17:43 2022-05-25
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
Secretele formării timusului dezvăluite
_ Secretele formării timusului dezvăluit
Timusul este un organ crucial al sistemului imunitar. În timus, binecunoscutele celule T se maturizează: ca celule ucigașe, ele recunosc și distrug celulele infectate cu virus sau celulele maligne și, ca așa-numite celule T helper, ajută organismul în formarea anticorpilor. În ultimele decenii, grupul de cercetare al lui Thomas Boehm de la Institutul Max Planck de Imunobiologie și Epigenetică din Freiburg a identificat comutatoarele genetice necesare pentru maturarea celulelor T în timus.
O componentă esențială a acestui proces sunt atât numite celule epiteliale timice, care atrag precursorii celulelor T și îi determină să se maturizeze în celule T complet funcționale. În timpul acestei dezvoltări, celulele T sunt instruite să distingă celulele bolnave de cele sănătoase și materialul străin de celulele proprii ale corpului, permițându-le astfel să detecteze și să elimine structurile nedorite și să prevină bolile autoimune. Lucrările anterioare din laboratorul Boehm au arătat că cele două tipuri principale de epiteliu timic provin din celulele progenitoare bipotente. Cu toate acestea, nu a fost clar dacă există mai mult de un tip de progenitor și nu se știa câte subforme diferențiază progenitorii.
Analiza arborelui genealogic molecular identifică celulele progenitoare
În colaborare cu laboratorul lui Dominic Grün (anterior la MPI de Imunobiologie și Epigenetică din Freiburg, acum Max Planck Research Group de la Universitatea din Würzburg), specialist în analiza ARN-ului unicelular, cercetătorii au reușit acum să descrie diversitatea neașteptată a celule epiteliale timice la nivel transcripţional. Algoritmii dezvoltați în laboratorul lui Grün pentru descrierea precisă a diferențelor în activitatea genică a celulelor individuale au făcut posibilă identificarea potențialelor celule precursoare. Într-o a doua etapă, cercetătorii au verificat experimental predicțiile folosind un sistem de „codare de bare” dezvoltat în laboratorul lui Thomas Boehm folosind editarea genelor CRISPR. Metoda codurilor de bare permite atribuirea unei semnături moleculare celulelor precursoare, care este apoi transportată de toate celulele care ies din precursori. În acest fel, cercetătorii au obținut un arbore genealogic al celulelor epiteliale.
După o perioadă lungă de dezvoltare a metodei, care a fost marcată de multe eșecuri, Anja Nusser de la laboratorul Boehm și Sagar de la laboratorul Grün au reușit împreună dezvoltarea unei metode care conectează informațiile din arborele filogenetic cu caracteristicile moleculare ale celulelor individuale. Ca rezultat, pentru prima dată a devenit posibil să se studieze dezvoltarea epiteliului timic la diferite vârste în detalii moleculare rafinate. Acest tip de analiză prezintă un interes deosebit pentru imunologi, deoarece timusul este supus unor modificări semnificative în timpul vieții. Creșterea rapidă a organelor și producția masivă de celule T sunt caracteristice etapelor timpurii de dezvoltare. În schimb, există o pierdere treptată a celulelor epiteliale timice funcționale la bătrânețe și, prin urmare, scăderea producției de celule T. Aceste modificări legate de vârstă sunt asociate cu o funcție imunitară redusă.
Activitățile succesive ale celulelor progenitoare determină compoziția timusului
Cercetătorii au identificat două populații progenitoare bipotente ale epiteliului timic. în analiza lor. O populație progenitoare „timpurie” preia rolul principal în formarea timusului în timpul dezvoltării embrionare. În timp ce se află în organismul juvenil, o populație ulterioară „postnatală” progenitoare determină în mod semnificativ formarea continuă a timusului la vârsta adultă. Interesant este că ordinea temporală a populațiilor progenitoare modulează compoziția epiteliului timic.
La începuturile timpului, se formează în principal celule epiteliale timice corticale, care contribuie în principal la producerea celulelor T. La momentele ulterioare, producția primară este pe celulele epiteliale timice medulare. Acestea asigură că nicio celule T autoreactive nu sunt eliberate din timus în organism și, astfel, contribuie în mod semnificativ la protecția împotriva autoimunității. Noi abordări terapeutice pentru creșterea funcției timice
Combinația sofisticată de modele animale transgenice din laboratorul Boehm cu metode de ultimă generație de profilare unicelulare ale grupului Grün a permis cercetătorilor să examineze efectul de creştere a proliferării celulelor epiteliale timice. A fost de o importanță deosebită să se determine dacă stimularea timpurie a timusului cu un factor de creștere dedicat conduce la un consum nedorit mai rapid de celule stem și, prin urmare, la o contracție prematură a timusului. Cu toate acestea, datele obținute de cercetători sugerează că nu este cazul.
„Timusul stimulat al unui șoarece bătrân este încă mai mare decât cel al unui șoarece tânăr nestimulat. În plus, structura de țesut fin a timusul stimulat prezintă structura tipică a zonelor corticale și a zonelor medulare din interiorul organului”, spune directorul Max Planck, Thomas Boehm. Aceste rezultate pun bazele dezvoltării de noi abordări terapeutice pentru a corecta contracția timului legată de vârstă și pentru a trata bolile autoimune dependente de celulele T.
Cercetarea a fost publicată în Nature.
Comentarii:
Adauga Comentariu