Исследователи под руководством Ясухиро Муракавы из Центра интегративных медицинских наук (IMS) RIKEN обнаружили несколько редких типов Т-клеток, которые связаны с такими иммунными заболеваниями, как рассеянный склероз, ревматоидный артрит и даже астма. Открытия, опубликованные в журнале Science, стали возможны благодаря недавно разработанной технологии ReapTEC, которая выявила генетические усилители в редких подтипах Т-клеток, связанных с конкретными иммунными заболеваниями. Новый список Т-клеток находится в открытом доступе и должен помочь в разработке новых лекарственных препаратов для лечения иммуноопосредованных заболеваний.
Т-клетки-помощники – это вид белых кровяных клеток, составляющих большую часть иммунной системы. Они распознают патогены и регулируют иммунный ответ. Многие иммуноопосредованные заболевания вызваны нарушениями в работе Т-клеток. При аутоиммунных заболеваниях, таких как рассеянный склероз, они ошибочно атакуют части тела, принимая их за патогены. В случае аллергии Т-клетки слишком остро реагируют на безвредные вещества в окружающей среде, например пыльцу. Мы знаем о нескольких распространенных Т-клетках, но недавние исследования показали, что существуют редкие и специализированные типы Т-клеток, и они могут быть связаны с иммуноопосредованными заболеваниями.
Внутри всех клеток, включая Т-клетки, есть участки ДНК, называемые «энхансерами». Эта ДНК кодирует не белки, а небольшие фрагменты РНК и усиливает экспрессию других генов. Поэтому вариации в ДНК энхансеров Т-клеток приводят к различиям в экспрессии генов, что может повлиять на функционирование Т-клеток. Некоторые энхансеры являются двунаправленными, что означает, что обе нити ДНК используются в качестве шаблонов для энхансерной РНК. Ученые объединились для разработки новой технологии ReapTEC и поиска связи между двунаправленными энхансерами Т-клеток и иммунными заболеваниями.
Проанализировав около миллиона человеческих Т-клеток, они обнаружили несколько групп редких типов Т-клеток, составляющих менее 5 % от общего числа. Применение ReapTEC к этим клеткам позволило выявить почти 63 000 активных двунаправленных энхансеров. Чтобы выяснить, связаны ли какие-либо из этих энхансеров с иммунными заболеваниями, ученые обратились к геномным исследованиям, в ходе которых было обнаружено множество генетических вариантов, называемых однонуклеотидными полиморфизмами, которые связаны с иммунными заболеваниями.
Генетические варианты, связанные с иммуноопосредованными заболеваниями, часто располагаются в двунаправленной усиливающей ДНК редких Т-клеток. В отличие от этого, генетические варианты, связанные с неврологическими заболеваниями, не проявляли подобной закономерности, что означает, что двунаправленные энхансеры в редких Т-клетках связаны именно с иммуноопосредованными заболеваниями.
Еще глубже изучив данные, исследователи смогли показать, что отдельные энхансеры в некоторых редких Т-клетках связаны с конкретными иммунными заболеваниями. В целом, среди 63 000 двунаправленных энхансеров удалось выявить 606, которые включали однонуклеотидные полиморфизмы, связанные с 18 заболеваниями. Наконец, ученые смогли определить некоторые гены, которые являются мишенями энхансеров. Например, когда они активировали энхансер, содержащий генетический вариант, связанный с воспалительным заболеванием кишечника, полученная РНК вызвала повышение регуляции гена IL7R.
«Мы разработали новый метод геномики, который может быть полезен ученым по всему миру. Надеемся, что эти знания приведут к лучшему пониманию генетических механизмов, лежащих в основе иммуноопосредованных заболеваний человека», – говорит Муракава. В долгосрочной перспективе эксперименты позволят выявить новые молекулы, которые можно будет использовать для лечения иммуноопосредованных заболеваний.
[Фото: ru.123rf.com]