תמונה:
שיטה חדשה שפותחה בשם ReapTEC אפשרה גילוי של אלפי משפרים דו-כיווניים פעילים. ניתוח נוסף של נתוני GWAS חשף שמחלות שונות בתיווך מערכת החיסון, כמו טרשת נפוצה ודלקת מפרקים שגרונית, קשורות לשונות גנטיות בתוך משפרים אלה.
ראה עוד
קרדיט: RIKEN
חוקרים בראשות יאסוהירו מוראקאווה במרכז RIKEN למדעי הרפואה האינטגרטיבית (IMS) ובאוניברסיטת קיוטו ביפן ו-IFOM ETS באיטליה גילו מספר סוגים נדירים של תאי T עוזרים הקשורים להפרעות חיסוניות כגון טרשת נפוצה, דלקת מפרקים שגרונית ו אפילו אסטמה. פורסם ב-4 ביולי ב מַדָע, התגליות התאפשרו על ידי טכנולוגיה חדשה שפותחה שהם מכנים ReapTEC, אשר זיהתה משפרים גנטיים בתתי סוגים נדירים של תאי T הקשורים להפרעות חיסוניות ספציפיות. אטלס תאי ה-T החדש זמין לציבור ואמור לסייע בפיתוח של טיפולים תרופתיים חדשים למחלות המתווכות במערכת החיסון.
תאי T עוזרים הם סוג של תאי דם לבנים המהווים חלק גדול ממערכת החיסון. הם מזהים פתוגנים ומווסתים את התגובה החיסונית. מחלות רבות בתיווך מערכת החיסון נגרמות מתפקוד לא תקין של תאי T. במחלות אוטואימוניות כמו טרשת נפוצה, הם תוקפים בטעות חלקים בגוף כאילו היו פתוגנים. במקרה של אלרגיות, תאי T מגיבים יתר על המידה לחומרים לא מזיקים בסביבה כמו אבקה. ידוע לנו על מספר תאי T נפוצים, אך מחקרים עדכניים הראו שקיימים סוגים נדירים ומיוחדים של תאי T, והם עשויים להיות קשורים למחלות בתיווך חיסוני.
בתוך כל התאים, כולל תאי T, ישנם אזורים של DNA הנקראים "משפרים". ה-DNA הזה אינו מקודד לחלבונים. במקום זאת, הוא מקודד לחתיכות קטנות של RNA, ומשפר את הביטוי של גנים אחרים. שינויים ב-DNA של משפר תאי T מובילים אפוא להבדלים בביטוי הגנים, וזה יכול להשפיע על אופן פעולתם של תאי T. חלק מהמשפרים הם דו-כיווני, כלומר שני גדילי ה-DNA משמשים כתבניות ל-RNA משפר. החוקרים ממספר מעבדות שונות ב-RIKEN IMS, כמו גם עמיתים במכונים אחרים, חברו לפתח את טכנולוגיית ReapTEC החדשה ולחפש קשרים בין משפרי תאי T דו-כיווניים ומחלות חיסון.
לאחר ניתוח של כמיליון תאי T אנושיים, הם מצאו מספר קבוצות של סוגי תאי T נדירים, המהווים פחות מ-5% מהכלל. יישום ReapTEC על תאים אלה זיהה כמעט 63,000 משפרים דו-כיווניים פעילים. כדי להבין אם אחד מהמשפרים הללו קשור למחלות חיסוניות, הם פנו למחקרי אסוציאציות גנום-רחביות (GWAS), שדיווחו על וריאנטים גנטיים רבים, הנקראים פולימורפיזם חד-נוקלאוטידי, הקשורים למחלות חיסון שונות.
כאשר החוקרים שילבו את נתוני ה-GWAS עם תוצאות ניתוח ה-ReapTEC שלהם, הם גילו כי וריאנטים גנטיים למחלות מתווכות חיסוניות נמצאו לעתים קרובות בתוך ה-DNA המשפר הדו-כיווני של תאי ה-T הנדירים שהם זיהו. לעומת זאת, וריאנטים גנטיים למחלות נוירולוגיות לא הראו דפוס דומה, כלומר המשפרים הדו-כיווניים בתאי T נדירים אלו קשורים ספציפית למחלות בתיווך חיסון.
בהעמקה עוד יותר בנתונים, החוקרים הצליחו להראות כי משפרים בודדים בתאי T נדירים מסוימים קשורים למחלות חיסוניות ספציפיות. בסך הכל, מבין 63,000 המשפרים הדו-כיווניים, הם הצליחו לזהות 606 שכללו פולימורפיזמים חד-נוקלאוטידים הקשורים ל-18 מחלות בתיווך חיסוני. לבסוף, החוקרים הצליחו לזהות חלק מהגנים שהם היעדים של משפרי מחלה אלה. לדוגמה, כאשר הם הפעילו משפר שהכיל וריאנט גנטי הקשור למחלות מעי דלקתיות, ה-RNA המשפר שהתקבל גרם להגברת ויסות של IL7R גֵן.
"בטווח הקצר, פיתחנו שיטת גנומיקה חדשה שיכולה לשמש חוקרים ברחבי העולם", אומר מוראקאווה. "באמצעות שיטה זו גילינו סוגים חדשים של תאי T עוזרים וכן גנים הקשורים להפרעות חיסוניות. אנו מקווים שידע זה יוביל להבנה טובה יותר של המנגנונים הגנטיים העומדים בבסיס מחלות המתווכות במערכת החיסון האנושית".
בטווח הארוך, החוקרים מאמינים כי ניסויי המשך יצליחו לזהות מולקולות חדשות שניתן להשתמש בהן לטיפול במחלות מתווכות חיסון.
כתב עת
מַדָע
DOI
10.1126/science.add8394
כותרת המאמר
אטלס של משפרים מתומללים על פני מגוון תאי T עוזרים לפענוח מחלות אנושיות
תאריך פרסום המאמר
5 ביולי 2024
מקור: RIKEN
מקור: RIKEN
