Иммунитет охотится на паразитов, как акула

Ученые обнаружили, что иммунные клетки при поиске попавшего в организм паразита используют такую же тактику, как морские черепахи и акулы при поиске пищи: они чередуют топтание на месте и длительные броски на большие расстояния.

Раньше считалось, что движение иммунных клеток в организме подчиняется хемокинам (сигнальным белкам), которые указывают им направление. То есть, согласно этой теории, Т-клетки движутся туда, где больше сигнального белка. Однако оказалось, что все не так просто и поведение иммунных клеток гораздо сложнее, чем простое перемещение в зависимости от концентрации хемокинов, сообщает Sciencemagic

Американские ученые детально изучили, как перемещаются иммунные клетки у мышей, которых исследователи заразили токсоплазмой. Такой выбор паразита был сделан не случайно. Токсоплазма размещается в мозге животного, что приводит к интенсивному синтезу хемокина CXCL10. Этот белок привлекает иммунные клетки. Если синтез этого хемокина подавить, то в мозгу Т-клеток будет намного меньше, и паразит сможет беспрепятственно размножаться.

Следя за перемещениями Т-клеток в тканях, ученые заметили, что они не устремляются прямо туда, где расположился паразит. Иммунные клетки, конечно, учитывают сигналы хемокина, но движутся беспорядочно короткими бросками, которые сменяют долгие перемещения на большое расстояние. Когда исследователи построили математическую модель для описания перемещения Т-клеток, они обнаружили, что она является вариацией модели Леви, описывающей случайное блуждание частиц. Частный случай такого движения – броуновское движение. Если сильно упростить построенную модель, то ее можно представить как промежутки коротких шагов, чередующиеся с редкими перемещениями иммунных клеток на большие расстояния.

В отличие от классической модели Т-клетки часто топтались на месте между сериями коротких шажков и забегов на длинную дистанцию. Обычно такие паузы были непродолжительными, хотя иногда иммунные клетки останавливались надолго. Ученые отмечают, что наземные и морские животные во время поиска пищи ведут себя таким же образом. В качестве примера они приводят морских черепах, акул, паукообразных обезьян, пингвинов, зоопланктон и пчёл.

Многие патогены способны прятаться от клеток, которые их ищут, поэтому Т-клетки не целенаправленно движутся к паразиту, а прочесывают обширную территорию, на которой может находиться в засаде паразит.