Происходит картирование иммунной системы, открывая двери для новых методов иммунотерапии рака
Первый клеточный атлас вилочковой железы человека может привести к новым иммунным методам лечения рака и аутоиммунных заболеваний. Исследователи из Института Wellcome Sanger, Университета Ньюкасла и Университета Гента, Бельгия, провели картирование ткани тимуса на протяжении всей жизни человека, чтобы понять, как она развивается и создает жизненно важные иммунные клетки, называемые Т-клетками. В будущем эта информация может помочь исследователям создать искусственный тимус и разработать улучшенные терапевтические Т-клетки.
Опубликованный сегодня (20 февраля) в Science , этот атлас тимуса человека выявил новые типы клеток и идентифицировал сигналы, которые сообщают незрелым иммунным клеткам, как развиваться в Т-клетки. Атлас также может помочь ученым понять болезни, которые влияют на развитие Т-клеток, такие как тяжелый комбинированный иммунодефицит (SCID), и добавляет к инициативе Атлас человеческих клеток, которая создает карту Google всего тела человека.
Тимус находится в грудной клетке и производит Т-клетки, ключевые лейкоциты, которые борются с инфекцией и болезнями. Эти Т-клетки затем покидают вилочковую железу, чтобы проникнуть в кровь и другие части тела для дальнейшего созревания. Т-клетки обнаруживают и уничтожают вторгающиеся бактерии и вирусы, а также распознают раковые клетки и убивают их.
Проблемы в развитии вилочковой железы вызывают дефектные Т-клетки. Это может привести к серьезным иммунодефицитам, таким как SCID, оставляя людей восприимчивыми к инфекциям. Альтернативно, это может влиять на регуляцию Т-клеток, что приводит к аутоиммунным заболеваниям, таким как диабет 1 типа. Хотя зрелые Т-клетки были хорошо изучены, развитие человеческого тимуса и Т-клеток в нем до конца не изучено.
Исследователи использовали технологию одиночных клеток, чтобы выделить и проанализировать около 200 000 отдельных клеток из развивающегося тимуса, а также ткани тимуса ребенка и взрослого. Они смотрели, какие гены были активны в каждой отдельной клетке, чтобы идентифицировать клетки, открывая новые типы клеток, и использовали эти гены в качестве меток, чтобы сопоставить каждую клетку с ее точным местоположением в тимусе.
Д-р Jongeun Park, первый автор исследования из Wellcome Sanger Institute, сказал: «Мы создали первый атлас клеток тимуса человека, чтобы понять, что происходит в здоровом тимусе на протяжении всей нашей жизни, от развития до зрелости, и как оно обеспечивает идеальная среда для поддержки образования Т-клеток. Этот общедоступный ресурс позволит исследователям во всем мире понять, как развивается иммунная система для защиты нашего тела».
Терапевтические Т-клетки в настоящее время используются в клинике для лечения В-клеточной лимфомы и лейкемии, однако основным недостатком этих способов лечения является создание правильного подтипа Т-клеток.
Профессор Muzlifah Haniffa, старший автор исследования из Университета Ньюкасла и старший научный сотрудник Института Wellcome Sanger, сказал: «С помощью этого атласа клеток тимуса мы раскрываем клеточные сигналы развивающегося тимуса и выявляем, какие гены должны быть включен для преобразования ранних иммунных клеток-предшественников в специфические Т-клетки. Это действительно захватывающе, так как в будущем этот атлас можно было бы использовать в качестве справочной карты для конструирования Т-клеток вне организма с точными свойствами, позволяющими атаковать и убивать конкретный рак — создание специализированных методов лечения опухолей.»
Профессор Том Тагон, старший автор исследования из Университета Гента, Бельгия, сказал: «Теперь у нас есть очень подробное понимание того, как Т-клетки образуются в здоровой ткани. Мы смогли идентифицировать аналогичную популяцию клеток-предшественников в развивающихся тимус и печень, и мы полагаем, что эти предшественники важны для инициации развития Т-клеток у плода и для создания полностью компетентного органа тимуса. Это помогает нам собрать кусочки мозаики, чтобы получить более полную картину развития иммунитета.»
Тимус необычен тем, что он самый большой и самый активный в детстве и сжимается после полового созревания. Тимус был назван «кардиостимулятором жизни» и к 35 годам почти исчез. Понимание того, как тимус развивается и затем увядает, может пролить свет на старение и то, как иммунная система изменяется в течение жизни.
Д-р Сара Тейхманн, старший автор из Института Wellcome Sanger и сопредседатель Организационного комитета по атласу клеток человека, сказала: «Эта карта тимуса является важной частью миссии Атлас клеток человека, чтобы составить карту каждого типа клеток в человеке. тела. Это помогает нам узнать о путях развития в организме и возрастном снижении иммунной системы. Это находит применение в клеточной инженерии, включая возможность создания искусственного тимуса для регенеративной медицины».
Источник истории:
Материалы предоставлены институтом Wellcome Trust Sanger. Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.
Ссылка на журнал :
- Чон Ын Парк, Рэйчел А. Боттинг, Сесилия Домингес Конде, Дорин-Мирел Попеску, Марике Лаваерт, Даниэль Дж. Кунц, Иссак Го, Эмили Стивенсон, Роберта Рагаццини, Элизабет Так, Анна Уилбри-Кларк, Кенни Робертс, Вероника Р. Кедлиан, Джон Р. Фердинанд, Сяолин Хе, Симона Уэбб, Даниэль Маундер, Нильс Вандамм, Кришна Т. Махбубани, Кшиштоф Полански, Лира Маманова, Лиам Болт, Дэвид Кросслэнд, Фабрицио де Рита, Эндрю Фуллер, Эндрю Филби, Гари Рейнольдс, Дэвид Диксон, Курош Саеб-Парси, Стивен Лисго, Дебора Хендерсон, Розер Венто-Тормо, Омер А. Байрактар, Роджер А. Баркер, Керстин Б. Мейер, Иван Сейс, Паола Бонфанти, Сэм Бехжати, Менна Р. Клатворти, Том Тагон, Музлифа Ханиффа, Сара А. Тейхманн. Клеточный атлас развития тимуса человека определяет формирование репертуара Т-клеток . Наука2020; 367 (6480): eaay3224 DOI: 10.1126 / science.aay3224
