Ny forskning finner menneskets immunsystem har foregone utviklingsendringene som ville tillate det å produsere bedre antistoffer på kortere tid, fordi forbedret antistoffer ville være langt mer sannsynlig å angripe kroppens egen vev.
Rice University studien finner det immun systemet har utviklet seg til en nesten perfekt balanse for å produsere antistoffer som både er effektiv mot patogener og usannsynlig å forårsake autoimmune sykdommer.
Resultatene vil bli publisert i journal Fysisk gjennomgang bokstaver. De er basert på en ny modell for immunsystem som er først til å simulere hierarkisk natur kroppens immun svaret. Modellen spår at kroniske infeksjoner kan føre til autoimmune sykdommer, et scenario som har blitt foreslått som en årsak til noen revmatisk sykdommen like leddgikt.
"Det er så mange som 100 millioner unike antistoffer som sirkulerer gjennom våre organer til enhver tid, men bare tre eller fire av disse kan være effektiv mot noen bestemt sykdommen, sier Michael Deem, John W. Cox Professor i biokjemisk og genetisk Engineering og professor i fysikk og astronomi. "Når vi får syk, immunsystem identifiserer bestemt antistoffer som er effektive, fordi det raskt oppretter og masse produserer mutante hvite blod celler kalt b celler som gjør bare disse antistoffer."
Anser sa forskningen har identifisert en rekke alternative strategier immunsystem kan bruke til å redusere tiden som trengs for å opprette en effektiv B-cellen. I tillegg kunne disse metodene også produsere antistoffer som er mer apt å binde med sykdom celler. Resultat ville være en immunsystem som reagerer raskere og mer effektivt mot sykdom. "Dette burde hjelpe oss å få godt raskere, så spørsmålet blir,"Hvorfor ikke vi utvikle seg den slags Adaptiv svar?"" Anser sa.
Anser er analyse faller innenfor en gren av fysikk kalt statistisk mekanikere, som bruker et system fysisk virkemåte på molekylære eller atomic-skalaen til å bygge opp et bilde av virkemåte på et større nivå. I dette tilfellet, studerte Deem og postdoctoral forskere Jun Sun og David J. Earl fysiske egenskaper av fragmenter av DNA å fastslå opprinnelsen, virkemåte og generasjon av antistoffer.
Generering av antistoffer er en av de primære funksjonene for immunsystem. Antistoffer er protein molekyler som er gjort av B-cellen. Hver antistoff har en kjemisk signatur som tillater det å binde bare med en bestemt sekvens med aminosyrer.
"I vår undersøkelse, vi først søkt å forstå evolusjonære reglene som styrer måten immunsystem svarer på en infeksjon," Deem sa. "Med rammeverket på plass, vi identifisert en biologisk sannsynlig strategi som ville tillate immunsystem til å reagere raskere og med mer effektiv antistoffer. Vår analyse viste at et slikt system ville være ca 1000 ganger mer sannsynlig å produsere antistoffer som angripe sunt vev."