Bağışıklık Sisteminin "Gizli" Tehditleri Nasıl Tespit Ettiği Üzerine Araştırma

Texas A&M Üniversitesi Doçenti Wonmuk Hwang liderliğindeki araştırma, vücudun bağışıklık sistemi bileşenlerinin izinsiz giren veya hasar gören hücreleri nasıl bulduğunu daha iyi anlamaya ve bu da viral ve kanser tedavilerine yeni yaklaşımlara yol açabilir.

Texas A&M Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü'nde doçent olan Hwang, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yakın zamanda yayınlanan bir makalede bu konu hakkında yazdı.

Virüsler vücuda girdiğinde, bağışıklık sistemi davetsiz misafirleri bulmak ve yok etmek için harekete geçer. T hücreleri, bağışıklık sisteminin bir bileşenidir ve konakçı hücrelerde saklanan, antijenlere veya yabancı cisimlere karşı nihai bir savunma hattı görevi gören virüsleri ararlar. T hücreleri, hücrenin içinden alınan ve hücrelerin yüzeyindeki ana histo-uyumluluk kompleksi (MHC) molekülleri tarafından sunulan materyalleri inceleyerek diğer hücrelerin yüzeyini araştırır.

Hwang, "Sorun şu ki, peptidleri gösteren yüzbinlerce MHC molekülü var ve sadece birkaçı istilacı hücrelerden geliyor," dedi Hwang. "Geri kalanlar hücresel metabolizmanın normal ürünleridir, bu da T hücresinin samanlıkta o iğneyi görebilmesi gerektiği anlamına gelir."

Araştırmacılar, T hücrelerinin mekanik olarak algılama gücünü artırdığını keşfettiler: T hücreleri diğer hücrelerin yüzeyini araştırdığında, doğal bir temas kuvveti oluşur. Hücre bir antijenle enfekte olursa, uygulanan kuvvet T hücre reseptörleri (TCR'ler) ve MHC molekülleri arasında teması güçlendiren bir "yakalama bağı" ile sonuçlanır. Bu bağ, TCR'ler ile spesifik antijenleri taşımayan MCH molekülleri arasında oluşmaz.

Bununla birlikte, bu etkileşimi atomik ayrıntılarda deneysel olarak görmek neredeyse imkansızdır, bu nedenle Hwang, kuvvet uygulandığında TCR'ler ve MHC molekülleri arasındaki etkileşimi gerçekçi bir şekilde gösterebilen ve analiz edebilen bir bilgisayar simülasyonu geliştirdi.

"Yalnızca simülasyon, yük altındaki moleküler hareketi görebilir ve analiz edebilir. Hwang, bir laboratuvar deneyinin çözüme sahip olmadığını söyledi. "Proteinlerin deneysel olarak belirlenen atomik yapıları statik anlık görüntülerdir, ancak molekül hareket ettiğinde, temelde hareketi görmenin hiçbir yolu yoktur."

Hwang'ın keşfettiği şey, TCR'nin parçaları arasındaki hareketin MHC molekülleri ile etkileşimlerini nasıl kontrol ettiğiydi. Kuvvet uygulandığında, hareket yalnızca MHC molekülü eşleşen antijene sahip olduğunda bastırılır, böylece tüm kompleksi stabilize eder. Diğer durumlar TCR ile kenetlenmeyi reddedecek ve ikisi arasındaki sürekli hareket sonunda onların bağlantısının kesilmesine yol açacaktır. Bu, kilit ve anahtarın sürekli olarak şekil değiştirdiği ve ancak mükemmel bir eşleşme ve yeterli bir güç seviyesi altında moleküllerin birbirine kilitlendiği bir kilit ve anahtar sistemi gibidir.

Hwang, molekülün hangi kısımlarının güce tepki verdiğinin bilinmesinin T hücrelerinin belirli uygulamalar için uyarlanmasına yardımcı olabileceğini söyledi. Enfeksiyonlarla savaşmanın dışında, TCR'ler aynı zamanda kanser tedavisinin yükselen yıldızlarıdır.

Hwang, "T hücresini bu kanserli antijenleri görmesi için eğitebilirseniz, bu gerçekten özel bir terapi olacaktır" dedi. "Kemoterapi tüm hücreleri öldürür. Ancak T hücrelerini kanser hücrelerini son derece doğru bir şekilde tanıması için eğitebilirsiniz. "

Hwang, bir sonraki adımın neyin genel olduğunu ve neyin spesifik T hücresi reseptör sistemleriyle ilgili olduğunu araştırmak olduğunu söyledi.

Hwang, "Bu ilkenin farklı T hücresi reseptörlerine nasıl uygulandığını görmek için bu ilk bulguyu genişleteceğim" dedi. "Bu, T hücresi reseptörlerinin güç altındaki çalışma mekanizmasını bulan ilk çalışma."