Wissenschaftler zeigen, dass Immunzellen ihr Verhalten unerwartet ändern, um Psoriasis-Läsionen auszulösen

Millionen von Menschen leiden an Psoriasis, einer chronischen Autoimmunerkrankung, die schuppige Flecken auf der Haut verursacht und häufig der Psoriasis-Arthritis vorausgeht. Obwohl es keine Heilung gibt, reichen die Behandlungen von topischen Cremes bis zu injizierten Medikamenten, die Entzündungen blockieren. Um die Behandlungsmöglichkeiten zu verbessern, müssen Wissenschaftler die Dysregulation des Immunsystems, die zu diesen Läsionen führt, besser verstehen.

Mithilfe einer fortgeschrittenen rechnergestützten Genomanalyse von Immunzellen aus Mausmodellen stellten eine Forscherin an der Pritzker School of Molecular Engineering (PME) der Universität von Chicago und ihre Mitarbeiter fest, dass bestimmte Arten von Immunzellen ihr Verhalten ändern, wenn sie einem Auslöser ausgesetzt werden unerwartete Wege, um die Proteinsignale zu erzeugen, die Läsionen verursachen.

Die Forschung unter der Leitung von Asst. Prof. Samantha Riesenfeld enthüllt neue Wege, die Immunantworten zugrunde liegen und letztendlich zu einer besseren Behandlung der Krankheit führen könnten.

Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.

Verstehen, wie sich Immunzellen verhalten

Die Forscher, zu denen Mitarbeiter der Yale University und des Broad Institute of MIT und Harvard gehören, haben sich zum Ziel gesetzt, angeborene lymphoide Zellen (ILCs), Immunzellen, die sich in Barrieregeweben wie Haut und Darmschleimhaut befinden, besser zu verstehen. Obwohl nicht so zahlreich wie T-Zellen, die eine zentrale Rolle bei der adaptiven Immunantwort des Körpers spielen, erfassen, integrieren, reagieren und verbreiten ILCs schnell Signale und modulieren so die nachgeschalteten Immunantworten.

Frühere Studien beobachteten einen bestimmten Typ von ILCs bei Hautläsionen und schlugen ihre Bedeutung für das Fahren von Psoriasis vor, aber die Ursprünge dieser ILCs und ihre Rolle blieben unklar. Um herauszufinden, welche Rolle sie spielten, verwendete die Gruppe eine Kombination aus fortgeschrittenen experimentellen und rechnerischen Ansätzen.

Experimentell stimulierten die Forscher Hautentzündungen in Mausmodellen mit Interleukin-23 (IL-23) – einem Zytokin, das an der Entstehung von Psoriasis-Läsionen beteiligt ist. Selbst bei Mäusen, denen alle T-Zellen fehlen, könnten ILCs immer noch Psoriasis auslösen. Die Wissenschaftler isolierten im Verlauf der Krankheitsinduktion Tausende von ILCs aus der Haut von Mäusen und profilierten die Genexpression dieser Zellen einzeln mithilfe der Einzelzell-RNA-Sequenzierung.

Riesenfeld und ihre Mitarbeiter verwendeten dann Techniken des maschinellen Lernens für diese hochdimensionalen Genexpressionsdaten, um das Verhalten von ILCs vor und als Reaktion auf die IL-23-Behandlung quantitativ zu modellieren.

Sie fanden heraus, dass ILCs an einem Spektrum von Aktivitäten beteiligt waren, ohne durch zuvor identifizierte Rollen eingeschränkt zu sein. Ihre Modelle legen nahe, dass ILCs in diesem Spektrum eine Plastizität aufweisen, die es ihnen ermöglicht, auf IL-23-Signale zu reagieren, indem sie programmierte Aktionen ändern, die normalerweise als stabiler Teil ihrer Identität angesehen werden, um die pathogenen Zytokine zu produzieren, die Hautläsionen induzieren. Die Wissenschaftler validierten diese Vorhersagen experimentell unter Verwendung genetisch veränderter Mäuse, die die Verfolgung von ILC-Schicksalen ermöglichten.

„Diese Ergebnisse sagen uns etwas Neues darüber, wie Psoriasis entsteht und wie ein entzündlicher Auslöser das Verhalten von Immunzellen verändern kann“, sagte Riesenfeld. „Wir denken jetzt, dass die Identität von ILCs-Zellen flexibler und weniger vorbestimmt ist als früher. Das heißt, Zellen, die dazu prädisponiert sind, eine Rolle zu spielen, können unter Zwang etwas ganz anderes tun.“

Ein neuer Ansatz zum Verständnis des Immunsystems

Der kombinierte experimentelle und rechnerische Ansatz kann verwendet werden, um nicht nur ein Gen oder Protein, sondern ganze Transkriptionsprogramme einzelner Immunzellen zu charakterisieren, die bei entsprechender Analyse wertvolle Einblicke in Immunantwortmuster bieten können.

„Das Verständnis, wie sich heterogene Zellen integrieren und durch Immunsignale transformiert werden, ist von zentraler Bedeutung für die Beantwortung grundlegender gesundheitsbezogener Fragen, z. B. warum eine Person auf einen Reiz mit einer Entzündungsreaktion reagiert, während eine andere Person dies toleriert“, sagte Riesenfeld.

Diese Forschung befasst sich mit einem grundlegenden Verständnis der Funktionsweise dieser Zellen und legt nahe, dass eine bessere Behandlung der Psoriasis letztendlich die Blockierung der Pathogenisierung dieser frühen Responderzellen beinhalten könnte.

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Diese Studie wurde im Februar 2021 vor der endgültigen Veröffentlichung am 1. April 2021 online zur Verfügung gestellt.

Andere Autoren des Papiers sind Piotr Bielecki, Jan-Christian Hu? Tter, Elena Torlai Triglia, Monika S. Kowalczyk, Roberto R. Ricardo-Gonzalez, Mi Lian, Maria C. Amezcua Vesely, Lina Kroehling, Hao Xu, Michal Slyper, Christoph Muus, Leif S. Ludwig, Elena Christian, Liming Tao, Amanda J. Kedaigle, Holly R. Steach, Herbst G. York, Mathias H. Skadow, Parastou Yaghoubi, Danielle Dionne, Abigail Jarret, Heather M. McGee, Caroline BM Porter, Paula Licona-Limo? N, Will Bailis, Ruaidhri? Jackson, Nicola Gagliani, Georg Gasteiger, Richard M. Locksley, Aviv Regev und Richard A. Flavell.

Zitat: „Hautresidente angeborene lymphoide Zellen konvergieren in einem pathogenen Effektorzustand“, Bielecki, P., Riesenfeld, SJ, Hütter, JC. Et al. Natur, 3. Februar 2021. https: //.doi.org /10.1038 /s41586-021-03188-w

Dies ist ein automatisch übersetzter Artikel. Er kann nur einer groben Orientierung dienen. Das Original gibt es hier: EurekAlert! – Breaking News

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