При поиске паразита иммунные клетки применяют тактику акул

Ученые выяснили, что при поиске паразита, попавшего в организм, иммунные клетки используют ту же тактику, что и акулы и морские черепахи при поиске еды: они чередуют длительные броски на значительные расстояния и топтание на месте.

Ранее полагали, что движение иммунных клеток подчиняется сигнальным белкам (хемокинам) в организме, которые указывают им направление. Следовательно, согласно данной теории, Т-клетки движутся в ту сторону, где сигнального белка больше. Тем не менее, выяснилось, что не все так просто, и движение иммунных клеток намного сложнее, нежели простое перемещение: в данном случае все зависит от концентрации хемокинов.

Американские ученые глобально изучили, как иммунные клетки перемещаются у мышей, заражённых токсоплазмой. Данный выбор паразита не случайно был сделан. Дело в том, что при размещении его в мозге животного происходит активный синтез CXCL10 белка. Этот белок притягивает иммунные клетки. Если подавить синтез данного белка, то в мозгу будет намного меньше Т-клеток, и у паразита появится возможность беспрепятственно размножаться.

Исследуя в тканях перемещения Т-клеток, ученые выявили, что они не устремляются напрямую туда, где расположен паразит. Разумеется, иммунные клетки учитывают сигналы хемокина, однако двигаются беспорядочно короткими бросками, сменяемые долгими перемещениями на большое расстояние.

После того, как исследователи создали математическую модель для воссоздания перемещения Т-клеток, ими было обнаружено, что она является одним из вариантов модели Леви, которая описывает случайное передвижение частиц.

Частный случай подобного движения – броуновское движение. Если построенную модель сильно упростить, то она представится как промежутки коротких шагов, которые чередуются с редкими перемещениями клеток на значительные расстояния.

По сравнению с классической моделью, Т-клетки зачастую топчутся на месте между сериями забегов на длинную дистанцию и коротких шажков. Такие паузы обычно были непродолжительными, однако иногда иммунные клетки надолго останавливались. Ученые отметили, что морские и наземные животные во время поиска еды ведут себя также. В виде примера они приводят зоопланктон, пингвинов, паукообразных обезьян, пчел, акул и морских черепах.

Многие патогены обладают способностью прятаться от тех клеток, которые их ищут, потому Т-клетки движутся к паразиту не целенаправленно, а прочесывают большую территорию, на которой паразит может находиться в засаде.