آموزش سلول های ایمنی بدن برای مبارزه با عفونت ها - مجله یک کامپیوتر

به گزارش خبرنگاران به نقل از خبرنگاران، دانشمندان دانشگاه کالیرفنیای آمریکا کشف نموده اند که می توان سلول های ایمنی بدن را که به طور طبیعی با میکروب های ویروسی و باکتریایی و دیگر مهاجمان مبارزه می نمایند، آموزش داد تا با شدت بیشتری به چنین تهدید هایی پاسخ دهند.

در مطالعه ای که در 18 ژوئن در مجله ساینس منتشر شد، محققان مکانیسم کلیدی مولکولی را در داخل ماکروفاژها، سلول های ضد عفونت در سیستم ایمنی ذاتی، شناسایی کردند که مشخص می نماید سلول ها به خوبی قابل آموزش هستند. یافته های آن ها می تواند راهگشای راهبرد های هدفمند آینده برای تقویت عملکرد سیستم ایمنی بدن باشد.

چِنگ، نویسنده ارشد این مطالعه و استادیار بالینی بیماری های عفونی دانشکده پزشکی دیوید گفن UCLA گفت: مانند یک سرباز یا یک ورزشکار، سلول های ایمنی ذاتی را می توان با تجربیات گذشته آموزش داد تا در مبارزه با عفونت ها بهتر عمل نمایند؛ این یافته شگفت آور انگیزه ما را برای درک بهتر قوانین حاکم بر این فرایند افزایش داده است.

ایجاد آموزش ایمنی به نحوه پیچیده شدن DNA سلول بستگی دارد؛ به اسم مثال در سلول های انسانی، بیش از 6 فوت DNA باید در هسته سلول قرار گیرد که آنقدر کوچک است که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست. برای دستیابی به این پیروزیت، DNA محکم درون کروموزوم ها پیچیده می شود.

الکساندر هافمن، استاد میکروبیولوژی دانشگاه کالیفرنیای آمریکا گفت: تنها منطقه ها منتخب DNA در معرض و در دسترس هستند و فقط ژن های موجود در منطقه ها در دسترس قادر به پاسخگویی و مبارزه با عفونت هستند؛ اما با وارد کردن محرک به ماکروفاژ، ماده ای مشتق شده از میکروب یا پاتوژن، مانند مورد واکسن می توان منطقه ها DNA فشرده شده قبلی را باز کرد.

هافمن گفت این بازسازی ژن های نوی را نشان می دهد که سلول را قادر می سازد تا با واکنش تهاجمی تری پاسخ دهد، در واقع به نوعی به آن آموزش می دهد تا با عفونت بعدی مقابله کند.

تحقیقات نو نشان می دهد پویایی دقیق یک مولکول سیگنالینگ سیستم ایمنی کلیدی در ماکروفاژها، به نام NFκB مشخص می نماید که آیا این باز شدن و در معرض قرار گرفتن ژن ها رخ می دهد یا خیر؛ علاوه بر این محققان گزارش می دهند، فعالیت پویای NFκB به وسیله نوع دقیق محرک خارج سلولی معرفی شده به ماکروفاژ مشخص می شود.

چنگ گفت: نکته مهم این است که مطالعه ما نشان می دهد سلول های ایمنی ذاتی را می توان آموزش داد که فقط به وسیله بعضی محرک ها تحریک شوند؛ این ویژگی برای سلامتی انسان حیاتی است، زیرا آموزش مناسب برای مبارزه موثر با عفونت مهم است، اما آموزش نادرست ممکن است منجر به التهاب و خود ایمنی بیش از حد شود که می تواند منجر به یک آسیب جدی شود.

NFκB به سلول های ایمنی یاری می نماید تا تهدیدات ورودی را شناسایی نمایند. هنگامی که گیرنده های موجود در سلول های ایمنی، محرک های خارجی تهدیدآمیزی را تشخیص می دهند، آن ها مولکول NFκB را در داخل سلول فعال می نمایند. پویایی NFκB (چگونگی رفتار آن در طول زمان) به وسیله زبانی شبیه کد مورس، هویت تهدید خارجی را به DNA منتقل نموده و به او دستور می دهد که کدام ژن ها را برای مبارزه آماده کند.

این کد که NFκB برای باز کردن DNA به آن استفاده می نماید، به 8 ساعت یا بیشتر زمان پس از مواجهه با محرک بستگی دارد که NFκB دارای نوسان بوده یا ثابت باشد. NFκB نوسانی در هسته ماکروفاژ تجمع یافته، سپس به داخل سیتوپلاسم حرکت می نماید، در مرحله بعدی در چرخه هایی به هسته باز می شود، دقیقا مانند یک آونگ تاب دار. NFκB بدون نوسان یا ثابت، به درون هسته حرکت نموده و چندین ساعت در آنجا می ماند.

محققان با استفاده از میکروسکوپ پیشرفته، فعالیت NFκB را در ماکروفاژ های مشتق شده از مغز استخوان موش های سالم پیگیری و نحوه تغییر پویایی مولکول در پاسخ به چندین محرک مختلف را ردیابی کردند. آن ها کشف کردند که NFκB در آموزش ماکروفاژ ها یعنی بازکردن DNA و در معرض قرار گرفتن ژن های نو ضد عفونت، تنها زمانی پیروز بود که محرک باعث فعالیت غیر نوسانی NFκB شود.

چنگ گفت: برای مدت طولانی، ما به طور شهودی دریافتیم که آیا NFκB نوسان دارد یا نه، این مسئله بسیار مهمی است، اما به سادگی نتوانسته ایم دریابیم که چگونه این اتفاق رخ می دهد. این نتایج یک پیروزیت واقعی برای درک زبان سلول های ایمنی است و دانستن زبان به ما یاری می نماید تا سیستم را برای بهبود عملکرد سیستم ایمنی هک کنیم.

هافمن گفت محققان بعلاوه توانستند این فرآیند آموزش را با یک مدل ریاضی شبیه سازی نمایند و درک پیش بینی شده آن ها ممکن است برای مهندسی دقیق در آینده مصونیت ایجاد کند. مدل سازی ریاضی سیستم های نظارتی ایمنی، هدف اصلی آزمایشگاه او به منظور استفاده از شبیه سازی های پیش بینی نماینده برای پزشکی دقیق است.

هافمن و چنگ انتظار دارند که این تحقیق طیف وسیعی از مطالعات را از جمله تحقیقات در خصوص بیماری های انسانی ناشی از سلول های ایمنی بدن که به طور نامناسب آموزش دیده اند، استراتژی هایی برای بهینه سازی آموزش ایمنی برای مبارزه با عفونت و روش های تکمیل رویکرد های موجود در واکسن، القا کند.

بانیما: قدرت گرفته از سیستم مدیریت محتوای بانیما