Опубликовано : Окт 26, 2019

Первые впечатления имеют большое значение в иммунной системе

Первые впечатления имеют большое значение в иммунной системе
                Репертуар иммунных клеток, взятых из образцов крови после воздействия бактерии (внутри круга, типы клеток; снаружи, подтипы) и уровни их активации. Основываясь на алгоритме, информация может быть получена из обычного анализа крови без необходимости в дорогостоящем генетическом секвенировании отдельных клеток.

Первые впечатления важны — они могут подготовить почву для всего курса отношений. То же самое верно для впечатлений, которые формируют клетки нашей иммунной системы, когда они впервые встречают новую бактерию. Используя это понимание, ученые Института Вейцмана разработали алгоритм, который может предсказать возникновение таких заболеваний, как туберкулез. Результаты этого исследования были недавно опубликованы в Nature Communications.
                                                                                       

р. Рой Авраам, чья группа в отделе биологического регулирования Института проводила исследование, объясняет: «Когда встречаются иммунная клетка и бактерия, это может привести к нескольким последствиям. Иммунная система может убивать бактерии; бактерии могут преодолевать иммунную защиту; или, в В случае таких заболеваний, как туберкулез, бактерия может находиться в состоянии покоя в течение многих лет, иногда вызывая заболевание на более поздней стадии, а иногда оставаясь в спящем режиме навсегда. Через 48 часов после заражения. «

Ученые впервые проверили реальные встречи между иммунными клетками и бактериями — на этот раз между образцами крови (которые содержат иммунные клетки) и бактерией сальмонеллы. Во главе с доктором Ноа Боссел Бен Моше и Шелли Хен-Авиви из группы Авраама, исследовательская группа использовала метод, который был разработан в последние годы в Институте Вейцмана среди других мест, чтобы упорядочить активность гена в тысячах отдельных клеток. Другими словами, они могли видеть, как выглядела каждая клетка, реагируя на бактерии сальмонеллы, и они могли наметить профили активации каждой из них. Это действительно выявило закономерности, которых не было в стандартных лабораторных тестах, и это, казалось, подтвердило их гипотезу — действительно, были различия, которые позволили им проследить ответы от первоначальных встреч до более поздних результатов.

Такое секвенирование по одной клетке все еще ограничено специализированными лабораториями. Группа спросила, есть ли способ связать их результаты с анализами крови в реальном времени у реальных пациентов. Для этого они обратились к своим одноклеточным базам данных по инфекции сальмонеллы и иммунным реакциям и разработали алгоритм, основанный на методе, известном как деконволюция, который затем позволил бы им извлекать аналогичную информацию из стандартных наборов данных. Этот алгоритм использует информацию, доступную из стандартных анализов крови, и экстраполирует на свойства отдельных клеток крови в экспериментах. «Алгоритм, который мы разработали, — говорит Боссел Бен Моше, — может не только определить ансамбль иммунных клеток, которые принимают участие в ответе, он может выявить уровни их активности и, следовательно, потенциальную силу иммунного ответа».

Первый тест алгоритма проводился в образцах крови, взятых у здоровых людей в Нидерландах. Эти образцы были заражены в лабораторном блюде бактериями сальмонеллы, и зарегистрирован иммунный ответ. Сравнение с существующими методами геномного анализа показало, что стандартные методы не выявили различий между группами, в то время как алгоритм, разработанный группой, выявил существенные, которые были связаны с более поздними изменениями в способности уничтожать бактерии.

Затем группа спросила, можно ли использовать тот же алгоритм для диагностики возникновения туберкулеза, вызванного бактерией, которая часто выбирает третий путь — покой — и поэтому может скрываться в организме годами. До трети населения земного шара несут туберкулезную бактерию, хотя на самом деле лишь небольшая часть из них заболевает. Тем не менее, ежегодно от этой болезни умирает около двух миллионов человек, в основном в слаборазвитых районах Китая, России и Африки. Исследователи обратились к другой базе данных — британской, которая отслеживала пациентов и носителей в течение двух лет, — чтобы группа могла применить алгоритм к результатам анализа крови в обеих группах, а также в подгруппе, прошедшей от носителя до начала заболевания. в течение этого периода.

Исследователи обнаружили, что уровни активности иммунных клеток, называемых моноцитами, можно использовать для прогнозирования начала или течения заболевания. «Алгоритм основан на» первых впечатлениях «от иммунных клеток и сальмонелл, которые вызывают совсем другой тип заболевания, чем микобактерия туберкулеза», — говорит Хен-Авиви. «Тем не менее, мы смогли заранее предсказать, у какого из носителей разовьется активная форма заболевания».

После появления симптомов туберкулеза пациенты должны принимать три разных антибиотика в течение девяти месяцев, и устойчивость к антибиотикам у этих бактерий резко возросла. «Если те, кто подвержен риску активного заболевания, могут быть идентифицированы, когда бактериальная нагрузка меньше, их шансы на выздоровление будут выше», — говорит Авраам. «А государственные медицинские системы в странах, где туберкулез является эндемическим заболеванием, могли бы иметь лучший способ снизить уровень страданий и заболеваемости при одновременном снижении стоимости лечения».

Исследователи намереваются продолжить эту линию исследований — расширить свою собственную базу данных по туберкулезу и другим патогенным микроорганизмам, чтобы усовершенствовать алгоритм и разработать инструменты, которые в будущем могут быть использованы для прогнозирования того, кто будет развить полномасштабную болезнь. Благодаря усовершенствованному алгоритму дальнейшие направления исследований могут привести к методам прогнозирования течения ряда инфекционных заболеваний.

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *