Имунните клетки на човешкото тяло се борят вирусите, бактериалните микроби и други подобни нашественици. Те обаче могат да бъдат препрограмирани (или „обучени“) по такъв начин, че да откликват още по-агресивно на заплахи от този тип. Това смятат учени от Калифорнийския университет - Лос Анджелис, които са открили фундаменталното правило, свързано с този процес, в конкретен клас клетки.

В проучване, публикувано на 18 юни в научното издание Science, изследователите идентифицират ключов молекулярен механизъм в рамките на макрофагите (клетки на вродената имунна система, борещи се с инфекциите), който определя дали (и колко добре) въпросните клетки могат да бъдат обучени. Тези открития биха могли да спомогнат за създаването на бъдещи таргетирани стратегии, подобряващи функцията на имунната система.

„Подобно на войник или атлет, клетките на вродената имунна система могат да бъдат обучени въз основа на минали преживявания и да бъдат превърнати в по-ефективни срещу инфекциите бойци“, казва клиничният професор и водещ автор на проучването Куен Ченг от Калифорнийския университет - Лос Анджелис. Той обаче отбелязва, че в предишни изследвания специалистите са забелязали, че някои изживявания изглеждат по-подходящи за имунно обучение от други. „Това изненадващо откритие ни мотивира да се опитаме да разберем по-добре правилата, които ръководят този процес.“

Дали имунното обучение може да се осъществи или не зависи от това как точно е организирано ДНК-то на клетките. Така например в ядрото на човешката клетка (което е толкова малко, че не може да се види с невъоръжено око) трябва да се вмъкнат над 1,8 метра ДНК. За да стане това възможно, ДНК-то е плътно омотано около хромозомите.

Само определени региони на ДНК-то остават открити и достъпни и само гените в тези достъпни региони могат да откликнат на инфекцията и да подхванат битка с нея, казва старши авторът на проучването Александър Хофман, професор по микробиология и ръководител на Института за квантитивни и изчислителни бионауки.

Ако обаче микрофагите бъдат стимулирани по специфичен начин – например посредством субстанция, извлечена от микроб или патоген, както принципно прави ваксината – доскоро компактните ДНК-региони могат да се размотаят. Това от своя страна излага на открито нови гени, които ще позволят на клетките да откликнат по-агресивно, на практика те се „обучават“ да се преборят със следващата инфекция по-ефективно, допълва Хофман.

Новото изследване разкрива, че прецизната динамика на ключова имунна сигнална молекула в макрофагите, наречена NFκB, определя дали това размотаване и излагане на гени настъпва или не. Освен това изследователите съобщават, че самата динамична активност на NFκB се определя от точния тип извънклетъчен стимул, въведен в макрофага.

"Важното в случая е, че нашето проучване показва, че вродените имунни клетки могат да бъдат обучени да стават по-агресивни само от опредлени стимули. - казва Ченг. 0 Тази специфичност е от решаващо значение за човешкото здраве, тъй като правилното обучение е важно за ефективна борба с инфекцията, но неправилното може да доведе до прекомерно възпаление и автоимунитет, което от своя страна да нанесе значителни щети."

NFκB помага на имунните клетки да идентифицират надвисналите заплахи. Когато рецепторите на имунните клетки открият заплашителни външни стимули, те активират молекулата NFκB вътре в клетката. Динамиката на NFκB - т.е. как се държи във времето - формира език, подобен на морзовата азбука, посредством който се предава информация за идентичността на външната заплаха към ДНК-то и му казва кои гени да подготви за битка.

Конкретната „дума“ от този код, която NFκB използва, за да каже на ДНК-то да се разгъне, зависи от това дали NFκB осцилира или е стабилна в продължение на 8 или повече часа след "срещата" с даден стимул. Осцилиращата сигнална молекула NFκB се натрупва в ядрото на макрофага, след това се премества в цитоплазмата, а накрая се връща в ядрото на цикли - досущ като люлеещо се махало. Неосцилиращата (или стабилна) NFκB се премества в ядрото и остава там няколко часа.

С помощта на модерна микроскопия изследователите проследяват активността на NFκB в макрофаги, извлечени от костния мозък на здрави мишки - в частност те се интересуват как точни динамиката на молекулата се променя в отговор на няколко различни стимула. Именно така откриват, че сигналната амолекула NFκB е обучила успешно макрофагите - т.е. довела е до разгъването на ДНК-то и излагането на нови гени за борба с инфекциите - само когато стимулът индуцира неосцилираща активност на NFκB.

Източник: Medical Xpress