В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Клеткагруппа авторов исследовала существующие иммунологические предположения, чтобы лучше понять нерешенные явления и улучшить дизайн вакцин, управление аутоиммунными реакциями и патологиями иммунной системы.
Исследование: Изучение новых перспектив в иммунологии. Изображение предоставлено: CI Photos / Shutterstock
Иммунная система, имеющая решающее значение для защиты от патогенов, состоит из врожденного и адаптивного компонентов. Врожденный иммунитет, обнаруженный у прокариот и эукариот, обнаруживает специфичные для патогена молекулярные структуры. Адаптивный иммунитет, развившийся у позвоночных, включает лимфоциты с антигенными рецепторами, генерируемые в результате таких процессов, как рекомбинация переменных, разнообразия и присоединения (VDJ), обеспечивающих распознавание специфических патогенов и иммунный ответ. Однако разнообразие этих рецепторов, хотя и полезно, ограничивает их способность различать происхождение антигенов, и эта проблема частично смягчается такими механизмами, как Т-регуляторные (Treg) клетки. Необходимы дальнейшие исследования для решения нерешенных вопросов иммунологии, уточнения существующих теорий и разработки более эффективных иммунологических вмешательств и вакцин.
Иммуногенность: расшифровка сложности активации иммунного ответа
Понимание активации иммунного ответа предполагает выявление необходимых и достаточных сигналов для различных иммунных ответов, включая антигенспецифические, врожденные, первичные реакции и реакции памяти. Однако изменчивость этих сигналов усложняет процесс идентификации, особенно потому, что более широкий диапазон сигналов запускает ответы Т-хелперов 2-го типа (Th2) по сравнению с ответами Th1 и Th17. Более того, качество иммунных ответов может значительно различаться в зависимости от инициирующих сигналов, например, от естественных инфекций или от различных вакцин, даже если уровни антител одинаковы. Эта изменчивость в иммунных сигналах и реакциях подчеркивает сложный процесс принятия решений иммунной системой, похожий на то, как сенсорные системы интегрируют несколько типов информации для управления поведением. Иммунной системе требуется полный набор сигналов для инициирования соответствующих ответов, что подчеркивает сложную взаимосвязь между разнообразием сигналов и эффективностью ответа.
Изучение сложностей иммунной памяти
Иммунная память, имеющая решающее значение для адаптивного иммунитета, предполагает хранение долговременной информации о патогенах с упором на то, что хранится, как и как долго. Традиционные взгляды подчеркивают антигенспецифичность, при которой клетки памяти сохраняют детали об идентичности антигена и характеристиках инфекции. Эта концепция распространяется на ассоциативное обучение и обучение с подкреплением, когда иммунная система приспосабливается в зависимости от успеха или неудачи реакций. Новые исследования выявляют нетрадиционные механизмы памяти, такие как ремоделирование хроматина и избирательное расширение клеток естественных киллеров (NK), указывая на то, что иммунная память может также затрагивать центральную нервную систему.
Основы взаимодействия хозяина и патогена
Патогены, движимые естественным отбором, применяют стратегии колонизации, репликации и передачи внутри хозяев. Быстрые репликаторы, такие как грипп и коронавирусы, вызывают острые инфекции, тогда как другие, такие как вирусы гепатита и Микобактерия туберкулеза вызвать хронические заболевания. Некоторые, например, вирус простого герпеса, переходят в латентный период. Они перемещаются по отсекам хозяина для входа, репликации и передачи, что часто требует сложной адаптации. Хозяева противостоят инфекциям, балансируя устойчивость, устраняя патогены и толерантность, сводя к минимуму воздействие инфекции, снижая затраты на иммунный ответ и защищая здоровье.
Защитный иммунитет
Защитный иммунитет характеризуется не только его интенсивностью или типами эффекторных механизмов, которые он задействует, но и его конечным успехом в защите хозяина от неблагоприятных последствий инфекций, включая заболеваемость и смертность. Эта форма иммунитета не всегда может требовать полной ликвидации патогенов; в некоторых случаях сосуществование оказывается менее вредным, чем последствия агрессивного иммунного ответа, направленного на полное уничтожение патогена.
Роль вакцин в достижении защитного иммунитета
Вакцины играют решающую роль в установлении защитного иммунитета, моделируя инфекцию и подготавливая иммунную систему к будущим встречам с реальным возбудителем. Этот препарат включает в себя развитие клеток памяти и антител, готовых быстро реагировать на инфекцию. Однако эффективность вакцин может значительно различаться в зависимости от того, насколько хорошо они имитируют естественный процесс заражения и стимулируют иммунную систему. Например, живые аттенуированные вакцины оказались особенно успешными, поскольку они вызывают устойчивые и длительные иммунные реакции, аналогичные тем, которые вызывают естественные инфекции. Однако этот успех не воспроизводится одинаково во всех вакцинах, особенно в тех, которые нацелены на быстро мутирующие вирусы, такие как грипп или коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), которые создают уникальные проблемы из-за их быстрой репликации и скорости мутаций.
Проблемы в разработке эффективных вакцин
Разработка вакцин против быстро мутирующих патогенов, таких как SARS-CoV-2, выявила значительные пробелы в нашем понимании защитного иммунитета. Из-за короткого инкубационного периода и высокой скорости передачи эти патогены требуют лучшего подхода к разработке вакцин, которые могут вызвать немедленный и устойчивый иммунный ответ. В идеале такие вакцины должны вызывать мощные локализованные иммунные реакции непосредственно в месте проникновения, например, в дыхательные пути, что может включать инновационные стратегии, такие как вакцинация слизистых оболочек.
Мукозальные вакцины и будущие направления
Последние достижения показывают, что вакцины для слизистой оболочки могут быть особенно эффективны против патогенов, проникающих через ткани слизистой оболочки, таких как респираторные вирусы. Эти вакцины могут стимулировать местные иммунные клетки к выработке защитных антител прямо в точке проникновения патогенов, потенциально останавливая их до того, как они смогут вызвать инфекцию. Разработка вакцин, которые создают долгоживущие плазматические клетки, способные вырабатывать антитела в течение длительного периода времени, является еще одной важной областью исследований. Это обеспечит устойчивый иммунитет против патогенов, которые в противном случае могли бы избежать кратковременных иммунных реакций.
2024-04-29 02:52:00
1714359635
#Исследование #переосмысливает #стратегии #иммунной #системы #для #повышения #эффективности #вакцин
