Исследователи под руководством Ясухиро Муракавы из Центра интегративных медицинских наук RIKEN (IMS) и Киотского университета в Японии, а также IFOM ETS в Италии обнаружили несколько редких типов Т-хелперных клеток, которые связаны с иммунными нарушениями, такими как рассеянный склероз, ревматоидный артрит и даже астма.

Опубликованные в Science открытия стали возможными благодаря недавно разработанной технологии ReapTEC, которая идентифицировала генетические усилители в редких подтипах Т-клеток, связанных с определенными иммунными расстройствами . Новый атлас Т-клеток находится в открытом доступе и должен помочь в разработке новых лекарственных средств для лечения иммуноопосредованных заболеваний.

Т-хелперы — это вид белых кровяных клеток, которые составляют большую часть иммунной системы. Они распознают патогены и регулируют иммунный ответ. Многие иммуноопосредованные заболевания вызваны аномальной функцией Т-клеток. При аутоиммунных заболеваниях, таких как рассеянный склероз, они ошибочно атакуют части тела, как если бы они были патогенами.

В случае аллергии Т-клетки чрезмерно реагируют на безвредные вещества в окружающей среде, такие как пыльца. Мы знаем о нескольких распространенных Т-клетках, но недавние исследования показали, что существуют редкие и специализированные типы Т-клеток, и они могут быть связаны с иммуноопосредованными заболеваниями.

Внутри всех клеток, включая Т-клетки, есть области ДНК, называемые «энхансерами». Эта ДНК не кодирует белки. Вместо этого она кодирует небольшие фрагменты РНК и усиливает экспрессию других генов. Таким образом, вариации в ДНК энхансера Т-клеток приводят к различиям в экспрессии генов, и это может повлиять на то, как функционируют Т-клетки. Некоторые энхансеры являются двунаправленными, что означает, что обе цепи ДНК используются в качестве шаблонов для энхансерной РНК.

Исследователи из нескольких различных лабораторий RIKEN IMS, а также коллеги из других институтов объединили усилия для разработки новой технологии ReapTEC и поиска связей между двунаправленными усилителями Т-клеток и иммунными заболеваниями.

Проанализировав около миллиона человеческих Т-клеток, они обнаружили несколько групп редких типов Т-клеток, составляющих менее 5% от общего числа. Применение ReapTEC к этим клеткам выявило почти 63 000 активных двунаправленных усилителей. Чтобы определить, связаны ли какие-либо из этих усилителей с иммунными заболеваниями, они обратились к исследованиям ассоциаций по всему геному (GWAS), в которых сообщалось о многочисленных генетических вариантах, называемых однонуклеотидными полиморфизмами, которые связаны с различными иммунными заболеваниями.

Когда исследователи объединили данные GWAS с результатами своего анализа ReapTEC, они обнаружили, что генетические варианты для иммуноопосредованных заболеваний часто располагались в двунаправленной ДНК усилителя редких Т-клеток, которые они идентифицировали. Напротив, генетические варианты для неврологических заболеваний не показали аналогичной картины, что означает, что двунаправленные усилители в этих редких Т-клетках связаны именно с иммуноопосредованными заболеваниями.

Еще глубже изучив данные, исследователи смогли показать, что отдельные усилители в некоторых редких Т-клетках связаны с определенными иммунными заболеваниями. В целом, среди 63 000 двунаправленных усилителей, они смогли идентифицировать 606, которые включали однонуклеотидные полиморфизмы, связанные с 18 иммуноопосредованными заболеваниями.

Наконец, исследователи смогли идентифицировать некоторые гены, которые являются целями этих усилителей, связанных с заболеваниями. Например, когда они активировали усилитель, содержащий генетический вариант, связанный с воспалительным заболеванием кишечника, полученная РНК усилителя запускала регуляцию гена IL7R.

«В краткосрочной перспективе мы разработали новый метод геномики, который могут использовать исследователи по всему миру», — говорит Муракава. «Используя этот метод, мы открыли новые типы Т-хелперных клеток, а также гены, связанные с иммунными нарушениями. Мы надеемся, что эти знания приведут к лучшему пониманию генетических механизмов, лежащих в основе иммуноопосредованных заболеваний человека».

Исследователи полагают, что в долгосрочной перспективе последующие эксперименты позволят выявить новые молекулы, которые можно будет использовать для лечения иммуноопосредованных заболеваний.