Первая карта связей иммунной системы открывает новые терапевтические возможности
Иммунные клетки.
Исследователи Sanger создали первую карту полной связи иммунной системы человека, показывающую, как иммунные клетки взаимодействуют друг с другом, и способы модулирования этих путей при заболеваниях.
Создана первая в своем роде комплексная карта сети соединений, составляющих иммунную систему человека, которая может привести к новым иммунотерапевтическим методам лечения рака, инфекционных заболеваний и других состояний, в которых играет роль иммунный ответ.
Создавая карту иммунной системы, ученые из Института Wellcome Sanger, ETH Zürich и их сотрудники показывают, как иммунные клетки в организме соединяются и взаимодействуют.
Это исследование, опубликованное в журнале Nature , включает в себя открытие многих ранее неизвестных взаимодействий, которые вместе проливают свет на организацию иммунной защиты организма. Это дает ответы на давние вопросы о современных иммунотерапиях, которые уже используются для лечения пациентов. В будущем эта общедоступная и подробная карта иммунной системы также может иметь жизненно важное значение для определения новых методов лечения.
Иммунная система состоит из специализированных клеток, некоторые из которых индивидуально путешествуют по телу в поисках признаков травмы или заболевания. Как только эти клетки обнаруживают угрозу, им необходимо передать сообщение другим клеткам, чтобы вызвать эффективный иммунный ответ. Один из способов передачи сигналов от клетки к клетке осуществляется через белки на поверхности клеток, которые связываются с соответствующими «рецепторными» белками на поверхности других клеток. Раньше у ученых и клиницистов была только неполная карта этих рецепторных связей между всеми различными типами иммунных клеток в организме.
Глубокое понимание взаимодействия между иммунными клетками и того, как эта связь вписывается в организм человека в целом, жизненно важно, если мы хотим разработать методы лечения, укрепляющие иммунную систему для борьбы с болезнью, известные как иммунотерапия.
Иммунотерапия уже продемонстрировала большой потенциал в лечении заболеваний, особенно некоторых видов рака. Однако они хорошо работают только у определенных групп пациентов и при определенных состояниях. Знание карты связей иммунных рецепторов может помочь объяснить, почему иммунотерапия иногда работает только у части пациентов, и предложить новые цели для разработки будущей иммунотерапии, которая может работать для пациентов, которые в настоящее время не получают пользы от этих передовых методов лечения.
Также необходимо понимать межклеточные сигналы, происходящие в иммунной системе, если мы надеемся предотвратить и вылечить аутоиммунные заболевания, которые возникают, когда организм ошибочно принимает внутренние сигналы и атакует сам себя.
В этой новой публикации Института Wellcome Sanger и его сотрудников подробно описывается, как исследователи выделили и исследовали почти полный набор поверхностных белков, которые физически связывают иммунные клетки вместе. Затем они использовали большой объем вычислительного и математического анализа, чтобы создать карту, показывающую типы клеток, мессенджеры и относительную скорость каждого диалога, происходящего между иммунными клетками.
Для создания этой подробной карты иммунной системы потребовались годы технологических достижений, чтобы решить проблему такого масштаба. Каждая иммунная клетка может иметь сотни различных поверхностных белков и рецепторов, и взаимодействия с участием этих белков часто настолько преходящи, что приходилось изобретать специальные методы, чтобы сделать возможной точную карту.
С помощью этой карты можно увидеть влияние различных заболеваний на иммунную систему в целом и исследовать новые методы лечения, которые связываются с различными белками на поверхности иммунных клеток. Белки клеточной поверхности чаще, чем какой-либо другой тип белков, служат основой для новых лекарств, благодаря их доступности для лекарств и мощному влиянию на сигналы, которые получает клетка.
«Тщательное выделение и анализ каждой иммунной клетки и их взаимодействия с другими дало нам первую карту диалогов между всеми иммунными клетками в организме человека. Это огромный шаг в понимании внутренней работы иммунной системы, и мы надеемся, что исследователи всего мира будут использовать его для разработки новых методов лечения, которые работают с защитными механизмами организма». Джаррод Шилтс, первый автор из Института Wellcome Sanger
«Это исследование позволило создать невероятный новый инструмент, который можно использовать, чтобы определить, какие белки и пути будут полезны при разработке лекарств. Это также может дать представление о том, повлияет ли лекарство на другие пути, которые могут вызвать побочные эффекты. Вся эта информация может помочь в разработке новых методов лечения и предоставить важные подтверждающие данные, которые помогут обеспечить проведение клинических испытаний наиболее эффективных методов лечения». Профессор Беренд Снайдер, автор из Института молекулярной системной биологии ETH Zürich
«Иммунотерапия работает с иммунной системой организма для борьбы с такими заболеваниями, как рак и аутоиммунитет. Они могут быть невероятно эффективными для определенных групп людей, но не для всех, оставляя некоторых людей без лечения. Наше исследование, ставшее кульминацией более чем двух десятилетий работы, может стать ключом к пониманию того, почему эти методы лечения более эффективны в некоторых группах и как их можно адаптировать, чтобы они принесли пользу как можно большему количеству людей». Профессор Гэвин Райт, старший автор, ранее работавший в Институте Wellcome Sanger, а теперь работающий в Йоркском университете.