Иммунная система — невероятно сложная структура, которая должна иметь возможность быстро вступать в действие, а затем отключаться, когда работа завершена. Клетки на переднем крае иммунной системы должны распознавать опасных захватчиков и атаковать их, оставляя наши собственные клетки и ткани в покое. Когда в этих процессах происходят сбои, может возникнуть аутоиммунное заболевание. Эти состояния трудно поддаются лечению. Однако исследователи, возможно, добились некоторого прогресса на этом фронте, создав новый подход, который оценивает «отпечаток пальца» иммунных клеток, чтобы найти лучший способ лечения аутоиммунных расстройств.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые использовали одноклеточное секвенирование для создания геномного профиля для более чем миллиона клеток, которые были взяты у почти 1000 человек. Данные были использованы для создания отпечатка пальца, который связывал «генетические маркеры с такими заболеваниями, как рассеянный склероз, ревматоидный артрит, волчанка, диабет 1 типа, спондилит, воспалительные заболевания кишечника и болезнь Крона», — объяснил соавтор исследования профессор Джозеф Пауэлл из Института медицинских исследований Гарвана.
Исследование связало конкретные типы иммунных клеток и генов, которые они экспрессируют, с определенными аутоиммунными заболеваниями. Эта работа приближает нас к использованию геномных данных или генетического профиля пациента для разработки индивидуального курса лечения. Ученые надеются, что это исследование откроет новые варианты лечения, выявив лекарственные мишени, и поможет объяснить, почему некоторые методы лечения хорошо работают у одних пациентов, а у других-нет.
Многие редкие генетические заболевания могут быть прослежены до определенной ошибки в геноме и могут быть легко идентифицированы, потому что связь четко определена. Но иммунные заболевания более сложны и не обязательно связаны с одной генетической проблемой. Это исследование может помочь выявить, какие гены и какие типы клеток участвуют в аутоиммунных заболеваниях. Затем, вместо того, чтобы создавать тонну различных соединений и тестировать их все, чтобы увидеть, какие из них оказывают некоторое влияние на различные части иммунной системы, исследователи могут использовать данные этого исследования, чтобы точно определить, на каких клетках, в частности, они должны сосредоточиться, и гены, которые активны в этих клетках.
«Фармацевтические компании могут иметь сотни целей и должны принимать решения о том, какие они будут проводить клинические испытания фазы I, зная, что 90 процентов потенциальных кандидатов на лекарства терпят неудачу во время клинической разработки», — отметил соавтор первого исследования доктор Хосе Алквисира-Эрнандес, исследователь Института Гарвана. Понимание того, какие типы клеток имеют отношение к конкретному заболеванию, является ключом к разработке новых лекарств».
Вместо анализа всех генов, которые были экспрессированы во многих типах клеток крови в виде объемного анализа, это исследование было сосредоточено на мононуклеарных клетках периферической крови (PMBCs), четырнадцати типах иммунных клеток, включая моноциты и макрофаги, из почти 1000 образцов, взятых у здоровых людей. Секвенирование одноклеточной РНК было выполнено, чтобы увидеть, как различия в генах влияют на иммунную систему на клеточном уровне. Было обнаружено, что генетические изменения влияют на экспрессию белков, которые помогают контролировать иммунную систему и участвуют в иммунных путях.
Это исследование может помочь нам понять, как иммунная система регулируется у здоровых людей и что идет не так у людей с аутоиммунными заболеваниями. В настоящее время проводится клиническое исследование, оценивающее, как геномы пациентов с болезнью Крона влияют на их реакцию на лечение.
