Zellen des Immunsystems, beraten Sie sich mit Nachbarn, um Entscheidungen zu treffen

Viele Menschen wenden Ihren Freunden und Nachbarn, bevor Sie eine große Entscheidung. Es stellt sich heraus, dass die Zellen auch sind, Rücksprache mit Ihrem Nachbarn in den menschlichen Körper.

Wissenschaftler und ärzte haben lange bekannt, dass Immunzellen an den Ort einer Infektion, die Menschen erleben, wie Entzündung—Schwellung, Rötung und Schmerzen. Nun, der Northwestern University und der University of Washington-Forscher haben aufgedeckt, neue Beweise dafür, dass diese Versammlung ist nicht nur eine Folge der Schwächung des Immunsystems-Aktivierung. Zellen des Immunsystems, zählen Ihre Nachbarn vor der Entscheidung, ob oder nicht das Immunsystem sollte die kick in den höchsten Gang.

Verstehen, wie Sie beeinflussen Entzündungen und aktivieren eine Immunantwort könnte dazu führen, neue Therapien zur Behandlung von chronischen Autoimmun-Krankheiten oder zu mobilisieren, das Immunsystem zu helfen, im Kampf gegen den Krebs.

„Dies ist ein bisher unbekannter Aspekt der Funktion des Immunsystems,“ sagte Nordwestlichen Joshua Leonard, der co-die Studie leitete. „Die Zellen eine koordinierte Entscheidung. Sie nicht einheitlich aktivieren, sondern gemeinsam zu entscheiden, wie viele Zellen aktivieren, so dass gemeinsam, das system kann abwehren einer Gefahr, ohne gefährlich überreagiert.“

„Ein wesentlicher Teil dieser Arbeit stützten sich auf die Entwicklung neuer Rechenmodelle zu interpretieren unsere Experimente und aufzuklären, wie Zellen Berechnungen durchführen, um stimmige Entscheidungen“, sagte der University of Washington, Neda Bagheri, die co-Leitung der Arbeit mit Leonard.

Die Forschung, veröffentlicht im Feb. 13 in der Zeitschrift „Nature Communications“.

Leonard ist ein außerordentlicher professor der chemischen und biologischen Verfahrenstechnik an der Northwestern McCormick School of Engineering und Mitglied der Nordwestlichen Zentrum für die Synthetische Biologie. Bagheri ist ein adjunct associate professor für Chemische und biologische engineering an der McCormick und ein Assistent professor für Chemie-ingenieurwesen und Biologie und einen Definierten Washington Research Foundation Investigator an der University of Washington. Das Papier der erste Autor Joseph Muldoon, ein student im Nordwesten der Interdisziplinären Biological Sciences Graduate Program, wer ist co-empfohlen von Leonard und Bagheri.

Das körpereigene Immunsystem ist ständig arbeiten, um zu halten ein empfindliches Gleichgewicht. Wenn eine Bedrohung eingeführt, das system muss reagieren, stark genug, um abzuwehren Infektion oder Krankheit, aber nicht so stark, dass es verursacht Schaden.

„Wenn es kommt zu Immunreaktionen, es ist der Unterschied zwischen Leben und Tod,“ sagte Leonard. „Wenn Sie Ihren Körper über-reagiert auf eine bakterielle Infektion, dann könnte Sie sterben aus septischen Schock. Wenn Ihr Körper nicht genug reagieren, dann könnte Sie sterben aus grassierende Infektion. Gesund zu bleiben benötigt der Körper ein Gleichgewicht zwischen diesen extremen.“

Leonard, Bagheri und Ihre teams wollten besser verstehen, wie das Immunsystem macht diese Arten von Entscheidungen.

„Es ist besonders interessant, weil das immun-system ist dezentral organisiert,“ sagte Muldoon. „Immunzellen sind die einzelnen Agenten, die zusammenarbeiten müssen, und die Natur hat eine Lösung für, wie Sie können get auf der gleichen Seite. Zellen kommen in verschiedenen Aktivierungs-Staaten, sondern in der Weise, dass, auf die gesamte, der Bevölkerung Antwort kalibriert ist.“

Erkunden Sie dieses Phänomen, das die Wissenschaftler untersuchten Makrophagen, eine Art von Immunzellen, die Teil der ersten Verteidigungslinie zur Bekämpfung von Infektionen und Krankheiten. Sie beobachten, wie die Makrophagen als Reaktion auf eine Chemikalie produziert, die durch Bakterien—eine rote Flagge, die Warnungen des Körpers auf die Anwesenheit der Infektion—mit Hilfe von Techniken, konnten die Forscher beobachten, einzelne Zellen‘ – Antworten über die Zeit. Sie werden dann verwendet, rechnerische Modelle, um zu helfen, interpretieren und erklären diese Beobachtungen.

„Im Laufe der Zeit, Zellen zu beobachten, Ihre Umgebung, um sich einen Eindruck von Ihren Nachbarn,“ sagte Muldoon. „Jede Zelle wird balanciert, um zu reagieren, als ein high-Aktivator oder nicht. Nun, wir wissen, dass es diese zusätzliche Ebene der Kontrolle der immun-system, es öffnet sich eine ganze avenue zu untersuchen, ob es neue Ziele für die Immunmodulation.“

Die Forscher glauben, dass diese Informationen verwendet werden könnte, um zu helfen design eine bessere Medikamenten sowie Anleitung der engineering of advanced cell-based therapies.