Назад
"Мы проанализировали геномный профиль более миллиона клеток 1000 человек, чтобы выявить характерные признаки, связывающие генетические маркеры со многими заболеваниями", - говорит профессор Джозеф Пауэлл, ведущий автор исследования из Института медицинских исследований Гарвана.
"Мы смогли сделать это с помощью секвенирования единичных клеток - новой технологии, которая позволяет обнаружить тонкие изменения в отдельных клетках", - говорит он. Это открытие может помочь людям найти индивидуальную терапию, которая подходит именно им, и направить разработку новых лекарственных препаратов и это крупнейшее на сегодняшний день исследование, связавшее гены, вызывающие заболевания, с конкретными типами иммунных клеток.
"Некоторые аутоиммунные заболевания, как известно, трудно поддаются лечению", - говорит Пауэлл. "Из-за сложности нашей иммунной системы и ее огромных различий у разных людей мы не можем понять, почему лечение хорошо работает у одних людей, но не работает у других", - говорит он.
Исследование связывает конкретные гены и типы иммунных клеток с заболеваниями человека, включая рассеянный склероз, ревматоидный артрит, воспалительные заболевания кишечника, диабет первого типа и болезнь Крона. Это означает, что уникальный генетический профиль человека может быть использован для предоставления лечения, специально разработанного для точного управления его иммунной системой.
"Большинство редких генетических заболеваний похожи на крупные автомобильные аварии в организме - их обычно легко идентифицировать и определить место их возникновения в геноме. Но иммунные заболевания часто больше похожи на пробки на дорогах, где генетические изменения, которые задерживают движение, труднее точно определить. Это исследование помогло нам определить проблемные места", - рассказывает Пауэлл. "Самым важным результатом этой работы будет выявление терапевтических мишеней и определение подтипов иммунных заболеваний, что впоследствии позволит усовершенствовать клинические испытания для оценки эффективности лекарств", - говорит он.
"Некоторые препараты могут быть очень эффективны только у 15% пациентов, поэтому их не рекомендуется использовать в качестве первой линии лечения", - говорит Пауэлл. "Теперь у нас есть способ связать реакцию на лечение с иммунной генетикой человека и потенциально выявить эти 15% пациентов еще до того, как врач назначит лечение".
Исследователи говорят, что их данные могут также снизить риски, связанные с разработкой новых методов лечения. Фармацевтические компании могут иметь сотни целей и должны принимать решения о том, какие из них будут доведены до первой фазы клинических испытаний, зная, что 90% потенциальных кандидатов в лекарства терпят неудачу в ходе клинической разработки", - объясняет Пауэлл. "Понимание того, какие типы клеток имеют значение для конкретного заболевания, имеет ключевое значение для разработки новых лекарств".
Исследование позволяет получить уникальную информацию, изучая гены отдельных иммунных клеток в беспрецедентном масштабе. В ходе исследования была проанализирована геномика более миллиона отдельных иммунных клеток, полученных от около 1000 здоровых людей, в общей сложности было изучено 14 различных типов иммунных клеток. Такой индивидуальный подход дает гораздо более четкую картину, чем предыдущие исследования, в которых анализировались совокупность клеток в образце крови.
"Проблемы с анализом большого количества РНК заключаются в том, что мы наблюдаем только усредненный сигнал. Но существуют огромные различия в функциях клеток и их типах, которые позволяют организму защищаться от атак", - объясняет Пауэлл. "Усредненный анализ не отражает того, что происходит во всем многообразии иммунных клеток".
Полученные результаты привели к клиническим испытаниям. "Мы работаем над исследованием болезни Крона, которое определит, как иммунный генотип пациента влияет на его реакцию на различные методы лечения, и стремимся начать новые испытания в ряде аутоиммунных заболеваний", - говорит Пауэлл.
"Это значительная веха которая проясняет, как генетика влияет на риск иммунных заболеваний на клеточном уровне".
Seyhan Yazar et al. Картирование eQTL единичных клеток выявляет специфический для типа клеток генетический контроль аутоиммунного заболевания (аннотация).
Заболевания, связанные с иммунной системой, передаются по наследству, но неизвестно, как генетические вариации влияют на различные заболевания. Чтобы определить, каким образом задействованные локусы влияют на экспрессию генов в иммунных клетках людей из разных популяций, две группы провели секвенирование РНК иммунных единичных клеток, причем в каждом исследовании изучались сотни людей и более 1 миллиона иммунных клеток.
В этих исследованиях изучались как проксимальные (цис), так и дистальные (транс) генетические варианты, влияющие на экспрессию генов в 14 различных типах иммунных клеток. Perez et al. изучали здоровых людей европейского и азиатского происхождения, а также людей с диагнозом системной красной волчанки. Yazar et al. провели популяционное исследование, изучая, как сегрегация аллелей способствует изменению иммунной функции. Интеграция этих данных с когортами аутоиммунных заболеваний выявила причинно-следственные эффекты для более чем 160 локусов.
Оба исследования показывают, что паттерны экспрессии генов зависят от типа клеток и контекста и могут объяснить наблюдаемые различия в функции иммунных клеток у разных людей. Оба исследования также выявляют причинно-следственные связи между геномным анализом и экспрессионными локусами количественных признаков, определяя потенциальные механизмы, лежащие в основе аутоиммунных заболеваний.
