Contagem de pilhas imunes a fim decidir se atacar

Um estudo novo publicado nas comunicações da natureza do jornal mostra em fevereiro de 2020 que as pilhas imunes consultam e coordenam um com o otro no local da actividade para trazer aproximadamente uma reacção equilibrada mas adequada e para deter a ameaça.

O sistema imunitário está entre os sistemas os mais vitais envolvidos em tornar a vida saudável possível. Tem que responder robusta quando o corpo é ameaçado com a infecção. Por outro lado, deve manter-se na rédea a fim de que não os produtos químicos que tóxicos dirige contra micróbios de invasão oprimam os tecidos saudáveis e causa dano ao anfitrião.

ilustração 3d de um t cell do sistema imunitário que mata uma célula cancerosa. Crédito de imagem: Meletios Verras/Shutterstock
ilustração 3d de um t cell do sistema imunitário que mata uma célula cancerosa. Crédito de imagem: Meletios Verras/Shutterstock

Um exemplo da situação anterior é considerado nos pacientes na quimioterapia para o cancro, ou os povos com AIDS, que enfraqueceram a imunidade. Em conseqüência, a resposta imune incapaz permite que as infecções menores tornem-se perigosamente difundidas ou intensas, mesmo causando a morte.

A última encenação typified por choque séptico, uma hyper-reacção pelo sistema imunitário à presença de antígenos bacterianos. Aqui a escala da toxina e da produção química inflamatório pelo sistema imunitário é tão alta que destrói literalmente órgãos múltiplos e mata o paciente.

Como o sistema imunitário poderia causar esta reacção delicada de discriminação era um enigma, que os pesquisadores no estudo actual expor para desembaraçar.

Após a migração a um local à infecção possível, contagem de pilhas imunes a fim decidir se retroceder na grande velocidade. Crédito de imagem: Universidade Northwestern/Shutterstock
Após a migração a um local à infecção possível, contagem de pilhas imunes a fim decidir se retroceder na grande velocidade. Crédito de imagem: Universidade Northwestern/Shutterstock

Inflamação e activação imune

A activação imune é um fenômeno estabelecido, em que as pilhas imunes migram ao local da infecção ou do traumatismo e liberam vários produtos químicos da sinalização para trazer tecidos vizinhos e outras pilhas imunes a bordo. Isto manifesta como o inchamento, a vermelhidão, e a dor, os sinais clássicos da inflamação.

O estudo novo reconhece que o recrutamento de outras pilhas não é uma resposta automática ou não programada. Ainda, cada pilha consulta seus vizinhos se mais pilhas estão exigidas para defender o anfitrião, antes de ativar. Um aspecto deste está relatando sua presença entre si para chegar de “em uma contagem pilha”, por assim dizer.

O pesquisador Joshua Leonard diz, “as pilhas fazem uma decisão coordenada. Não activam uniformemente mas pelo contrário decidem colectivamente quantas pilhas activarão de modo que junto, o sistema possa afastar fora uma ameaça sem perigosamente reagir de modo exagerado.”

Isto que encontra foi tornado possível pelo uso de modelos computacionais avançados interpretar as experiências e produzir assim uma ideia concreta de como as pilhas vão aproximadamente decidir se se activar e conseqüentemente recrutar pilhas novas.

O estudo

Os pesquisadores examinaram os macrófagos, um tipo de pilha imune que come as bactérias e outras partículas estrangeiras. É uma defesa de primeira linha contra agentes infecciosos, com outras pilhas inatas da imunidade. Os cientistas olhados como estas pilhas reagiram quando enfrentadas com um antígeno bacteriano, que seja um dos disparadores imunes da activação para o organismo do anfitrião. As técnicas que especializadas se usaram ajudaram-nos a observar individualmente cada pilha durante um período de tempo.

Estas respostas foram alimentadas no modelo computacional, que cuspiu para fora o significado de cada um de suas observações gravadas e ajudado lhes explique o que via. Os pesquisadores encontraram que como tempo passado, as pilhas obtinham uma sensação de seus arredores, especialmente quanto de cada tipo de outras pilhas imunes estão na vizinhança.

As pilhas imunes interpretavam individualmente a presença colectiva de pilhas imunes no local de uma ameaça para decidir se, numa base individual, cada um delas necessários a activar ou não. Em curto, uma camada adicional de comando esta presente para regular a resposta imune no campo.

O pesquisador Joseph Muldoon descreve o funcionamento “descentralizado” do sistema imunitário; assim: “As pilhas imunes são os agentes individuais que precisam de trabalhar junto. Ao longo do tempo, as pilhas observam seus arredores para obter um sentido de seus vizinhos. Cada pilha torna-se poised para responder como um activador alto ou não. As pilhas chegam em estados diferentes da activação, mas de tal maneira que, em geral, a resposta da população é calibrada.”

A presença desta camada do comando tem, nas palavras de Muldoon, abertas “uma avenida inteira estudar se há uns alvos novos para o immunomodulation.” Se os cientistas compreendem mais sobre a maneira o sistema imunitário está regulado, eles poderia projectar terapias activar especificamente o sistema imunitário contra um tumor, poupando o resto do corpo, ou reduzir a hiperfunção imune em doenças auto-imunes como o lúpus.

Comentários de Leonard: A “biologia evoluiu tão muitas maneiras fascinantes e surpreendentes de controlar processos complexos. Como biólogos sintéticos, nós trabalhamos para projectar pilhas para executar funções terapêuticas personalizadas. As inovações da natureza compreensiva ajudam-nos a vir acima com projectos novos e permitem-nos de ser melhores coordenadores.”

Journal reference:

Muldoon, J.J., Chuang, Y., Bagheri, N. et al. Macrophages employ quorum licensing to regulate collective activation. Nat Commun 11, 878 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-14547-y

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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