Wiecie, że nawet drapanie się jest elementem układu odpornościowego? To jego część najprostsza, mechaniczna. – Kolejną warstwą jest układ odpornościowy wrodzony, który dzielimy prawie z wszelkimi organizmami na Ziemi. Rośliny mają układ wrodzony, muszki, kręgowce, przeróżne organizmy. To jest bardzo stare rozwiązanie – mówi dr Aleksandra Walczak, fizyczka pracująca na francuskiej uczelni Ecole Normale Supérieure.

Zastanawiacie się, co fizyka ma do układu odpornościowego? Bardzo dobre pytanie. Okazuje się, że ta nauka może wnieść interesujący wkład w rozumienie naszej biologii. – W układzie wrodzonym są pewne rozwiązania logiczne wspólne dla roślin i dla nas . To już jest rozumowanie mniej jak biologów, a bardziej fizyków czy informatyków – zauważa dr Walczak. I my, i rośliny musimy z jednymi bakteriami współpracować, a przed innymi się chronić. Rozróżnianie „dobrych” bakterii od „złych” to skomplikowane zadanie dla układu odpornościowego.

Ochronna produkcja na bieżąco

Samą dr Walczak fascynuje kolejna warstwa naszej odporności, czyli układ adaptacyjny. – Nie rodzimy się z nim, ale rodzimy się z mechanizmem do jego generacji. Produkujemy go przez całe życie. On się adaptuje, dostosowuje do naszej rzeczywistości i koewoluuje z naszymi patogenami – opowiada badaczka.

Układ adaptacyjny to głównie komórki B i T, zwane limfocytami. Produkujemy je na bieżąco, ale co ciekawe, im jesteśmy starsi, tym wytwarzamy ich mniej. – To starość immunologiczna, ale ze starością przychodzi tez mądrość. Organizm widział więcej infekcji, jest bardziej doświadczony – opowiada naukowczyni. Część komórek jest już sprawdzona „w boju”, to tzw. komórki pamięciowe, nowe limfocyty są nazywane naiwnymi. Zanim nowy limfocyt zostanie wypuszczony do pracy, chodzi do „szkoły”, przechodzi wewnętrzny „egzamin”, czy nie jest np. zbyt nadgorliwy. Doskonałym wsparciem treningowym dla naszej odporności są szczepionki.

Co ciekawe, nie ma w zasadzie dwóch takich samych układów immunologicznych. Mamy w sobie takie same biologiczne maszyny produkujące komórki odpornościowe, ale efekt zawsze będzie nieco inny. – Mój układ odpornościowy jest inny niż pani, a pani byłby inny niż pani siostry bliźniaczki – podkreśla fizyczka.

Biologia w równaniach

Natomiast mnóstwa spraw o systemie ochronnym naszych organizmów jeszcze nie wiemy. Nie do końca wiadomo, dlaczego niektórzy ciągle kichają i łapią przeziębienia, a innych nic się nie ima. Dlatego tak interesujące jest spojrzenie z perspektywy innej nauki: fizyki statystycznej, poszukiwania ogólnych praw natury.

Dr Walczak naszą biologię, nasz układ odpornościowy zapisuje w równaniach. – Chcę znaleźć równania statystyczne i probabilistyczne, opisujące nasz układ odpornościowy adaptacyjny – opowiada. Badania dają też efekty praktyczne. – Zaproponowaliśmy m.in. technologię, która pozwala sprawdzać jak potencjalnie niebezpieczne są różne warianty pewnych białek w SARS-CoV-2 – dodaje badaczka.

Posłuchajcie koniecznie!

Obrazek: ludzki limfocyt, Wikipemedia