7 октября 2020

Как иммунная система обнаруживает скрытых «злоумышленников»?

Исследования, проведенные доцентом Техасского университета A&M Вонмуком Хвангом, 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.

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.

Как иммунная система обнаруживает скрытых "злоумышленников"?

Когда вирусы попадают 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 окончательной линии защиты от антигенов или инородных тел. Т-клетки исследуют поверхность других клеток, исследуя материалы, собранные изнутри клетки и представленные молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC) на поверхности клеток.

«Проблема в том, что существуют сотни тысяч молекул MHC, отображающих пептиды, и лишь некоторые из них — из вторгающихся клеток, если вообще появляются», — сказал Хван. «Остальные из них являются нормальными продуктами клеточного метаболизма, а это означает, что Т-лимфоциты должны видеть эту иголку в стоге сена».

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 Т-клеточными рецепторами (TCR) и молекулами MHC, которая усиливает контакт. Эта связь не возникает между TCR и молекулами MCH, которые не несут специфические антигены.

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 молекулярное движение под нагрузкой. У лабораторного эксперимента нет разрешения, — сказал Хван. «Экспериментально определенные атомные структуры белков представляют собой статические снимки, 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 с замком и ключом, 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 будет исследование 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 самая первая работа, в которой был обнаружен действующий механизм Т-клеточных рецепторов».

Источник: scitechdaily.com

Метки:



Апигенин снижает когнитивные нарушения в мышиной модели синдрома Дауна

У мышей, получавших апигенин, были лучшие показатели памяти и вехи развития. Согласно исследованию, проведенному учеными из Национального института здравоохранения и других учреждений, растительное соединение апигенин улучшило когнитивные нарушения и дефицит памяти, обычно наблюдаемые на мышах с синдромом Дауна. Апигенин содержится в цветках ромашки, петрушке, сельдерее, мяте перечной и цитрусовых. Исследователи скармливали соединение беременным мышам, несущим…

Прорыв в регенеративной стоматологии

Новые знания о клеточном составе и росте зубов могут ускорить развитие регенеративной стоматологии — биологической терапии поврежденных зубов, а также лечения чувствительности зубов. Исследование, проведенное учеными из Каролинского института, опубликовано в Nature Communications. Зубы развиваются в результате сложного процесса, в котором мягкие ткани с соединительной тканью, нервами и кровеносными сосудами соединяются с тремя различными типами…

Долгосрочные неврологические последствия COVID-19

Готов ли мир к волне неврологических последствий, которые могут возникнуть в результате COVID-19? Этот вопрос находится в авангарде исследований, проводимых в Институте неврологии и психического здоровья Флори. Команда нейробиологов и клиницистов изучает потенциальную связь между COVID-19 и повышенным риском болезни Паркинсона, а также меры, чтобы опередить кривую. «Хотя ученые все еще изучают, как вирус SARS-CoV-2…

Как генетика может повлиять на лечение COVID-19

За последние несколько месяцев в отношении ряда лекарств для лечения COVID-19 проводились исследования, при этом не было достоверно установленной безопасности или данных, подтверждающих эти утверждения. Однако некоторые из этих недоказанных методов лечения могут иметь скрытые генетические причины неэффективности и приводить к фатальным побочным эффектам, как это обнаруживается с гидроксихлорохином. Аспиранты Факультета фармацевтического колледжа Университета Миннесоты…

Исследователи предупреждают: нет безопасного уровня потребления кофеина для беременных

Кофеин, вероятно, является наиболее широко употребляемым психоактивным веществом в истории, и многие люди, в том числе беременные женщины, потребляют его ежедневно. Беременным или пытающимся забеременеть женщинам следует рекомендовать избегать употребления кофеина, поскольку данные свидетельствуют о том, что потребление кофеина матерью связано с отрицательными исходами беременности и что безопасного уровня потребления не существует, — показывает анализ…