20:54 2022-07-05
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Oamenii de știință descoperă noi aspecte ale infecției cu HIV prin monitorizarea zaharurilor de la suprafața celulelor imune individuale
_ Oamenii de știință descoperă aspecte noi a infecției cu HIV prin monitorizarea zaharurilor de la suprafața celulelor imune individuale
Cercetătorii HIV încearcă de mult timp să identifice celulele specifice pe care virusul preferă să le infecteze și să se ascundă. Ei știu că HIV favorizează un tip special de celule imunitare numite celule T CD4 de memorie. Dar aceste celule vin în multe arome și a fost dificil de stabilit exact ce face un tip de celule T CD4 de memorie mai atractive pentru HIV decât altul.
De ani de zile, cercetătorul asociat Gladstone, Nadia Roan, Ph. D. și echipa ei au abordat această întrebare analizând celulele T CD4 pe baza colecției de proteine pe care le poartă pe suprafața lor. Recent, au pus ochii pe un alt tip de moleculă de la suprafața celulei: zaharurile.
Roan a făcut echipă cu Mohamed Abdel-Mohsen, Ph.D., profesor asociat la Institutul Wistar și specialist în mecanismul celular care sintetizează zaharurile. Împreună, oamenii de știință au descoperit modele de zahăr surprinzător de diferite pe diferite celule ale sistemului imunitar și o interacțiune interesantă între HIV și zaharurile care acoperă celulele T CD4. Ei își raportează descoperirile în jurnalul eLife.
„Una dintre cele mai izbitoare descoperiri ale studiului nostru este că cantitatea dintr-un singur tip de zahăr de suprafață poate face distincția între celulele T CD4 de memorie cu caracteristici biologice foarte diferite și susceptibilitate la infecția cu HIV”, spune Roan, care este, de asemenea, profesor asociat de urologie la UC San Francisco și co-autor principal al studiului.
Lucrarea prezintă, de asemenea, o nouă tehnică pentru studierea celulelor individuale din populații mari. care ar putea duce la o imagine mai detaliată a diversității celulare.
„Există o diversitate extraordinară de zaharuri de la suprafața celulară”, spune Abdel-Mohsen, co-autor principal al studiului. „Dar ele au fost insuficient studiate, în parte pentru că sunt mai greu de urmărit decât proteinele. Prin sortarea populațiilor mari de celule în funcție de profilurile lor de zahăr și proteine, putem descoperi noi clase de celule care au eludat studiile anterioare și ar putea deține cheia. pentru a rezolva probleme biologice importante.”
Cercetătorii au studiat diferitele lanțuri de molecule simple de zahăr. Lanțurile diferă în ceea ce privește lungimea, modelele de ramificare și tipul de zaharuri pe care le conțin și se știe că afectează o serie de proprietăți ale celulelor.
„Ne-am întrebat în ce măsură zaharurile de la suprafața celulară ne pot ajuta să deosebim. diferite tipuri de celule dintr-o populație de celule imunitare”, spune Tongcui Ma, Ph.D., primul autor al studiului și om de știință la Gladstone.
Pentru a răspunde la această întrebare, echipa lui Roan a adaptat o tehnică numită CyTOF. , pe care l-au folosit anterior pentru a studia profilul proteic al celulelor imune individuale. CyTOF se bazează pe anticorpi pentru a identifica proteine specifice și poate înregistra prezența, absența și cantitatea a aproape 40 de proteine diferite simultan. În acest studiu, echipa a înlocuit cinci dintre anticorpii CyTOF cu cinci lectine diferite, molecule care pot recunoaște diferite tipuri de zaharuri.
„Nu avem atâtea lectine cât avem anticorpi”, spune Abdel. -Mohsen. „Dar cunoaștem mai multe lectine care pot distinge între o varietate de zaharuri cu diferite forme și compoziții moleculare și intenționăm să ne extindem activitatea prin utilizarea de noi lectine în viitor.”
Cu CyTOF modificat, pe care l-au numit CyTOF-Lec, oamenii de știință au analizat celulele imune din sângele și țesuturile donatorilor umani. Ei au descoperit că tiparul zaharurilor diferă în funcție de unde provin celulele - sânge față de amigdale față de tractul reproducător - și ce tip de celule imunitare erau - celule T CD4 față de alte celule T față de celulele B producătoare de anticorpi.
„Acum avem un set de instrumente bun pentru a analiza în detaliu combinația de proteine și zaharuri prezente pe celulele individuale”, spune Roan. „Și, deoarece toate celulele din organism poartă zaharuri la suprafața lor, credem că CyTOF-Lec va fi utilă pentru domeniul mai larg de cercetare biomedicală.”
Dulciul HIV
Încurajat de acest lucru descoperirea, oamenii de știință au aplicat apoi CyTOF-Lec celulelor T CD4 pe care le-au expus pentru prima dată la HIV în laborator. Nu toate celulele T CD4 sunt infectate cu HIV, iar echipa lui Roan și alții de-a lungul anilor au descoperit câteva modele de proteine care ajută la identificarea celor mai susceptibile celule.
Oamenii de știință știu, de asemenea, că, după ce intră într-o celulă, HIV se schimbă. proteinele pe care celula le pune pe suprafața sa — un fenomen numit remodelare virală. Echipa lui Roan a dezvoltat un instrument bioinformatic numit PP-SLIDE pentru a reconstrui profilul unei celule înainte ca aceasta să fie infectată și remodelată cu HIV.
Prin combinarea CyTOF-Lec cu PP-SLIDE, echipa a făcut două descoperiri importante. .
În primul rând, HIV pare să infecteze de preferință celulele T CD4 de memorie cu cele mai mari cantități de două tipuri de zaharuri pe suprafața lor: fucoză și acid sialic. Experimente ulterioare au confirmat că unul dintre aceste zaharuri, acidul sialic, este într-adevăr necesar pentru ca HIV să infecteze eficient celulele T CD4.
În al doilea rând, HIV a stimulat și mai mult producția acestor două zaharuri în celulele pe care le-a infectat, indicând că remodelarea nu se limitează la proteine, ci se extinde și la zaharuri.
„Este intrigant faptul că par să existe mai multe mecanisme pentru a asigura niveluri ridicate de acid sialic pe celulele infectate: tendința HIV față de celulele cu un mult acid sialic și capacitatea sa de a crește în continuare cantitățile de acid sialic de suprafață”, spune Roan. „Acest lucru poate ajuta celulele infectate cu HIV să supraviețuiască, deoarece acidul sialic este asociat cu evadarea de la supravegherea imună.”
Scăpând din supravegherea imună, aceste celule infectate furtiv pot permite HIV să prindă rapid și să se răspândească în mai multe locuri. in corp. Ele ar putea reprezenta, de asemenea, ținte terapeutice bune.
HIV se ascunde, de asemenea, de apărarea imună prin stabilirea în interiorul unor celule într-o formă mai mult silențioasă. Aceste celule infectate silențioase (sau „latent”) sunt greu de eradicat, deoarece până acum a fost imposibil să le distingem fără ambiguitate de celulele neinfectate. Echipa lui Roan intenționează acum să aplice CyTOF-Lec pe mostre de la persoane care trăiesc cu HIV, în care aceste celule persistă chiar și în prezența terapiei antiretrovirale.
„Făcând acest lucru, am putea descoperi biomarkeri pe bază de zahăr care ar putea fi folosit pentru a viza și elimina aceste celule infectate latent”, spune Roan.
Desigur, aceste ipoteze tentante vor trebui testate cu mai multe experimente. Dar descoperirile de până acum stabilesc CyTOF-Lec ca un nou instrument promițător pentru a descoperi o nouă biologie celulară, inclusiv rolul zaharurilor în infecția cu alți viruși decât HIV, cum ar fi SARS-CoV-2 și gripa.
Comentarii:
Adauga Comentariu