Analiza celulelor imune din plămâni dezvăluie originea bolilor autoimune
O analiză extinsă a celulelor imune din țesutul uman oferă indicii despre cauzele bolilor pulmonare și autoimune.
Un nou studiu publicat în Nature Immunology, realizat de cercetătorii de la LJI, a analizat peste 1,1 milioane de celule imune găsite în plămânii a 128 de voluntari umani. Aceste celule imune sunt considerate „celule rezidente în țesut” și au rolul de a proteja organismul împotriva infecțiilor respiratorii, bolilor și chiar cancerului pulmonar. În ultimii ani, cercetătorii au demonstrat că aceste celule imune rezidente în țesut prezintă diferențe semnificative față de celulele imune care circulă în sânge.
Celulele imune sunt menite să protejeze organismul de pericole, dar pentru unii oameni, celulele imune rezidente în plămâni pot deveni disfuncționale și pot provoca inflamații. Pacienții cu boli autoimune, cum ar fi lupusul, artrita reumatoidă sau sclerodermia, au adesea inflamații cronice ale plămânilor.
Ce determină celulele imune bune să devină rele?
Cercetătorii de la LJI au descoperit că aceste celule imune pot exprima anumite gene asociate cu factori de risc genetic legați de bolile pulmonare și autoimune. Aceste gene pot determina celulele imune rezidente în țesut să devină disfuncționale, incapabile să prevină sau chiar provocând boala.
„Acesta este un studiu fundamental pentru orice cercetător care se întreabă dacă genetica are un rol în bolile autoimune”, afirmă Pandurangan Vijayanand, M.D., Ph.D.
Cum a funcționat noul studiu
Cercetătorii au lucrat cu mostre sănătoase de țesut pulmonar donate de 128 de pacienți recent diagnosticați cu cancer pulmonar și care urmau să fie supuși unei intervenții chirurgicale. Mostrele de țesut pulmonar și un set extins de date clinice au fost obținute de la participanții înscriși în studiul Target Lung, condus de profesorul Christians Ottensmeier, M.D., Ph.D. de la Universitatea din Liverpool.
Acest studiu face parte din proiectul Database of Immune Cell Epigenomics (DICE), unde cercetătorii corelează variațiile genetice cu funcția celulelor imune. Misiunea generală a DICE este de a înțelege de ce anumiți oameni sunt mai susceptibili la boli autoimune, boli infecțioase și alte afecțiuni.
În cadrul acestui nou studiu, cercetătorii de la LJI au folosit o tehnică numită single-cell RNA-seq pentru a studia expresia genelor în celulele imune rezidente în țesut ale fiecărui pacient. Această analiză permite oamenilor de știință să învețe cum funcționează diferitele celule imune, să identifice factorii genetici care le afectează rolul protector și să înțeleagă mai bine ce ar putea să meargă prost în cazurile de inflamație cronică și boală.
„Am analizat mii de celule imune din țesutul pulmonar pentru fiecare voluntar din studiu. Niciun studiu nu a produs și analizat un set de date la o astfel de scară și rezoluție până acum”, afirmă Benjamin Schmiedel, Ph.D.
Dimensiunea uriașă a acestui studiu a permis, de asemenea, cercetătorilor să descopere aproximativ 1.000 de gene influențate de factori genetici specifici. Aceste diferențe genetice au fost observate în celulele imune rezidente în țesut și nu au fost detectate în celulele imune studiate în sânge.
Cercetătorii descoperă diferențe în funcție de sex
De asemenea, cercetătorii au identificat diferențe interesante între voluntarii de sex feminin și masculin: 1.700 de gene au prezentat o diferență în funcția de sex în nivelurile lor de expresie și pot juca roluri importante în dezvoltarea bolilor infecțioase și autoimune.
Într-adevăr, mai multe dintre aceste gene sunt asociate cu căi celulare care contribuie la inflamație. Aceste gene au arătat adesea un bias de sex, adică au fost exprimate mai mult în indivizi de un anumit sex. Această descoperire este deosebit de interesantă, deoarece majoritatea bolilor autoimune sunt mai frecvente la pacienții de sex feminin.
Acest studiu sugerează că celulele imune rezidente în țesut se comportă foarte diferit în țesutul pulmonar în comparație cu celulele circulante din sânge, iar aceste celule își schimbă funcția în funcție de sexul individului.
Cercetătorii subliniază că este necesară o analiză suplimentară pentru a obține o înțelegere mai profundă a modului în care celulele imune rezidente în țesut influențează dezvoltarea bolilor în plămâni. Din fericire, proiectul DICE oferă cercetătorilor de la LJI o oportunitate unică de a studia funcția celulelor imune la voluntari de diferite vârste, sexe și fonduri genetice. „DICE este o resursă bogată”, declară Vijayanand.
