Путем спаривать плотное знание функции иммунной системы с глубоким вниканием статистически физики, крест-подштрафная команда на Пенсильванском Университете приезжала на удивительно находить: Клетки T используют стратегию движения для того чтобы отслеживать вниз дармоедов которая подобна к стратегиям которым хищники как обезьяны, акулы и туна голуб-ребра используют для того чтобы поохотиться их добыча.
С этой новой проницательностью в картины движения иммунн-клетки, научные работники будут для того чтобы создавать более точные модели функции иммунной системы, которая может, в свою очередь, для того чтобы сообщить романные подходы для того чтобы сразить заболевания от рака к HIV/AIDS к артриту.
Исследование включило уникально сотрудничество между лабораториями Охотника Кристофера авторы старшия, профессором и стулом Отдела Pathobiology в Школу Penn Ветеринарной Медицины, и Андреа Liu, Профессором Hepburn Физики в Отделе Физики и Астрономии. Исследователь Tajie Херрис Ветеринара Penn postdoctoral и аспирант Эдвард Banigan физики также сыграли ведущие роли в исследовании.
Изучение, которое будет выходило в свет в Природе журнала, было дирижировано в мышах зараженных с gondii Toxoplasma дармоеда. Этот одиночн-celled патоген совместное усилие инфекции в людях и животных; как много как треть населенности мира имеет дремлющую форму этой инфекции присутствующей в мозге. Однако, в immunocompromised индивидуалах, как те с HIV/AIDS или проходить трансплантацию органа, эта инфекция может иметь серьезные последствия, включая воспаление мозга и даже смерть.
Более Предыдущая работа показала что клетки T - ключевой тип иммунн-клетки - центральны в предотвращать заболевание причиненное gondii T. В новом изучении, исследователя Penn использовали зараженные мышей как естественная модельная система для того чтобы выучить как движение клеток T в мозге влияет на способность тела контролировать эту инфекцию.
Среди immunologists, широко поверено что управляют движением иммунных клеток в части путем сигнализировать вызванные протеины chemokines. Команда Penn-Водить продемонстрировала что специфическое chemokine, CXCL10, и свое приемное устройство обильно были произведены в мозгах мышей gondii-зараженных T. Когда CXCL10 было прегражено, мыши имели men6we клеток T, большой тяготу дармоеда и активно воспроизводя дармоедов.
Затем исследователя изыскиваемые к заострить внимание точные картины движения индивидуальных клеток T в живой ткани от T. gondii-заразили мышей. Это было возможно с воображением multi-фотона, методом который полагается на уточнять но мощным микроскопом который может показать живые ткани в 3 размерах в реальное временя. Используя этот подход, команда нашла что показалось, что сыграло CXCL10 роль в скорости на которой клетки T могл искать для и контролировать инфекцию.
До степени что immunologists рассмотрели картины движения T-Клетки на всех, много предположили они двинули в сильно сразу способ для того чтобы найти зараженные клетки. Но когда исследователя проанализировали движение клеток T, они нашли их данные не соответствовали что было бы предположено: клетки T не показали никакое сразу движение.
то куда статистически экспертиза физики Liu и Banigan пришла внутри.
«Мы посмотрели очень более полный путь квантифицировать эти следы и найти что типовая модель не приспосабливать на все,» Liu сказал. «После Того Как некоторая работа мы управляли найти модель которая приспосабливать следы красивейше.»
«Модель которая окончательно вела нас вниз с правого путя,» Banigan сказало, «имело сильную подпись что-то действительно интересного,» модель известная как прогулка L-vy.
Эта «прогулка,» или математически, котор характеризуют путь, клонат иметь много коротких «шагов» и случайных длинних «бега.» Модель не была полно последовательна с данными, однако.
«Довольно, Я должен посмотреть изменения на модели прогулки L-vy,» Banigan сказало, потому что исследователя также наблюдали что клетки T сделали паузу между шагами и бегами. Как движения клеток, перерывы были обычно коротки но изредка длиной.
Охотник уподоблял модель к стратегии персона могла использовать для того чтобы найти поставленные не на место ключи в доме.
«Когда вы теряете ваши ключи, как вы идете около искать они? Вы смотрите в одном месте на некоторое время, тогда двигаете к другому месту и смотрите там,» он сказал.
«Чему то водит к очень больше эффективного способа находить вещи,» Liu сказал.