Учени установиха как имунните клетки преминават в режим на атака

Борбата с патогените е нещо, което трябва да се осъществи бързо и прецизно. Изследване на учени от Австрия разкрива нови познания за биологията на макрофагите - клетките, натоварени с това предизвикателство, пише Юрикалърт. 
Авторите му, сред които специалисти от Медицинския университет на Виена, са проучили как макрофагите - имунните клетки, които са първите реагиращи в организма, се справят с тази задача. 
Изследването им, публикувано сп. Cell Systems, предлага анализ на процесите, които се разгръщат, когато тези клетки се сблъскат с различни патогени. Учените са разработили нов метод, комбиниращ генно редактиране и машинно обучение, благодарение на който са идентифицирали ключови регулатори на имунните реакции на макрофагите.
Тези имунни клетки имат задачата да разпознават атакуващите патогени като бактерии или вируси, да ги поглъщат и да ги разграждат до техните биохимични съставни части. Макрофагите са и посланици - те освобождават различни сигнали, за да привлекат други имунни клетки, да предизвикат възпаление и да представят разградените фрагменти от патогени на повърхността си, насочвайки адаптивната имунна система да развие дългосрочен имунитет.
Макрофагите, които се сблъскват с патогени, са под огромно напрежение. Ако реагират твърде късно или недостатъчно решително, инфекцията може да стане фатална. Прекомерната имунна реакция обаче е също толкова вредна. В рамките на много кратко време трябва да се инициира персонализиран имунен отговор - да се задействат каскади от биохимични реакции, да се активират хиляди гени и да се произведе арсенал от вещества, като всяка реакция да е съобразена с конкретния патоген, с който макрофагите се сблъскват.
За да разбере как тези клетки координират толкова много задачи, екипът, ръководен от Кристоф Бок и Матиас Фарлик, е изложил макрофаги от мишки на различни имунни стимули, имитиращи бактериални или вирусни инфекции. 
Изследователите са проследили промените в клетките на всеки няколко часа, създавайки молекулярна времева линия на това как регулаторните програми се разгръщат стъпка по стъпка.
Използвайки генно редактиране и машинно обучение, екипът е идентифицирал регулаторните протеини, които координират тези програми.
Новаторският метод е разкрил мрежа от десетки регулатори, които споделят отговорността за задействането на най-подходящия имунен отговор.
Идентифицираните регулатори включват много "обичайни заподозрени" като сигналния път JAK-STAT, но също и фактори, чиято роля в имунната регулация все още не е добре проучена.
"Впечатляващо е колко сложна е тази древна част от нашата имунна система, която споделяме с гъби, медузи и корали", казва водещият автор на изследването Кристоф Бок.