Новый метод анализа клеток может помочь в борьбе с туберкулезом
Новый метод, анализирующий реакцию отдельных иммунных клеток на бактерии, вызывающие туберкулез, может открыть путь к новым стратегиям вакцинации и дать информацию для борьбы с другими инфекционными заболеваниями.
Технологии были разработаны в лаборатории доктора Дэвида Рассела и описаны в исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Medicine 22 июля.
Метод сочетает два аналитических инструмента:
- «Репортерные» бактерии Mycobacterium tuberculosis (Mtb), которые светятся разными цветами в зависимости от уровня стресса в окружающей среде (красный — «счастливые», зеленый — «несчастные»).
- Одноклеточное РНК-секвенирование (scRNA-seq), которое дает транскриптомные профили отдельных клеток макрофагов хозяина.
Впервые эти подходы были объединены для анализа инфицированных иммунных клеток из in vivo инфекции у мышей. Ученые:
- Заразили мышей флуоресцентными бактериями Mtb.
- Выделили и отсортировали отдельные инфицированные макрофаги из легкого.
- Определили, какие макрофаги способствуют росту Mtb (с «красными» бактериями) или сдерживают его (с «зелеными» бактериями).
- Провели scRNA-seq анализа двух отсортированных популяций макрофагов.
Ключевой результат: Обнаружена почти идеальная корреляция «один к одному» между состоянием бактерии и транскриптомным профилем клетки хозяина. Макрофаги с «зелеными» бактериями экспрессировали гены, подавляющие рост бактерий, а с «красными» — гены, способствующие росту.
Этот результат уточнил предыдущие представления. Хотя в целом резидентные альвеолярные макрофаги (AM) более восприимчивы к инфекции, а рекрутированные макрофаги (IM) — контролируют ее, внутри каждого типа была вариация: некоторые AM сдерживали Mtb, а некоторые IM позволяли бактериям размножаться.
Дополнительное исследование показало, что разный ответ AM и IM клеток на Mtb контролируется эпигенетически — через включение или выключение определенных генов. Эпигенетическое программирование клеток сильно влияет на то, приведет ли их ответ к контролю или прогрессированию болезни.
Перспективы: Лаборатория Рассела планирует начать скрининг библиотек известных эпигенетических ингибиторов, чтобы найти соединения, способные сместить реакцию макрофагов в сторону подавления Mtb. Такие соединения потенциально можно использовать в комбинации с вакцинами.
Значение метода: Этот подход создает основу для мощных исследований влияния патогенов на отдельные клетки и позволяет целостно изучать систему. Метод гибок и применим для изучения любых внутриклеточных патогенов (включая вирусы) на любых моделях животных.