به گزارش پایگاه اصلاع رسانی بنیان، هنگام مبارزه با بیماری، سلول‌های ایمنی ما باید به سرعت به هدف خود برسند. محققان موسسه علم و فناوری اتریش (ISTA) اکنون کشف کردند که سلول‌های ایمنی به طور فعال سیستم هدایت خود را برای حرکت در محیط‌های پیچیده تولید می‌کنند. این یافته، تصورات قبلی در مورد این جنبش‌ها را به چالش می‌کشد. یافته‌های محققان که در مجله Science Immunology منتشر شده است، دانش ما را از سیستم ایمنی افزایش می‌دهد و رویکردهای جدید بالقوه‌ای را برای بهبود پاسخ ایمنی انسان ارائه می‌دهد.

سپر محافظ

تهدیدات سیستم ایمنی مانند میکروب‌ها یا سموم می‌توانند در همه جای بدن انسان ایجاد شوند. خوشبختانه، سیستم ایمنی، سپر محافظ بدن ما، راه‌های پیچیده خود را برای مقابله با این تهدیدات دارد. به عنوان مثال، یک جنبه حیاتی از پاسخ ایمنی ما شامل حرکت جمعی هماهنگ سلول‌های ایمنی در طول عفونت و التهاب است. اما سلول‌های ایمنی ما چگونه می‌دانند که کدام راه را باید طی کنند؟ گروهی از دانشمندان گروه سیست و گروه هانزو در موسسه علم و فناوری اتریش (ISTA) به این سوال پرداختند. محققان در مطالعه خود که امروز در نشریه Science Immunology منتشر شد، توانایی سلول‌های ایمنی برای مهاجرت دسته جمعی در محیط‌های پیچیده را روشن کردند.

سلول‌های دندریتیک، پیام‌رسان

سلول‌های دندریتیک (DCs) یکی از بازیگران کلیدی در پاسخ ایمنی ما هستند. آن‌ها به عنوان یک پیام رسان بین پاسخ ایمنی ذاتی، اولین واکنش بدن به مهاجم و پاسخ ایمنی تطبیقی، عمل می‌کنند؛ واکنشی تاخیری که میکروب‌های بسیار خاصی را هدف قرار می‌دهد و خاطراتی را برای مبارزه با عفونت‌های آینده ایجاد می‌کند. مانند کارآگاه‌ها، DCها بافت‌ها را برای بررسی حضور متجاوزان اسکن می‌کنند. هنگامی که آن‌ها محل عفونت را پیدا کردند، فعال می‌شوند و بلافاصله به غدد لنفاوی مهاجرت می‌کنند، جایی که طرح مبارزه را تحویل می‌دهند و مراحل بعدی را در آبشار ایمنی آغاز می‌کنند. مهاجرت آن‌ها به سمت غدد لنفاوی توسط کموکاین‌ها هدایت می‌شود، پروتئین‌های سیگنال‌دهنده کوچکی که از غدد لنفاوی آزاد می‌شوند، که یک گرادیان را ایجاد می‌کنند. در گذشته، اعتقاد بر این بود که DCها و سایر سلول‌های ایمنی به این گرادیان خارجی واکنش نشان می‌دهند و به سمت غلظت بالاتر حرکت می‌کنند. با این حال، تحقیقات جدید انجام شده در ISTA اکنون این مفهوم را به چالش می‌کشد.

یک گیرنده؛ دو عملکرد

دانشمندان به یک ساختار سطحی گیرنده که در DCهای فعال شده به نام CCR7 یافت می‌شود، نگاه دقیق‌تری انداختند. عملکرد اساسی CCR7 اتصال به یک مولکول مخصوص غدد لنفاوی (CCL19) است که مراحل بعدی پاسخ ایمنی را آغاز می‌کند. CCL19 خانواده‌ای از پروتئین‌های ترشح شده هستند که در فرآیندهای تنظیم ایمنی و التهابی نقش دارند و یک سیتوکین مهم از خانواده سیتوکین‌های CC می‌باشند. سیتوکین‌های CC پروتئین‌هایی هستند که توسط دو سیستئین مجاور مشخص می‌شوند. سیتوکین کدگذاری شده توسط ژن CCL19 ممکن است در چرخش طبیعی لنفوسیت‌ها و بازگشت به خانه نقش داشته باشد. همچنین نقش مهمی در مهاجرت سلول‌های T در تیموس و در مهاجرت سلول‌های T و B به اندام‌های لنفاوی ثانویه ایفا می‌کنند. به طور خاص CCL19 به گیرنده کموکاین CCR7 متصل می‌شود. جونا آلانکو، فوق دکترای سابق آزمایشگاه مایکل سیکست، توضیح می‌دهد: "ما دریافتیم که CCR7 نه تنها CCL19 را حس می‌کند، بلکه به طور فعال در شکل دادن به توزیع غلظت کموکاین‌ها کمک می‌کند." با استفاده از تکنیک‌های تجربی مختلف، آن‌ها نشان دادند که با مهاجرت DCها، کموکاین‌ها را از طریق گیرنده CCR7 جذب کرده و درونی می‌کنند، که منجر به کاهش موضعی غلظت کموکاین می‌شود. با مولکول‌های سیگنال دهی کمتر در اطراف، آن‌ها بیشتر به سمت غلظت‌های کموکاین بالاتر حرکت می‌کنند. این عملکرد دوگانه به سلول‌های ایمنی اجازه می‌دهد تا نشانه‌های راهنمایی خود را برای سازماندهی موثرتر مهاجرت جمعی خود تولید کنند.

حرکت به جمعیت سلول ها بستگی دارد

برای درک کمی این مکانیسم در مقیاس چند سلولی، آلانکو و همکارانش با فیزیکدانان نظری ادوارد هانزو و مهمت کان ایکار، در ISTA، همکاری کردند. آن‌ها با تخصص خود در حرکت سلولی و دینامیک سلولی، شبیه سازی‌های کامپیوتری را ایجاد کردند که قادر به بازتولید آزمایش‌های آلانکو بودند. با این شبیه‌سازی‌ها، دانشمندان پیش‌بینی کردند که حرکت سلول‌های دندریتیک نه تنها به پاسخ‌های فردی آن‌ها به کموکاین بستگی دارد، بلکه به تراکم جمعیت سلولی نیز بستگی دارد. کان ایکار می‌گوید:" این یک پیش‌بینی ساده اما بی‌اهمیت بود؛ هر چه تعداد سلول‌های بیشتری وجود داشته باشد، گرادیان آن‌ها واضح‌تر می‌شود، این واقعا ماهیت جمعی این پدیده را برجسته می‌کند!" علاوه بر این، محققان دریافتند که سلول‌هایT ،سلول‌های ایمنی خاصی که میکروب‌های مضر را از بین می‌برند، همچنین از این تعامل پویا برای تقویت حرکت جهت خود سود می‌برند. این فیزیکدان ادامه می‌دهد: "ما مشتاقیم تا در مورد این اصل تعامل جدید بین جمعیت‌های سلولی با پروژه‌های در حال انجام بیشتر بدانیم."

تقویت پاسخ ایمنی

این اکتشافات گامی‌ در جهتی جدید برای چگونگی حرکت سلول‌ها در داخل بدن ما هستند. برخلاف آنچه قبلاً تصور می‌شد، سلول‌های ایمنی نه تنها به کموکاین‌ها پاسخ می‌دهند، بلکه با مصرف این سیگنال‌های شیمیایی، نقش فعالی در شکل‌دهی محیط خود دارند. این تنظیم پویا از نشانه‌های سیگنالینگ یک استراتژی زیبا برای هدایت حرکت خود و سایر سلول‌های ایمنی ارائه می‌دهد. این تحقیق پیامدهای مهمی ‌برای درک ما از نحوه هماهنگی پاسخ‌های ایمنی در بدن دارد. با کشف این مکانیسم‌ها، دانشمندان می‌توانند به طور بالقوه استراتژی‌های جدیدی را برای تقویت جذب سلول‌های ایمنی در مکان‌های خاص، مانند سلول‌های تومور یا مناطق عفونت طراحی کنند.

پایان مطلب./