Kutumia mbinu za kisasa za jeni na mbinu za kompyuta, watafiti wa Kituo cha Matibabu cha Chuo Kikuu cha Vanderbilt (VUMC) na Kituo cha Supercomputer cha San Diego wamefikia mtazamo wa kwanza wa jinsi mfumo wa kinga wa mwili unavyostahili kupambana na maambukizi.

Matokeo yao, iliyochapishwa wiki hii katika gazeti Nature, inaweza kusaidia maendeleo ya "mpango wa chanjo ya busara," na kuboresha kugundua, matibabu na kuzuia magonjwa ya kawaida, magonjwa ya kuambukiza, na kansa.

"Kutokana na maendeleo ya hivi karibuni ya kiteknolojia, sasa tuna fursa isiyo ya kawaida ya kuunganisha nguvu za mfumo wa kinga ya binadamu kwa kubadilisha kimsingi afya ya kibinadamu," Wayne Koff, PhD, Mkurugenzi Mtendaji wa Mradi wa Vikwazo vya Binadamu, uliosababisha juhudi za utafiti, alisema kutolewa habari.

Utafiti ulilenga seli za nyeupe zinazozalisha antibody zinazoitwa seli za B. Hizi seli hubeba receptors za umbo la Y ambazo, kama antenna microscopic, zinaweza kuchunguza aina nyingi za virusi na wavamizi wengine wa kigeni.

Wanafanya hivyo kwa kuchagua na kujiunga kwa njia ya kipekee ya utaratibu wa kipekee wa nucleotides (vitalu vya jengo la DNA) inayojulikana kama receptor "clonotypes." Kwa njia hii idadi ndogo ya jeni inaweza kusababisha tofauti ya ajabu ya receptors, kuruhusu mfumo wa kinga ya kutambua karibu yoyote pathogen mpya.

Kuelewa hasa jinsi mchakato huu unavyofanya kazi umesababisha. "Kabla ya wakati wa sasa, watu walidhani kuwa haiwezekani kufanya mradi huo kwa sababu mfumo wa kinga ni kinadharia kubwa," alisema James Crowe Jr. MD, mkurugenzi wa Vanderbilt Vaccine Center na mwandishi mkuu wa karatasi.

"Hii karatasi mpya inaonyesha inawezekana kufafanua sehemu kubwa," Crowe alisema, "kwa sababu ukubwa wa repertoire ya kila mtu ya B receptor ni ndogo bila kutarajia."

Watafiti walitenga seli nyeupe za damu kutoka kwa watu wazima watatu, na kisha huchukuliwa na kutenganishwa hadi seli za Bilioni za 40 kuamua clonotypes yao. Pia walitenganisha receptors B-seli kutoka damu ya mstari damu kutoka watoto watatu. Hii ya kina ya ufuatiliaji haijawahi kufanikiwa kabla.

Waliyogundua ilikuwa frequency ya ajabu ya clonotypes iliyoshirikishwa. "Kuingiliana katika utaratibu wa kupambana na mtu wa mtu kati ya watu binafsi ulikuwa wa juu bila kutarajia," Crowe alielezea, "hata kuonyesha baadhi ya mfululizo wa kupambana na antibody kati ya watu wazima na watoto wachanga wakati wa kuzaliwa."

Kuelewa kawaida hii ni muhimu kwa kutambua antibodies ambayo inaweza kuwa malengo kwa ajili ya chanjo na matibabu ambayo kazi zaidi duniani kote katika idadi ya watu.

Mradi wa Vikwazo vya Binadamu ni ushirikiano wa umma na faragha wa vituo vya kitaaluma vya utafiti, viwanda, mashirika yasiyo ya faida na mashirika ya serikali yaliyozingatia utafiti wa kuendeleza chanjo ya kizazi kijacho na immunotherapies. Utafiti huu ulikuwa ni sehemu ya Mpango wake wa Immunome wa Binadamu, ambao una lengo la kufafanua maumbile ya mfumo wa kinga.

Kama sehemu ya muungano wa kipekee ulioandaliwa na Mradi wa Vikwazo vya Binadamu, kituo cha San Diego Supercomputing kinatumia uwezo wake mkubwa wa kompyuta kufanya kazi na tabibu nyingi za data. Tenet kuu ya Mradi ni ushirikiano wa biomedicine na kompyuta ya juu.

Mradi wa Vikwazo vya Binadamu hutuwezesha kujifunza matatizo kwa kiwango kikubwa kuliko iwezekanavyo katika maabara moja na pia huleta pamoja vikundi ambavyo huenda si kawaida kushirikiana, "alisema Robert Sinkovits, PhD, ambaye anaongoza jitihada za maombi ya sayansi San Kituo cha Supercomputer Diego.

Kazi ya ushirikiano inaendelea kupanua utafiti huu ili kufuatilia maeneo mengine ya mfumo wa kinga, seli za B kutoka kwa watu wakubwa na kutoka sehemu mbalimbali za dunia, na kutekeleza algorithms ya maarifa ya bandia ili kuendeleza dasasets zangu kwa ufahamu.

Watafiti wana matumaini kwamba kuendelea kuhojiwa na mfumo wa kinga na hatimaye itasababisha uendelezaji wa chanjo salama na vyema ambazo zinafanya kazi kwa wakazi.

"Kuamua mfumo wa kinga ya binadamu ni muhimu kwa kukabiliana na changamoto za kimataifa za magonjwa ya kuambukiza na yasiyo ya kuambukizwa, kutokana na saratani na Alzheimer's to influenza pandemic," alisema Koff. "Utafiti huu unaonyesha hatua muhimu kuelekea jinsi mfumo wa kinga ya binadamu unavyofanya kazi, kuweka hatua ya kuendeleza bidhaa za afya za kizazi kijacho kwa njia ya kuunganishwa kwa teknolojia za ufuatiliaji wa kinga na kinga na ujuzi wa mashine na akili ya bandia."

Crowe ni Profesa Ann Scott Carell katika Shule ya Chuo Kikuu cha Vanderbilt ya Idara ya Matibabu ya Pediatrics na Pathology, Microbiology & Immunology. Wajumbe wa maabara yake ambao walichangia katika utafiti walikuwa waandishi wa kwanza Cinque Soto, PhD, Robin Bombardi, Andre Branchizio, Nurgun Kose, Pranathi Matta na Pavlo Gilchuk, PhD.

Utafiti pia uliungwa mkono na ufadhili wa taasisi kutoka VUMC.