Új szoftver az adaptív immunválasz tanulmányozására

A Magyar Tudományos Akadémia (MTA) kutatói által kidolgozott szimulációs szoftver alkalmas az adaptív immunválasz saját/nem-saját megkülönböztetésének elemzésére. Első alkalmazásként egy olyan elméleti immunológiai modellt igazoltak számítógépes szimulációk segítségével, amely segíthet hatékonyabbá tenni a rák immunterápiát. 

Kerepesi Csaba, az MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet (SZTAKI) Big Data Lendület Kutatócsoportjának tudományos munkatársa és szerzőtársai - Szabados Tamás (BME), Bakács Tibor (MTA Rényi) -  közleményükben mutatták be az MTA SZTAKI honlapján a MiStImm szimulációs szoftvert, amely alkalmas az adaptív immunválasz saját/nem-saját megkülönböztetésének elemzésére.

Mint írják, ahhoz, hogy jobban megértsük az immunrendszer rendkívül összetett folyamatait matematikai modellezésre és számítógépes szimulációkra is egyre inkább szükség van. Az immunitás egyik kulcspontja a saját/nem-saját megkülönböztetés. Az immunrendszer finomhangolt egyensúlyt tart fent a saját tolerálása és a nem-saját támadása közt. Ha az egyensúly felborul, autoimmun reakció lép fel.

"Az immun-tolerancia és intolerancia közti érzékeny egyensúlyra jó példa a rák immunterápia, ahol a forradalmian új kezelésekkel úgy tudják befolyásolni az immunrendszer komponenseit, hogy azok a tumort támadják. Nem véletlen, hogy a 2018-as orvosi Nobel-díjat az immun ellenőrzési pont gátló mechanizmusok feltárásáért adták, amely lehetővé tette a rák immunterápiát" - írják. Ugyanakkor, az immunrendszer manipulálása ma még súlyos mellékhatásokkal is jár. A kutatások egyik fő iránya annak megértése, hogy miért vannak súlyos autoimmun mellékhatások és hogyan lehetne mérsékelni azokat. A kutatók által fejlesztett MiStImm szimulációs szoftver fő célja az, hogy ebben segítsen.

A MiStImm ágens alapú modellezési technikával képes szimulálni az adaptív immunválasz egyes elemeit: T-sejteket, B-sejteket, antitesteket, veszély-szignálokat, interleukinokat, saját sejteket, idegen antigéneket. Ezek a komponensek egy dinamikus immun hálózat csúcsait alkotják, amelyben a kapcsolatokat az csúcspárok közti potenciális interakciók reprezentálják.

A MiStImm első alkalmazásaként két különböző immunmodellt szimuláltak és vizsgálták, mennyire hatékonyak a saját/nem-saját megkülönböztetés terén. Az egyik modell a "hagyományos" immunmodell, a másik pedig a szerzők által korábban javasolt "One-signal modell" számítógépes változata. Az összegzés szerint a szimulációs eredmények magyarázatot adnak a rák immunterápia súlyos, nem várt mellékhatásaira és utat mutatnak hatékonyabb kezelésekhez.

A kutatás eredményeit bemutató publikáció a "Theoretical Biology and Medical Modelling" című folyóiratban jelent meg májusban.