Tisztább kép az immunológiai folyamatokról

Az immunológiai folyamatok pontosabb megértéséhez járulhatnak hozzá az MTA-ELTE Immunológiai Kutatócsoport részvételével immár egy évtizede folyó vizsgálatok, amelyek legfontosabb eredményeit a Nature Publishing Group Clinical and Translational Immunology folyóiratában megjelent két közleményben összegezték a kutatók. Az egyik legfontosabb megállapításuk szerint a természetes ellenanyagok képződése nem spontán folyamat, hanem a szervezetben megtalálható saját antigének indítják el - adta hírül a Magyar Tudományos Akadémia honlapja.

Az Akadémia által támogatott kutatócsoport és a Diagnosticum Zrt. közösen kidolgozott elméleti modellje átfogó kvantitatív mutatja be az ellenanyagok képződését és hatásait, az ellenanyagok és kölcsönhatásait egy sokdimenziós termodinamikai hálózat elemeiként értelmezve.

Az új modell segítségével lehetőség nyílik az immunológiai folyamatok kvantitatív biológiai és komplex hálózati értelmezésére, továbbá az allergia, az autoimmunitás, a fertőzésekre adott válasz fizikokémiai modelljeinek kialakítására. Az új modell jelentőségét Prechl József, az MTA-ELTE Immunológiai Kutatócsoport tudományos főmunkatársa foglalta össze az mta.hu számára.

Fókuszban a folyamatok változatossága
Az evolúció során a gerinces állatokban megjelent a szervezet védelmének egy új formája: az adaptív immunrendszer. Ennek különlegessége, hogy a szervezet fejlődése során magában a szervezetben is zajlik egy sejtes evolúciós folyamat. Az adaptív immunrendszer sejtjei véletlenszerű genetikai folyamatoknak köszönhetően kialakítanak egy hatalmas, változatos népességet, melynek elemei szelekciós lépéseken mennek át. Ennek eredményeként az adaptív immunrendszer sejtjei egyedenként eltérő, az egyed által immunológiailag megismert kórokozókat, allergéneket, saját molekulákat ismernek fel.

Munkacsoportunk egy évtizede végez olyan szerológiai (a vér ellenanyagainak tulajdonságait vizsgáló) kutatásokat, amelyek ezeket a folyamatokat változatosságukban próbálják feltárni. Tehát nem egyedi jelenségeket, hanem sok jelenséget próbálunk mérni, jellemezni, értelmezni. A vizsgálataink technológiailag a fehérje-mikromátrixokon (protein microarray, protein chip) alapszanak: olyan fehérjechipeket állítunk elő, amelyekkel egyszerre sok ellenanyag kötődése és hatása mérhető. Ezeknek a méréseknek a biokémiai szempontú, kvantitatív elemzése vezetett egy új ellenanyag-homeosztázis elmélet kialakításához.

Ellenanyagok képződése: „spontán" és „kiváltott"
Az ellenanyagok képződésének magyarázatára alapvetően kétféle megközelítés létezett. A „spontán" képződésre adott legismertebb magyarázat a Nobel-díjas Niels Jerne által kidolgozott, úgynevezett idiotípus-hálózat elmélete. E szerint minden új ellenanyag képződését egy előző ellenanyagra adott válasz, az ellenanyagok egymással való kölcsönhatása váltja ki. A „kiváltott" ellenanyag-képződésre ad választ a klonális szelekció elmélete, amely egy külső ingerhez, az antigénhez kapcsolta az azzal kölcsönhatásba lépő sejtklónok szaporodását és ellenanyag-termelését. Az utóbbi évtizedek molekuláris biológiai eredményei megerősítették az utóbbi elméletet, nem adtak azonban választ a „spontán" képződő, természetesnek is nevezett ellenanyagok keletkezésére, annak ellenére, hogy utóbbiak élettani szerepe egyre ismertebbé vált.

Az új modell által kínált lehetőségek
A most publikált elméleti modell egységes magyarázatot kínál mindkét ellenanyagtípus képződésére. A lényege, hogy egyszerre három változót vizsgál: az adott antigén koncentrációját, az adott antigént felismerő ellenanyagok koncentrációját, valamint a kettő közötti kölcsönhatások erősségét (affinitását). A modell segít átlátni olyan folyamatokat, amelyekben az említett változók értéke több nagyságrendbeli különbséget mutat: akár milliószoros különbségek lehetnek a vizsgált változókban. Ebben a rendszerben felismerhető, hogy a természetes ellenanyagok képződése nem spontán folyamat, hanem a szervezetben megtalálható saját antigének indítják el. A modell segítségével ezáltal egy közös elméleti térben helyezhető el mindkét típusú, azaz minden ellenanyag-antigén kölcsönhatás.

Ez különösen fontos az immunológiai hátterű megbetegedésekben, amelyekben a természetes és a kiváltott ellenanyagok aránya, felismerőképessége meghatározó szerepet játszik a betegség kialakulásában és lefolyásában. A modell ezenfelül lehetőséget teremt a teljes humorális immunrendszer összefogó, úgynevezett immunomikai megközelítésére, leírására, számítógépes bioinformatikai modellezésére.