ככל שאנשים מזדקנים או חולים, המערכת החיסונית שלהם יכולה להיות מותשת ופחות מסוגלת להדוף וירוסים כמו שפעת או COVID-19. במחקר עכבר חדש שמומן בחלקו על ידי המכון הלאומי לבריאות ופורסם ב התקדמות המדעחוקרים ממעבדת תאי הגזע של USC של Rong Lu מתארים כיצד פעילות גנים ספציפית עשויה לשפר את ייצור תאי החיסון.
תאי גזע המטופואטיים, או HSCs, מייצרים דם ותאי חיסון, אך לא כל ה-HSCs פרודוקטיביים באותה מידה. רצינו להבין את המנגנון של הסיבה לכך שתאי גזע מסוימים מייצרים יותר תאי חיסון, בעוד שתאי גזע אחרים מייצרים פחות."
רונג לו, דוקטורט, מחבר המחקר המקביל, פרופסור חבר לביולוגיה של תאי גזע ורפואה רגנרטיבית, הנדסה ביו-רפואית, רפואה וגרונטולוגיה ב-USC, וחוקר באגודת לוקמיה ולימפומה
מתוך מחשבה על מטרה זו, המחבר הראשון דו ג'יאנג, PhD, ועמיתיו במעבדת Lu בבית הספר לרפואה Keck של USC, היו חלוצים בטכניקות חדשות להבנת הקשר הכמותי בין ייצור תאי חיסון וביטוי גנים בעכברי מעבדה. המדענים סימנו תאי גזע בודדים ב"ברקודים" גנטיים כדי לעקוב אחר ייצור תאי החיסון שלהם. לאחר מכן הם קשרו את מעקב הברקוד עם מדידות של פעילות ביטוי גנים. הם גם פיתחו גישות ביואינפורמטיקה חדשניות כדי לאפיין את הקשר הכמותי שלהם.
על ידי מינוף ההתקדמות הטכנית הללו, המדענים זיהו כמעט 40 גנים – כולל גנים הקשורים למחלות כמו תסמונת מיאלודיספלסטית, סוג של סרטן הנגרם על ידי תאים יוצרי דם לא תקינים – הקשורים לייצור תאי חיסון. הם גילו קשרים בין הפעילות של הגנים הללו לבין הכמות והמגוון של תאי החיסון המיוצרים. לדוגמה, גנים מסוימים קשורים לייצור תאים לימפואידים, אחרים עם תאים מיאלואידים, ואחרים עם איזון בריא של סוגי תאי חיסון שונים.
כמה מהגנים הראו את מה שהמדענים תיארו כ"קשר מתמיד" לייצור לימפוציטים בלבד. במילים אחרות, בכל רמה של תפוקת לימפוציטים, ביטוי גנים היה קשור תמיד לייצור לימפוציטים.
לכמה גנים אחרים היה "קשר דיסקרטי" לייצור לימפוציטים בלבד. המשמעות היא שפעילות הגנים הייתה קשורה לייצור לימפוציטים בטווח מסוים של רמות פלט לימפוציטים.
לרוב, לגנים יש קשר "חד-מודאלי או רב-מודאלי" לייצור תאי חיסון. במקרים אלה, שכללו תאים לימפואידים ומיאלואידים כאחד, פעילות הגנים הייתה קשורה רק לייצור תאי חיסון ברמות ספציפיות אחת או מרובות של ייצור תאי חיסון.
"במחקר זה, אנו מראים שרוב הגנים הקשורים לייצור תאי חיסון קשורים רק ברמות ספציפיות של ייצור תאי חיסון", אמר ג'יאנג, שרכש את הדוקטורט שלו במעבדת לו. "הממצאים שלנו יכולים לספק אסטרטגיות לייעול השתלת מח עצם – למשל, על ידי בחירת תאי מח עצם תורם עם פעילות גנים הקשורה לרמות גבוהות ומאוזנות של ייצור תאי חיסון."
מחברים נוספים כוללים את עדנאן י. צ'ודהורי, אנה נוגלסקה, חורחה קונטררס, יאחן לי, מרי ורג'ל-רודריגז ומליסה ולנצואלה ממעבדת לו.
הפרויקט נתמך על ידי מימון פדרלי מהמכונים הלאומיים לבריאות (מענקים R00HL113104, R01HL138225, R01HL135292, R01HL135292-S1, R35HL150826, ו-R01AG080982) והמכון הלאומי לסרטן P300CA (המכון הלאומי לסרטן). תמיכה נוספת הגיעה מאגודת לוקמיה ולימפומה (מענק LLS-1370-20), מכון קליפורניה לרפואה רגנרטיבית וקרן הרסט.
