Ученые составили карту генов, контролирующих « тормоза » иммунной системы

gene
Кредит: CC0 Public Domain

В отличие от большинства Т-клеток, которые запускают иммунные ответы против чужеродных молекул, регуляторные Т-клетки являются миротворцами иммунной системы человека, подавляя воспалительные реакции, когда они не нужны. Теперь исследователи из институтов Гладстона в сотрудничестве с учеными Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) и Мюнхенского технического университета (TUM) наметили сети генов, которые помогают дифференцировать регуляторные Т-клетки от других Т-клеток. Их результаты могут привести к иммунной терапии, которая усиливает или ослабляет функцию регуляторных Т-клеток.

«Объединение воедино генетических сетей, контролирующих биологию регуляторных Т-клеток, — это первый шаг к поиску мишеней для лекарств, которые изменяют функцию этих клеток при лечении рака и аутоиммунных заболеваний», — говорит директор Института геномики Гладстона-UCSF. Иммунология Алекс Марсон, доктор медицинских наук, старший автор исследования.

Все Т-клетки, названные потому, что они развиваются в вилочковой железе, имеют похожие рецепторы на своей поверхности и играют роль в иммунных реакциях, которые уничтожают вирусы, бактерии и некоторые раковые клетки. Но регуляторные Т-клетки выполняют особую функцию, выступая в качестве тормоза для подавления других Т-клеток, чтобы иммунные реакции не выходили за рамки. Исследования на мышах показали, что увеличение количества регуляторных Т-клеток — и, следовательно, усиление «тормозов» иммунной системы — может помочь подавить симптомы аутоиммунных заболеваний. С другой стороны, предполагается, что блокирование регуляторных Т-клеток или снятие этих молекулярных тормозов помогает иммунной системе лучше бороться с раком.

Методы лечения, которые увеличивают популяцию регуляторных Т-клеток — путем удаления клеток из тел пациентов, их увеличения и повторного введения — уже тестируются на людях с аутоиммунными заболеваниями, включая диабет 1 типа, и у реципиентов трансплантатов. Однако до сих пор такие методы лечения, как правило, не предполагали фактического изменения функции иммунных клеток.

«Большая часть наших предыдущих знаний о регуляторных Т-клетках получена на моделях мышей», — говорит Катрин Шуман, соавтор и соавтор статьи, бывший научный сотрудник UCSF, ныне доцент Технического университета Мюнхен. «Мы хотели генетически проанализировать человеческие регуляторные Т-клетки, чтобы лучше понять, как они устроены и как мы можем ими манипулировать. Как только мы поймем функции каждого гена, мы сможем точно редактировать клетки для лечения болезней».

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Immunology, Марсон, Шуман и их сотрудники использовали основанную на CRISPR технологию редактирования генов для изменения регуляторных Т-клеток, выборочно удаляя любую из 40 различных транскрипций. факторы. Было выбрано 40 факторов транскрипции — основных генов, контролирующих активацию многих других генов, поскольку ранее опубликованные данные уже намекали, что они могут выполнять определенные функции в регуляторных клетках по сравнению с другими Т-клетками.

Затем исследователи сосредоточились на 10 факторах транскрипции, которые оказали наибольшее влияние на этом начальном экране, и просмотрели десятки тысяч генов, чтобы увидеть, какие из них были включены или выключены в измененных клетках. В целом, они выполнили этот анализ на 54 424 отдельных регуляторных Т-клетках.

Анализируя подмножества генов, активируемых или подавляемых этими 10 исходными факторами транскрипции, команда собрала обширные сети генетических программ, участвующих в биологии регуляторных Т-клеток. Среди наиболее неожиданных результатов исследование показало, что малоизученный фактор транскрипции HIVEP2 оказывает сильное влияние на регуляторную функцию Т-клеток. В ходе последующих исследований на мышах ученые обнаружили, что удаление гена HIVEP2 снижает способность регуляторных Т-клеток подавлять воспаление.

«Это был значительный успех», — сказал Сид Раджу, соавтор статьи и бывший компьютерный биолог UCSF, который сейчас учится в аспирантуре Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда. «Этот ген никогда раньше не участвовал в биологии регуляторных Т-клеток».

Команда также заявляет, что их исследование служит доказательством того, насколько мощным может быть сочетание редактирования генов CRISPR и анализа индивидуально редактируемых клеток в изучении генетики человеческой биологии и болезней человека.

«Теперь мы теоретически можем взять любую специализированную клетку из организма, начать удалять отдельные гены и изучать последствия для клеток гораздо более детально, чем когда-либо прежде», — говорит Марсон. «Это действительно открывает человеческие клетки, извлеченные из организма, в качестве поддающейся контролю экспериментальной системы»./P>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *