Febre, tosse, dor de garganta ossintomas em destaque na era do COVID-19 ossão apenas alguns dos sinais reveladores do sistema imunológico do nosso corpo entrando em ação contra um intruso indesejado. Seja desencadeada por uma infecção, um alanãrgeno ou uma vacina, as respostas imunes são impulsionadas por um conjunto complexo de processos celulares que podem durar vários dias ou atésemanas.

Muito se sabe sobre os processos abrangentes em jogo nas respostas imunes. Mas, devido ao grande número de varia¡veis ​​envolvidas, identificar o que focar para desenvolver tratamentos ou vacinas émuito parecido com procurar uma agulha no palheiro. Isso pode mudar agora, graças a um novo estudo de pesquisadores da Universidade McGill e do Instituto Nacional do Ca¢ncer dos EUA (NCI), publicado recentemente na revista Science . Ele se concentrou em um processo fundamental no sistema imunológico: o papel das protea­nas chamadas citocinas na sinalização e no ini­cio das respostas do corpo.

Nosso sistema imunológico émuitas vezes caracterizado como uma batalha. Certos gla³bulos brancos cra­ticos (chamados células T) viajam pela corrente sanguínea e pelos sistemas linfa¡ticos e nos tecidos, procurando vesta­gios de microorganismos e outros invasores conhecidos como anta­genos. Para evitar atacar células sauda¡veis ​​indiscriminadamente, as células T circulam atéreconhecerem um anta­geno especa­fico; são então eles enviam mensageiros na forma de citocinas para ativar um sistema de alerta e sinalizar que nem tudo estãobem.

“Vocaª pode pensar que existem muitos parametros muito diferentes na resposta imune que são cruciais ospor exemplo, o número de células T produzidas para combater os invasores pode variar, ou o número de invasores (anta­genos)”, explica Paul Frana§ois. , o biofa­sico da McGill que liderou a equipe de análise de dados, que incluiu o Ph.D. em física da McGill. alunos Frana§ois Bourassa e Thomas Rademaker. "Mas a grande surpresa éque, na verdade, o que realmente importa éa força do anta­geno."

Atéagora, era difa­cil medir a força do anta­geno osvisto na eficácia com que um anta­geno desencadeia a resposta das células T osindependentemente da quantidade de um anta­geno presente em qualquer experimento.

Mas, usando uma abordagem baseada em dados e graças a  colaboração crucial com o NCI, Frana§ois e seus colegas conseguiram decodificar o fena´meno altamente varia¡vel da produção de citocinas para fornecer uma leitura confia¡vel da força do anta­geno. Isso épotencialmente muito útil para prever quanto bem um candidato a vacina ou medicamento de imunoterapia pode funcionar.

Para estudar esse fena´meno em detalhes, os pesquisadores do NCI, liderados por Granãgoire Altan-Bonnet, desenvolveram uma plataforma roba³tica para realizar dezenas de experimentos ao mesmo tempo, expondo as células T a vários anta­genos e condições. Sooraj Achar, estudante de pós-graduação do laboratório Altan-Bonnet, otimizou o sistema automatizado para coletar grandes quantidades de dados em uma fração do tempo que levaria para fazer os mesmos experimentos manualmente.

"Montar um mapa abrangente da dina¢mica das citocinas geradas pelas células T em ambientes muito diversos apresenta um desafio e uma oportunidade para entender melhor como as células T 'veem' o mundo antigaªnico e orquestram as respostas imunes", apontou Altan-Bonnet.

Os membros da equipe da McGill usaram o aprendizado de ma¡quina para processar os dados gerados por esses experimentos e modelos matema¡ticos para capturar padraµes significativos nos dados. Essa modelagem orientada por dados revelou regras surpreendentemente simples no cerne do que, de outra forma, poderia parecer um processo altamente complexo sujeito a maºltiplas varia¡veis.

A análise também mostrou que os padraµes de liberação de citocinas carregavam informações sobre o tipo de anta­geno encontrado e distinguiam seis respostas celulares distintas, em vez dos três tipos normalmente reconhecidos.

"Isso apoia a ideia de que as respostas imunes existem ao longo de um espectro e não como uma chave bina¡ria liga-desliga", acrescenta Frana§ois. “Pode haver diferentes na­veis de resposta imune que podem ser ajustados para onívelcerto de alerta, dependendo da complexidade da situação”.

Esse novo entendimento provavelmente melhorara¡ as estratanãgias para imunoterapias que dependem de células T projetadas para atingir os tumores de um paciente.