كيفية تدريب الخلايا المناعية على مكافحة العدوى؟

تقاوم الخلايا المناعية للجسم طبيعيا الميكروبات الفيروسية والبكتيرية وغيرها من الغزاة، ولكن يمكن أيضًا إعادة برمجتها على الاستجابة بشكل أكثر قوة وفعالية لمثل هذه التهديدات، وفقًا لتقرير جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس الذين اكتشفوا القاعدة الأساسية والسر الكامن وراء هذه العملية في مجموعة معينة من الخلايا. في دراسة نُشرت في 18 يونيو في دورية Science، حدد الباحثون آلية جزيئية رئيسية داخل البلاعم، وهي خلايا مكافحة العدوى في الجهاز المناعي الفطري، والتي تحدد ما إذا كان يمكن تدريب الخلايا ومدى نجاحها.

قد تساعد النتائج التي توصلوا إليها في تمهيد الطريق لاستراتيجيات مستهدفة مستقبلية لتعزيز وظيفة الجهاز المناعي.

قال الأستاذ الإكلينيكي المساعد للأمراض المعدية في كلية ديفيد جيفن للطب بجامعة كاليفورنيا: يمكن تدريب الخلايا المناعية الفطرية من خلال التجارب السابقة لتصبح أفضل في مكافحة العدوى، ومع ذلك، أشار إلى أن الباحثين لاحظوا سابقًا أن بعض التجارب بدت أفضل من غيرها في التدريب المناعي. هذا الاكتشاف المفاجئ حفزنا على فهم أفضل للقواعد التي تحكم هذه العملية، يعتمد ما إذا كان التدريب المناعي يحدث على كيفية التفاف الحمض النووي للخلية، في الخلايا البشرية على سبيل المثال، يجب أن يتناسب أكثر من 6 أقدام من الحمض النووي مع نواة الخلية، وهي صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. لتحقيق هذا العمل المهم، يتم لف الحمض النووي بإحكام فى الكروموسومات. قال ألكسندر هوفمان أستاذ علم الأحياء الدقيقة في جامعة كاليفورنيا ومدير معهد الكم والحساب، إن مناطق مختارة فقط من الحمض النووي مكشوفة ويمكن الوصول إليها، وفقط الجينات الموجودة في تلك المناطق التي يمكن الوصول إليها هي القادرة على الاستجابة ومحاربة العدوى.

البلاعم – على سبيل المثال وهى مادة مشتقة من ميكروب أو عامل ممرض، كما في حالة اللقاح، يمكن فك مناطق الحمض النووي المضغوطة سابقًا. وقال هوفمان إن فك هذا الغلاف يكشف عن جينات جديدة ستمكن الخلية من الاستجابة بقوة أكبر وتدريبها على محاربة العدوى.

يكشف البحث الجديد أن الديناميكيات الدقيقة لجزيء إشارة مناعي رئيسي في البلاعم، يُسمى NFκB، تحدد ما إذا كان هذا الجينات قد حدث أم لا. علاوة على ذلك، أفاد الباحثون أن النشاط الديناميكي لـ NFκB نفسه يتم تحديده من خلال النوع الدقيق للمحفزات خارج الخلية التي يتم إدخالها إلى البلاعم.

قال تشنغ إن الأهم من ذلك هو أن دراستنا تظهر أنه يمكن تدريب الخلايا المناعية الفطرية على أن تصبح أكثر عدوانية فقط من خلال بعض المحفزات دون غيرها. هذه الخصوصية أمر بالغ الأهمية لصحة الإنسان لأن التدريب المناسب مهم لمحاربة العدوى بشكل فعال، ولكن التدريب غير المناسب قد يؤدي إلى الكثير من الالتهابات والمناعة الذاتية، والتي يمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة.

يساعد NFκB الخلايا المناعية على تحديد التهديدات الواردة. عندما تكتشف المستقبلات الموجودة في الخلايا المناعية محفزات خارجية مهددة، فإنها تنشط جزيء NFκB داخل الخلية.

كيف تتصرفديناميكيات NFκB بمرور الوقت؟

تشكل لغة مشابهة لرمز مورس التي تنقل من خلالها هوية التهديد الخارجي للحمض النووي وتخبره بالجينات التي يجب أن تكون جاهزة للمعركة.

تعتمد الكلمة المحددة لهذا الرمز التي يستخدمها NFκB لإخبار الحمض النووي بفك الغلاف ما إذا كان NFκB متذبذبًا أم ثابتًا على مدار ثماني ساعات أو أكثر بعد ظبط المنبه. تتأرجح NFκB في نواة البلاعم، ثم تنتقل إلى السيتوبلازم، ثم تعود إلى النواة في دورات، مثل البندول المتأرجح، ثم يتحرك NFκB غير المتذبذب أو الثابت إلى النواة ويبقى هناك لعدة ساعات.

باستخدام الفحص المجهري المتقدم، تابع الباحثون نشاط NFκB في نخاع عظم الفئران السليمة، وتتبعوا كيف تغيرت ديناميكيات الجزيء استجابة للعديد من المحفزات المختلفة. اكتشف العلماء أن NFκB كان ناجحًا في تدريب فك غلاف الحمض النووي وفضح جينات جديدة لمكافحة العدوى فقط عندما تسبب المنبه في نشاط NFκB غير المتذبذب.

قال تشينج: عرفنا أن ما إذا كان NFκB يتذبذب أم لا يجب أن يكون مهمًا ولكن ببساطة لم نتمكن من معرفة كيف. هذه النتائج ما هي إلا اختراق حقيقي لفهم لغة الخلايا المناعية، ومعرفة اللغة ستساعدنا على اختراق النظام لتحسين وظيفة المناعة. وقال هوفمان إن الباحثين كانوا أيضًا قادرين على محاكاة هذه العملية التدريبية بنموذج رياضي، وقد يسمح الفهم الحدسي الذي توصلوا إليه بهندسة مستقبلية دقيقة الاستهداف للمناعة المدربة. تعد النمذجة الرياضية للأنظمة التنظيمية المناعية هدفًا رئيسيًا لمختبره، من أجل استخدام المحاكاة التنبؤية للطب الدقيق.

حصل تشنغ على درجة الدكتوراه تحت إشراف هوفمان من خلال برنامج UCLA للتدريب المتخصص والبحوث المتقدمة أو برنامج STAR للعلماء الأطباء.

يتوقع هوفمان وتشينج أن يكون هذا البحث مصدر إلهام لمجموعة واسعة من الدراسات الإضافية، بما في ذلك التحقيقات في الأمراض البشرية التي تسببها الخلايا المناعية التي تدربت بشكل غير صحيح، واستراتيجيات لتحسين التدريب المناعي لمحاربة العدوى وطرق استكمال أساليب اللقاح الحالية.

قال هوفمان: تُظهر هذه الدراسة كيف يمكن للتعاون بين الباحثين في كلية UCLA وكلية David Geffen للطب أن ينتج علمًا مبتكرًا يفيد صحة الإنسان.

المصادر: 1