Борьбу с вирусами ведут физики-теоретики

Учёные Кильского университета во главе со Штефаном Борнхольдтом (Stefan Bornholdt) создали компьютерную программу для моделирования процесса эволюции клеток иммунной системы.

Наложив модель эволюции вируса на модель эволюции иммунной системы исследователи получили гораздо более детальное представление об их совместном развитии, ибо в природе они развиваются не сами по себе, изолированно друг от друга. Напротив, вирусы и иммунная система находятся в постоянном и очень жёстком противоборстве. С помощью этой компьютерной модели учёные хотели, прежде всего, выяснить, способна ли иммунная система человека использовать с выгодой для себя динамику такой игры в кошки-мышки.

Как помочь организму победить вирус

При удачном выборе параметров мутаций, посредством которых иммунная система обновляет и модернизирует свои клетки, чтобы встретить мутировавшие вирусы во всеоружии, организм сможет эффективно справиться с инфекцией. Тогда перед вирусом встанет вопрос, в каком направлении ему развиваться дальше и какой темп мутации для него оптимален. Если вирус будет мутировать чересчур быстро, это может поставить под угрозу весь ход его эволюции. При слишком медленной мутации вируса клетки иммунной системы смогут распознать все его хитрости и приёмы и успеть подготовиться к обороне. Регулируя скорость собственных изменений, иммунная система сможет развернуть против вируса стратегические действия. Такие изменения должны происходить достаточно быстро, чтобы не отстать от темпов мутации вируса, не превышая в то же время определённой скорости - иначе растёт риск не заметить и не отреагировать вовремя на те или иные опасные мутации вируса.

Полученные исследователями данные позволяют утверждать, что иммунная система действует на редкость рационально и разумно.

Поможет ли теория практике?

Когда учёные поймут во всех деталях, чем определяется динамика борьбы между вирусами и иммунной системой, тогда можно будет эффективнее и осмысленнее разрабатывать методики терапии инфекционных заболеваний, принимать меры, направленные на укрепление иммунной системы.

До этого, правда, ещё далеко. Во всяком случае, врачам-клиницистам от разработки кильских учёных никакой практической пользы пока нет, но иммунологи-теоретики уже проявили к ней интерес.

Компьютер против СПИДа

Между тем, Штефан Борнхольдт и его коллеги намерены совершенствовать свою модель. Они пытаются, в частности, создать виртуальный вирус СПИДа и воспроизвести в компьютере механизм его действия.

Учёные стараются понять, почему заболевание СПИДом протекает совершенно не так, как все прочие вирусные заболевания. Отличий тут очень много: например, для СПИДа характерен крайне продолжительный инкубационный период или весьма странный феномен, выражающийся в том, что многие пациенты, инфицированные вирусом иммунодефицита человека, так никогда и не заболевают СПИДом. Этот феномен не поддаётся объяснению в рамках традиционных моделей. Зато динамические модели могут, по мнению учёных, помочь им выявить целый ряд интересных особенностей и закономерностей, касающихся мутаций вирусов вообще и поразительной изменчивости вируса СПИДа в частности.