Как иммунная система обнаруживает скрытых злоумышленников

Как иммунная система обнаруживает скрытых злоумышленников

Исследования Техасского инженерного колледжа A&M могут привести к новым подходам к лечению вирусов и рака, — пишет eurekalert.org.

Исследования Техасского инженерного колледжа A&M
могут привести к новым подходам к лечению вирусов и рака, — пишет
eurekalert.org.

Исследования под руководством доктора Вонмука Хванга привели к
лучшему пониманию того, как компоненты иммунной системы организма
находят вторгшиеся или поврежденные клетки, что может привести к
новым подходам к лечению вирусов и рака.

Вонмунк Хван — доцент кафедры биомедицинской инженерии Техасского
университета A&M, написал об этом в статье, недавно
опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of
Sciences.

Когда вирусы проникают в организм, иммунная система начинает
искать и уничтожать злоумышленника. Т-клетки являются одним из
компонентов иммунной системы, и они ищут вирусы, скрывающиеся в
клетках-хозяевах, выступая в качестве основной линии защиты от
антигенов или инородных тел. Т-клетки исследуют поверхность
других клеток, изучая материалы, собранные изнутри клетки и
представленные молекулами главного комплекса гистосовместимости
(MHC) на поверхности клеток.

«Проблема в том, что есть сотни тысяч молекул MHC, отображающих
пептиды, и лишь некоторые из них относятся к вторгающимся
клеткам, если они вообще появляются, — сказал Хван. — Остальные
молекулы являются нормальными продуктами клеточного метаболизма,
а это означает, что Т-лимфоциты должны искать иголку в стоге
сена».

Недавно исследователи обнаружили, что Т-клетки увеличивают свою
способность обнаружения механически: когда Т-клетки исследуют
поверхность других клеток, создается естественная контактная
сила. Если клетка инфицирована антигеном, приложенная сила
приводит к «цепной связи» между рецепторами Т-клеток (TCR) и
молекулами MHC, что усиливает контакт. Эта связь не возникает
между TCR и молекулами MCH, не несущими специфических антигенов.

Однако экспериментально увидеть это взаимодействие в деталях
атома практически невозможно, поэтому Хван разработал
компьютерное моделирование, которое могло бы реалистично
продемонстрировать и проанализировать взаимодействие между TCR и
молекулами MHC при приложении силы.

«Только моделирование может видеть и анализировать движение
молекул под нагрузкой. Лабораторный эксперимент не имеет такого
разрешения, — сказал Хван. — Экспериментально определенные
атомные структуры белков являются статическими снимками, но,
когда молекула движется, у вас практически нет возможности
увидеть движение».

Хван обнаружил, как движение между частями TCR контролирует их
взаимодействие с молекулами MHC. При приложении силы движение
подавляется только тогда, когда молекула MHC имеет
соответствующий антиген, тем самым стабилизируя весь комплекс. В
других случаях будет отказано в блокировке с TCR, и постоянное
движение между ними в конечном итоге приведет к их отключению.
Это похоже на систему «замок и ключ», в которой замок и ключ
постоянно меняют форму, и только при идеальном совпадении и при
соответствующем уровне силы молекулы могут сцепиться.

Хван сказал, что знание того, какие части молекулы реагируют на
силу, может помочь приспособить Т-клетки к определенным
приложениям. Помимо борьбы с инфекциями, TCR также являются
восходящими звездами в терапии рака.

«Если вы научите Т-лимфоциты видеть эти раковые антигены, это
будет действительно специфическая терапия, — сказал Хван. —
Химиотерапия убивает все клетки. Но Т-клетки можно научить
распознавать раковые клетки с исключительной точностью».

Хван сказал, что следующим шагом для него будет изучение того,
что является общим и что относится к конкретным системам
рецепторов Т-клеток.

«Чтобы увидеть, как этот принцип применим к различным Т-клеточным
рецепторам, я собираюсь расширить это первоначальное открытие, —
сказал Хван. — Это первая работа, в которой был обнаружен
действующий механизм Т-клеточных рецепторов».

[Фото: eurekalert.org]

Источник: www.eurekalert.org

Источник: scientificrussia.ru