Članak koji su objavili istraživači Techniona u časopisu Priroda predstavlja nove uvide o evoluciji imunog sistema. Nalazi tima ističu modularnost i fleksibilnost evolucije imuniteta.
Studiju su vodili istraživači sa Medicinskog fakulteta Ruth i Bruce Rappaport, prof. Shai Shen-Orr, dr Tania Dubovik i postdoktorski saradnik dr Martin Lukačišin, u saradnji sa Rambam Health Care Campusom i Univerzitetom Carnegie Mellon.
Imuni sistem je složen, a njegova glavna funkcija je da štiti organizam od virusa, infekcija i drugih neprijateljskih agenasa. U srži ovog sistema su različite vrste imunih ćelija, svaka sa svojom funkcijom, koje zajedno rade kako bi obezbedile neophodnu zaštitu za telo.
Interakcija između imunog sistema i dinamičnog okruženja zahteva da se on neprestano menja. Primarni mehanizam koji pokreće promene u živom svetu je evolucija, zasnovana na prilagođavanju promenama životne sredine kroz formiranje mutacija — slučajnih genetskih promena.
Međutim, zbog prirodne selekcije, nije svaka slučajna genetska promena korisna za pojedinca, a čak i ako je korisna, ona se ne čuva i prenosi na buduće generacije.
Geni imunog sistema evoluiraju brže od drugih gena u genomu, posebno kod sisara i ptica, što ukazuje na značaj uloge imunog sistema u prilagođavanju okolini u zdravlju i bolesti.
Uprkos tome, njegova evoluciona dinamika do sada nije detaljno proučavana. Ovo je u velikoj meri zbog činjenice da je imuni sistem složen i veoma varijabilan među pojedincima, što je rezultiralo tradicijom proučavanja na laboratorijskim životinjama ukrštanim za genetsku uniformnost i držanim u čistom okruženju bez buba.
Istraživači iz Techniona su iskoristili jedinstveni model genetski različitih miševa, koji ima slične varijacije kao kod ljudi.
Koristeći ovaj model, istraživači su izmerili varijacije u tipovima imunih ćelija između miševa i identifikovali gene koji kontrolišu obilje svakog tipa imunih ćelija. Mnogi od ovih gena utiču na ceo sistem kroz regulaciju ćelijske deobe, migracije i smrti, kontrolišući isti tip ćelije u kojoj su izraženi.
Međutim, u okviru ovih gena, istraživači su identifikovali skup gena koji se eksprimiraju u jednom tipu ćelije i kontrolišu drugi.
Skeniranjem genoma 60 kičmenjaka koji obuhvataju evolucionu vremensku liniju od ~600 miliona godina, istraživači su pokazali da je ova druga grupa bogatija mutacijama i pruža povoljan prostor za evoluciju da generiše nove interakcije između tipova ćelija povećanjem raznolikosti bez značajnih oštećenja.
Prema profesoru Šen-Oru i njegovom timu, „Jedna od važnih implikacija je da sposobnost imunog sistema da razvije nove funkcije više zavisi od interakcije između različitih ćelija nego unutar jednog tipa ćelije, dajući nam razumevanje kako razvijaju se složeni modularni sistemi.
„Ova modularnost je primećena u prošlosti u tome kako geni i proteini razvijaju nove funkcije, ali nikada nije proučavana u složenim mrežnim sistemima, kao što su ćelije imunog sistema u interakciji.“
Dalje istraživanje evolutivnosti imunog sistema moglo bi tako ne samo da prosvetli principe dizajna iza imunoloških odgovora, već i da doprinese biomimetičkim rešenjima, na primer, u sistemskom pristupu inženjeringu, koji se, shodno tome, zasniva na interakcijama između funkcionalnih jedinica.
