fran ois).

Розуміння того, як клітини вирішують настільки важке завдання, є вкрай важливим.

Воно може призвести до глибшого розуміння механізму імунних захворювань, від СНІДу до аутоімунних розладів.

В опублікованій статті в журналі Physical Review Letters Пол Франкуа і випускник університету Макгілла Жан-Бенуа Лаланн (Jean-Beno t Lalanne) описали використання методів комп`ютерного моделювання для перевірки можливих рішень того, як імунна система може вирішувати проблему виявлення чужорідних антигенів.

Вони вказують на те, що можливо проникаючі в організм шкідливі інфекції ховаються серед аутоантигенов, зазвичай розташовуються на поверхні клітини.

Комп`ютерна модуляція продемонструвала на подив просте рішення, пов`язане з добре відомим феноменом біохімічної адаптації. Це поширений біохімічний механізм, що дає організмам можливість справлятися з різними умовами навколишнього середовища.

Для вирішення завдання комп`ютер використовував алгоритм, створений на основі дарвінівської теорії еволюції. Він був розроблений дослідницькою групою, очолюваною Полом Франкуа. Алгоритм випадковим чином генерує математичні моделі біохімічних мереж. Потім він обраховує їх, порівнюючи властивості цих мереж з зумовленими властивостями імунної системи. Мережі з кращими результатами дублюються і мутують в наступному поколінні, і так процес симуляції повторюється протягом багатьох «поколінь», поки мережа не досягне ідеального результату.

В даному дослідженні майже всі рішення виявилися вельми схожими між собою, володіючи єдиною кореневої структурою.

«Наш підхід пропонує просте теоретичне обгрунтування і розуміння процесів, що відбуваються того, як імунні клітини проходять через« стіг сіна », виявляють чужорідні антигени і генерують імунну відповідь», розповідає Франкуа. «Наша модель багато в чому нагадує справжню імунну мережу.

Вражаюче, що найпростіша відповідь, який ми зуміли знайти, має схожі характеристики і невідомі особливості клітин справжньою імунної системи ».