Исследователи под руководством Ясухиро Муракава из Центра интеграционных медицинских наук RIKEN и Киотского университета в Японии и IFOM ETS в Италии обнаружили несколько редких типов клеток Т-хелперов, которые связаны с иммунными расстройствами, такими как рассеянный склероз, ревматоидный артрит и даже астма. Исследования, результаты которых были опубликованы 4 июля в журнале Science, стали возможными благодаря недавно разработанной технологии под названием ReapTEC, которая идентифицировала генетические энхансеры в редких подтипах Т-клеток, связанных со специфическими иммунными расстройствами. Новый атлас Т-клеток находится в общем доступе и должен помочь в развитии новых лекарственных методов лечения иммунно-обусловленных заболеваний.
Т-хелперы — это тип белых клеток крови, которые составляют большую часть иммунной системы. Они распознают патогены и регулируют иммунный ответ. Многие иммунно-обусловленные заболевания вызваны аномальным функционированием Т-клеток. При аутоиммунных заболеваниях, таких как рассеянный склероз, они ошибочно атакуют определённые части тела, как будто те являются патогенами. В случае с аллергиями, Т-клетки слишком активно реагируют на безобидные окружающие субстанции вроде пыльцы. Нам известны несколько распространённых типов Т-клеток, но в недавних исследованиях было показано, что существуют редкие и специализированные типы Т-клеток, и что они могут быть связаны с иммунно-обусловленными заболеваниями.
В любых клетках, включая Т-клетки, присутствуют участки ДНК, именуемые «энхансерами» (enhancer — «усилитель, дополнитель» — прим. перев.). Эти ДНК не кодируют белки. Вместо этого они кодируют небольшие участки РНК и усиливают экспрессию других генов. Таким образом, вариации в ДНК-энхансере Т-клеток приводят к различиям в экспрессии генов, и это может повлиять на функционирование Т-клеток. Некоторые энхансеры являются двунаправленными, что означает, что обе нити ДНК используются в качестве матрицы для РНК-энхансеров. Исследователи из нескольких лабораторий при Центре RIKEN, а также их коллеги из других институтов, объединили усилия для разработки новой технологии ReapTEC и поиска связей между двунаправленными энхансерами Т-клеток и иммунными заболеваниями.
Проанализировав около миллиона человеческих Т-клеток, они обнаружили несколько групп редких типов Т-клеток, суммарно составляющих менее 5% от общего количества. Применив к этим клеткам технологию ReapTEC, они идентифицировали почти 63000 активных двунаправленных энхансеров. Чтобы выяснить, связаны ли какие-либо из этих энхансеров с иммунными заболеваниями, они обратились к полногеномному поиску ассоциаций (GWAS), который сообщил о многочисленных генетических вариантах, именуемых однонуклеотидными полиморфизмами, которые связаны с различными иммунными заболеваниями.
Когда исследователи комбинировали данные, полученные с помощью GWAS с результатами ReapTEC-анализа, они обнаружили, что генетические варианты, связанные с иммунно-обусловленными заболеваниями, часто были локализованы в пределах двунаправленных энхансеров ДНК идентифицированных ими редких Т-клеток. Напротив, генетические варианты, связанные с неврологическими заболеваниями, не демонстрировали подобной модели, что означает, что двунаправленные энхансеры в этих редких Т-клетках специфически связаны с иммунно-обусловленными заболеваниями.
Ещё глубже погрузившись в эти данные, исследователям удалось показать, что отдельные энхансеры в определённых редких Т-клетках связаны со специфическими иммунными заболеваниями. В итоге, из 63000 двунаправленных энхансеров они смогли выделить 606 тех, которые включали однонуклеотидные полиморфизмы, связвнные с 18 иммунно-обусловленными заболеваниями. И наконец, учёные смогли идентифицировать некоторые гены, являющиеся мишенями для этих связанных с болезнью энхансерами. Например, когда они активировали энхансер, содержащий генетический вариант связанный с воспалением кишечника, в результате РНК-энхансер запускал повышенную экспрессию гена IL7R.
«В краткие сроки мы разработали новый метод геномики, который может использоваться исследователями по всему миру», — говорит Муракава. — Пользуясь этим методом мы открыли новые типы Т-хелперов, а также генов, связанных с иммунными расстройствами. Мы надеемся, что эти знания помогут лучше понять генетические механизмы, лежащие в основе иммунно-обусловленных заболеваний человека».
Исследователи считают, что в долгосрочной перспективе дальнейшие эксперименты помогут идентифицировать новые молекулы, которые можно использовать для лечения иммунно-обусловленных заболеваний.
Перевод —Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы Предоставлены RIKEN.
Вам также может быть интересно: