معلومة

هل يمكن أن يكون العامل الممرض مقاومًا تمامًا لجهاز المناعة البشري؟

هل يمكن أن يكون العامل الممرض مقاومًا تمامًا لجهاز المناعة البشري؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل يمكن أن يكون الكائن الممرض مقاومًا تمامًا لجهاز المناعة البشري؟ لغرض هذا السؤال ، يجب أن يسبب الكائن الحي المرض.

أمثلة على الكائنات الحية التي يمكن اعتبارها مقاومة تمامًا:

الكائنات المسببة للأمراض التي لا يكتشفها الجهاز المناعي تمامًا أثناء سريان المرض الذي تسببه.

الكائنات المسببة للأمراض التي ، حتى لو تم اكتشافها ، تكون غير معرضة تمامًا لجهاز المناعة. على سبيل المثال ، لن تتمكن البلاعم والخلايا المناعية الأخرى من تدمير حتى خلية واحدة من هذا الكائن الحي.

هل من الممكن أن يوجد مثل هذا العامل الممرض؟ هل توجد مثل هذه مسببات الأمراض؟ (لغرض هذا السؤال ، لا يتم احتساب فيروس نقص المناعة البشرية والأمراض التي تظهر فقط في الأفراد الذين يعانون من ضعف المناعة)


لا أستطيع التفكير في أي كائنات ممرضة مقاومة تمامًا لجهاز المناعة. بعض البكتيريا التي تسبب الأمراض المزمنة (مثل السل) مقاومة نسبيًا ، كما أن عددًا قليلاً من الفيروسات (مثل فيروسات spumavirus) غير مرئية نسبيًا ، لكن طبيعة انتقال العوامل الممرضة تعني أن الكائنات الحية المقاومة تمامًا ستنتشر عبر السكان بسرعة كبيرة وسنقوم بذلك. اعرف عنها.

عوامل البريون المسببة للأمراض ، مثل مرض سكرابي ومرض كروتزفيلد جاكوب ، غير مرئية بشكل أساسي لجهاز المناعة ، ويمكن أن تنتقل ؛ لكنها ليست كائنات ممرضة. قد تكون الأقرب إلى وصفك بالرغم من ذلك.


معهد سالك هو المنزل الذي بناه علم المناعة. عمل جوناس سالك الرائد على لقاح شلل الأطفال الأول دفعه إلى الاهتمام الوطني وساعد في إنشاء معهد أبحاث على مستوى عالمي في جنوب كاليفورنيا. حتى مع تشعب المعهد في مجالات السرطان والأعصاب ومجالات أخرى ، ما زلنا نتذكر جذورنا.

وهذه الجذور عميقة. جهاز المناعة هو قوة بيولوجية قوية - عضو سائل يتخلل أجسامنا. تقوم الخلايا المناعية المتنوعة بدوريات مستمرة ، بحثًا عن الأوغاد الذين يجب التخلص منهم: البكتيريا والفيروسات والأورام والقمامة الخلوية. يحافظ نظام المناعة على سلامتنا في عالم معادي.

يقول مارتن هيتزر ، الأستاذ في مختبر البيولوجيا الجزيئية والخلوية ورئيس قسم العلوم في سالك: "يلعب الجهاز المناعي دورًا عميقًا في الحفاظ على صحة الإنسان". "في معظم الأحيان ، يعمل بشكل فعال للغاية ، ولا ندرك حتى مدى اعتمادنا عليه. ولكن إذا نظرنا إلى الأوبئة أو الحالات المناعية النادرة ، مثل نقص المناعة المشترك الشديد (متلازمة "Bubble Boy") ، فإننا ندرك مدى ضعفنا عندما يكون نظام المناعة لدينا مرهقًا ".

لكن ليس كل عنصر مناعي مهيأ للهجوم. تتحكم بعض الخلايا في الاستجابة ، مما يمنعها من الانهيار ومهاجمة أنظمتنا. هذه الضوابط والتوازنات ضرورية للمناعة الصحية. إذا كانت الاستجابة ضعيفة للغاية ، يمكن لمسببات الأمراض أو السرطان أن تترسخ. إذا كانت قوية جدًا ، فإن أمراض المناعة الذاتية مثل الذئبة أو التهاب المفاصل الروماتويدي أو التصلب المتعدد يمكن أن تسبب الفوضى.

يطلق العلماء على هذا التوازن الدقيق بين التوازن البيولوجي للقوى المضادة ، ويعمل الباحثون في مركز NOMIS لعلم الأحياء المناعي والتسبب في الميكروبات التابع لمعهد Salk على تحديد الآليات التي تجعل ذلك ممكنًا. مع احتفال مركز نوميس بالذكرى السنوية العاشرة لتأسيسه هذا العام ، يجيب باحثوه على العديد من الأسئلة لإلقاء الضوء على وظيفة المناعة. كيف تستجيب أنواع مختلفة من الخلايا التائية لبيئتها ، وتشكل الذاكرة وتنظم المناعة؟ ما هي الآليات التي تنحرف في أمراض المناعة الذاتية؟ هل يمكننا السيطرة على الأمراض المعدية دون قتل الميكروبات؟

يبحث الباحثون متعددو التخصصات ، سوزان كايش ، وبيورن ليليمير ، ويي تشينج ، وجانيل أيريس ، وجريج ليمكي ، وآخرون عن طرق جديدة لتهيئة جهاز المناعة لمهاجمة المرض أو السيطرة على الخلايا المفرطة النشاط. الهدف؟ استعادة التوازن.

فهم اللاعبين

يتم فصل الخلايا المناعية إلى نوعين رئيسيين: فطري وقابل للتكيف. الخلايا الفطرية هي المستجيب الأول. يتعرفون على التهديد ويشنون هجومًا ويطلبون المساعدة. وسرعان ما تبدأ الاستجابة التكيفية. هذه الخلايا مصممة خصيصًا لمواجهة تهديدات محددة. والأفضل من ذلك ، أن الاستجابة التكيفية تتذكر مسببات الأمراض من سنوات ماضية ، وهي الآلية التي تعمل على تشغيل اللقاحات.

على الرغم من دقة هذا الوصف ، إلا أنه يبالغ في تبسيط المناعة. لا يزال العلماء يرسمون الإشارات العديدة التي تدفع الجهاز المناعي إلى حالة تأهب قصوى أو تمنعه ​​من المبالغة في رد الفعل. حتى عدد وأنواع الخلايا المناعية موضع تساؤل. على سبيل المثال ، تعد الخلايا التائية من بين أبرز أسلحة المناعة التكيفية ، ولكن لم يتعلم الباحثون إلا مؤخرًا مدى تنوعها.

تقول سوزان كيش ، الأستاذة ومديرة مركز NOMIS وصاحبة رئيس مؤسسة NOMIS: "نحن نعلم الآن أن هناك مجموعات فرعية ضمن مجموعات فرعية ضمن مجموعات فرعية من الخلايا التائية". "يتشكل عدد الخلايا التائية ، بشكل عام ، من خلال الالتهاب الموجود في البيئة. يمكن أن تملي الأنواع التي تتشكل ".

فهم هذا التنوع أمر بالغ الأهمية على العديد من المستويات. غالبًا ما تضعف الاستجابة المناعية مع تقدم العمر. هل يعكس هذا عددًا أقل من الخلايا المناعية أو فقدان التنوع أو عوامل أخرى؟ أسئلة مماثلة تأتي مع السرطان.

يقول Kaech: "نحن ندرس الأنواع المركزية من الخلايا التائية ، أو السمات الوظيفية التي تعبر عنها ، والتي تعتبر بالغة الأهمية للاستجابة المناعية المضادة للورم". "نحن نعرف بالفعل البعض ، لكننا نريد معرفة كيف يمكننا توجيه العلاجات لإنتاج وتعزيز هذا النوع من الخلايا التائية لتمكين الجهاز المناعي بشكل أفضل من محاربة السرطان."

على نطاق أوسع ، يستكشف كايك وزملاؤه كيفية تواصل الخلايا المناعية وغير المناعية المختلفة. يشبه هذا "الحديث المتبادل" المستمر الطيارين ومراقبي الحركة الجوية في الفضاء الجوي المزدحم. تنبه الخلايا المناعية الخلايا المناعية الأخرى إلى الخطر المحتمل. تخبر الأنسجة الطبيعية جهاز المناعة أنها ليست خطيرة. تحاول الأورام ومسببات الأمراض خداع الخلايا المناعية بحيث لا تستجيب على الإطلاق.

يمكن أن يوفر فهم هذه المدخلات المختلفة أدوات جديدة للتحكم في المناعة. على سبيل المثال ، مثل الناس ، قد لا تعمل الخلايا المناعية على النحو الأمثل عندما يكونون جائعين. يدرس Kaech كيف يمكن للأمراض ، مثل السرطان ، "تجويع" الخلايا التائية للحد من استجاباتها.

"مستوى آخر من الحديث المتبادل يمكن أن يتمثل في كيفية تغيير البيئة لتوافر المستقلبات والمغذيات المختلفة" ، كما يقول كايك. كيف ينظم هذا وظيفة الخلايا المناعية في السرطان أو العدوى؟ كيف يمكن أن تؤثر حالة التمثيل الغذائي لأنواع معينة من الخلايا غير المناعية على توافر المغذيات للخلايا المناعية ، وكيف يؤثر ذلك بدوره على حالتها الأيضية ووظائفها؟ "

قد يكون هذا مهمًا بشكل خاص في البيئات الدقيقة للورم ، والتي يمكن أن تكون صحارى غذائية. تريد Kaech أن تفهم ، وفي النهاية التحكم ، في هذه الآليات لتعزيز الاستجابة المناعية ضد السرطان.

فك تشفير الدردشة الداخلية

ركزت الأبحاث المناعية على العوامل الخارجية - العوامل الممرضة والإشارات الجزيئية التي تدفع الاستجابة المناعية إلى حالة تأهب قصوى. لكن ماذا عن الإشارات الداخلية؟ ما الذي يحدث داخل الخلايا المناعية التي تحفزها على العمل؟

هناك طريقتان للتحقيق في هذا. يدرس النهج الكلاسيكي أي البروتينات تتحدث مع بعضها البعض ، وهي لعبة هاتفية تمتد غالبًا إلى الحمض النووي للخلية. ولكن هناك أيضًا النهج المكاني / الزماني. كيف تكون هذه الجزيئات في المكان المناسب والوقت المناسب حتى لإجراء هذه المحادثات؟ يدرس البروفيسور المشارك بيورن ليليمير كليهما.

يقول ليليمير: "نحن مهتمون بكيفية تنشيط مستقبلات الخلايا التائية ، التي يمكن أن تستشعر جزيءًا واحدًا ، في الواقع الخلية التائية بأكملها وتحفيز برامج وظيفية مختلفة بين أنواع الخلايا التائية المختلفة".

النظام ليس عشوائيًا - لا توجد طريقة يمكن للخلايا التائية أن تستجيب بسرعة كافية. إذن كيف تعرف بروتينات الإشارات الرئيسية أين ومتى تكون؟ هذه أسئلة يصعب الإجابة عليها لأن المقاييس صغيرة جدًا. تبلغ الجزيئات التي يتتبعها المختبر حوالي 2 نانومتر وتتجول في مساحة تتراوح بين 50 و 200 نانومتر - مساحة أصغر 500 مرة من عرض شعرة الإنسان.

يمكن للفحص المجهري الضوئي التقليدي أن يتخيل كائنات صغيرة بحجم 250 إلى 300 نانومتر ، وهي بالكاد مناسبة لمثل هذه الدراسات عالية الدقة.

إذا حاول الباحثون تصوير مساحة 300 نانومتر ، فإن مصادر الضوء التي تقترب كثيرًا من بعضها (في هذه الحالة البروتينات) تتحول إلى نقاط لا يمكن تمييزها ، مثل رؤية مدينة كبيرة من الفضاء في الليل. قام المختبر بحل هذه المشكلة عن طريق تصوير البروتينات الفردية. احتضن المختبر تقنية مجهرية فائقة الدقة ، مما يسمح لهم بتصوير مناطق صغيرة تصل إلى 25 نانومتر. يأخذون الآلاف من الصور لتجميع الصورة الأكبر معًا بشق الأنفس. يجمع Lillemeier بين هذا النهج والكيمياء الحيوية التقليدية وبيولوجيا الخلية ، مما يؤدي إلى تحور البروتينات لمعرفة كيف تغير التغييرات وظيفة الخلايا التائية.

يمكن أن يكون لهذه الجهود تأثير كبير. تقوم الأنسجة الطبيعية بتشغيل بروتين خلية تائية يسمى PD-1 لموازنة تنشيط الخلايا التائية. تستخدم الأورام نفس الحيلة لتجنب الهجوم المناعي. تقوم العلاجات المناعية للسرطان التي تسمى مثبطات نقاط التفتيش بإيقاف تشغيل الإنزيم لفك الكوابح من الخلايا التائية وإقناعها بمهاجمة الأورام. لكن هذا نهج ثنائي ولا يصلح إلا لحوالي 20 بالمائة من المرضى المصابين بسرطانات معينة ، مثل سرطان الرئة وسرطان الجلد.

بدأ مختبر Lillemeier في دراسة PD-1 لفهم كيفية تحرك وتفاعل البروتينات في هذه الدائرة بشكل أفضل. في النهاية ، يريد تقديم استراتيجيات أكثر دقة للتأثير على الخلايا التائية. قد تؤدي القدرة على ممارسة مثل هذا التحكم الدقيق إلى فتح المزيد من المرضى للعلاجات المناعية والتخفيف من الآثار الجانبية.

يقول Lillemeier: "يمكن أن تكون هذه الآليات التي تتضمن PD-1 أهدافًا دوائية محتملة". "بدلاً من استهداف نشاط الإنزيم ، يمكننا استهداف مكانه أو مدى احتمالية وجوده في مكان معين."


كيف يمكن لبكتيريا لايم أن تتفوق على جهاز المناعة البشري

اكتشف باحث في جامعة ماريلاند (UMD) آلية تستمر من خلالها البكتيريا المسببة لمرض لايم في الجسم وتحارب الاستجابات المناعية الفطرية المبكرة.

كان الدكتور أوتبال بال ، أستاذ الطب البيطري ، يدرس بكتيريا Borrelia burgdorferi طوال اثني عشر عامًا مع UMD ، وقد أنتج عمله بالفعل علامة البروتين المستخدمة لتحديد هذه العدوى البكتيرية في الجسم.

الآن ، قام دكتور بال بعزل بروتين تنتجه البكتيريا والذي يعطل إحدى الاستجابات المناعية الأولى في الجسم ، مما يعطي نظرة ثاقبة للآليات التي لم يتم فهمها إلى حد كبير. وقد لاحظ أيضًا ظاهرة لم يسبق لها مثيل تثبت أنه حتى بدون هذا البروتين واستجابة الجهاز المناعي بشكل مثالي ، يمكن للبكتيريا أن تعود إلى الجسم بعد أسابيع.

إن فهم هذه البكتيريا ، التي تعد من بين عدد قليل من مسببات الأمراض التي يمكن أن تستمر فعليًا في الجسم لفترات طويلة من الوقت ، له آثار كبيرة على علاج الأمراض التي تنقلها القراد مثل مرض لايم ، وهو مشكلة صحية عامة مزمنة ومنتشرة باستمرار. .

& # 8220 معظم الناس لا يدركون أنهم في الواقع يتجولون مع خلايا بكتيرية في أجسامهم أكثر من خلاياهم ، لذلك نحن حقًا أكياس من البكتيريا ، & # 8221 يوضح بال. & # 8220 معظمها جيد ، ولكن في المرة الثانية التي يكتشف فيها جسمك شيئًا مُمْرضًا ويمكن أن يسبب المرض ، يبدأ نظام المناعة لديك في العمل. & # 8221

يرسل الجسم موجة هجوم أولى غير محددة لقتل البكتيريا المكتشفة التي لا تنتمي & # 8217t. يحدث هذا في غضون ساعات قليلة إلى أيام. إذا لم ينجح هذا & # 8217t ، فسيستغرق الأمر من سبعة إلى عشرة أيام للتعرف على العدو وإرسال موجة ثانية كبيرة من التعزيزات لقتل ما تبقى.

& # 8220 مرض لايم سببه في الواقع جهاز المناعة لديك ، & # 8221 يشرح بال. & # 8220 هذه البكتيريا تربح المعركة الأولى ، ويبالغ جسمك في رد فعله لدرجة أنه يسبب التهابًا شديدًا في جميع المفاصل والمناطق التي تنتشر فيها البكتيريا عن طريق إرسال العديد من التعزيزات لقتلها. يتم قتل بوريليا بعد ذلك ، لكن الالتهاب يبقى ويسبب العديد من أعراض مرض لايم. هذا هو سبب أهمية قتل بوريليا في الموجة الأولى من المناعة. & # 8221

تقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها حوالي 300000 حالة من مرض لايم سنويًا في الولايات المتحدة. ومع ذلك ، فإن هذه الحالات يتم التقليل من شأنها إلى حد كبير وعدم الإبلاغ عنها ، بسبب الاهتمام بالأمراض المنقولة بواسطة البعوض مثل الملاريا.

& # 8220 غالبية الأمراض المنقولة بالنواقل في الولايات المتحدة تنتقل عن طريق القراد ، و 6 من 15 مرضًا مميزًا للقراد تنتقل عن طريق قراد Ixodes الذي ندرسه في مختبرنا ، & # 8221 يقول Pal. & # 8220 تظهر أعراض هذه الأمراض بشكل مشابه للعديد من الأمراض الأخرى ويصعب تحديدها ، لذلك لا يتم الإبلاغ عنها بشكل كبير ، كما أنها مصدر قلق أكبر للصحة العامة محليًا وعالميًا مما يدركه الناس. & # 8221

الآن ، أصبح مرض لايم المزمن مصدر قلق متزايد. بعد ستة إلى اثني عشر شهرًا من العلاج التقليدي بالمضادات الحيوية ، يعاني العديد من الأشخاص من أعراض غير موضوعية تعود بكثافة متفاوتة ولا توجد استراتيجية علاجية حالية ، تُعرف باسم متلازمة داء لايم بعد العلاج.

ألقت أبحاث Dr. Pal & # 8217s بعض الضوء على هذه المشكلة ومهدت الطريق للبحث وخيارات العلاج المستقبلية من خلال اكتشاف أنه حتى بدون البروتين المستخدم للتغلب على الموجة الأولى من الدفاع المناعي ، يمكن أن تتكرر العدوى في الجسم بعد أسابيع.

& # 8220 هذا يعني أن هناك خط دفاع ثانٍ لبوريليا تمامًا مثل نظام المناعة في الجسم. لم يسبق أن لوحظ هذا من قبل ويعطينا نظرة ثاقبة لما يمكن أن يسبب حالات مرض لايم المزمن ، & # 8221 يشرح بال.

كثيرًا ما يُستشار الدكتور بال لخبرته وقد كتب كتبًا عن هذه البكتيريا شديدة التنوع. ركزت الحكومة الفيدرالية مؤخرًا بشكل أكبر على أبحاث الأمراض المنقولة بالقراد وقضية رئيسية تتعلق بالصحة العامة مع إقرار قانون علاج القرن الحادي والعشرين.

كجزء من هذا ، طُلب من الدكتور بال العمل في اللجنة الفرعية لمجموعة العمل المعنية بمرض القراد التابع لوزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية ، والتي تركز على اللقاحات والعلاجات للأمراض التي تنقلها القراد ، وقيادة الأبحاث المستقبلية في هذا المجال.

يحمل الدكتور بال حاليًا منحتين متزامنتين بقيمة 1 ريال عماني من المعاهد الوطنية للصحة لهذا العمل ، وتم منحهما فقط لأبحاث بالغة الأهمية ومؤثرة.

& # 8220 يقول بال.

تم نشر ورقة الدكتور بال & # 8217s ، اللدونة في استراتيجيات التهرب المناعي المبكر لمسببات الأمراض البكتيرية ، في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.


هل يمكن أن يتطور البشر ليكونوا محصنين ضد الأمراض؟

هل يمكننا أن نتطور لنكون محصنين ضد الأمراض؟ ظهر في الأصل على Quora: المكان المناسب لاكتساب المعرفة ومشاركتها ، وتمكين الناس من التعلم من الآخرين وفهم العالم بشكل أفضل.

إجابة درو سميث ، عالم الأحياء الجزيئية ، على Quora:

يمكننا ، ونحن بالفعل ، أن نطور مناعتنا ضد أمراض معينة.

السل خير مثال على ذلك. في القرنين السابع عشر والتاسع عشر ، كان غالبًا أكبر سبب منفرد للوفاة بين الأوروبيين ، ولا سيما في المدن [1]. علاوة على ذلك ، كان مرضًا يصيب الشباب ، وكان معظم الضحايا في العشرينات وأوائل الثلاثينيات من العمر.

مارس مرض السل ضغطا انتقائيا هائلا على السكان الأوروبيين. لم تقتل أعدادًا كبيرة من الناس فحسب ، بل قتلتهم في سنوات الإنجاب ، ومنعتهم من إنجاب المزيد من الأطفال وأيتام من رزقهم بالفعل. هناك سبب وجيه لظهور العديد من الروايات الجورجية والفيكتورية في دور الأيتام - فقد كانت موجودة في كل مكان في المدن في ذلك الوقت.

بدأ السل في الانخفاض قبل وقت طويل من تطوير العلاجات الطبية الفعالة (مثل المضادات الحيوية). كما أنها تراجعت قبل فترة طويلة من التحسن في الظروف المعيشية والتغذية الأفضل [2]. هناك القليل من الأدلة على أن تدابير الصحة العامة مثل الحجر الصحي كانت فعالة [3] ، باستثناء بسترة الحليب ، التي أبطأت من انتقال مرض السل البقري إلى البشر.

بالنظر إلى معدل الوفيات المرتفع وعدم وجود تفسيرات جيدة أخرى لانخفاض مرض السل ، يبدو الاختيار الطبيعي للمقاومة فرضية معقولة. نحن نعلم أن الماشية تظهر مقاومة وراثية ل المتفطرة البقريّة، سبب السل البقري [4].

نحن نعلم أيضًا أن المجموعات البشرية المختلفة تظهر قابلية مختلفة للإصابة بمرض السل. درس دبليو دبليو ستيد ، مدير إدارة الصحة في أركنساس ، الاختلافات في معدلات السل بين النزلاء الأوروبيين والأفارقة والأمريكيين في السجون والمصحات. نظرًا لارتفاع معدلات الإرسال والتعرض في هذه المؤسسات ، يمكنه جمع الكثير من البيانات. وبما أن الظروف المعيشية (ما بعد الفصل) كانت متشابهة للغاية بين هؤلاء السكان ، فقد يستبعد العوامل البيئية كسبب. على مدى عقود من البحث ، وجد أن الأمريكيين من أصل أفريقي كانوا أكثر عرضة للإصابة بمرض السل مثل البيض ، وأن الهنود الأمريكيين كانوا أكثر عرضة للإصابة من الأمريكيين الأفارقة [5]. وأشار ، بشكل أكثر تخمينًا إلى حد ما ، إلى أن التسلسل الهرمي للحساسية هذا يرتبط بدرجة تعرض الأجداد التاريخي لمرض السل.

يدعم التحليل الجيني والجيني الحديث قضية اختيار مقاومة السل. ترتبط وبائيات التهاب المفاصل الروماتويدي ، وهو مرض مناعي ذاتي ، بمقاومة السل [6]. يبدو أن ارتفاع المناعة ضد السل يحمل أيضًا خطر التسبب في تفاعل الجهاز المناعي المفرط مع أنسجة الجسم. هذا شيء يجب مراعاته عندما تسمع عن العلاجات التي "تقوي" جهاز المناعة - المزيد من النشاط يعني المزيد من خطر الإصابة بأمراض المناعة الذاتية.

تم تحديد العديد من المتغيرات الجينية المحددة المرتبطة بمقاومة السل. ليس من المستغرب أن العديد من هذه العوامل تؤثر على وظائف الجهاز المناعي بشكل مباشر أو غير مباشر ، ويختلف انتشارها بين البشر [7] [8] [9] [10].

كما يتضح من مثال السل / التهاب المفاصل ، فإن مقاومة أحد الأمراض تؤدي في بعض الأحيان إلى القابلية للإصابة بمرض آخر. والأهم من ذلك ، أن الكائنات الحية المسببة للأمراض تتطور أيضًا ، لأن مرضنا هو بقائها على قيد الحياة.

يمكننا بالتأكيد تطوير مقاومة لبعض الأمراض. لكن بعضها فقط ، وربما بشكل مؤقت فقط قبل أن يطوروا وسائل جديدة للتغلب على دفاعاتنا. ولن نطور أبدًا مقاومة لجميع الأمراض. هناك الكثير من الأمراض التي لها تأثير ضئيل على اللياقة الإنجابية - جميع أمراض الشيخوخة ، مثل أمراض القلب والسرطان ، على سبيل المثال. ربما نكون قد طورنا بالفعل كل المقاومة لتلك الأمراض التي سنواجهها في أي وقت ، وعلينا الاعتماد على الأدوية لتقليل عدد الوفيات.

ظهر هذا السؤال في الأصل على موقع Quora - المكان المناسب لاكتساب المعرفة ومشاركتها ، وتمكين الناس من التعلم من الآخرين وفهم العالم بشكل أفضل. يمكنك متابعة Quora على Twitter و Facebook و Google+. المزيد من الأسئلة:

Quora: مكان لاكتساب المعرفة ومشاركتها ، وتمكين الناس من التعلم من الآخرين وفهم العالم بشكل أفضل.


يكتشف العلماء طريقة للتحكم في الخلايا "القاتلة الطبيعية" لجهاز المناعة باستخدام الخلايا الجذعية "غير المرئية"

اكتشف علماء جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو طريقة جديدة للتحكم في الجهاز المناعي & # 8217s & # 8220 القاتل الطبيعي & # 8221 (NK) الخلايا ، وهو اكتشاف له آثار على علاجات الخلايا الجديدة وزرع الأنسجة التي يمكن أن تتجنب الرفض المناعي. يمكن أيضًا استخدام النتائج لتعزيز قدرة العلاجات المناعية للسرطان على اكتشاف وتدمير الأورام الكامنة.

الدراسة التي نشرت اليوم (8 يناير 2021) في مجلة الطب التجريبي، يعالج تحديًا كبيرًا في مجال الطب التجديدي ، كما قال المؤلف الرئيسي Tobias Deuse ، MD ، Julien I.E. هوفمان ، دكتوراه في الطب ، كرسي جراحة القلب في قسم الجراحة بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو.

& # 8220 بصفتي جراح قلب ، أود أن أخرج نفسي من العمل من خلال القدرة على زرع خلايا قلب صحية لإصلاح أمراض القلب ، & # 8221 قال Deuse ، وهو الرئيس المؤقت ومدير جراحة القلب طفيفة التوغل في قسم جراحة القلب والصدر للبالغين. & # 8220 وهناك آمال هائلة في أن نمتلك يومًا ما القدرة على زرع الخلايا المنتجة للأنسولين في مرضى السكري أو حقن مرضى السرطان بخلايا مناعية مصممة للبحث عن الأورام وتدميرها. العقبة الرئيسية هي كيفية القيام بذلك بطريقة تتجنب الرفض الفوري من قبل الجهاز المناعي. & # 8221

Deuse and Sonja Schrepfer ، MD ، PhD ، وهو أيضًا أستاذ في قسم الجراحة وزرع الخلايا الجذعية ومختبر علم الأحياء المناعي للخلايا الجذعية ، يدرسان البيولوجيا المناعية للخلايا الجذعية. إنهم رواد عالميون في مجال فرعي علمي متزايد يعملون على إنتاج & # 8220hypoimmune & # 8221 خلايا وأنسجة نمت في المختبر - قادرة على التهرب من الاكتشاف والرفض من قبل الجهاز المناعي. تتمثل إحدى الطرق الرئيسية للقيام بذلك في هندسة الخلايا باستخدام رموز المرور الجزيئية التي تنشط الخلايا المناعية & # 8220 مفاتيح إيقاف & # 8221 تسمى نقاط التفتيش المناعية ، والتي تساعد عادةً على منع الجهاز المناعي من مهاجمة خلايا الجسم الخاصة به وتعديل شدة المناعة. استجابات لتجنب الأضرار الجانبية الزائدة.

استخدم Schrepfer و Deuse مؤخرًا أدوات تعديل الجينات لهندسة الخلايا الجذعية المناعية في المختبر والتي تكون غير مرئية بشكل فعال لجهاز المناعة. بشكل ملحوظ ، بالإضافة إلى تجنب الجسم & # 8217s المكتسبة أو الاستجابات المناعية للتكيف & # 8221 ، يمكن لهذه الخلايا أيضًا التهرب من استجابة الجسم التلقائية & # 8220innate & # 8221 المناعية ضد مسببات الأمراض المحتملة. لتحقيق ذلك ، قام الباحثون بتكييف إستراتيجية تستخدمها الخلايا السرطانية لإبقاء الخلايا المناعية الفطرية في مأزق: لقد صمموا خلاياهم للتعبير عن مستويات كبيرة من بروتين يسمى CD47 ، والذي يغلق بعض الخلايا المناعية الفطرية عن طريق تنشيط مفتاح جزيئي موجود في هذه الخلايا. خلايا تسمى SIRPα. أصبح نجاحهم جزءًا من التكنولوجيا التأسيسية لشركة Sana Biotechnology، Inc ، وهي شركة شارك في تأسيسها شريبفر ، الذي يدير الآن فريقًا يطور منصة تعتمد على خلايا نقص المناعة هذه للاستخدام السريري.

لكن الباحثين تركوا مع لغز على أيديهم - كانت التقنية أكثر نجاحًا مما كان متوقعًا. على وجه الخصوص ، كان المجال في حيرة من أن مثل هذه الخلايا المناعية المهندسة كانت قادرة على التهرب ببراعة من الكشف عن طريق الخلايا القاتلة الطبيعية ، وهي نوع من الخلايا المناعية الفطرية التي من المفترض أن تعبر عن نقطة تفتيش SIRPα على الإطلاق.

الخلايا القاتلة الطبيعية هي نوع من خلايا الدم البيضاء التي تعمل كمستجيب أول مناعي ، حيث تكتشف وتدمر بسرعة أي خلايا بدون معرف جزيئي مناسب يثبت أنها & # 8220 نفسها & # 8221 - خلايا الجسم الأصلية أو على الأقل المقيمين الدائمين - والتي تأخذ شكل جزيئات فردية للغاية تسمى MHC class I (MHC-I). عندما يتم إخراج MHC-I بشكل مصطنع لمنع رفض الزرع ، تصبح الخلايا عرضة لقتل الخلايا NK المتسارع ، وهو رفض مناعي لم ينجح أي شخص في المجال في تثبيته بشكل كامل. أشارت بيانات Deuse and Schrepfer & # 8217s لعام 2019 ، المنشورة في Nature Biotechnology ، إلى أنهما ربما تعثروا على مفتاح إيقاف يمكن استخدامه لهذا الغرض.

& # 8220 قالت جميع الأدبيات أن الخلايا القاتلة الطبيعية لا تحتوي على نقطة التفتيش هذه ، ولكن عندما نظرنا إلى خلايا من مرضى بشريين في المختبر وجدنا SIRPα هناك ، صافية كالنهار ، وذكر شريبفر # 8221. & # 8220 يمكننا أن نثبت بوضوح أن الخلايا الجذعية التي نقوم بتصميمها لإفراط في التعبير عن CD47 قادرة على إيقاف الخلايا القاتلة الطبيعية من خلال هذا المسار. & # 8221

لاستكشاف بياناتهم ، اتصل Deuse و Schrepfer بالدكتوراه لويس لانير ، وهو خبير عالمي في بيولوجيا الخلايا القاتلة الطبيعية. في البداية ، كان لانير متأكدًا من وجود خطأ ما ، لأن العديد من المجموعات قد بحثت بالفعل عن SIRPα في خلايا NK ولم يكن هناك & # 8217t. لكن شريبفر كانت واثقة من بيانات فريقها.

& # 8220 أخيرًا ضربني ، & # 8221 قال شريبفر. & # 8220 تم إجراء معظم الدراسات التي تبحث عن نقاط التفتيش في الخلايا القاتلة الطبيعية في خطوط خلوية خالدة نمت في المختبر ، لكننا كنا ندرس الخلايا الأولية مباشرة من مرضى بشريين. كنت أعرف أن هذا هو الفرق. & # 8221

كشف الفحص الإضافي أن الخلايا القاتلة الطبيعية تبدأ فقط في التعبير عن SIRPα بعد تنشيطها بواسطة جزيئات إشارات مناعية معينة تسمى السيتوكينات. نتيجة لذلك ، أدرك الباحثون أن نقطة التفتيش المناعية هذه لا تدخل حيز التنفيذ إلا في البيئات الالتهابية بالفعل والوظائف المحتملة لتعديل شدة خلايا NK وهجوم # 8217 على الخلايا دون تحديد مناسب من الفئة الأولى من معقد التوافق النسيجي الكبير.

& # 8220NK الخلايا كانت حاجزًا رئيسيًا أمام المجال والاهتمام المتزايد # 8217s بتطوير منتجات العلاج بالخلايا الشاملة التي يمكن زرعها & # 8220 من الرف & # 8221 دون رفض ، لذا فإن هذه النتائج واعدة للغاية ، & # 8221 قال لانير ، كرسي ومايكل بيشوب أستاذ متميز في قسم علم الأحياء الدقيقة والمناعة.

بالتعاون مع Lanier ، قام Deuse و Schrepfer بتوثيق شامل لكيفية قيام الخلايا المعبرة عن CD47 بإسكات الخلايا القاتلة الطبيعية عبر SIRPα. في حين أن الطرق الأخرى يمكنها إسكات بعض الخلايا القاتلة الطبيعية ، كانت هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها أي شخص من تثبيطها تمامًا. والجدير بالذكر أن الفريق وجد أن الخلايا القاتلة الطبيعية وحساسية # 8217 للتثبيط بواسطة CD47 خاصة جدًا بالأنواع ، بما يتماشى مع وظيفتها في التمييز & # 8220self & # 8221 من المحتمل أن تكون خطرة & # 8220. & # 8221

كدليل على هذا المبدأ ، صمم الفريق خلايا جذعية بشرية بالغة باستخدام نسخة مكاك ريسوس من CD47 ، ثم زرعها في قرود ريسوس ، حيث نجحوا في تنشيط SIRPα في القرود & # 8217 NK الخلايا ، وتجنبوا قتل الخلايا البشرية المزروعة. في المستقبل ، يمكن إجراء نفس الإجراء بشكل عكسي ، مع التعبير عن CD47 البشري في خلايا قلب الخنزير ، على سبيل المثال ، لمنعهم من تنشيط الخلايا القاتلة الطبيعية عند زرعها في مرضى بشريين.

& # 8220 تعتمد علاجات الخلايا التائية CAR T المصممة حاليًا للسرطان والأشكال الوليدة من الطب التجديدي على القدرة على استخراج الخلايا من المريض وتعديلها في المختبر ثم إعادتها إلى المريض. قال # 8221 Schrepfer إن هذا يتجنب رفض الخلايا الأجنبية ، ولكنه شاق للغاية ومكلف. & # 8220 هدفنا في إنشاء منصة خلايا نقص المناعة هو إنشاء منتجات جاهزة يمكن استخدامها لعلاج الأمراض في جميع المرضى في كل مكان. & # 8221

يمكن أن يكون للنتائج أيضًا آثار على العلاج المناعي للسرطان ، كطريقة لتعزيز العلاجات الحالية التي تحاول التغلب على نقاط التفتيش المناعية التي تستخدمها السرطانات للتهرب من الكشف المناعي. & # 8220 العديد من الأورام لديها مستويات منخفضة من بروتين MHC-I الذاتي التعريف وبعضها يعوض عن طريق الإفراط في التعبير عن CD47 لإبقاء الخلايا المناعية في مأزق ، & # 8221 قال لانير ، مدير معهد باركر للعلاج المناعي للسرطان في UCSF Helen Diller Family مركز السرطان الشامل. & # 8220 قد يكون هذا هو المكان المناسب لعلاجات الأجسام المضادة التي تستهدف CD47. & # 8221

المرجع: & # 8220 نقطة تفتيش SIRPα – CD47 المناعية في خلايا NK & # 8221 بواسطة Tobias Deuse ، Xiaomeng Hu ، Sean Agbor-Enoh ، Moon K. Jang ، Malik Alawi ، Ceren Saygi ، Alessia Gravina ، Grigol Tediashvili ، Vinh Q. Nguyen ، Yuan ليو ، هانا فالنتين ، لويس إل لانير وسونيا شريبفر ، 8 يناير 2021 ، مجلة الطب التجريبي.
DOI: 10.1084 / jem.20200839

المؤلفون: المؤلفون الرئيسيون للدراسة هم Deuse و Xiaomeng Hu Lanier وعالم أبحاث مختبر UCSF TSI وشريبفر هما مؤلفو الدراسة الكبار ، وشريبفر هو المؤلف المقابل. المؤلفون الآخرون هم شون أغبور إينو من كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز والمعهد القومي للقلب والرئة والدم (NHLBI) مون ك. في ألمانيا أليسيا غرافينا ، وغريغول تيدياشفيلي ، وفينه ك. نغوين من جامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو ، ويوان ليو من جامعة ولاية جورجيا.

التمويل: يتم دعم البحث والباحثين من قبل NHLBI (R01HL140236) ، ومعهد باركر للعلاج المناعي للسرطان ، والمعاهد الوطنية الأمريكية للصحة (NIH P30 DK063720 NIH S10 1S10OD021822-01).

الإفصاحات: Deuse هو المؤسس العلمي المشارك وشريبفر المؤسس العلمي والنائب الأول لرئيس شركة Sana Biotechnology Inc. Xiaomeng Hu الآن كبير العلماء في شركة Sana Biotechnology Inc. ولم يتم استخدام الكواشف أو أي تمويل من شركة سانا للتكنولوجيا الحيوية في هذه الدراسة. قدمت UCSF طلبات براءات الاختراع التي تغطي هذه الاختراعات.


هل النباتات لديها جهاز مناعة؟

هل تمتلك النباتات جهازًا مناعيًا ، وإذا لم يكن كذلك ، فكيف تحمي نفسها من العدوى؟

شتلات القمح مصابة بالصدأ (المصدر: Peter Dodds / CSIRO)

قصص ذات الصلة

النباتات لديها مجموعة واسعة من الغزاة للتعامل مع & # 8212 الفيروسات والبكتيريا والفطريات والحشرات والديدان الخيطية على سبيل المثال لا الحصر & # 8212 لكنهم يتعاملون مع هؤلاء المهاجمين بشكل مختلف تمامًا عن طريقة تعامل الحيوانات والبشر ، كما يقول عالم الأبحاث الدكتور بيتر. دودز من CSIRO.

يوضح دودز أن "البشر والحيوانات لديهم جهاز مناعة دائري ، حيث تنتشر خلايا الدم البيضاء والخلايا التائية في جميع أنحاء الجسم في الدم.

"هذا يعني أنه يمكنهم السفر إلى موقع الإصابة والمساعدة في حماية الخلايا المعرضة للهجوم. لا تمتلك النباتات نظام الدورة الدموية ، لذلك يجب أن تكون كل خلية في النبات قادرة على الاستجابة بشكل مستقل."

تعبر الخلايا النباتية الفردية عن مستقبلات تتعرف على جزيئات الممرض ثم تحفز الاستجابات الدفاعية ، والتي يمكن أن تشمل سماكة جدار الخلية ، وإنتاج مركبات مضادة للميكروبات وموت الخلايا المضيفة.

يقول: "غالبًا ما تكون أفضل طريقة فيما يتعلق باستجابة النبات بأكملها هي فقط أن تنتحر تلك الخلية".

"تتغذى الكثير من مسببات الأمراض على الأنسجة الحية ، لذلك إذا ماتت الخلايا المصابة بالعدوى ، فإنها تمنع العامل الممرض من الوصول إلى العناصر الغذائية ومن ثم لا ينتشر عبر بقية النبات."

مقاومة الأسلاك الصلبة

الفرق الرئيسي الآخر بين المناعة النباتية والحيوانية هو أنه في حين أن الحيوانات المعرضة للعدوى يمكن أن تتكيف وتكتسب مناعة ، فإن النباتات لا تستطيع ذلك. بدلاً من ذلك ، فإن قدرتهم على التعرف على مهاجمين معينين وصدهم لها علاقة بجيناتهم.

يقول دودز: "إذا قابلت نبتة ذات جين مقاومة فعال مهاجمًا جديدًا وتم التغلب عليها ، فلا توجد طريقة حقًا لجعلها تعمل مرة أخرى". "عليك أن تذهب وتجد مصدرًا وراثيًا جديدًا للمقاومة. لا يمكنك تحقيق ذلك ، عليك أن تجد أنه يجب أن يكون موجودًا في مكان ما في الأقارب البرية لنبات المحاصيل الذي تعمل معه."

عندما ظهرت سلالة جديدة من صدأ الساق في القمح في إفريقيا في وقت مبكر من هذا القرن ، تغلبت على أحد جينات المقاومة الرئيسية التي كانت فعالة لمدة 30 إلى 40 عامًا ، وأدت إلى انتشار وباء كبير في إفريقيا ، وانتشر في جميع أنحاء إفريقيا إلى الشرق الأوسط.

دودز هو واحد من بين العديد من العلماء الذين يحاولون إيجاد مصادر جديدة لمقاومة الصدأ. "كان هناك الكثير من أعمال التكاثر وأعمال التنقيب التي تبحث في الأقارب البرية للقمح في محاولة للعثور على بعض جينات المقاومة الجديدة الفعالة ضد تلك السلالة المعينة."

الهندسة الوراثية

كان التهجين هو الطريقة التقليدية لجعل النباتات أكثر قوة. لكن هل تقدم تقنيات الهندسة الوراثية الحديثة طرقًا جديدة لزيادة مناعة النبات؟

يقول دودس: "هناك بالتأكيد الكثير من الإمكانات لاستخدام جنرال إلكتريك لهندسة المقاومة". "عادةً ما تكون في عملية التكاثر مقيدًا بالأشياء التي يمكنك فعلاً تهجينها معًا ، ولكن إذا كان بإمكانك استخدام نهج الجينات العابرة ، فيمكنك الحصول على المقاومة على نطاق أوسع قليلاً ، انتقل إلى أقارب القمح الذين لا يمكنك عادةً تهجينهم وعزل جينات المقاومة and put them back into wheat."

Cloning too offers potential and in Europe, scientists are working on cloning potato genes in the ongoing battle against the same pathogen, phytophthora infestans, which devastated Ireland in the 19th century.

But biodiversity remains the most critical factor in the fight against new diseases, says Dodds,

"For many crops extensive collections of landraces are kept, things that have come from the original centre of origin of that crop, the Middle East for wheat or Peru for potatoes. We need those wild related species so that's often where people end up going when need to look for new sources of resistance."

Dr Peter Dodds, principal research scientist from CSIRO's Plant Industry Division spoke to Annie Hastwell.


Lymphocytes --- Heart of the Immune System

How lymphocytes recognize antigens

When an antigen invades the body, normally only those lymphocytes with receptors that fit the contours of that particular antigen take part in the immune response. When they do, so-called daughter cells are generated that have receptors identical to those found on the original lymphocytes. The result is a family of lymphocytes, called a lymphocyte clone. with identical antigen-specific receptors.

A clone continues to grow after lymphocytes first encounter an antigen so that, if the same type of antigen invades the body a second time, there will be many more lymphocytes specific for that antigen ready to meet the invader This is a crucial component of immunologic memory.

How lymphocytes are made

Some lymphocytes are processed in the bone marrow and then migrate to other areas of the body --- specifically the lymphoid organs (see Lymphatic System). These lymphocytes are called B lymphocytes, or B cells (for bone-marrow-derived cells). Other lymphocytes move from the bone marrow and are processed in the thymus, a pyramid-shaped lymphoid organ located immediately beneath the breastbone at the level of the heart. These lymphocytes are called T lymphocytes, or T cells (for thymus-derived cells).

These two types of lymphocytes --- cells and T cells --- play different roles in the immune response, though they may act together and influence one another's functions. The part of the immune response that involves B cells is often called humoral immunity because it takes place in the body fluids. The part involving T cells is called cellular immunity because it takes place directly between the T cells and the antigens. This distinction is misleading, however, because, strictly speaking, all adaptive immune responses are cellular --- that is, they are all initiated by cells (the lymphocytes) reacting to antigens. الخلايا البائية may initiate an immune response, but the triggering antigens are actually eliminated by soluble products that the B cells release into the blood and other body fluids. These products are called antibodies and belong to a special group of blood proteins called immunoglobulins When a B cell is stimulated by an antigen that it encounters in the body fluids, it transforms, with the aid of a type of T cell called a helper T cell (see "T cells"), into a larger cell called a blast cell. The blast cell begins to divide rapidly, forming a clone of identical cells.

Some of these transform further into plasma cells --- in essence, antibody-producing factones. These plasma cells produce a single type of antigen-specific antibody at a rate of about 2,000 antibodies per second. The antibodies then circulate through the body fluids, attacking the triggering antigen.

Antibodies attack antigens by binding to them. Some antibodies attach themselves to invading microorganisms and render them immobile or prevent them from penetrating body cells. In other cases, the antibodies act together with a group of blood proteins, collectively called the complement system, that consists of at least 30 different components. In such cases, antibodies coat the antigen and make it subject to a chemical chain reaction with the complement proteins. The complement reaction either can cause the invader to burst or can attract scavenger cells that "eat" the invader.

Not all of the cells from the clone formed from the original B cell transform into antibody-producing plasma cells some serve as so-called memory cells. These closely resemble the original B cell, but they can respond more quickly to a second invasion by the same antigen than can the original cell. الخلايا التائية. There are two major classes of T cells produced in the thymus: helper T cells and cytotoxic, or killer, T cells. Helper T cells secrete molecules called interleukins (abbreviated IL) that promote the growth of both B and T cells. The interleukins that are secreted by lymphocytes are also called lymphokines. The interleukins that are secreted by other kinds of blood cells called monocytes and macrophages are called monokines. Some ten different interleukins are known: IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, interferon, lymphotoxin, and tumor necrosis factor. Each interleukin has complex biological effects.

Cytotoxic T cells destroy cells infected with viruses and other pathogens and may also destroy cancerous cells. Cytotoxic T cells are also called suppressor lymphocytes because they regulate immune responses by suppressing the function of helper cells so that the immune svstem is active onlv when necessary.

The receptors of T cells are different from those of B cells because they are "trained" to recognize fragments of antigens that have been combined with a set of molecules found on the surfaces of all the body's cells. These molecules are called MHC molecules (for major histocompatibility complex). As T cells circulate through the body, they scan the surfaces of body cells for the presence of foreign antigens that have been picked up by the MHC molecules. This function is sometimes called immune surveillance.


Building genomes from scratch

To create their programmable بكتريا قولونية, the team took advantage of a quirk in the process of how genetic information gets translated into proteins.

Just like human الحمض النووي, بكتريا قولونية الكروموسومات contain four bases, adenine (A), thymine (T), cytosine (C) and guanine (G). A set of three bases — such as TCG or AGC, for example — is known as a codon, and each codon corresponds to one amino acid, or protein building block. In addition, some codons tell the cell when to stop building a protein these are named "stop codons."

When a cell needs a particular protein built, an enzyme swoops in and copies down all the relevant codons for that protein and stores that information in a new molecule called messenger RNA (mRNA). The mRNA then gets shipped to the cell's protein-building factory, the ribosome, where another molecule called transfer RNA (tRNA) reads off those copied instructions. The tRNA then fetches all the necessary amino acids to build the desired protein, up to the stop codon.

DNA bases can be arranged in 64 different three-base codons, with three of these being stop codons. That said, cells actually only have 20 amino acids to work with, meaning several different codons code for the same amino acids.

"There is this inherent redundancy in the genetic code, where you have 64 codons, but only 20 building blocks," Robertson said. Robertson and his colleagues wondered if, by replacing redundant codons with their "synonyms," they could then reassign some of these redundant codons to code for new amino acids without killing the cell.

In a previous study, published in 2019 in the journal طبيعة سجية, the team overcame the first hurdle in this challenge by creating a new strain of بكتريا قولونية with a pared-down genome. Led by Jason Chin, a program leader at MRC-LMB and head of the Centre for Chemical & Synthetic Biology, the group swapped out all TCG and TCA codons for AGC and AGT, which all code for the amino acid serine.

They did this using a technique called "replicon excision for enhanced genome engineering through programmed recombination," or just REXER for short. REXER can cut out large portions of the بكتريا قولونية genome in a single step and replace the excised chunk with synthetic DNA, which in this case, used AGC and AGT in place of TCG and TCA. This process can be applied in a stepwise fashion, inching down the genome so that chunk after chunk gets replaced with synthetic DNA in this way, the team expunged all instances of TCG and TCA from their بكتريا قولونية أضنى.

"If you're going to make a bunch of changes, it's actually more efficient to start from scratch and just build it bottom-up," rather than swapping codons one-by-one from the natural genome, Robertson said. The team also swapped the stop codon TAG for TAA, a synonymous stop codon, and thus freed up three codons for them to reprogram, since the cell no longer contained TCG, TCA or TAG.

And despite having these three codons removed, the new strain of بكتريا قولونية survived well in the lab environment, and the team selected for those cells that grew fastest in the cell culture. Cells that underwent this directed evolution grew reliably in lab dishes, although the modified بكتريا قولونية would quickly die if placed outside the controlled lab environment, Robertson noted.


Immunologist Daniel Mucida promoted to professor

Essential nutrients, benign bacteria, and deadly pathogens all share one common point of entry into the human body—the gut. There, in the digestive system, the body picks through its latest meal, scrutinizing foreign material to distinguish nutrients from harmful microbes.

Much can go wrong in this process. We may get sick because the body fails to expel invaders we may develop severe allergies as immune processes activate against perfectly harmless foods. Daniel Mucida , an immunologist who studies the interplay between tolerance and resistance in the intestinal mucosa, is unlocking the secrets of the digestive system’s delicate balance and answering fundamental questions about diseases from irritable bowel syndrome to colorectal cancer.

Mucida, who joined Rockefeller as assistant professor in 2010 and was named associate professor in 2016, has been granted tenure and promoted to professor. He is head of the Laboratory of Mucosal Immunology .

“The tools and specifics have changed over time, but the question that drives my research has always remained the same,” Mucida says. “How do we balance the incorporation of foreign nutrients into our bodies with the need to prevent rare pathogens from causing disease?”

Mucida’s fascination with intestinal immunology stretches back to his college years in Brazil, where his undergraduate work contrasted how microbes and diet stimulate the development of the immune system. كدكتوراه. student and postdoc, he went on to study oral tolerance, investigating how the immune system allows foreign matter—food—to enter our digestive systems unperturbed.

Upon arriving at Rockefeller, Mucida launched several lines of research with powerful implications for human disease. For example, he and his colleagues are exploring how the digestive system simultaneously assimilates food while mediating resistance to pathogens, and how errors in this process may contribute to celiac disease and food allergies. In recent work , the lab found that the intestinal region known as the ileum, which has the greatest exposure to pathogens, is also more prone to develop resistance, while a separate region, the duodenum, where nutrients are absorbed, may induce food tolerance.

Mucida’s lab is also studying the immune cells that line the intestine. Innovative imaging techniques have allowed them to identify the specific cells that suppress inflammation in the intestine. Because the epithelial layer of the gut is roiled by the constant abrasion of digestion, he suspects that a breakdown within the immune cells that suppresses inflammation may result in mysterious inflammatory bowel conditions such as Crohn’s disease.

Moreover Mucida has begun studying the intersection of neuroscience and immunology, investigating the so-called gut-brain axis where immune cells and gut-based neurons interact (read more about this phenomenon in this recent interview with Mucida in Seek ). Members of the lab are also asking why animals avoid eating foods that contain proteins to which they are allergic and how white blood cells interact with gut neurons.

“The interactions among intestinal microbes, gut epithelial cells, resident immune cells, and innervating neurons are incredibly complex, and many would consider it folly to try to understand the gut’s behavior by in vivo experimentation. But because Daniel has proved to be a fearless, brilliant, and incisive experimentalist, his studies have provided fundamental insights into the normal and disease-related activities of the GI tract. He is very deserving of his promotion to tenured professor,” says Richard P. Lifton, the university’s president. “His insights have profound implications for understanding GI pathologies including chronic inflammatory diseases, food allergies, and colorectal cancer.”

Going forward, Mucida will continue to investigate how the delicate balance of the digestive system keeps us healthy—and what exactly happens when it tilts too far. Further investigation of the gut-brain axis holds particular promise. Having recently discovered that white blood cells known as macrophages protect intestinal neurons from damage due to inflammation, researchers in the lab are now excited to find out what this means—including the possibility that a dysfunctional relationship between neurons and immune cells may lie at the heart of many digestive diseases.

“What brought me to Rockefeller was the overarching question of how tolerance versus resistance works in the intestine, and its consequences for the immune system” Mucida says. “Even now, every question the lab is studying has its origins in human biology and is rooted in the hope of reducing human disease.”


Genetic variations and risk of disease

The researchers' next task was to determine whether our genetics contribute to immune response variation among individuals. Surprisingly, "we identified hundreds of genetic variations which change the expression of molecules that play a key role in immune responses", reports Lluis Quintana-Murci "some of which are associated with a higher risk of developing diseases such as pollen allergy, lupus erythematosus, and type 1 diabetes." These results shed new light on the potential causes of these illnesses, which remain unclear.

ال Milieu Intérieur Laboratory of Excellence (or Milieu intérieur LabEx) will now seek to determine whether our intestinal and nasal flora and epigenetics (temporary changes in our DNA) also contribute to immune variation. On a more general level, the extensive biobank developed for the purpose of this consortium will help identify disease risk factors, paving the way to precision medicine for infectious and autoimmune diseases.

Source 1
Distinctive roles of age, sex, and genetics in shaping transcriptional variation of human immune responses to microbial challenges, PNAS, December 27, 2017.
Barbara Piasecka a,b, Darragh Duffy b,c,d, Alejandra Urrutia c,d,e, Hélène Quach a,f,g, Etienne Patin a,f,g, Céline Posseme b, Jacob Bergstedt h,i, Bruno Charbit b, Vincent Rouilly b, Cameron R. MacPherson b, Milena Hasan b, Benoit Albaud j, David Gentien j, Jacques Fellay k,l, Matthew L. Albert b,c,d,e, Lluis Quintana-Murci a,f,g, the Milieu Intérieur Consortium.
أ. Unit of Human Evolutionary Genetics, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
ب. Center for Translational Research, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
ج. Laboratory of Dendritic Cell Immunobiology, Department of Immunology, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
د. INSERM U1223, 75015 Paris, France
ه. Department of Cancer Immunology, Genentech Inc., San Francisco, CA 94080
F. CNRS Unité de Recherche Associée 3012, 75015 Paris, France
ز. Center of Bioinformatics, Biostatistics and Integrative Biology, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
ح. Department of Automatic Control, Lund University, Lund SE-221, Sweden
أنا. International Group for Data Analysis, Institut Pasteur, 75015 Paris, France
ي. Translational Research Department, Genomic Platform, Institut Curie, Paris Sciences et Lettres Research University, 75248 Paris, France
ك. School of Life Sciences, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 1015 Lausanne, Switzerland
ل. Swiss Institute of Bioinformatics, 1015 Lausanne, Switzerland

المصدر 2
Natural variation in innate immune cell parameters is preferentially driven by genetic factors, Nat Immunol, February 23, 2018.
Etienne Patin1-3,26, Milena Hasan4,26, Jacob Bergstedt5,6,26, Vincent Rouilly3,4, Valentina Libri4, Alejandra Urrutia4,7-9, Cécile Alanio4,7,8, Petar Scepanovic10,11, Christian Hammer10,11, Friederike Jönsson12,13, Benoît Beitz4, Hélène Quach1-3, Yoong Wearn Lim9, Julie Hunkapiller14, Magge Zepeda15, Cherie Green16, Barbara Piasecka1-4, Claire Leloup14, Lars Rogge4,17, François Huetz18,19, Isabelle Peguillet20-22, Olivier Lantz20-23, Magnus Fontes6,24, James P. Di Santo4,8,25, Stéphanie Thomas4,7,8, Jacques Fellay9,10, Darragh Duffy4,7,8, Lluís Quintana-Murci1-3,27, Matthew L. Albert4,7-9,27, the Milieu Intérieur Consortium.
1Unit of Human Evolutionary Genetics, Department of Genomes & Genetics, Institut Pasteur, Paris 75015, France
2CNRS URA3012, Paris 75015, France
3Center of Bioinformatics, Biostatistics and Integrative Biology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
4Center for Translational Science, Institut Pasteur, Paris 75015, France
5Department of Automatic Control, Lund University, Lund SE-221, Sweden
6International Group for Data Analysis, Institut Pasteur, Paris 75015, France
7Laboratory of Dendritic Cell Immunobiology, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
8INSERM U1223, France
9Department of Cancer Immunology, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
10School of Life Sciences, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne 1015, Switzerland
11Swiss Institute of Bioinformatics, Lausanne 1015, Switzerland
12Antibodies in Therapy and Pathology, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
13INSERM U1222, France
14Department of Human Genetics, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
15Employee Donation Program, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
16Department of Development Sciences, Genentech, South San Francisco, California 94080, USA
17Immunoregulation Unit, Department of Immunology, Institut Pasteur, Paris 75015, France
18INSERM U783, Faculté de Médecine, Site Necker-Enfants Malades, Université Paris Descartes, Paris 75015, France
19Lymphocyte Population Biology, CNRS URA 1961, Institut Pasteur, Paris 75015, France
20Center of Clinical Investigations CIC-BT1428 IGR/Curie, Paris 75005, France
21Equipe Labellisée de la Ligue de Lutte Contre le Cancer, Institut Curie, Paris 75005, France
22Department of Biopathology, Institut Curie, Paris 75005, France

23INSERM/Institut Curie U932, France
24Centre for Mathematical Sciences, Lund University, Lund SE-221, Sweden
25Innate Immunity Unit, Institut Pasteur, Paris 75015
26These authors contributed equally to this work
27These authors jointly directed this work.


شاهد الفيديو: تدريب طلبة التمريض على الحالات المرضية المختلفة (أغسطس 2022).