Межтканевой ландшафт моноцитов и макрофагов человека в условиях здоровья и заболевания

Ученые создали первую поисковую базу данных комплексных иммунных данных, заложив основу для новой эры исследований в области иммунологии рака. 

   Онлайн-платформа унифицирует "язык", используемый для описания спектра типов фагоцитирующих клеток, и выявляет неизвестные ранее связи между клеточными биомаркерами и заболеваниями. 

   Мононуклеарные фагоциты, или MNPs, - это разнообразная группа иммунных клеток, включающая дендритные клетки, моноциты и макрофаги. Основная роль MNP заключается в "пережевывании" чужеродного материала в организме и передаче фрагментов другим иммунным клеткам для запуска иммунного ответа против инфекции. Эти клетки играют ключевую роль в развитии многих заболеваний, таких как рак. Поэтому более четкое понимание того, что представляют собой эти клетки и как они функционируют, может открыть больше возможностей для разработки новых лекарственных препаратов.

   Однако проблема для иммунологов заключается в том, что до сих пор не было стандартизированного способа определения множества различных подтипов MNP. Эта неясность препятствует прогрессу в понимании того, какие именно клетки MNP участвуют в развитии рака, воспаления и других заболеваний. Например, мы знаем, что на рост опухолей влияет сильный иммунный компонент, но до сих пор неясно, какие субпопуляции макрофагов в этом участвуют.

   Чтобы преодолеть эту проблему, группа ученых собралась с целью создания первой всеобъемлющей базы данных по генетике MNP с использованием стандартизированной системы наименований. Каждая профилированная субпопуляция MNP будет также содержать "метки", связывающие ее с определенными функциями в здоровом и больном состоянии. В результате будет создана энциклопедия для иммунологов с возможностью поиска, в которую можно будет вносить дополнительные данные для расширения нашего понимания этой обширной сети клеток.

   Исследователи использовали массивную коллекцию из 41 базы данных, содержащую информацию о 178 651 отдельных MNP, выделенных из 13 различных типов здоровых и больных тканей. Они были объединены для создания компендиума РНК единичных клеток, который они назвали MNP-VERSE. Используя этот общедоступный инструмент, исследователи добавили дополнительную опцию, изучив моноциты и макрофаги и их роль в раке и воспалении. Они обнаружили, что уникальная группа макрофагов, называемая клетками IL41, накапливается на внешней поверхности опухолей. Вместо того чтобы активировать иммунную систему для борьбы с опухолями, эти клетки создают иммуносупрессивную среду, позволяя опухолевым клеткам расти и процветать без вмешательства иммунной системы.

   Исследователи рассматривают MNP-VERSE и проведенный ими углубленный биоинформационный анализ как важнейший первый шаг к разработке терапии нового поколения против сложных заболеваний.

Kevin Mulder et al. Межтканевой ландшафт моноцитов и макрофагов человека в условиях здоровья и заболевания (аннотация).

   Мононуклеарные фагоциты (MNPs) включают дендритные клетки, моноциты и макрофаги (MoMac), которые проявляют антимикробные, гомеостатические и иммунорегуляторные функции. Мы интегрировали 178 651 MNP из 13 тканей из 41 базы данных для создания компендиума РНК единичных MNP (MNP-VERSE), общедоступного инструмента для картирования MNP и определения консервативных генных сигнатур популяций MNP. Далее мы создали компендиум, ориентированный на MoMac, который выявил множество специализированных субпопуляций клеток, широко распространенных в различных тканях. Специфические патологические формы были обнаружены при раке и воспалении.

   Все неопластические ткани содержали консервативные популяции опухолеассоциированных макрофагов. В частности, мы сосредоточились на IL4I1+CD274(PD-L1)+IDO1+ макрофагах, которые накапливались на периферии опухоли в Т-клеточно-зависимой манере через интерферон-γ (IFN-γ) и CD40/CD40L-индуцированное созревание из IFN-праймированных моноцитов. IL4I1_Macs проявляли иммуносупрессивные свойства через деградацию триптофана и способствовали проникновению регуляторных Т-клеток в опухоли. 

   Этот интегрированный анализ обеспечивает надежную онлайновую платформу для единообразного аннотирования и изучения специфических функций макрофагов при здоровом и патологическом состояниях.