Teoria rețelelor imune

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Teoria rețelelor imune este o teorie care explică funcționarea imunității adaptive , dezvoltată din 1974 în principal de Niels Jerne [1] și Geoffrey W. Hoffmann . [2] [3] Teoria afirmă că sistemul imunitar este o „rețea care interacționează”, care este o rețea interactivă de limfocite și molecule care au o regiune variabilă (V). Aceste regiuni V leagă nu numai lucrurile care nu au legătură cu vertebratele, ci și alte regiuni V din cadrul sistemului în sine. Din acest motiv, sistemul imunitar este văzut ca o rețea, cu componentele conectate între ele prin interacțiuni de tip VV.

Se sugerează că fenomenul descris de teorie, în termeni de rețea, poate fi explicat și prin teoria selecției clonale . [4] [5] . Câmpul de aplicare a teoriei rețelei simetrice dezvoltat de Hoffmann include fenomenul toleranței la doze mici și la doze mari, descris mai întâi pentru un singur antigen de Avrion Mitchison , [6] și confirmat de Geoffrey Shellam și Gustav Nossal , [7] [8] și suprimarea [9] rolului celulelor T, rolul celulelor accesorii nespecifice în răspunsul imun [10] și fenomenul foarte important numit IJ. Jern a primit Premiul Nobel pentru Medicină în 1984, parțial pentru munca sa privind selecția clonală, parțial pentru conceptul său de rețea imunitară propus. [11]

Teoria rețelei imune a inspirat, de asemenea, un subdomeniu de algoritmi artificiali asemănători rețelei neuronale care nu au legătură cu imunologia biologică. [12] Cu toate acestea, teoria nu a produs nicio recidivă clinică, deoarece în general nu este acceptată de comunitatea clinică.

Teoria rețelei imune simetrice

Heinz Kohler a fost implicat în cercetarea timpurie a rețelei idiotipice și a fost primul care a sugerat că interacțiunile de rețea idiotipice erau simetrice. [13] Geoffrey W. Hoffmann [2] [3] a dezvoltat o teorie detaliată a rețelei imune bazată pe interacțiuni simetrice de stimulare, inhibare și ucidere. Această teorie oferă un cadru pentru înțelegerea a numeroase fenomene imunologice bazate pe un număr redus de postulate. Teoria prezice celulele ca anticorpi producători de B, celule T capabile să regleze producția de anticorpi prin intermediul celulelor B, celule accesorii nespecifice (celule A) Anticorpii numiți IgG au două regiuni variabile (V) și o greutate moleculară de 150.000 . Un rol central în teorie îl au factorii specifici produși de celulele T cu o greutate moleculară de aproximativ 50.000. că, potrivit teoriei, ar avea o singură regiune variabilă (V) [9] [10] [14] Hoffmann a propus că, din motive de scurtă durată, factorii specifici ai celulelor T au fost numiți „file” [3] Filele ar fi capabil să exercite un puternic efect supresiv asupra producției de anticorpi IgG ca răspuns la substanțe străine (antigeni), așa cum a fost demonstrat riguros de Tomio Tada și colaboratorii săi. [9] În teoria rețelei simetrice, filele sunt capabile să blocheze regiunile V și să aibă un rol stimulant față de celulele A odată legate de receptorul specific. Interacțiunile de stimulare simetrică urmează postulatul că activarea celulelor B, a celulelor T și a celulelor A implică reticularea receptorilor.

Teoria simetrică a rețelei a fost dezvoltată cu ajutorul modelelor matematice, cu scopul de a expune memoria imunitară la orice combinație a unui număr mare de agenți patogeni diferiți. Sistemul utilizează un număr mare de stări staționare stabile. Sistemul este, de asemenea, capabil să comute între stări stabile, așa cum sa observat experimental. De exemplu, dozele mici sau mari de antigen pot provoca trecerea la o stare suprimată pentru acel antigen, în timp ce dozele intermediare pot provoca inducerea imunității.

Rezoluția paradoxului IJ

Teoria explică capacitatea celulelor T de a juca un rol de reglare atât în ​​stimularea, cât și în suprimarea răspunsului imun. În 1976, două grupuri independente au raportat un fenomen numit IJ [15] [16] la șoareci. Din punctul de vedere al teoriei rețelei simetrice IJ este unul dintre cele mai importante fenomene imunologice, totuși pentru mulți imunologi care nu sunt familiarizați cu această teorie IJ „nu există”. Acest lucru se datorează faptului că IJ pare să fie mapat cu complexul major de histocompatibilitate și totuși nu a fost găsită nicio genă la locul unde numeroase experimente l-ar fi plasat. [17] . Acest lucru a devenit cunoscut sub numele de paradoxul IJ. Acest paradox are ca rezultat suprimarea celulelor T și a filelor, ambele exprimând determinanți IJ; împreună cu teoria rețelei simetrice, care se bazează pe existența unor file, nu au obținut consens. Între timp, s-a arătat însă că paradoxul IJ poate fi rezolvat în contextul teoriei rețelei simetrice <refnome = hoffmannINT /> [18] .

Rezolvarea paradoxului IJ implică un proces de selecție reciprocă sau co-selecție a celulelor T supresoare și a celulelor T ajutătoare, ceea ce înseamnă că:

a) Celulele supresoare T sunt selectate cu o regiune V care este complementară cu cât mai multe celule T ajutătoare.

b) Ajutoarele T sunt selectate nu numai pe afinitatea regiunii V cu MHC de clasa II, ci și pe baza regiunilor V care au afinitate cu regiunile V selectate corespunzătoare ale celulelor T supresoare. Celulele T helper și supresoare T sunt co-selectate și constituie o construcție care se stabilizează reciproc, poate exista mai mult de un set de stabilizare reciprocă pentru un anumit genom de șoarece. Rezolvarea paradoxului IJ conduce la câteva concluzii verificabile [3] .

Cu toate acestea, întrucât este o teorie care s-a bazat puternic pe existența unui obiect inexistent, rezoluția sa este încă supusă criticilor pe baza, de exemplu, a principiului falsificabilității .

Relevanța în înțelegerea patogenezei HIV

Un model de rețea imunitară pentru patogeneza HIV a fost publicat în 1994 [18] postulând că celulele T specifice sunt infectate cu virusul. Această publicație a fost urmată în 2002 de o alta intitulată „HIV infectează preferențial celulele T CD4 + specifice” [19]

Conform teoriei rețelelor imune, principala cauză a progresiei SIDA în urma infecției cu HIV nu ar fi uciderea limfocitelor T helper infectate de virus de către virus. După o infecție cu succes cu HIV, există o interacțiune complexă între virusul HIV, celulele T ajutătoare pe care le infectează și celulele T supresoare. [20] Aceste trei cvasispecii aplică reciproc o presiune selectivă care împinge o evoluție în așa fel încât mai devreme sau mai târziu epitopii virali ajung să imite regiunile V ale populației mai mari de celule T supresoare. Odată ce acest lucru se întâmplă, anticorpii HIV se pot lega încrucișat, ucigând majoritatea populației de celule T supresoare. Acest lucru are ca rezultat o defalcare a sistemului imunitar și duce la reacții suplimentare împotriva sinelui, cum ar fi cele împotriva populației de celule T ajutătoare. În acest moment, sistemul imunitar adaptiv este complet compromis și apare SIDA. Prin urmare, conform acestui model, debutul SIDA este mai presus de toate o reacție autoimună declanșată de reacția încrucișată a anticorpilor anti-HIV cu celulele T supresoare. Odată ce apare autoimunitatea, eliminarea virusului (de exemplu prin HAART ) nu va fi suficientă pentru a restabili o funcție imunitară corectă. Co-evoluția cvasiespeciei descrisă mai sus necesită timpi variabili în funcție de condițiile inițiale la momentul infecției (de exemplu, epitopii infecției primare și starea de echilibru a populației de celule imune a gazdei) ceea ce ar explica faptul că există o perioadă variabilă, care poate diferi considerabil de la un pacient la altul, având în vedere infecția cu HIV și debutul SIDA. Acest lucru sugerează, de asemenea, că este puțin probabil ca vaccinurile convenționale să aibă succes, cel puțin până când nu sunt capabili să nu provoace un răspuns autoimun. Aceste vaccinuri ar putea, în unele cazuri, să provoace și mai multe daune, ca și cum ar proveni dintr-o infecție „matură”, acești virioni au dezvoltat deja o afinitate mare față de epitop capabil să reacționeze încrucișat (a se vedea mai sus), astfel încât rezultatul în inducerea anticorpii anti-HIV din infecții mature permit virusului să-și atingă ținta mai repede. Modelul nu a produs recăderi clinice.

Vaccinul HIV bazat pe teoria rețelelor imune

A fost descris un vaccin HIV bazat pe sistemul de rețea imunitară. [21] Vaccinul este modelat pe teoria rețelei cu rezolvarea paradoxului Oudin-Cazenave. [22] Acesta este un fenomen care nu are sens în contextul selecției clonale, fără a lua în considerare interacțiunile rețelei idiotipice. Vaccinul constă din complexe de anticorpi anti-HIV și antigen HIV și este conceput pentru a induce o neutralizare largă a anticorpilor anti-HIV. Un anticorp anti-HIV adecvat pentru utilizarea în acest vaccin este anticorpul monoclonal 1F7, descoperit de Sybille Muller și Heinz Kohler și colegii lor. [23] Acest anticorp monoclonal leagă anticorpii anti-HIV și îi neutralizează pe scară largă. [24] . Nu s-a făcut niciodată utilizarea clinică a vaccinului.

Notă

  1. ^ NK Jerne (1974) Către o teorie a rețelei sistemului imunitar. Ann. Immunol. (Inst. Pasteur), 125C, 373-389
  2. ^ a b Hoffmann GW, A network theory of the immune system , în Eur. J. Immunol , 5 –647, 1975, p. 1975, DOI : 10.1002 / eji.1830050912 .
  3. ^ a b c d GW Hoffmann (2008) Teoria rețelelor imune. Monografie publicată la www.physics.ubc.ca/~hoffmann/ni.html
  4. ^ Varela FJ, Coutinho A, Rețele imune de a doua generație , în Immunol. Astăzi , vol. 12, mai 1991, pp. 159–66, DOI : 10.1016 / S0167-5699 (05) 80046-5 , PMID 1878127 .
  5. ^ Coutinho A,Teoria rețelei: 21 de ani mai târziu , în Scand. J. Immunol. , vol. 42, iulie 1995, pp. 3-8, DOI : 10.1111 / j.1365-3083.1995.tb03619.x , PMID 7631141 .
  6. ^ NA Mitchison (1964) Inducerea paraliziei imunologice în două zone de dozare. Proc. Royal Soc. London B161, 275-292
  7. ^ Shellam GR, Nossal GJV,Mecanismul de inducere a paraliziei imunologice. IV. Efectele dozelor ultra-mici de flagelină , în Imunologie , vol. 14, 1968, pp. 273-284, PMC 1409291 , PMID 5640947 .
  8. ^ Claman Chaperon, Triplett RF, Imunocompetența combinațiilor de celule timus-măduvă transferate , în J. Immunol , vol. 97, 1966, pp. 928-832.
  9. ^ a b c Tada T., Takemori T.,Roluri selective ale limfocitelor derivate din timus în răspunsul anticorpilor. I. Efectul supresiv diferențial al celulelor T primate de purtător asupra răspunsurilor anticorpilor IgM și IgG specifici haptenelor , în J. Exp. Med , vol. 140, 1974, pp. 239-252, DOI : 10.1084 / jem.140.1.239 , PMC 2139696 , PMID 4134784 .
  10. ^ a b Evans R., Grant CK, Cox H., Steel K., Alexander P.,Limfocitele derivate din timus produc un factor imunologic specific de armare a macrofagelor , în J. Exp. Med , vol. 136, 1972, pp. 1318-1322, DOI : 10.1084 / jem.136.5.1318 , PMC 2139296 , PMID 4117192 .
  11. ^ Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină 1984
  12. ^ de exemplu Campelo F, Guimarães FG, Igarashi H, Ramírez JA, Noguchi S, Un algoritm de rețea imună modificată pentru probleme electromagnetice multimodale , în IEEE Trans. Magnetică , vol. 42, 2006, pp. 1111–1114, DOI : 10.1109 / TMAG.2006.871633 , ISSN 0018-9464 ( WC ACNP ) .
  13. ^ Kohler, H. (1975) Transplant. Apoc. 27, 24
  14. ^ Nelson DS, Studii asupra anticorpilor citofili. Un "anticorp" seric de șoarece care are o afinitate pentru macrofage și o mobilitate rapidă a alfa-globulinei. Austral. J. Exp. Biol. Med , în Sci , voi. 48, 1970, pp. 329–341.
  15. ^ Murphy DB, Herzenberg LA, Herzenberg LA, Okumura K., McDevitt HO,O nouă sub-regiune I (IJ) marcată de un locus (Ia-4) care controlează determinanții suprafeței pe limfocitele T supresoare , în J. Exp. Med , vol. 144, 1976, pp. 699–712, DOI : 10.1084 / jem.144.3.699 , PMC 2190409 , PMID 1085338 .
  16. ^ Tada T., Taniguchi M., David CS,Proprietățile factorului de celule T supresive specifice antigenului în reglarea răspunsului anticorpului șoarecelui. IV. Atribuirea specială a subregiunii genei care codifică factorul celulelor T supresive în complexul de histocompatibilitate H-2 , în J. Exp. Med , vol. 144, 1976, pp. 713–725, DOI : 10.1084 / jem.144.3.713 , PMC 2190403 , PMID 1085339 .
  17. ^ Steinmetz M., Minard K., Horvath S., McNicholas J., Srelinger J., Wake C., Long E., Mach B. și Hood L., O hartă moleculară a regiunii de răspuns imun din complexul de histocompatibilitate a mouse-ul , în Nature , vol. 300, 1982, pp. 35-42, DOI : 10.1038 / 300035a0 , PMID 6290895 .
  18. ^ a b GW Hoffmann (1994) Co-selecție în teoria rețelelor imune și în patogeneza SIDA. Imunologie și biologie celulară, 72, 338-346
  19. ^ Douek DC, JM Brenchley, MR Betts, DR Ambrozak, BJ Hill, Y. Okamoto, JP Casazza, J. Kuruppu, K. Kunstman, S. Wolinsky, Z. Grossman, M. Dybul, A. Oxenius, DA Price, M. Connors și RA Koup. (2002) Nature 417, 95-98
  20. ^ GW Hoffmann, Teoria rețelelor imune, capitolul 16
  21. ^ GW Hoffmann, S. Muller, H. Kohler (2012) Către un vaccin HIV bazat pe teoria rețelelor imune. Tendințe actuale în imunologie 13, 69-79.
  22. ^ J. Oudin, PA. Cazenave (1971) Proc. Natl. Acad. Sci. SUA 68, 2616-2620.
  23. ^ Wang, H., Muller, S., Zolla-Pazna, S. și Kohler, H. (1992) Eur. J. Immunol. , 22, 1749.
  24. ^ Parsons MS, Rouleau, D., Routy, JP., LeBlanc, R., Grant, MD și Bernard, NF (2011) AIDS, 25, 1259.

Bibliografie

Medicament Portal Medicină : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de medicină
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Theory_del_network_immunitario&oldid=118696598 ”