Обзор
В этом проекте создаётся иерархия математических моделей — от обычных дифференциальных уравнений и стохастических агент‑ориентированных симуляций до уравнений в частных производных — предназначенных для предсказания того, как иммунные клетки воспринимают и интегрируют внешние и метаболические сигналы. Связывая внеклеточные поля лигандов с внутриклеточными сигнальными каскадами (например, TLR→MYD88→NF‑κB и PI3K–AKT–mTOR), эта схема охватывает:
- Судьбы отдельных клеток — как различные комбинации цитокинов и метаболитов направляют наивные дендритные клетки к иммуногенному или толерогенному фенотипу.
- Динамику популяций — как клональная экспансия, гибель и пополнение формируют состав клеток в тканях и лимфоидных органах.
- Пространственную миграцию и статистику встреч — как дендритные клетки мигрируют по градиентам хемокинов, входят в паракортикальную зону лимфоузлов и образуют продуктивные контакты с T‑клетками CD4⁺ и CD8⁺.
- Гомеостатическое равновесие — как обратная связь между продукцией предшественников в костном мозге и потребностями периферии поддерживает стабильное количество клеток.
В совокупности эти мульти‑масштабные модели могут, например, показать, как дендритные клетки организуют адаптивный иммунитет: захватывают антиген в периферических тканях, перемещаются по лимфатическим путям, представляют комплексы пептид–MHC и обеспечивают ко‑стимуляцию (Signal‑2) T‑клеток, одновременно поддерживая системный гомеостаз.
Объединяя разнообразные биологические данные в единую вычислительную структуру, эта работа предлагает концептуальную карту и прогностический инструментарий для иммунологов, стремящихся понять и управлять поведением иммунных клеток в норме и патологии.