Французские исследователи хотят установить, как иммунные клетки обнаруживают инфекции

«Для иммунных клеток выделение чужеродных протеинов похоже на поиск иголки в стоге сена, которая по внешнему виду мало отличается от соломинки», говорит профессор Университета МакГилла Пол Франкуа (Paul Fran ois).

Понимание того, как клетки решают столь трудную задачу, является крайне важным.

Оно может привести к более глубокому пониманию механизма иммунных заболеваний, от СПИДа до аутоиммунных расстройств.

В опубликованной статье в журнале Physical Review Letters Пол Франкуа и выпускник университета МакГилла Жан-Бенуа Лаланн (Jean-Beno t Lalanne) описали использование методов компьютерного моделирования для проверки возможных решений того, как иммунная система может решать проблему обнаружения чужеродных антигенов.



Они указывают на то, что возможно проникающие в организм вредные инфекции скрываются среди аутоантигенов, обычно располагающихся на поверхности клетки.

Компьютерная модуляция продемонстрировала на удивление простое решение, связанное с хорошо известным феноменом биохимической адаптации. Это распространённый биохимический механизм, дающий организмам возможность справляться с различными условиями окружающей среды.

Для решения задачи компьютер использовал алгоритм, созданный на основе дарвиновской теории эволюции. Он был разработан исследовательской группой, возглавляемой Полом Франкуа. Алгоритм случайным образом генерирует математические модели биохимических сетей. Затем он обсчитывает их, сравнивая свойства этих сетей с предопределёнными свойствами иммунной системы. Сети с лучшими результатами дублируются и мутируют в следующем поколении, и так процесс симуляции повторяется на протяжении многих «поколений», пока сеть не достигнет идеального результата.

В данном исследовании почти все решения оказались весьма схожими между собой, обладая единой корневой структурой.

«Наш подход предлагает простое теоретическое обоснование и понимание происходящих процессов того, как иммунные клетки проходят через «стог сена», обнаруживают чужеродные антигены и генерируют иммунный ответ», рассказывает Франкуа. «Наша модель во многом напоминает настоящую иммунную сеть.

Поразительно, что самый простой ответ, который мы сумели найти, имеет схожие характеристики и неизвестные особенности клеток настоящей иммунной системы».