חקר תאי T, תאי החיסון האחראים ביותר לתגובה לזיהומים וסרטן, קיבלו זה עתה דחיפה משמעותית בדמות טכניקה חדשה מבית החולים לחקר הילדים של סנט ג'וד. בעוד שניתוח תאי T יכול לחשוף הרבה על אופן פעולת המערכת החיסונית, זה יכול להיות יקר מאוד ולא מעשי מבחינה לוגיסטית. הסיבה לכך היא הצורך לנתח מיליוני תאי T תוך זיהוי מדויק של הזיווגים של שני החצאים של החלבון הקריטי ביותר שלהם, קולטן תאי T. יוזמת סנט ג'וד התגברה על מגבלות אלו על ידי יצירת שיטה המספקת את התמונה השלמה ביותר של כל רפרטואר תאי ה-T של אדם עד כה, ב-10% מהעלות של הגישות הקיימות. הטכניקה והממצאים הראשוניים שלה פורסמו היום ב שיטות טבע.
הטכניקה החדשה, Throughput-Intensive Rapid TCR Library Sequencing (TIRTL-seq), ביצעה הרבה יותר טוב משיטות קיימות. במחקר, החוקרים הראו שהם יכולים לעבד במדויק עד 30 מיליון תאי T בו-זמנית, מה שמרחיב מאוד את המגבלה המקסימלית של 20 אלף תאים עבור הטכניקות הנוכחיות הנפוצות ביותר. בנוסף, בעוד שהגישה הקונבנציונלית עולה כ-2,000 דולר לעיבוד 20 אלף תאים ומחייבת מדענים להפעיל את השיטה מספר פעמים, TIRTL עולה 200 דולר עבור 10 מיליון תאים, שמדענים יכולים לנתח בהפעלה אחת.
"עשינו גישה לדמוקרטיזציה להבנת הזיכרון החיסוני", אמר ויקטור טורס, דוקטורט, יו"ר מחלקת אינטראקציות מארח-מיקרוב בסנט ג'וד, המפקח על TIRTL-seq כחלק ממשאב משותף מחלקתי. "TIRTL-seq יכול לבצע ניתוח מפורט ביותר של קולטנים רבים של תאי T במחיר שהופך את הניסויים הללו לאפשריים עבור יותר מדענים מאי פעם, אשר אנו מקווים שידחוף את מדע תאי ה-T קדימה."
סנט ג'וד מכוון לרצף קולטנים של תאי T עם TIRTL
תאי T משתמשים בקולטנים של תאי T כדי למצוא איומים ולבצע את תפקידם כתאי חיסון. לכן, הבנת ההבדלים בין כל הקולטנים של תאי T הקיימים באדם (הנקרא רפרטואר תאי ה-T שלהם) יכולה להסביר הבדלים בתגובות החיסון. בשנת 2023, St. Jude השיק את TIRTL כדי למצוא דרך להוזיל עלויות ולשפר את נפח תאי T שניתן לעבד כדי בסופו של דבר לפענח את רפרטואר תאי ה-T וליישם את התובנות הללו על מחלות ילדות קטסטרופליות.
השיטה המתקבלת, TIRTL-seq, משתמשת בשילוב של אוטומציה פיזית, עיבוד חישובי יעיל ושיטות מעבדה משופרות כדי להגביל את העלויות. פיצול דגימות מלאות לתת-דגימות רבות מאפשר שיטות סטטיסטיות המביאות לתוצאות רצף והתאמה טובים יותר, המאפשרות לעבד יותר תאים. בשילובם, השיטות הללו יצרו טכניקה חדשה ועוצמתית שהעלתה ביצועים טובים יותר מכל הטכנולוגיות המתחרות.
כהדגמה לאופן שבו TIRTL-seq יכול לאפשר חקירות שלא היו אפשריות קודם לכן, החוקרים השתמשו בו כדי לתעד תגובות חיסוניות לזיהום לאורך זמן, יכולת שמאתגרת את הגישות הנוכחיות. הקבוצה השתמשה בדגימות דם ממחקר St. Jude Tracking of Immune Responses Associated with COVID-19 (SJTRC), ניסוי קליני מתקופת המגיפה שהושק בשנת 2020. TIRTL-seq זיהה בהצלחה שינויים בקולטנים של תאי T הקיימים באדם לפני ואחרי זיהום ב-SARS-CoV-2, והניתוח שלו היה כל כך תומך בנגיף של אפשטיין, עד כדי כך שהוא לא מצא זיהום בעבר. פתיחת האפשרות להתפתח לאבחון בעתיד.
סנט ג'וד הפך את השיטה לזמינה באופן חופשי באינטרנט, כולל הוראות שלב אחר שלב כיצד להגדיר אותה.
"TIRTL-seq היא הטכנולוגיה הראשונה שמספקת תמונה מלאה של קולטני תאי T של אנשים בקנה מידה", אמר טורס. "אנחנו רק מתחילים להשתמש בו כדי להבין טוב יותר כיצד פועלת מערכת החיסון, וכיצד אנו יכולים לאמץ את הממצאים הללו לטיפולים חדשים וטובים יותר למחלות קטסטרופליות כמו סרטן וזיהומים".
מחברים ומימון
המחברים הראשונים של המחקר הם מיכאיל פוגורלי, לשעבר מסנט ג'וד, כיום מהמרכז לסרטן פרד האצ'ינסון; ואליסון קירק, סנט ג'וד. המחבר המקביל הוא פול תומאס, לשעבר מסנט ג'וד, כיום ממרכז הסרטן של פרד האצ'ינסון. המחברים האחרים של המחקר הם סמיר אדיקארי, אנסטסיה מינרווינה, בלאג'י סונדאראמן, קאסי וג'סאנה, דייוויד בריס, זכרי סקוט וחברי צוות המחקר של SJTRC, סנט ג'וד.
המחקר נתמך על ידי מענקים מהמכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות (AI136514, AI144616 ו-AI165077), מרכז סנט ג'וד לחקר שפעת ותגובה (SJCEIRR) (חוזה 75N93021C00016), המרכז לחקר שפעת שפעת (RVR) גבוה (חוזה 75N93019C00052), יוזמת Bluesky ה-St. Jude עוקב אחר הרפרטואר החיסוני של לימפוציטים גידולים (TIRTL) וה-American Lebanese Syrian Associated Charities (ALSAC), ארגון גיוס התרומות והמודעות של St. Jude.
