Ученые из Сеченовского университета, Института вычислительной математики РАН и компании «СимургФарм» разработали математическую модель, описывающую работу В-клеточного звена иммунитета. Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Immunology.
В-клетки отвечают за выработку антител, защищающих организм от вирусов и бактерий. Однако при аутоиммунных патологиях — таких как ревматоидный артрит, диабет 1 типа или рассеянный склероз — эти же клетки начинают производить аутоантитела, атакующие собственные ткани организма.
Как пояснил младший научный сотрудник ИВМ РАН Ярослав Угольков, несмотря на обилие экспериментальных данных о динамике В-клеточного ответа, целостной картины процесса до сих пор не существовало. Математическое моделирование позволяет объединить разрозненные сведения и увидеть систему в целом.
Созданная модель охватывает полный жизненный цикл В-клеток: поддержание их равновесия в организме, активацию в лимфоидных органах, превращение в антителопродуцирующие клетки, миграцию в костный мозг и распределение в тканях. Анализ показал, что на силу иммунного ответа сильнее всего влияют первая встреча наивной В-клетки с антигеном, а также микроокружение в костном мозге, от которого зависит способность клеток производить антитела.
Руководитель Центра математического моделирования в разработке лекарств Сеченовского университета Кирилл Песков отметил, что при создании препаратов от аутоиммунных заболеваний разработчики часто сталкиваются с вариабельностью эффекта: одно лекарство по-разному действует на разных пациентов. Предложенная модель помогает объяснить причины такой изменчивости и учитывать их уже на этапе планирования клинических исследований.
Разработка относится к области количественной системной фармакологии. В дальнейшем модель может быть расширена за счет включения новых заболеваний и механизмов действия лекарств. Уже сейчас на ее основе можно проводить виртуальные эксперименты, оценивая влияние различных факторов на иммунный ответ. По словам авторов, это позволит ускорить создание новых препаратов без необходимости проведения длительных и дорогостоящих лабораторных исследований.