Fem lektioner från ditt immunsystem

Anonim

Denna artikel är en del av vår enstaka långläsningsserie Zoom Out, där författare utforskar viktiga idéer inom vetenskap och teknik i ett bredare sammanhang av samhälle och mänsklighet.


Forskare älskar analogier. Vi använder dem ständigt för att kommunicera våra vetenskapliga metoder och upptäckter.

Som en immunolog slår jag fast att många av våra återkommande analogier för ett hälsosamt, fungerande immunsystem främjar utmärkta beteendeegenskaper. I detta avseende bör vi alla sträva efter att vara lite mer som cellerna i vårt immunsystem och efterlikna dessa egenskaper i våra liv och arbetsplatser.

Här är fem livslektioner från ditt immunsystem.


Läs mer: De buggar vi bär och hur vårt immunsystem bekämpar dem


1. Bygg diverse och samarbetsgrupper

Vårt adaptiva immunsystem fungerar på ett mycket specifikt sätt för att upptäcka och utrota infektioner och cancer. För att fungera beror det på ett effektivt lagarbete.

I mitten av detta immunsystem sitter team dendritiska celler. Det här är immunsystemets ledare och ledare - i likhet med tränare, vd och direktörer.

De har vanligtvis reste sig mycket och har mycket "livserfarenhet". För en dendritisk cell betyder det att de har upptäckt en patogen i kroppens organ. Kanske har de kommit i kontakt med influensavirus i lungan, eller stött på dengue fevervirus i huden efter en myggbid.

Efter en sådan erfarenhet går dendritiska celler fram till sina lokala lymfkörtlar - organ som är strukturerade för att underlätta immuncells samarbete och lagarbete.

Här, som de bästa ledarna, delar dendritiska celler sina livserfarenheter och ger vision och riktning för sitt lag (flera andra celltyper). Detta gör att immuncelllaget aktiveras och arbetar tillsammans mot ett gemensamt mål - utrotning av den aktuella patogenen.

Den viktigaste aspekten av den dendritiska cellstrategin är att veta styrkan i kombinerad diversifiering. Det är viktigt att immunteammedlemmar kommer från olika bakgrunder för att få de bästa resultaten.

För att göra detta utsöndrar dendritiska celler små molekyler som är kända som kemokiner. Chemokiner underlättar goda samtal mellan olika typer av immunceller, vilket hjälper dendritceller att diskutera sina planer med laget. I immunologi kallar vi denna "rekrytering".

Många som våra arbetsplatser är mångfald här. Det är rättvist att säga att om dendritiska celler bara rekryterade fler dendritiska celler, skulle vårt immunsystem helt misslyckas med sitt jobb. Dendritiska celler använder istället T-celler (bland andra) och delar den kritiska kunskapen och strategin för att styra effektiviteten hos immunceller.

T-celler kan sedan vidarebefordra dessa planer längs linjen - antingen förbereda sig för att agera direkt på patogenen eller arbeta tillsammans med andra celltyper, såsom B-celler som bildar skyddande antikroppar.

På detta sätt skapar dendritceller ett rikt och varierat team som arbetar tillsammans för att rensa infektioner eller cancer.

2. Lär dig genom positiv och negativ feedback

Immunceller är utmärkta studenter.

Under utveckling mognar T-cellerna på ett sätt som beror på både positiv och negativ återkoppling. Det här inträffar i thymus, ett organ som finns på framsidan av bröstet och vars funktion först upptäcktes av australiensisk forskare Jacques Miller (tilldelades 2018 Japan-priset för sina upptäckter).


Läs mer: Gus Nossal: Det är Australiens Jacques Miller tur till ett Nobelpris


När de blir mogna utsätts T-celler för en rättegångsprocess och tar på sig kritik och råd i lika stor utsträckning, så att de är "utbildade" för att svara på vad de "ser" (till exempel molekyler från din egen kropp, eller från en utländsk patogen) när de lämnar thymus.

Viktigt är att processen är balanserad, och T-cellerna måste få både positiv och negativ feedback för att mogna på rätt sätt. För mycket av antingen är det inte tillräckligt.

I immunsystemet kan olika celler vara både student och lärare. Detta inträffar under immunreaktioner med intensivt tvärsnitt mellan dendritiska celler, T-celler och B-celler.

I denna stödjande miljö tillåter flera omgångar av återkoppling B-celler att få ett snabbare grepp på infektioner, skräddarsy antikroppar specifikt mot varje patogen.

Resultatet av denna feedback är så kraftfullt att det kan avleda celler bort från att fungera mot din egen kropp, istället omvandla dem till aktiva deltagare i immunförsvaret.

Att utveckla vägar som främjar konstruktiv återkoppling möjliggör korrigering av autoimmuna störningar.


Läs mer: Nyfiken Barn: Varför blir min snö gröna när jag är förkyld?


3. Ett unikt svar för varje situation

Vårt immunsystem vet att sammanhanget är viktigt - det är inte beroende av ett "one-size-fits-all" -alternativ för att lösa alla infektioner.

Detta gör det möjligt för cellerna i vårt immunsystem att reagera perfekt på olika typer av patogener: som virus, svampar, bakterier och helminter (maskar).

I dessa olika scenarier, trots att de lagmedlemmar som bidrar till svaret är samma (eller liknande), visar vårt immunsystem emotionell intelligens och använder olika verktyg och strategier beroende på de olika situationerna eller patogenerna som det möter.

Det är viktigt att vårt immunsystem behöver noggrant styra attacker svar för att bli av med fara. Att vara för tung hand lämnar oss med säkerhet i vävnadsskador, som ses allergi och astma. Omvänt leder svaga reaktioner till immunbrist, kronisk infektion eller cancer.

Ett viktigt forskningsmål för personer som arbetar inom immunologi är att lära sig att utnyttja balanserade och skräddarsydda immunsvar för terapeutisk nytta.


Läs mer: Kan jag förhindra matallergier hos mina barn?


4. Fokusera på arbete / livsbalans

När vi är överarbetade och dåligt vilade, fungerar vi inte vid vår topp. Detsamma gäller för våra immunceller.

En överbearbetad immuncell kallas vanligen "kroniskt uttömd". I detta tillstånd är T-celler inte längre effektiva vid attackering av tumör- eller virusinfekterade celler. De är dumma och ineffektiva, mycket som oss när vi överdriver det.

För T-celler bidrar denna omkoppling till utmattning till ett balanserat svar och undviker säkerhetsskador. Men virus och cancer utnyttjar denna svaghet i immunsvar genom att avsiktligt främja utmattning.

Det snabbt framväxande området immunterapi har tacklat denna begränsning i vårt immunförsvar på väg mot nya cancerbehandlingar. Dessa terapier släpper ut celler från deras utmattning, uppdaterar dem, så de blir effektiva en gång till.

Denna terapeutiska avenue (kallad "immunkontrollpunktshämning") är som ett självhushållspad för dina T-celler. Det återupplivar dem, förnyar deras beslutsamhet och effektivitet.

Detta har revolutionerat hur cancer behandlas, vilket leder till priset av Nobelpriset 2018 i medicin till två av sina pionjärer, James P. Allison och Tasuku Honjo.


Läs mer: INTERAKTIVT: Vi kartlade cancerfrekvensen över Australien - sök efter ditt postnummer här


5. Lär dig av livserfarenheter

Hjärnstenen i vårt adaptiva immunsystem är möjligheten att komma ihåg våra tidigare infektioner. Genom att göra det kan det reagera snabbare och mer målinriktat när vi möter samma patogen flera gånger.

Ganska bokstavligen, om det inte dödar dig, gör det ditt immunförsvar starkare.

Vacciner utnyttjar denna modus operandi, vilket ger immunceller med minnen utan risk för infektion.

Arbetet återstår att identifiera de vägar som optimerar bildandet av minnesceller som driver detta svar. Forskare syftar till att upptäcka vilka minnen som är mest effektiva och hur de ska riktas mot speciellt recalcitrerande infektioner, såsom malaria, hiv-aids och säsongsinfluensa.

Medan livet kanske inte har genvägar som ges av vacciner, tar det säkert dags att reflektera och lära sig efter utmaningar kan vi hitta bättre och snabbare lösningar på framtida problem.


Läs mer: Förklarare: hur virus kan lura immunsystemet