Российские ученые создали «цифровую копию» иммунной системы для изучения аутоиммунных заболеваний

Ученые из Сеченовского университета, Института вычислительной математики РАН и компании «СимургФарм» разработали математическую модель, которая помогает понять, почему иммунная система иногда начинает атаковать собственный организм. В будущем такая разработка может ускорить создание новых лекарств от аутоиммунных заболеваний. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Immunology.

В норме иммунная система защищает нас от вирусов, бактерий и других опасных микроорганизмов. Важную роль в этой защите играют В-клетки — особые клетки иммунитета, которые вырабатывают антитела. Антитела помогают находить и обезвреживать возбудителей инфекций.

Однако иногда в работе иммунной системы происходит сбой. Вместо того чтобы бороться с чужеродными объектами, В-клетки начинают вырабатывать антитела против собственных тканей организма. Так развиваются аутоиммунные заболевания, к которым относятся ревматоидный артрит, рассеянный склероз, сахарный диабет 1-го типа и многие другие болезни.

Проблема заключается в том, что иммунная система чрезвычайно сложна. В ней одновременно происходят тысячи процессов, которые влияют друг на друга. Поэтому ученым трудно понять, какие именно механизмы приводят к развитию заболевания и почему один и тот же препарат помогает одним пациентам, но оказывается менее эффективным для других.

Чтобы разобраться в этих процессах, исследователи создали компьютерную модель, которая воспроизводит поведение В-клеток в организме. По сути, это своеобразный виртуальный иммунитет. Модель позволяет проследить весь жизненный путь В-клеток: от момента их появления до выработки антител и перемещения по организму.

С помощью этой модели ученые выяснили, что большое значение имеет первая встреча В-клетки с чужеродным веществом — антигеном. Именно в этот момент во многом определяется, насколько сильным будет иммунный ответ в будущем. Кроме того, важную роль играет среда в костном мозге, где созревают и сохраняются клетки иммунной системы.

Одно из главных преимуществ новой разработки заключается в том, что она позволяет проводить виртуальные эксперименты. Вместо того чтобы сразу переходить к дорогостоящим лабораторным исследованиям, ученые могут сначала проверить свои гипотезы на компьютерной модели. Это помогает быстрее оценить перспективность новых лекарств и лучше понять, как они будут воздействовать на иммунную систему.

Авторы работы считают, что в будущем модель можно будет использовать для изучения различных аутоиммунных заболеваний и подбора более эффективных методов лечения. Кроме того, она может помочь исследователям учитывать индивидуальные особенности иммунного ответа у разных пациентов и создавать более персонализированные препараты.

Хотя сама модель пока не является лекарством, она может стать важным инструментом для разработки новых методов терапии. Чем лучше ученые понимают механизмы работы иммунной системы, тем выше шансы создать препараты, которые смогут точнее воздействовать на причину болезни, а не только бороться с ее симптомами.

При подготовке материала использован пресс-релиз Сеченовского университета.

Фото: dookdui @123RF.com