Математики РУДН создали модель движения иммунных клеток
Антитела к ВИЧ-инфекции появляются в организме примерно через месяц после заражения. До этого момента вирус иммунодефицита может циркулировать в организме и беспрепятственно размножаться. Вакцина должна запускать иммунные реакции на ранней стадии заражения, когда еще можно уничтожить вирус или эффективно сдерживать его размножение. Чтобы эффективно бороться с вирусами, Т-лимфоцитам необходимо найти инфицированные клетки в течение 18 часов после заражения, то есть до момента, когда вирусные частицы начнут высвобождаться из зараженных клеток и распространяться дальше. Для создания вакцины необходимо знать, как двигаются Т-лимфоциты и как они находят зараженные вирусами клетки. Для решения этой задачи Виталий Вольперт, заведующий Междисциплинарным научным центром «Математическое моделирование в биомедицине» РУДН, и его коллеги создали компьютерную модель движения иммунных клеток. В работе принимали участие исследователи из Института вычислительной математики имени Г.И. Марчука РАН, Московского физико-технического института, Института проблем машиноведения РАН, Уппсальского университета (Швеция) и Университета Помпеу Фабра (Испания).
Иммунологи знают, что Т-лимфоциты двигаются в межклеточном пространстве не хаотично, а в поиске клеток-мишеней, то есть раковых клеток или клеток, инфицированных вирусом. Чтобы понять, как они это делают, математики РУДН создали компьютерную модель движения Т-лимфоцитов.
Обычно при моделировании клеточных процессов учитывают условия, в которых находятся клетки в организме, и физические законы, которым они подчиняются. Математики РУДН в своей модели учитывали помимо прочего еще и реальные данные из экспериментов о подвижности Т-клеток. Кроме того, в модели учли особенности взаимодействия Т-клеток с другими клетками иммунной системы: дендритными клетками DC, активирующими иммунный ответ, клетками-хелперами CD4 и клетками-эффекторами CD8, разрушающими зараженную клетку. Чтобы понять, как можно увеличить эффективность иммунного ответа, математики РУДН меняли параметры модели, подстраивая частоту разных типов иммунных клеток — то есть долю каждого типа в популяции, например, долю цитотоксических Т-лимфоцитов, которые «специализируются» на поиск клеток, зараженных ВИЧ.
Математическое моделирование показало, что 5% — достаточная частота антиген-специфических к ВИЧ цитотоксических T-клеток для своевременного выявления инфицированных клеток в течение 18 часов после заражения, то есть до начала высвобождения частиц вируса иммунодефицита из инфицированных клеток. Если в модели увеличить частотуцитотоксических Т-лимфоцитов с 0,04% до 5%, это поднимает вероятность обнаружения ВИЧ-инфицированных клеток в течение 24 часов с 7-34% до 84-100%.
Полученные результаты помогут, в частности, в создании вакцин от ВИЧ, средств от аутоиммунных заболеваний, и других расстройств, связанных с дисфункциями иммунной системы. Созданная математиками РУДН модель помогает предсказать результативность иммунного ответа, определить, какие характеристики поведения иммунных клеток помогают им быстрее справиться с болезнью, и определить условия, при которых организм сможет справиться с инфекцией до начала интенсивного размножения вируса.
Статья в Frontiers in Immunology.
Личинки мухи «чёрная львинка» в мире все чаще используются для утилизации отходов. Ученые института экологии РУДН поставили перед собой амбициозную задачу: понять, как тот или иной набор микроорганизмов в кишечнике личинок влияет на эффективность переработки разных видов отходов и как меняется состав микробиома в зависимости от условий питания. Никита Митькин — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник института экологии РУДН, рассказал о первых результатах этого трехлетнего исследования. В частности, ученые доказали, что набор микроорганизмов микробиома способен перестраиваться. Теперь предстоит установить, какие именно изменения являются функционально полезными и можно ли воспроизвести их целенаправленно, «запрограммировав» личинок чёрной львинки на переработку определенного вида сырья.
Коллектив института инженерных инновационных технологий РУДН под руководством старшего научного сотрудника Михаила Юрьевича Задорожного получил грант университета на разработку и исследование прототипа металлогидридной системы для аккумулирования энергии. Проект поддержан в рамках конкурса 2026 года на выполнение НИР/НИОКР научными коллективами под руководством молодых учёных.
Попробовать поискать ответ на вопрос, а почему происходит то или иное явление, — это уже наука, заявил на Фестивале науки в РУДН Фёдор Оцелюк, студент аграрно-технологического института. По его словам, разница между школьниками, студентами и настоящими учёными вовсе не в гениальности, а лишь в понимании того, «куда нести свой вопрос». Преподаватели и студенты дали советы будущим учёным, с чего именно начать путь в науку, как обрести единомышленников и стать частью научного сообщества.