Сможет ли ИИ разрешить дебаты в иммунологии на тему «Свой против чужого»? – Блог о здравоохранении

МАЙК МЭГИ

В 1872 году английский математик, а иногда и поэт, Огастес де Морганнаписал такой цепляющий стишок: «У больших блох на спине есть маленькие блохи, которые их кусают, А у маленьких блох есть блохи поменьше, и так до бесконечности».

Этот трюизм о конкуренции между видами за доступ к питанию и воспроизводству мог бы пригодиться Наполеону 60 лет назад, когда он трагически недооценил волю своих врагов к жизни. Его погубили не столько упрямые русские, сколько микробы.

Когда он начал свое вторжение с ошеломляющими силами в 615 000 человек, 200 000 лошадей и 1372 мобильных орудия, его было невозможно остановить. Но по пути в Москву (по рассказу Толстого о злоключении в «Война и мир») он потерял 130 000 человек из-за дизентерии шигелл. Столкнувшись с суровыми погодными условиями и с русскими войсками, которые отказались защищать Москву, Наполеон потерял 2/3 своих оставшихся отступающих сил из-за Тифуса, который перенес Риккетсия провазеккиобитавший в теле вшей, поселившихся в прогорклой одежде его солдат.

При более благоприятных обстоятельствах иммунная система солдат могла бы стать их союзником. Человеческая биоинженерия развивалась бок о бок с патогенными микробами, стремящимися химически превзойти своих хозяев-людей.

Люди полагаются на врожденные и адаптивные механизмы обнаружения и уничтожения патогенов. Но чтобы сделать это, сохраняя при этом свои собственные клетки, они должны уметь различать свое от не-собственного. И они должны адаптироваться и запоминать, производя долгоживущие иммунные клетки и белковые рецепторы, которые позволяют им «ловить» и уничтожать рецидивистов.

Если в системе происходит нарушение самотолерантности, защитные процессы могут выйти за рамки и привести к хронической воспалительной реакции, которая разрушает здоровые ткани и знаменует возникновение аутоиммунных заболеваний.

Одно особое обстоятельство Там, где иммунотолерантность является одновременно нормальной и важной, является материнское самоподавление во время беременности, которое позволяет двум отдельным иммунологическим организмам выживать бок о бок в интимных отношениях.

На четвёртой неделе беременности у крошечного развивающегося плода уже развиваются клетки, которые в конечном итоге дифференцируются в иммунные клетки крови. К третьему месяцу беременности эти клетки по кровеносным сосудам попадают в печень, селезенку и тимус. Некоторые из них — В-клетки костного мозга и Т-клетки тимуса — уже функциональны, но в них нет необходимости. утроба стерильна. К 19 неделям иммунные клетки также распределяются по лимфатическим узлам кишечника.

Матери и дети генетически не идентичны. И все же иммунная система матери щадит развивающиеся клетки плода. Находясь в стерильной матке, клетки плода не нуждаются в собственной активной иммунной системе. Также к четвертой или пятой неделе развития плод засеивает кровеносную систему матери фетальными клетками, и они переносятся, а не отторгаются как чужеродные. Исследования показали, что до 0,1% взрослых клеток матери могут генетически соответствовать ее ребенку. Это называется «микрохимеризм».

Пока ребенок находится внутриутробно, его иммунная система спит, и мать переносит случайное воздействие клеток плода как доброкачественное и приемлемое. Все меняется при рождении.

Новорожденный ребенок – это «иммуногенно наивный» и подвергается риску, когда он/она проходит через богатый бактериями вагинальный канал. Это не значит, что у ребенка нет оружия. Начиная с 13 недели антитела матери проникают через плаценту в плод. К концу третьего триместра их уже много. Грудное молоко/молозиво матери также богато антителами, иммунологически активными клетками, гранулами и ферментативными жидкостями. Они обеспечивают немедленную кратковременную иммунную защиту и шанс наверстать упущенное. Но запас быстро реагирующих нейтрофилов в этом двухмесячном процессе ограничен, и новорожденный уязвим для ряда инфекций, особенно Стрептококк, стафилококк, Клебсиелла гемофильный грипп и менингококк.

Когда иммунная система ребенка начинает действовать (через 2 месяца), каждый патоген становится совершенно новым. У него нет памяти до тех пор, пока адаптивный иммунитет (в форме В- и Т-клеточных лимфоцитов) не выработает специфические иммуноглобулиновые антитела и рецепторы, которые смогут пометить будущих захватчиков для уничтожения. Вот почему педиатры инструктируют молодых родителей, что любая лихорадка в возрасте до двух месяцев требует немедленного обследования.

Справедливо сказать, что в области иммунологии еще многое предстоит понять. Но исследователи полагают, что дальнейшее изучение иммунитета плода может привести к множеству новых открытий. «Толерантность к фетальному аллотрансплантату», безусловно, представляет большой академический интерес. Но понимание сложных химических и физиологических систем, которые делают это возможным, многие полагают, может привести к клиническим прорывам в терапии рака, лечении аутоиммунных заболеваний и предотвращении дегенеративных воспалительных заболеваний, сопровождающих старение.

Ведущие иммунологи-исследователи все чаще бросают вызов самим основам самоидентификации, лежащим в основе этой дисциплины. Рассмотрим эти слова, направленные на давнюю теорию «я против не-я», из публикации в мае 2025 года в журнале. Границы в иммунологии:

«Ее частичное устаревание, по сути, является данью тому, как далеко продвинулась иммунология. эпигенетический пластичности, поле, несомненно, будет продолжать меняться. Фундаментальный вопрос о том, как организм сохраняет свою целостность в постоянно меняющейся среде микробов, тканей и сигналов, остается актуальным как никогда, но ответы, которые мы ищем, должны соответствовать сложности и динамизму биологической реальности. Если это означает принятие ‘конец догмы,Это также предвещает зарю более интегративной иммунологической науки».

Достаточно ли люди умны, чтобы во всем этом разобраться? Может быть, нет.

Но Генеральный директор Anthropic Дарио Амодей, который раньше был биомедицинским исследователем, переключился на искусственный интеллект, чтобы дать людям преимущество перед страхом Августа де Моргана. Как он недавно сказал: «Одним из наблюдений, которые мне больше всего понравились, когда я работал в этой области, была ее невероятная сложность. И у меня было такое ощущение: чувак, это слишком сложно для людей. Мы продвигаемся по всем этим проблемам биологии и медицины, но продвигаемся относительно медленно. Итак, что привлекло меня в области ИИ, так это идея: можем ли мы добиться прогресса быстрее?»

Майк Маги, доктор медицинских наук, историк медицины и постоянный автор статей в THCB. Он является автором СИНИЙ КОД: Внутри медицинского промышленного комплекса Америки. (Гроув/2020).