Məlumat

Patogen insan immun sisteminə tam müqavimət göstərə bilərmi?

Patogen insan immun sisteminə tam müqavimət göstərə bilərmi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Patogen bir orqanizm insan immun sisteminə tam müqavimət göstərə bilərmi? Bu sualın məqsədi üçün sözügedən orqanizm xəstəliyə səbəb olmalıdır.

Tamamilə davamlı ola biləcək orqanizmlərin nümunələri:

Onların törətdiyi xəstəlik öz yolu ilə davam edərkən immunitet sistemi tərəfindən tamamilə aşkar edilməyən patogen orqanizmlər.

Aşkar edilsə belə, immunitet sisteminə tamamilə toxunulmaz olan patogen orqanizmlər. Məsələn, makrofaqlar və digər immun hüceyrələr belə bir orqanizmin bir hüceyrəsini belə məhv edə bilməzlər.

Belə bir patogenin mövcud olması mümkündürmü? Belə patogenlər varmı? (Bu sualın məqsədi üçün İİV və yalnız immuniteti zəif olan insanlarda özünü göstərən xəstəliklər nəzərə alınmır)


İmmunitet sisteminə tamamilə davamlı olan hər hansı bir patogen orqanizm haqqında düşünə bilmirəm. Xroniki xəstəliklərə səbəb olan bəzi bakteriyalar (məsələn, vərəm) nisbətən davamlıdır və bir ovuc virus (məsələn, spumaviruslar) nisbətən görünməzdir, lakin patogenin ötürülməsinin təbiəti o demək olardı ki, tamamilə davamlı orqanizmlər populyasiyada olduqca sürətlə yayılacaq və biz bu haqda bil.

Skrapi və Creutzfeld-Jacob xəstəliyi kimi patogen prion agentləri əsasən immun sistemi üçün görünməzdir və ötürülə bilər; lakin onlar patogen orqanizmlər deyil. Onlar təsvirinizə ən yaxın ola bilər.


Salk İnstitutu immunologiyanın inşa etdiyi evdir. Jonas Salkın ilk poliomielit peyvəndi üzərində təməlqoyma işi onu milli diqqətə çatdırdı və Cənubi Kaliforniyada dünya səviyyəli tədqiqat institutunun yaradılmasına kömək etdi. İnstitut xərçəng, nevrologiya və digər sahələrə ayrılsa da, biz hələ də öz köklərimizi xatırlayırıq.

Və bu köklər dərinlərə axır. İmmunitet sistemi güclü bioloji qüvvədir - bədənimizə nüfuz edən maye orqandır. Müxtəlif immun hüceyrələri daim patrulda olur, yaramazları ovlayır: bakteriyalar, viruslar, şişlər, hüceyrə zibilləri. İmmunitet sistemi bizi düşmən dünyada təhlükəsiz saxlayır.

Molekulyar və Hüceyrə Biologiyası Laboratoriyasının professoru və Salkın baş elmi işçisi Martin Hetzer, "İmmun sistemi insan sağlamlığının qorunmasında böyük rol oynayır" deyir. “Çox vaxt o qədər effektiv işləyir ki, biz ona nə qədər güvəndiyimizi belə dərk etmirik. Ancaq pandemiyalara və ya ağır birləşmiş immun çatışmazlığı ('Bubble Boy' sindromu) kimi nadir immun şərtlərə baxsaq, immunitet sistemimiz sıxıldığı zaman nə qədər həssas ola biləcəyimizi anlayırıq.

Ancaq hər bir immunitet komponenti hücum etməyə hazır deyil. Bəzi hüceyrələr cavabı idarə edir, onu çaşqınlıqdan qoruyur və öz sistemlərimizə hücum edir. Bu yoxlamalar və balanslar sağlam toxunulmazlıq üçün vacibdir. Cavab çox zəif olarsa, patogen və ya xərçəng tutula bilər. Çox güclüdürsə, lupus, romatoid artrit və ya dağınıq skleroz kimi otoimmün şərtlər xarab ola bilər.

Alimlər bu diqqətli balanslaşdırma aktını bioloji əks-qüvvələr homeostazı adlandırırlar və Salk İnstitutunun NOMIS İmmunobiologiya və Mikrob Patogenez Mərkəzindəki tədqiqatçılar bunu mümkün edən mexanizmləri müəyyənləşdirmək üçün çalışırlar. NOMIS Mərkəzi bu il 10 illik yubileyini qeyd edərkən, onun tədqiqatçıları immunitet funksiyasını işıqlandırmaq üçün bir çox sualları cavablandırırlar. Müxtəlif növ T hüceyrələri ətraf mühitə necə reaksiya verir, yaddaşı formalaşdırır və toxunulmazlığı tənzimləyir? Otoimmün xəstəliklərdə hansı mexanizmlər pozulur? Mikrobları öldürmədən yoluxucu xəstəliklərə nəzarət edə bilərikmi?

Multidissiplinar tədqiqatçılar Susan Kaech, Björn Lillemeier, Ye Zheng, Janelle Ayres, Greg Lemke və başqaları immunitet sistemini xəstəliyə hücum etmək və ya həddindən artıq aktiv hüceyrələri nəzarət altına almaq üçün yeni yolları araşdırırlar. Məqsəd? Balansı bərpa edin.

OYUNCULARI ANLAMAQ

İmmunitet hüceyrələri iki əsas növə bölünür: anadangəlmə və adaptiv. Anadangəlmə hüceyrələr ilk reaksiya verənlərdir. Onlar təhlükəni tanıyır, hücuma keçir və köməyə çağırırlar. Tezliklə, adaptiv cavab işə başlayır. Bu hüceyrələr xüsusi təhlükələrə cavab vermək üçün xüsusi hazırlanmışdır. Daha da yaxşısı, adaptiv reaksiya illər əvvəlki patogenləri, vaksinləri gücləndirən mexanizmi xatırlayır.

Dəqiq olsa da, bu təsvir toxunulmazlığı çox sadələşdirir. Elm adamları hələ də immunitet sistemini yüksək sürətə salan və ya həddindən artıq reaksiya verməsini maneə törədən bir çox siqnalı təsvir edirlər. Hətta immun hüceyrələrinin sayı və növləri də sual altındadır. Məsələn, T hüceyrələri adaptiv toxunulmazlığın ən görkəmli silahlarından biridir, lakin tədqiqatçılar onların nə qədər müxtəlif ola biləcəyini yalnız bu yaxınlarda öyrəndilər.

NOMIS Mərkəzinin professoru və direktoru və NOMIS Fondu sədrinin sahibi Susan Kaech deyir: "İndi biz T hüceyrələrinin alt çoxluqlarında alt çoxluqların olduğunu bilirik". “T-hüceyrə populyasiyası, bütövlükdə, ətraf mühitdə olan iltihabla formalaşır. Bu, formalaşan növləri diktə edə bilər."

Bu müxtəlifliyi dərk etmək bir çox səviyyələrdə çox vacibdir. İmmunitet reaksiyası tez-tez yaşla zəifləyir. Bu, daha az immunitet hüceyrələrini, müxtəlifliyin itirilməsini və ya digər amilləri əks etdirirmi? Bənzər suallar xərçənglə ortaya çıxır.

Kaech deyir: "Biz T hüceyrələrinin hansı mərkəzi növlərinin və ya ifadə etdikləri funksional xüsusiyyətlərin anti-şiş immun reaksiyası üçün kritik olduğunu araşdırırıq". "Biz artıq bəzilərini bilirik, lakin immun sisteminin xərçənglə mübarizəsini daha yaxşı təmin etmək üçün bu tip T hüceyrəsini istehsal etmək və artırmaq üçün müalicələri necə istiqamətləndirə biləcəyimizi anlamaq istəyirik."

Daha geniş miqyasda, Kaech və həmkarları müxtəlif immun və qeyri-immun hüceyrələrin necə ünsiyyət qurduğunu araşdırırlar. Bu daimi "qarşılıqlı söhbət" sıx hava məkanında pilotlara və hava hərəkəti nəzarətçilərinə bənzəyir. İmmunitet hüceyrələri digər immun hüceyrələrini potensial təhlükə barədə xəbərdar edir. Normal toxuma immunitet sisteminə bunun təhlükəli olmadığını bildirir. Şişlər və patogenlər immunitet hüceyrələrini aldatmağa çalışırlar ki, ümumiyyətlə reaksiya vermirlər.

Bu müxtəlif girişləri başa düşmək toxunulmazlığı idarə etmək üçün yeni vasitələr təklif edə bilər. Məsələn, insanlar kimi immunitet hüceyrələri də ac olduqları zaman optimal işləməyə bilər. Kaech, xərçəng kimi xəstəliklərin cavablarını məhdudlaşdırmaq üçün T hüceyrələrinin necə "ac" ola biləcəyini araşdırır.

Kaech deyir: "Başqa bir çarpaz danışıq səviyyəsi ətraf mühitin müxtəlif metabolitlərin və qida maddələrinin mövcudluğunu necə dəyişdirməsi ola bilər". “Bu, xərçəng və ya infeksiyada immun hüceyrə funksiyasını necə tənzimləyir? Xüsusi qeyri-immun hüceyrə növlərinin metabolik vəziyyəti immunitet hüceyrələri üçün qida maddələrinin mövcudluğuna necə təsir edə bilər və bu, öz növbəsində onların metabolik vəziyyətinə və funksionallığına necə təsir göstərir?

Bu, qida səhraları ola bilən şiş mikromühitlərində xüsusilə vacib ola bilər. Kaech xərçəngə qarşı immun reaksiyasını artırmaq üçün bu mexanizmləri başa düşmək və nəticədə nəzarət etmək istəyir.

DAXİLİ CHIT SAHİBİNİN KOD EDİLMƏSİ

İmmunitetlə bağlı tədqiqatlar xarici amillərə - patogenlər və immun reaksiyasını yüksək sürətə çevirən molekulyar siqnallara yönəldilmişdir. Bəs daxili siqnal haqqında nə demək olar? İmmunitet hüceyrələrinin içərisində onları hərəkətə gətirən nə baş verir?

Bunu araşdırmağın iki yolu var. Klassik yanaşma zülalların bir-biri ilə danışdığını öyrənir, tez-tez hüceyrənin DNT-sinə qədər uzanan bir telefon oyunudur. Ancaq məkan/zaman yanaşması da var. Hətta bu söhbətləri etmək üçün bu molekullar necə doğru zamanda doğru yerdədirlər? Dosent Björn Lillemeier hər ikisini öyrənir.

Lillemeyer deyir: "Bizi bir molekulu hiss edə bilən T hüceyrə reseptorlarının əslində bütün T hüceyrəsini necə aktivləşdirdiyi və müxtəlif T hüceyrə tipləri arasında fərqli olan funksional proqramları induksiya etdiyi maraqlandırır".

Sistem təsadüfi deyil - T hüceyrələrinin kifayət qədər sürətli reaksiya verə bilməsi üçün heç bir yol yoxdur. Beləliklə, əsas siqnal zülalları harada və nə vaxt olacağını necə bilir? Bu suallara cavab vermək çətindir, çünki tərəzi çox kiçikdir. Laboratoriyanın izlədiyi molekullar təqribən 2 nanometrdir və 50 ilə 200 nanometr arasında olan bir ərazidə gəzir - insan saçının enindən 500 dəfə kiçik bir boşluq.

Ənənəvi işıq mikroskopiyası 250-300 nanometrə qədər kiçik obyektləri görüntüləyə bilir, bu cür yüksək ayırdetmə tədqiqatları üçün çətin ki, uyğun gəlir.

Tədqiqatçılar 300 nanometrlik ərazini təsvir etməyə çalışsalar, bir-birinə çox yaxınlaşan işıq mənbələri (bu halda zülallar) gecə kosmosdan böyük bir şəhəri görmək kimi bir-birindən fərqlənməyən ləkələrə çevrilir. Laboratoriya fərdi zülalları görüntüləməklə bu problemi həll etdi. Laboratoriya 25 nanometr kimi kiçik sahələri təsvir etməyə imkan verən qabaqcıl super rezolyusiyaya malik mikroskopiyanı əhatə etmişdir. Onlar böyük şəkli bir araya gətirmək üçün minlərlə şəkil çəkirlər. Lillemeyer bu yanaşmanı ənənəvi biokimya və hüceyrə biologiyası ilə birləşdirir, dəyişikliklərin T hüceyrə funksiyasını necə dəyişdirdiyini görmək üçün zülalları mutasiya edir.

Bu səylər böyük təsir göstərə bilər. Normal toxuma T hüceyrələrinin aktivləşməsinə qarşı tarazlıq yaratmaq üçün PD-1 adlı T hüceyrə zülalını işə salır. Şişlər immunitet hücumundan qaçmaq üçün eyni hiylədən istifadə edirlər. Nəzarət nöqtəsi inhibitorları adlanan xərçəng immunoterapiyaları, T hüceyrələrini əyləcdən çıxarmaq və şişlərə hücum etmək üçün onları sövq etmək üçün fermenti söndürür. Lakin bu, ikili yanaşmadır və ağciyər və melanoma kimi xüsusi xərçəngi olan xəstələrin yalnız 20 faizində işləyir.

Lillemeyerin laboratoriyası bu dövrədəki zülalların necə hərəkət etdiyini və qarşılıqlı təsirini daha yaxşı başa düşmək üçün PD-1-i öyrənməyə başladı. Nəhayət, o, T hüceyrələrinə təsir etmək üçün daha nüanslı strategiyalar təqdim etmək istəyir. Belə dəqiq nəzarəti həyata keçirə bilmək daha çox xəstəni immunoterapiyaya aça bilər və yan təsirləri azalda bilər.

"PD-1 ilə əlaqəli bu mexanizmlər potensial dərman hədəfləri ola bilər" deyir Lillemeyer. "Bir fermentin fəaliyyətini hədəfləmək əvəzinə, onun harada olduğunu və ya müəyyən bir yerdə olma ehtimalını hədəfləyə bilərik."


Lyme bakteriyası insan immun sistemini necə üstələyə bilər

Merilend Universitetinin (UMD) tədqiqatçısı Lyme xəstəliyinə səbəb olan bakteriyaların bədəndə qalması və sizin erkən, anadangəlmə immun reaksiyalarınızla mübarizə aparması mexanizmini aşkar edib.

Baytarlıq üzrə professor Dr. Utpal Pal, UMD ilə keçirdiyi on iki il ərzində Borrelia burgdorferi bakteriyasını tədqiq edir və onun işi artıq bədəndə bu bakterial infeksiyanı müəyyən etmək üçün istifadə edilən protein markerini istehsal edib.

İndi, Dr. Pal bakteriyalar tərəfindən istehsal olunan bir proteini təcrid etdi ki, bu da orqanizmin ilk immun reaksiyalarından birini aradan qaldıraraq, böyük ölçüdə başa düşülməyən mexanizmlər haqqında məlumat verir. O, heç vaxt görülməmiş bir fenomeni də müşahidə etdi ki, hətta bu zülal olmadan və immunitet sistemi mükəmməl reaksiya versə belə, bakteriyalar həftələr sonra bədənə qayıda bilər.

Bədəndə həqiqətən uzun müddət qala bilən bir neçə patogenlər arasında olan bu bakteriyanın başa düşülməsi getdikcə xroniki və davamlı olaraq yayılmış ictimai sağlamlıq problemi olan Lyme xəstəliyi kimi gənə ilə yoluxan xəstəliklərin müalicəsi üçün böyük təsir göstərir. .

“Əksər insanlar əslində bədənlərində öz hüceyrələrindən daha çox bakteriya hüceyrəsi ilə gəzdiklərini dərk etmirlər, buna görə də biz həqiqətən bakteriya çantalarıyıq,” izah edir Pal. “Əksəriyyət yaxşıdır, lakin bədəniniz patogen olan və xəstəliyə səbəb ola biləcək bir şeyi aşkar etdikdə, immunitet sisteminiz işləməyə başlayır.”.

Bədən, aid olmayan aşkar edilmiş bakteriyaları öldürmək üçün ilk, qeyri-spesifik hücum dalğası göndərir. Bu, bir neçə saatdan bir neçə günə qədər baş verir. Əgər bu işə yaramırsa, düşməni öyrənmək və qalanı öldürmək üçün ikinci gücləndirici qüvvə göndərmək üçün yeddi-on gün vaxt lazımdır.

“Lyme xəstəliyi əslində sizin immunitet sisteminizdən qaynaqlanır,” Pal izah edir. “Bu bakteriya ilk döyüşdə qalib gəlir və vücudunuz o qədər çox reaksiya verir ki, onu öldürmək üçün çoxlu gücləndiricilər göndərərək bakteriyaların yaydığı bütün oynaqlarda və nahiyələrdə intensiv iltihaba səbəb olur. Borreliya daha sonra öldürülür, lakin iltihab qalır və Lyme xəstəliyinin bir çox simptomlarına səbəb olur. Buna görə də ilk toxunulmazlıq dalğasında Borreliyanı öldürmək çox vacibdir.”

Xəstəliklərə Nəzarət və Qarşısının Alınması Mərkəzləri ABŞ-da hər il təxminən 300.000 Lyme xəstəliyinə yoluxma hadisəsini təxmin edir. Bununla belə, malyariya kimi ağcaqanadlar vasitəsilə ötürülən xəstəliklərə diqqət yetirildiyi üçün bu hallar böyük ölçüdə qiymətləndirilmir və kifayət qədər məlumat verilmir.

“ABŞ-da bütün vektorlarla ötürülən xəstəliklərin əksəriyyəti əslində gənə ilə ötürülür və 15 fərqli gənə xəstəliyindən 6-sı laboratoriyamızda öyrəndiyimiz Ixodes gənəsi ilə ötürülür,” Pal deyir. “Bu xəstəliklərin simptomları bir çox digər xəstəliklərə bənzər şəkildə özünü göstərir və müəyyən etmək çətindir, buna görə də onlar çox az məlumatlandırılır və yerli və qlobal miqyasda insanların düşündüyündən daha böyük ictimai sağlamlıq problemidir.”

İndi xroniki Lyme xəstəliyi artan narahatlıqdır. Ənənəvi antibiotik terapiyasından 6-12 ay sonra, bir çox insanlarda Müalicədən Sonra Lyme Xəstəliyi Sindromu kimi tanınan, dəyişkən intensivliklə geri dönən və cari müalicə strategiyası olmayan qeyri-obyektiv simptomlar olur.

Dr. Pal'ın araşdırması bu məsələyə bir qədər işıq saldı və immun müdafiənin ilk dalğasını məğlub etmək üçün istifadə edilən zülal olmadan belə infeksiyanın həftələr sonra bədəndə yenidən baş verə biləcəyini kəşf edərək gələcək tədqiqat və müalicə variantlarına yol açdı.

“Bu o deməkdir ki, bədənimizin immunitet sistemi kimi Borrelia üçün də ikinci müdafiə xətti var. Bu, əvvəllər heç vaxt müşahidə edilməmişdi və bu xroniki Lyme xəstəliyi hallarına nəyin səbəb ola biləcəyi barədə bizə fikir verir, Pal izah edir.

Doktor Pal öz təcrübəsi üçün tez-tez məsləhət görür və bu çox yönlü bakteriya haqqında kitablar yazmışdır. Federal hökumət bu yaxınlarda 21-ci Əsrin Müalicələri Qanununun qəbulu ilə gənə xəstəliklərinin tədqiqinə və böyük bir ictimai sağlamlıq probleminə daha çox diqqət yetirdi.

Bunun bir hissəsi olaraq, Dr. Paldan ABŞ Səhiyyə və İnsan Xidmətləri Departamentinin gənə ilə ötürülən xəstəliklər üçün peyvəndlər və terapevtiklərə diqqət yetirərək, bu sahədə gələcək tədqiqatlara təkan verən Gənə Xəstəlikləri üzrə İşçi Qrupunun Alt Komitəsində xidmət etməsi istəndi.

Doktor Pal hazırda bu iş üçün Milli Sağlamlıq İnstitutlarından eyni vaxtda iki çox milyon dollarlıq RO1 qrantına malikdir, yalnız yüksək əhəmiyyətli və nüfuzlu tədqiqatlar üçün verilir.

“Mən Borreliyaya heyranam və bu kəşf Lyme xəstəliyi kimi mühüm xəstəliklərin müalicəsi və nəzarəti üçün daha çox işin qapısını açacaq,” Pal deyir.

Dr. Pal’s kağız, Plasticity in erkən immun evasion strategies of a bakterial patogen, nəşr Proceedings of the National Academy of Sciences.


İnsanlar xəstəliklərə qarşı immun olmaq üçün təkamül edə bilərmi?

Xəstəliklərə qarşı immun olmaq üçün təkamül edə bilərikmi? əvvəlcə Quora-da göründü: insanlara başqalarından öyrənmək və dünyanı daha yaxşı anlamağa imkan verən bilik əldə etmək və paylaşmaq üçün yer.

Quora-da molekulyar bioloq Drew Smithin cavabı:

Biz spesifik xəstəliklərə qarşı immunitetləri inkişaf etdirə bilərik və edirik.

Vərəm yaxşı bir nümunədir. 17-19-cu əsrlərdə Avropalılar arasında, xüsusən də şəhərlərdə ən böyük tək ölüm səbəbi idi [1]. Üstəlik, bu, gənc yetkinlərin xəstəliyi idi, qurbanların əksəriyyəti 20 və 30 yaşlarında idi.

Vərəm Avropa əhalisinə böyük seçici təzyiq göstərdi. Bu, nəinki çoxlu sayda insanı öldürdü, həm də onları uşaqlıq illərində öldürdü, onların daha çox övlad sahibi olmasına və artıq olanları yetim etməsinə mane oldu. Bir çox gürcü və Viktoriya romanlarında uşaq evlərinin təsvir olunmasının yaxşı səbəbi var - onlar o dövrün şəhərlərində hər yerdə var idi.

Effektiv tibbi müalicə üsulları (yəni antibiotiklər) işlənməmişdən çox əvvəl vərəm azalmağa başladı. O, həmçinin yaşayış şəraitinin yaxşılaşdırılması və daha yaxşı qidalanmadan xeyli əvvəl azaldı [2]. Südün pasterizasiyası istisna olmaqla, karantinlər kimi ictimai səhiyyə tədbirlərinin effektiv olduğuna dair çox az dəlil var [3].

Yüksək ölüm nisbətini və vərəmin azalması üçün digər yaxşı izahatların olmadığını nəzərə alsaq, müqavimət üçün təbii seçim inandırıcı bir fərziyyə kimi görünür. Biz mal-qaranın irsi müqavimət göstərdiyini bilirik Mycobacterium bovis, iribuynuzlu vərəmin səbəbi [4].

Biz həmçinin bilirik ki, müxtəlif insan populyasiyaları vərəmə müxtəlif həssaslıq göstərirlər. Arkanzasın Səhiyyə Departamentinin direktoru W. W. Stead həbsxanalar və sanatoriyalardakı Avropa, Afrika və Amerika məhbusları arasında vərəm nisbətlərindəki fərqləri araşdırdı. Bu qurumlarda ötürülmə və məruz qalma nisbətləri yüksək olduğundan o, çoxlu məlumat toplaya bilirdi. Və yaşayış şəraiti (seqreqasiyadan sonrakı) bu populyasiyalar arasında çox oxşar olduğundan o, səbəb kimi ətraf mühit faktorlarını istisna edə bilərdi. Onilliklər ərzində apardığı araşdırmalar nəticəsində o, afro-amerikalıların ağdərililərə nisbətən vərəmə yoluxmasına təxminən iki dəfə, Amerika hindularının isə afro-amerikalılardan daha çox həssas olduğunu müəyyən etdi [5]. O, bir az daha spekulyativ olaraq qeyd etdi ki, bu həssaslıq iyerarxiyası vərəmə ataların tarixi məruz qalma dərəcəsi ilə əlaqələndirilir.

Müasir genetik və genomik analiz vərəmə qarşı müqavimətin seçilməsi ilə bağlı vəziyyəti dəstəkləyir. Otoimmün xəstəlik olan revmatoid artritin epidemiologiyası vərəmə qarşı müqavimətlə əlaqələndirilir [6]. Görünür ki, vərəmə qarşı artan toxunulmazlıq immunitet sisteminin bədənin öz toxumalarına həddindən artıq reaksiya verməsi riskini də daşıyır. İmmunitet sistemini "gücləndirən" müalicə üsulları haqqında eşitdiyiniz zaman bunu yadda saxlamaq lazımdır - daha çox fəaliyyət otoimmün xəstəlik riski deməkdir.

Vərəm müqaviməti ilə əlaqəli bir neçə spesifik genetik variant müəyyən edilmişdir. Təəccüblü deyil ki, bunların bir çoxu immun sisteminin fəaliyyətinə birbaşa və ya dolayı təsir göstərir və onların yayılması insan populyasiyaları arasında dəyişir [7] [8] [9] [10].

Vərəm/artrit nümunəsindən göründüyü kimi, bəzən bir xəstəliyə qarşı müqavimət digər xəstəliyə qarşı həssaslığa səbəb olur. Daha da əhəmiyyətlisi, xəstəlik törədən orqanizmlər də təkamül edir, çünki bizim xəstəliyimiz onların sağ qalmasıdır.

Bəzi xəstəliklərə qarşı müqaviməti tamamilə inkişaf etdirə bilərik. Ancaq yalnız bəziləri və bəlkə də müvəqqəti olaraq müdafiəmizi aşmaq üçün yeni vasitələr təkmilləşdirməzdən əvvəl. Və biz heç vaxt bütün xəstəliklərə qarşı müqavimət inkişaf etdirməyəcəyik. Reproduktiv qabiliyyətə az təsir edən bir çox xəstəlik var - məsələn, ürək xəstəlikləri və xərçəng kimi bütün qocalıq xəstəlikləri. Yəqin ki, biz bu xəstəliklərə qarşı bütün müqaviməti inkişaf etdirmişik və onların ölüm sayını azaltmaq üçün dərmana etibar etməliyik.

Bu sual ilk olaraq Quora-da ortaya çıxdı - bilik əldə etmək və bölüşmək, insanlara başqalarından öyrənmək və dünyanı daha yaxşı başa düşmək imkanı verən yer. Quora-nı Twitter, Facebook və Google+-da izləyə bilərsiniz. Daha çox suallar:

Quora: bilik əldə etmək və paylaşmaq, insanlara başqalarından öyrənmək və dünyanı daha yaxşı anlamağa imkan verən yer.


Alimlər "Görünməz" Kök Hüceyrələrlə İmmunitet Sisteminin "Təbii Qatil" Hüceyrələrinə Nəzarət Etməyin Yolunu Kəşf Ediblər

UC San Francisco alimləri immunitet sisteminin "təbii öldürücü" (NK) hüceyrələrinə nəzarət etmək üçün yeni bir üsul kəşf etdilər. Tapıntılar xərçəng immunoterapiyalarının gizlənən şişləri aşkar etmək və məhv etmək qabiliyyətini artırmaq üçün də istifadə edilə bilər.

Bu gün (8 yanvar 2021-ci il) nəşr olunan araşdırma Eksperimental Tibb jurnalı, regenerativ tibb sahəsi üçün böyük bir problemi həll edir, aparıcı müəllif Tobias Deuse, MD, Julien I.E. Hoffman, MD, UCSF Cərrahiyyə Departamentində Ürək Cərrahiyyəsi kafedrasının sədri.

“Bir ürək cərrahı olaraq ürək xəstəliklərini bərpa etmək üçün sağlam ürək hüceyrələrini implantasiya edə bilməklə özümü işdən kənarlaşdırmaq istərdim,” Deuse, Müvəqqəti sədri və Minimal invaziv ürək cərrahiyyəsi şöbəsinin müdiri Yetkinlərdə Ürək-Torakal Cərrahiyyə. “Və bir gün diabetli xəstələrdə insulin istehsal edən hüceyrələri implantasiya etmək və ya xərçəng xəstələrinə şişləri axtarmaq və məhv etmək üçün hazırlanmış immun hüceyrələri yeritmək qabiliyyətinə malik olacağına dair böyük ümidlər var. Əsas maneə, immunitet sistemi tərəfindən dərhal rədd edilməməsi üçün bunu necə etməkdir.”.

Deuse və Sonja Schrepfer, MD, PhD, həmçinin Cərrahiyyə Departamentinin Transplantasiyası və Kök Hüceyrə İmmunobiologiyası Laboratoriyasının professoru, kök hüceyrələrin immunobiologiyasını öyrənirlər. Onlar immun sistemi tərəfindən aşkarlanmaqdan və rədd edilməkdən yayına bilən “hipoimmun” laboratoriyada yetişdirilən hüceyrələr və toxumalar istehsal etmək üçün çalışan artan elmi alt sahədə dünya liderləridir. Bunu etmək üçün əsas üsullardan biri, normal olaraq immunitet sisteminin bədənin öz hüceyrələrinə hücumunun qarşısını almağa və immunitetin intensivliyini modulyasiya etməyə kömək edən immun nəzarət nöqtələri adlanan immun hüceyrə “off açarları” aktivləşdirən molekulyar keçid kodlu hüceyrələrin mühəndisliyidir. həddindən artıq girov zərərinin qarşısını almaq üçün cavablar.

Schrepfer və Deuse bu yaxınlarda laboratoriyada immun sistemi üçün effektiv şəkildə görünməyən hipoimmun kök hüceyrələri yaratmaq üçün gen modifikasiyası alətlərindən istifadə etdilər. Xüsusilə, bədənin öyrənilmiş və ya 'uyğunlaşan' immun reaksiyalarından qaçmaqla yanaşı, bu hüceyrələr potensial patogenlərə qarşı orqanizmin avtomatik 'doğma' immun reaksiyasından yayına bilər. Buna nail olmaq üçün tədqiqatçılar xərçəng hüceyrələrinin fitri immun hüceyrələrini uzaq tutmaq üçün istifadə etdiyi strategiyanı uyğunlaşdırdılar: Onlar hüceyrələrində olan molekulyar keçidi aktivləşdirərək müəyyən fitri immun hüceyrələrini bağlayan CD47 adlı zülalın əhəmiyyətli səviyyələrini ifadə etmək üçün öz hüceyrələrini tərtib etdilər. SIRPα adlanan hüceyrələr. Onların uğuru, hazırda klinik istifadə üçün bu hipoimmun hüceyrələrə əsaslanan platforma hazırlayan komandaya rəhbərlik edən Schrepfer tərəfindən təsis edilən Sana Biotechnology, Inc şirkətinin qurucu texnologiyasının bir hissəsi oldu.

Ancaq tədqiqatçıların əllərində bir sirr qaldı - texnika proqnozlaşdırılandan daha uğurlu oldu. Xüsusilə, sahə çaşqın idi ki, bu cür dizayn edilmiş hipoimmün hüceyrələri, ümumiyyətlə SIRPα yoxlama nöqtəsini ifadə etməməli olan bir növ fitri immun hüceyrə olan NK hüceyrələri tərəfindən aşkarlanmaqdan mahir şəkildə yayına bildi.

NK hüceyrələri immunoloji ilk cavab verən kimi fəaliyyət göstərən ağ qan hüceyrəsinin bir növüdür, müvafiq molekulyar identifikator olmadan istənilən hüceyrələri tez aşkar edib məhv edir, onların “öz bədən hüceyrələri və ya ən azı daimi sakinlər” formasını alır. MHC sinif I (MHC-I) adlanan yüksək fərdiləşdirilmiş molekullar. Transplantasiyanın rədd edilməsinin qarşısını almaq üçün MHC-I süni şəkildə söküldükdə hüceyrələr NK hüceyrələrinin sürətləndirilmiş öldürülməsinə həssas olur, bu immunoloji imtinadır ki, bu sahədə hələ heç kim tam şəkildə inhibə edə bilməyib. Nature Biotechnology-də dərc olunan Deuse və Schrepfer'in 2019 məlumatları, bu məqsəd üçün istifadə edilə bilən bir söndürmə açarı ilə rastlaşa biləcəklərini irəli sürdü.

“Bütün ədəbiyyat NK hüceyrələrinin bu nəzarət nöqtəsinə malik olmadığını deyirdi, lakin biz laboratoriyada insan xəstələrinin hüceyrələrinə baxdıqda orada gün kimi aydın olan SIRPα tapdıq,” Schrepfer xatırladı. “Biz açıq şəkildə nümayiş etdirə bilərik ki, CD47-ni həddindən artıq ifadə etmək üçün hazırladığımız kök hüceyrələri bu yol vasitəsilə NK hüceyrələrini bağlaya bilir.”

Məlumatlarını araşdırmaq üçün Deuse və Schrepfer NK hüceyrə biologiyası üzrə dünya eksperti, PhD Lewis Lanier-ə müraciət etdilər. Əvvəlcə Lanier əmin idi ki, bir səhv var, çünki bir neçə qrup artıq NK hüceyrələrində SIRPα axtarmışdı və o, orada deyildi. Lakin Schrepfer komandasının məlumatlarına arxayın idi.

“Nəhayət, bu məni vurdu,” Schrepfer dedi. “NK hüceyrələrində yoxlama nöqtələri axtaran tədqiqatların çoxu ölümsüzləşdirilmiş laboratoriyada yetişdirilən hüceyrə xətlərində aparılırdı, lakin biz birbaşa insan xəstələrinin əsas hüceyrələrini öyrənirdik. Mən bilirdim ki, bu fərq olmalıdır.”

Əlavə araşdırmalar göstərdi ki, NK hüceyrələri yalnız sitokinlər adlanan müəyyən immun siqnal molekulları tərəfindən aktivləşdirildikdən sonra SIRPα-nı ifadə etməyə başlayır. Nəticədə, tədqiqatçılar başa düşdülər ki, bu induksiya edilə bilən immun nəzarət nöqtəsi yalnız artıq iltihablı mühitlərdə qüvvəyə minir və ehtimal ki, müvafiq MHC sinif I identifikasiyası olmadan hüceyrələrə NK hüceyrələrinin hücumunun intensivliyini modulyasiya etmək funksiyasını yerinə yetirir.

“NK hüceyrələri rədd edilmədən “rəfdən” transplantasiya edilə bilən universal hüceyrə terapiyası məhsullarını inkişaf etdirməyə sahənin artan marağına əsas maneə olub, buna görə də bu nəticələr son dərəcə ümidvericidir”, - deyə Lanier bildirib. və J. Michael Bishop Mikrobiologiya və İmmunologiya kafedrasının görkəmli professoru.

Lanier, Deuse və Schrepfer ilə əməkdaşlıqda CD47-ifadə edən hüceyrələrin SIRPα vasitəsilə NK hüceyrələrini necə susdura biləcəyini hərtərəfli sənədləşdirdilər. Digər yanaşmalar bəzi NK hüceyrələrini susdura bilsə də, ilk dəfə idi ki, hər kəs onları tamamilə inhibə edə bildi. Xüsusilə, komanda aşkar etdi ki, NK hüceyrələrinin CD47 tərəfindən inhibəyə qarşı həssaslığı “özünü” potensial təhlükəli “digərlərindən” ayırmaq funksiyasına uyğun olaraq yüksək növə xasdır.”.

Bu prinsipin nümayişi olaraq, komanda CD47-nin rezus-makaka versiyası ilə yetkin insan kök hüceyrələrini hazırladı, sonra onları rhesus meymunlarına implantasiya etdi, burada onlar meymunların NK hüceyrələrində SIRPα-nı uğurla aktivləşdirdilər və transplantasiya edilmiş insan hüceyrələrini öldürməkdən çəkindilər. Gələcəkdə eyni prosedur, məsələn, insan xəstələrinə köçürüldükdə NK hüceyrələrinin aktivləşməsinin qarşısını almaq üçün insan CD47-ni donuz ürək hüceyrələrində ifadə edərək tərs şəkildə həyata keçirilə bilər.

“Hazırda xərçəng üçün hazırlanmış CAR T hüceyrələrinin müalicələri və regenerativ tibbin yeni formaları, hamısı xəstədən hüceyrələri çıxarmaq, onları laboratoriyada dəyişdirmək və sonra onları yenidən xəstəyə yerləşdirmək qabiliyyətinə əsaslanır. Bu, xarici hüceyrələrin rədd edilməsinin qarşısını alır, lakin son dərəcə zəhmətli və bahalıdır,” Schrepfer dedi. “Hipoimmun hüceyrə platforması yaratmaqda məqsədimiz hər yerdə bütün xəstələrdə xəstəliklərin müalicəsi üçün istifadə oluna bilən hazır məhsullar yaratmaqdır.”

Tapıntılar xərçəngin immunoterapiyası üçün də təsir göstərə bilər ki, bu da xərçənglərin immun aşkarlanmasından yayınmaq üçün istifadə etdiyi immun nəzarət nöqtələrini aşmağa çalışan mövcud terapiyaları gücləndirmək üçün bir yoldur. UCSF Helen Diller Ailəsində Parker Xərçəng İmmunoterapiya İnstitutunun direktoru Lanier deyir ki, bir çox şişlər özünü müəyyən edən MHC-I zülalının aşağı səviyyələrinə malikdir və bəziləri immun hüceyrələrini kənarda saxlamaq üçün CD47-ni həddindən artıq ifadə etməklə kompensasiya edir. Kompleks Xərçəng Mərkəzi. “Bu, CD47-ni hədəf alan antikor terapiyaları üçün ən yaxşı yer ola bilər.”

İstinad: Tobias Deuse, Xiaomeng Hu, Sean Agbor-Enoh, Moon K. Jang, Malik Alawi, Ceren Saygi, Alessia Gravina, Grigol Tediashvili, Vinh Q. Nguyen, Yuan tərəfindən “NK hüceyrələrində SIRPα–CD47 immun yoxlama məntəqəsi” Liu, Hannah Valantine, Lewis L. Lanier və Sonja Schrepfer, 8 yanvar 2021-ci il, Eksperimental Tibb jurnalı.
DOI: 10.1084/jem.20200839

Müəlliflər: Tədqiqatın aparıcı müəllifləri Deuse və UCSF TSI laboratoriya tədqiqatçısı Xiaomeng Hu Lanier və Schrepfer tədqiqatın baş müəllifləri, Schrepfer isə müvafiq müəllifdir. Digər müəlliflər Johns Hopkins Tibb Məktəbi və Milli Ürək, Ağciyər və Qan İnstitutundan (NHLBI) Sean Agbor-Enoh, Stanforddakı NHLBI-da Hannah Valantine-də Moon K. Jang Malik Alawi və Ceren Saygi idi Hamburq-Eppendorf Universiteti Tibb Mərkəzindən Almaniyada Alessia Gravina, Qriqol Tediaşvili və UCSF-dən Vinh Q. Nguyen və Corciya Dövlət Universitetindən Yuan Liu.

Maliyyələşdirmə: Tədqiqat və tədqiqatçılar NHLBI (R01HL140236), Parker Xərçəng İmmunoterapiya İnstitutu və ABŞ Milli Sağlamlıq İnstitutu (NIH P30 DK063720 NIH S10 1S10OD021822-01) tərəfindən dəstəklənir.

Açıqlamalar: Deuse elmi həmtəsisçisi, Şrepfer isə Sana Biotechnology Inc şirkətinin elmi təsisçisi və baş vitse-prezidentidir. Xiaomeng Hu indi Sana Biotechnology Inc-də baş alimdir. Bu tədqiqatda nə reagentlərdən, nə də Sana Biotechnology Inc.-dən hər hansı maliyyədən istifadə edilməyib. UCSF bu ixtiraları əhatə edən patent ərizələri təqdim etmişdir.


Bitkilərin immun sistemi varmı?

Bitkilərin immun sistemi varmı və yoxdursa, özlərini infeksiyadan necə qoruyurlar?

Pasla yoluxmuş buğda fidanı (Mənbə: Peter Dodds/CSIRO)

Əlaqədar Hekayələr

Tədqiqatçı alim Dr Peter deyir ki, bitkilər viruslar, bakteriyalar, göbələklər, həşəratlar və nematodlarla mübarizə aparmaq üçün geniş çeşiddə işğalçılara malikdir, lakin onlar bu təcavüzkarlarla heyvanların və insanların etdiyindən çox fərqli şəkildə mübarizə aparırlar. CSIRO-dan Dodds.

"İnsanların və heyvanların dövran edən immun sistemi var, burada ağ qan hüceyrələri və T-hüceyrələri qanda bütün bədəndə dövr edir", Dodds izah edir.

"Bu o deməkdir ki, onlar infeksiya yerinə gedə və hücuma məruz qalan hüceyrələri qorumağa kömək edə bilərlər. Bitkilərin belə qan dövranı sistemi yoxdur, ona görə də bitkinin hər bir hüceyrəsi müstəqil reaksiya verə bilməlidir."

Ayrı-ayrı bitki hüceyrələri patogen molekulları tanıyan reseptorları ifadə edir və sonra hüceyrə divarının qalınlaşması, antimikrob birləşmələrin istehsalı və ev sahibi hüceyrə ölümü daxil ola biləcək müdafiə reaksiyalarını tetikler.

"Çox vaxt bütün bitki reaksiyası baxımından ən yaxşı yol yalnız həmin hüceyrənin intihar etməsidir" deyir.

"Bir çox patogen canlı toxuma ilə qidalanır, buna görə də yoluxmuş dərhal hüceyrələr ölürsə, patogenin qida maddələrinə çıxışını dayandırır və sonra bitkinin qalan hissəsinə yayıla bilməz."

Sərt kabel müqaviməti

Bitki və heyvan toxunulmazlığı arasındakı digər əsas fərq ondan ibarətdir ki, infeksiyaya məruz qalan heyvanlar uyğunlaşa və immunitet qazana bilsələr də, bitkilər bunu edə bilmir. Bunun əvəzinə, onların xüsusi təcavüzkarları tanımaq və dəf etmək qabiliyyəti onların genlərinə möhkəm bağlıdır.

Dodds deyir: "Əgər effektiv müqavimət geninə malik bir bitki yeni təcavüzkarla qarşılaşırsa və onun öhdəsindən gələrsə, onu yenidən işə salmağın heç bir yolu yoxdur". "Gedib yeni bir genetik müqavimət mənbəyi tapmalısan. Buna nail ola bilməzsən, onun işlədiyin bitkinin yabanı qohumlarında haradasa mövcud olduğunu tapmalısan."

Bu əsrin əvvəllərində Afrikada buğdada yeni bir gövdə pası ştammı ortaya çıxdıqda, 30-40 il ərzində təsirli olan əsas müqavimət genlərindən birinə qalib gəldi və Afrikada böyük bir epidemiyaya səbəb oldu. Orta Şərq.

Dodds pasa qarşı yeni müqavimət mənbələri tapmağa çalışan bir çox alimlərdən biridir. "Buğdanın vəhşi qohumlarına baxaraq, bu xüsusi ştama qarşı təsirli olan bəzi yeni müqavimət genlərini tapmağa çalışmaq üçün çoxlu damazlıq işləri və axtarış işləri aparılıb."

Genetik mühəndislik

Çarpaz yetişdirmə bitkiləri daha möhkəm etmək üçün ənənəvi üsul olmuşdur. Bəs müasir gen mühəndisliyi (GE) üsulları bitki toxunulmazlığını artırmaq üçün yeni yollar təklif edirmi?

Dodds deyir: "Əlbəttə ki, müqaviməti yaratmaq üçün GE-dən istifadə etmək üçün çoxlu potensial var". "Normal olaraq heyvandarlıqda siz həqiqətən birlikdə keçə biləcəyiniz şeylərlə məhdudlaşırsınız, lakin trans-gen yanaşmasından istifadə edə bilsəniz, müqaviməti bir az daha geniş şəkildə əldə edə bilərsiniz, normal keçə bilmədiyiniz buğdanın qohumlarına gedin və müqavimət genlərini təcrid edə bilərsiniz. and put them back into wheat."

Cloning too offers potential and in Europe, scientists are working on cloning potato genes in the ongoing battle against the same pathogen, phytophthora infestans, which devastated Ireland in the 19th century.

But biodiversity remains the most critical factor in the fight against new diseases, says Dodds,

"For many crops extensive collections of landraces are kept, things that have come from the original centre of origin of that crop, the Middle East for wheat or Peru for potatoes. We need those wild related species so that's often where people end up going when need to look for new sources of resistance."

Dr Peter Dodds, principal research scientist from CSIRO's Plant Industry Division spoke to Annie Hastwell.


Lymphocytes --- Heart of the Immune System

How lymphocytes recognize antigens

When an antigen invades the body, normally only those lymphocytes with receptors that fit the contours of that particular antigen take part in the immune response. When they do, so-called daughter cells are generated that have receptors identical to those found on the original lymphocytes. The result is a family of lymphocytes, called a lymphocyte clone. with identical antigen-specific receptors.

A clone continues to grow after lymphocytes first encounter an antigen so that, if the same type of antigen invades the body a second time, there will be many more lymphocytes specific for that antigen ready to meet the invader This is a crucial component of immunologic memory.

How lymphocytes are made

Some lymphocytes are processed in the bone marrow and then migrate to other areas of the body --- specifically the lymphoid organs (see Lymphatic System). These lymphocytes are called B lymphocytes, or B cells (for bone-marrow-derived cells). Other lymphocytes move from the bone marrow and are processed in the thymus, a pyramid-shaped lymphoid organ located immediately beneath the breastbone at the level of the heart. These lymphocytes are called T lymphocytes, or T cells (for thymus-derived cells).

These two types of lymphocytes --- cells and T cells --- play different roles in the immune response, though they may act together and influence one another's functions. The part of the immune response that involves B cells is often called humoral immunity because it takes place in the body fluids. The part involving T cells is called cellular immunity because it takes place directly between the T cells and the antigens. This distinction is misleading, however, because, strictly speaking, all adaptive immune responses are cellular --- that is, they are all initiated by cells (the lymphocytes) reacting to antigens. B hüceyrələri may initiate an immune response, but the triggering antigens are actually eliminated by soluble products that the B cells release into the blood and other body fluids. These products are called antibodies and belong to a special group of blood proteins called immunoglobulins When a B cell is stimulated by an antigen that it encounters in the body fluids, it transforms, with the aid of a type of T cell called a helper T cell (see "T cells"), into a larger cell called a blast cell. The blast cell begins to divide rapidly, forming a clone of identical cells.

Some of these transform further into plasma cells --- in essence, antibody-producing factones. These plasma cells produce a single type of antigen-specific antibody at a rate of about 2,000 antibodies per second. The antibodies then circulate through the body fluids, attacking the triggering antigen.

Antibodies attack antigens by binding to them. Some antibodies attach themselves to invading microorganisms and render them immobile or prevent them from penetrating body cells. In other cases, the antibodies act together with a group of blood proteins, collectively called the complement system, that consists of at least 30 different components. In such cases, antibodies coat the antigen and make it subject to a chemical chain reaction with the complement proteins. The complement reaction either can cause the invader to burst or can attract scavenger cells that "eat" the invader.

Not all of the cells from the clone formed from the original B cell transform into antibody-producing plasma cells some serve as so-called memory cells. These closely resemble the original B cell, but they can respond more quickly to a second invasion by the same antigen than can the original cell. T hüceyrələri. There are two major classes of T cells produced in the thymus: helper T cells and cytotoxic, or killer, T cells. Helper T cells secrete molecules called interleukins (abbreviated IL) that promote the growth of both B and T cells. The interleukins that are secreted by lymphocytes are also called lymphokines. The interleukins that are secreted by other kinds of blood cells called monocytes and macrophages are called monokines. Some ten different interleukins are known: IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, interferon, lymphotoxin, and tumor necrosis factor. Each interleukin has complex biological effects.

Cytotoxic T cells destroy cells infected with viruses and other pathogens and may also destroy cancerous cells. Cytotoxic T cells are also called suppressor lymphocytes because they regulate immune responses by suppressing the function of helper cells so that the immune svstem is active onlv when necessary.

The receptors of T cells are different from those of B cells because they are "trained" to recognize fragments of antigens that have been combined with a set of molecules found on the surfaces of all the body's cells. These molecules are called MHC molecules (for major histocompatibility complex). As T cells circulate through the body, they scan the surfaces of body cells for the presence of foreign antigens that have been picked up by the MHC molecules. This function is sometimes called immune surveillance.


Building genomes from scratch

To create their programmable E. coli, the team took advantage of a quirk in the process of how genetic information gets translated into proteins.

Just like human DNT, E. coli xromosomlar contain four bases, adenine (A), thymine (T), cytosine (C) and guanine (G). A set of three bases — such as TCG or AGC, for example — is known as a codon, and each codon corresponds to one amino acid, or protein building block. In addition, some codons tell the cell when to stop building a protein these are named "stop codons."

When a cell needs a particular protein built, an enzyme swoops in and copies down all the relevant codons for that protein and stores that information in a new molecule called messenger RNA (mRNA). The mRNA then gets shipped to the cell's protein-building factory, the ribosome, where another molecule called transfer RNA (tRNA) reads off those copied instructions. The tRNA then fetches all the necessary amino acids to build the desired protein, up to the stop codon.

DNA bases can be arranged in 64 different three-base codons, with three of these being stop codons. That said, cells actually only have 20 amino acids to work with, meaning several different codons code for the same amino acids.

"There is this inherent redundancy in the genetic code, where you have 64 codons, but only 20 building blocks," Robertson said. Robertson and his colleagues wondered if, by replacing redundant codons with their "synonyms," they could then reassign some of these redundant codons to code for new amino acids without killing the cell.

In a previous study, published in 2019 in the journal Təbiət, the team overcame the first hurdle in this challenge by creating a new strain of E. coli with a pared-down genome. Led by Jason Chin, a program leader at MRC-LMB and head of the Centre for Chemical & Synthetic Biology, the group swapped out all TCG and TCA codons for AGC and AGT, which all code for the amino acid serine.

They did this using a technique called "replicon excision for enhanced genome engineering through programmed recombination," or just REXER for short. REXER can cut out large portions of the E. coli genome in a single step and replace the excised chunk with synthetic DNA, which in this case, used AGC and AGT in place of TCG and TCA. This process can be applied in a stepwise fashion, inching down the genome so that chunk after chunk gets replaced with synthetic DNA in this way, the team expunged all instances of TCG and TCA from their E. coli gərginlik.

"If you're going to make a bunch of changes, it's actually more efficient to start from scratch and just build it bottom-up," rather than swapping codons one-by-one from the natural genome, Robertson said. The team also swapped the stop codon TAG for TAA, a synonymous stop codon, and thus freed up three codons for them to reprogram, since the cell no longer contained TCG, TCA or TAG.

And despite having these three codons removed, the new strain of E. coli survived well in the lab environment, and the team selected for those cells that grew fastest in the cell culture. Cells that underwent this directed evolution grew reliably in lab dishes, although the modified E. coli would quickly die if placed outside the controlled lab environment, Robertson noted.


Immunologist Daniel Mucida promoted to professor

Essential nutrients, benign bacteria, and deadly pathogens all share one common point of entry into the human body—the gut. There, in the digestive system, the body picks through its latest meal, scrutinizing foreign material to distinguish nutrients from harmful microbes.

Much can go wrong in this process. We may get sick because the body fails to expel invaders we may develop severe allergies as immune processes activate against perfectly harmless foods. Daniel Mucida , an immunologist who studies the interplay between tolerance and resistance in the intestinal mucosa, is unlocking the secrets of the digestive system’s delicate balance and answering fundamental questions about diseases from irritable bowel syndrome to colorectal cancer.

Mucida, who joined Rockefeller as assistant professor in 2010 and was named associate professor in 2016, has been granted tenure and promoted to professor. He is head of the Laboratory of Mucosal Immunology .

“The tools and specifics have changed over time, but the question that drives my research has always remained the same,” Mucida says. “How do we balance the incorporation of foreign nutrients into our bodies with the need to prevent rare pathogens from causing disease?”

Mucida’s fascination with intestinal immunology stretches back to his college years in Brazil, where his undergraduate work contrasted how microbes and diet stimulate the development of the immune system. Ph.D. student and postdoc, he went on to study oral tolerance, investigating how the immune system allows foreign matter—food—to enter our digestive systems unperturbed.

Upon arriving at Rockefeller, Mucida launched several lines of research with powerful implications for human disease. For example, he and his colleagues are exploring how the digestive system simultaneously assimilates food while mediating resistance to pathogens, and how errors in this process may contribute to celiac disease and food allergies. In recent work , the lab found that the intestinal region known as the ileum, which has the greatest exposure to pathogens, is also more prone to develop resistance, while a separate region, the duodenum, where nutrients are absorbed, may induce food tolerance.

Mucida’s lab is also studying the immune cells that line the intestine. Innovative imaging techniques have allowed them to identify the specific cells that suppress inflammation in the intestine. Because the epithelial layer of the gut is roiled by the constant abrasion of digestion, he suspects that a breakdown within the immune cells that suppresses inflammation may result in mysterious inflammatory bowel conditions such as Crohn’s disease.

Moreover Mucida has begun studying the intersection of neuroscience and immunology, investigating the so-called gut-brain axis where immune cells and gut-based neurons interact (read more about this phenomenon in this recent interview with Mucida in Seek ). Members of the lab are also asking why animals avoid eating foods that contain proteins to which they are allergic and how white blood cells interact with gut neurons.

“The interactions among intestinal microbes, gut epithelial cells, resident immune cells, and innervating neurons are incredibly complex, and many would consider it folly to try to understand the gut’s behavior by in vivo experimentation. But because Daniel has proved to be a fearless, brilliant, and incisive experimentalist, his studies have provided fundamental insights into the normal and disease-related activities of the GI tract. He is very deserving of his promotion to tenured professor,” says Richard P. Lifton, the university’s president. “His insights have profound implications for understanding GI pathologies including chronic inflammatory diseases, food allergies, and colorectal cancer.”

Going forward, Mucida will continue to investigate how the delicate balance of the digestive system keeps us healthy—and what exactly happens when it tilts too far. Further investigation of the gut-brain axis holds particular promise. Having recently discovered that white blood cells known as macrophages protect intestinal neurons from damage due to inflammation, researchers in the lab are now excited to find out what this means—including the possibility that a dysfunctional relationship between neurons and immune cells may lie at the heart of many digestive diseases.

“What brought me to Rockefeller was the overarching question of how tolerance versus resistance works in the intestine, and its consequences for the immune system” Mucida says. “Even now, every question the lab is studying has its origins in human biology and is rooted in the hope of reducing human disease.”


Genetic variations and risk of disease

The researchers' next task was to determine whether our genetics contribute to immune response variation among individuals. Surprisingly, "we identified hundreds of genetic variations which change the expression of molecules that play a key role in immune responses", reports Lluis Quintana-Murci "some of which are associated with a higher risk of developing diseases such as pollen allergy, lupus erythematosus, and type 1 diabetes." These results shed new light on the potential causes of these illnesses, which remain unclear.

The Milieu Intérieur Laboratory of Excellence (or Milieu intérieur LabEx) will now seek to determine whether our intestinal and nasal flora and epigenetics (temporary changes in our DNA) also contribute to immune variation. On a more general level, the extensive biobank developed for the purpose of this consortium will help identify disease risk factors, paving the way to precision medicine for infectious and autoimmune diseases.

Source 1
Distinctive roles of age, sex, and genetics in shaping transcriptional variation of human immune responses to microbial challenges, PNAS, December 27, 2017.
Barbara Piasecka a,b, Darragh Duffy b,c,d, Alejandra Urrutia c,d,e, Hélène Quach a,f,g, Etienne Patin a,f,g, Céline Posseme b, Jacob Bergstedt h,i, Bruno Charbit b, Vincent Rouilly b, Cameron R. MacPherson b, Milena Hasan b, Benoit Albaud j, David Gentien j, Jacques Fellay k,l, Matthew L. Albert b,c,d,e, Lluis Quintana-Murci a,f,g, the Milieu Intérieur Consortium.
a. Unit of Human Evolutionary Genetics, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
b. Center for Translational Research, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
c. Laboratory of Dendritic Cell Immunobiology, Department of Immunology, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
d. INSERM U1223, 75015 Paris, France
e. Department of Cancer Immunology, Genentech Inc., San Francisco, CA 94080
f. CNRS Unité de Recherche Associée 3012, 75015 Paris, France
g. Center of Bioinformatics, Biostatistics and Integrative Biology, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
h. Department of Automatic Control, Lund University, Lund SE-221, Sweden
i. International Group for Data Analysis, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
j. Translational Research Department, Genomic Platform, Institut Curie, Paris Sciences et Lettres Research University, 75248 Paris, France
k. School of Life Sciences, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 1015 Lausanne, Switzerland
l. Swiss Institute of Bioinformatics, 1015 Lausanne, Switzerland

Mənbə 2
Natural variation in innate immune cell parameters is preferentially driven by genetic factors, Nat Immunol, February 23, 2018.
Etienne Patin1-3,26, Milena Hasan4,26, Jacob Bergstedt5,6,26, Vincent Rouilly3,4, Valentina Libri4, Alejandra Urrutia4,7-9, Cécile Alanio4,7,8, Petar Scepanovic10,11, Christian Hammer10,11, Friederike Jönsson12,13, Benoît Beitz4, Hélène Quach1-3, Yoong Wearn Lim9, Julie Hunkapiller14, Magge Zepeda15, Cherie Green16, Barbara Piasecka1-4, Claire Leloup14, Lars Rogge4,17, François Huetz18,19, Isabelle Peguillet20-22, Olivier Lantz20-23, Magnus Fontes6,24, James P. Di Santo4,8,25, Stéphanie Thomas4,7,8, Jacques Fellay9,10, Darragh Duffy4,7,8, Lluís Quintana-Murci1-3,27, Matthew L. Albert4,7-9,27, the Milieu Intérieur Consortium.
1Unit of Human Evolutionary Genetics, Department of Genomes & Genetics, Institut Pasteur, Paris 75015, France
2CNRS URA3012, Paris 75015, France
3Center of Bioinformatics, Biostatistics and Integrative Biology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
4Center for Translational Science, Institut Pasteur, Paris 75015, France
5Department of Automatic Control, Lund University, Lund SE-221, Sweden
6International Group for Data Analysis, Institut Pasteur, Paris 75015, France
7Laboratory of Dendritic Cell Immunobiology, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
8INSERM U1223, France
9Department of Cancer Immunology, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
10School of Life Sciences, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne 1015, Switzerland
11Swiss Institute of Bioinformatics, Lausanne 1015, Switzerland
12Antibodies in Therapy and Pathology, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
13INSERM U1222, France
14Department of Human Genetics, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
15Employee Donation Program, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
16Department of Development Sciences, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
17Immunoregulation Unit, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
18INSERM U783, Faculté de Médecine, Site Necker-Enfants Malades, Université Paris Descartes, Paris 75015, France
19Lymphocyte Population Biology, CNRS URA 1961, Institut Pasteur, Paris 75015, France
20Center of Clinical Investigations CIC-BT1428 IGR/Curie, Paris 75005, France
21Equipe Labellisée de la Ligue de Lutte Contre le Cancer, Institut Curie, Paris 75005, France
22Department of Biopathology, Institut Curie, Paris 75005, France

23INSERM/Institut Curie U932, France
24Centre for Mathematical Sciences, Lund University, Lund SE-221, Sweden
25Innate Immunity Unit, Institut Pasteur, Paris 75015
26These authors contributed equally to this work
27These authors jointly directed this work.


Videoya baxın: Immun sisteminiz: təbii doğulan killer (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Absyrtus

    To discuss infinitely it is impossible

  2. Antoneo

    Səhv edirsən. Bunu müzakirə edək.

  3. Baruch

    Bəli, pis variant deyil



Mesaj yazmaq