سازگاری سلول های ایمنی با پاتوژن های مهاجم

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، چگونه سیستم ایمنی بین مبارزه فوری با عوامل بیماری زای مهاجم یا آماده شدن برای مبارزه با آنها در آینده تصمیم می گیرد؟ معلوم است، می تواند نظر خود را تغییر دهد. هر فرد دارای 10 میلیون تا 100 میلیون سلول T منحصر به فرد است که وظیفه مهمی در سیستم ایمنی دارند. گشت زنی در بدن برای حمله به پاتوژن ها یا از بین بردن سلول های سرطانی مواردی از فعالیت سلول های ایمنی است. هر یک از این سلول های T دارای یک گیرنده منحصر به فرد است که به آن اجازه می دهد پروتئین های خارجی را در سطح سلول های آلوده یا سرطانی تشخیص دهد. هنگامی که سلول T با پروتئین مناسب روبرو می شود، به سرعت نسخه های زیادی از خود را برای از بین بردن پاتوژن متخلف تشکیل می دهد. نکته مهم این است که این فرآیند تکثیر باعث ایجاد سلول های T موثر کوتاه مدت می شود که حمله فوری پاتوژن را خاموش می کنند و سلول های T حافظه طولانی مدت که محافظت در برابر حملات آینده را فراهم می کنند. اما سلول های T چگونه تصمیم می گیرند که سلول هایی را تشکیل دهند که پاتوژن ها را بکشند یا در برابر عفونت های آینده محافظت کنند؟

اکنون تیمی از مهندسان زیستی در حال مطالعه چگونگی بلوغ سلول های ایمنی هستند. در تحقیقی که اخیراً منتشر شده است، محققان دریافتند که داشتن مسیرهای متعدد برای تصمیم گیری در مورد کشتن فوری پاتوژن ها یا آماده شدن برای مهاجمان آینده، توانایی سیستم ایمنی را برای پاسخگویی موثر به انواع مختلف چالش ها افزایش می دهد. به طور خاص، محققان فعالیت ژنی به نام فاکتور 1 سلول T یا TCF1 را ردیابی کردند. این ژن برای طول عمر سلول های حافظه ضروری است. روشن شد که خاموش شدن تصادفی یا احتمالی ژن TCF1 زمانی که سلول ها با پاتوژن های مهاجم و التهاب مواجه می شوند، تصمیم گیری اولیه بین تبدیل شدن سلول های T به سلول های اثرگذار یا حافظه را ایجاد می کند. قرار گرفتن در معرض سطوح بالاتر پاتوژن ها یا التهاب، احتمال تشکیل سلول های موثر را افزایش می دهد. با کمال تعجب، محققان متوجه شدند که برخی از سلول های موثری که TCF1 را زود خاموش کرده بودند، پس از پاکسازی پاتوژن، دوباره آن را روشن کرده و بعداً به سلول های حافظه تبدیل شدند. از طریق مدل سازی ریاضی، مشخص می شود که این انعطاف پذیری در تصمیم گیری در میان سلول های T حافظه برای تولید تعداد مناسب سلول هایی که فوراً پاسخ می دهند و سلول هایی که برای آینده آماده می شوند، متناسب با شدت عفونت، حیاتی است.

شکل گیری مناسب حافظه سلول های T پایدار و با عمر طولانی برای توانایی فرد در دفع بیماری هایی از سرماخوردگی معمولی گرفته تا کووید-19 و سرطان بسیار مهم است. از دیدگاه علوم اجتماعی و شناختی، انعطاف پذیری به افراد اجازه می دهد تا با محیط های نامطمئن و پویا سازگار شوند و به طور بهینه پاسخ دهند. به طور مشابه، برای سلول های ایمنی که به یک پاتوژن پاسخ می دهند، انعطاف پذیری در تصمیم گیری در مورد تبدیل شدن به سلول های حافظه ممکن است پاسخگویی بیشتر به چالش ایمنی در حال تکامل را امکان پذیر کند. سلول های حافظه را می توان به انواع مختلف با ویژگی ها و نقش های متمایز در ایمنی محافظتی تقسیم کرد. این امکان وجود دارد که مسیری که سلول های حافظه در اوایل از سلول های عامل جدا می شوند و مسیری که سلول های حافظه بعداً از سلول های عامل ایجاد می شوند، باعث ایجاد زیرگروه های خاصی از سلول های حافظه شود. مطالعه اخیر بر حافظه سلول T در زمینه عفونت های حاد تمرکز دارد که سیستم ایمنی می تواند طی روزها با موفقیت از بین برود، مانند سرماخوردگی، آنفولانزا یا مسمومیت غذایی. در مقابل، شرایط مزمن مانند HIV و سرطان نیاز به پاسخ های ایمنی مداوم دارند. سلول های با عمر طولانی و حافظه مانند برای این ماندگاری حیاتی هستند. تیم کنونی در حال بررسی است که آیا تصمیم گیری حافظه انعطاف پذیر در شرایط مزمن نیز کاربرد دارد و آیا می توان از این انعطاف پذیری برای بهبود ایمنی درمانی سرطان استفاده کرد یا خیر؟