Разрабатывается инновационный и гибкий метод изучения возможностей иммунных клеток

Прочитано: 50 раз(а)


Иммунная система нашего организма представляет собой сложную сеть органов, клеток и белков, которые работают синхронно, защищая наш организм от инфекций, вызванных патогенами, и борясь с болезнетворными изменениями в нашем организме, такими как появление раковых клеток. Клеточная цитотоксичность является одним из таких защитных механизмов, осуществляемых иммунной системой, которая борется с чужеродными клетками.

Глубокий анализ различных участников, участвующих в клеточно-опосредованной цитотоксичности, может дать представление о нормальных процессах при хорошем здоровье и защитных механизмах при хорошем здоровье. аутоиммунное заболевание. Однако современные методы анализа не могут точно описать тонкости клеточно-опосредованной цитотоксичности, поскольку в этих методах используется непрямой подход.

Доцент Чеоу Ли Фэн из Института инноваций в здравоохранении НУС; Technology вместе с членами своей команды доктором Луа Йен Хуном и доктором Ву Тунцзином разработали простой и инновационный способ прямой идентификации и сортировки иммунных клеток, участвующих в клеточно-опосредованной цитотоксичности.

«Новая методология, предложенная моей командой, отличается высокой избирательностью в выявлении клеток-киллеров, способных эффективно уничтожать клетку-мишень. Это контрастирует с другими методами определения характеристик клеточно-опосредованной цитотоксичности, которые являются трудоемкими, отнимают много времени и менее избирательны», — сказал он. — сказал Чеоу, который также работает на факультете биомедицинской инженерии Колледжа дизайна и инженерии НУС.

Этот новый метод был опубликован в журнале Nature Biomedical Engineering 31 августа 2023 г.

Окраска клеток-киллеров в зеленый цвет

Во время клеточно-опосредованной цитотоксичности некоторые иммунные клетки могут разрушать чужеродные клетки посредством лизиса клеток, высвобождая белки, которые запускают каскад клеточных процессов, разрушающих чужеродные клетки. Эти иммунные клетки, которые проявляют поведение, убивающее клетки, называются клетками-киллерами. Как только эти чужеродные клетки будут убиты или лизированы, они распространят свое внутриклеточное содержимое в окружающую среду.

Опираясь на эту концепцию, команда НУС предложила способ «раскрасить» поверхность клеток-киллеров, ответственных за уничтожение этих чужеродных клеток. Исследователи назвали этот новый метод PAINTKiller (что означает «идентификация клеток-киллеров при бесконтактном аффинном внутриклеточном переносе»).

Исследователи NUS использовали внутриклеточный краситель, известный как сукцинимидиловый эфир карбоксифлуоресцеина (CFSE), для окрашивания чужеродных клеток. Этот нетоксичный краситель может проникать и удерживаться внутри клеток. Затем команда модифицировала поверхность иммунных клеток так, чтобы этот рецептор захватывал краситель CFSE, когда он высвобождается чужеродными клетками во время лизиса клеток, что позволило им идентифицировать ответственные за это клетки-киллеры.

Сортировка клеток-киллеров для применения в иммунотерапии

После успешной разработки метода PAINTKiller Чеоу и его команда провели эксперимент, чтобы изучить возможность использования PAINTKiller для сортировки подтипов клеток-киллеров, участвующих в клеточно-опосредованной цитотоксичности. Команда продемонстрировала, что клетки-киллеры, помеченные красителем CFSE, демонстрируют лучшую эффективность в уничтожении чужеродных клеток по сравнению с клетками-киллерами, которые не были помечены.

Используя краситель CFSE в качестве идентификатора, исследователи NUS смогли отсортировать и выделить подтипы клеток-киллеров и вырастить их отдельно. Они также обнаружили, что иммунные клетки, помеченные CFSE с использованием метода PAINTKiller, обладали большей способностью к уничтожению и оставались активными даже через 12 дней.

Эти многообещающие результаты позволяют предположить, что PAINTKiller может стать потенциальной стратегией для создания более качественной клеточной иммунотерапии.

Расширение использования PAINTKiller для анализа клеточно-опосредованной цитотоксичности

Чтобы продемонстрировать гибкость PAINTKiller, исследователи NUS объединили его с методом, известным как анализ секреции цитокинов (CSA), который измеряет количество белков, называемых цитокинами, которые высвобождаются иммунными клетками во время иммунного ответа. В ходе этого эксперимента команда одновременно пометила поверхность клеток-киллеров рецепторами, которые могут захватывать CFSE и цитокины, которые являются важными белками, передающими клеточные сигналы.

Результаты этого эксперимента показали, что PAINTKiller является мощным инструментом, обеспечивающим комплексное и гибкое обнаружение клеточно-опосредованной цитотоксичности, секреции белка и поверхностных рецепторов отдельных клеток-киллеров с высокой пропускной способностью.

Учитывая сложность различных механизмов, которые вступают в игру во время клеточно-опосредованной цитотоксичности, мультимодальной одноклеточной системы с высокой пропускной способностью, которая может измерять цитотоксическую способность, обрисуйте характеристики иммунные клетки и белки, а также анализ экспрессии генов будут полезны для точного изучения клеточно-опосредованной цитотоксичности.

С этой целью команда NUS раздвинула границы метода PAINTKiller и разработала анализ PAINTKiller-seq для отдельных клеток, который представляет собой рабочий процесс секвенирования отдельных клеток, объединяющий данные транскриптомного анализа, фенотипического анализа и исследований цитотоксичности.

Этот рабочий процесс дополняет стандартный метод PAINTKiller для исследования на молекулярном уровне характеристик клеток-киллеров, меченных CFSE, чтобы понять, они генетически отличаются от клеток-киллеров, не меченных CFSE. С помощью анализа PAINTKiller-seq исследователи NUS провели углубленный анализ молекулярных факторов, которые коррелируют с активностью клеток-киллеров во время клеточно-опосредованной цитотоксичности.

«Универсальность PAINTkiller открывает значительные перспективы для улучшения клеточной иммунотерапии и совершенствования рабочих процессов производства клеток. Этот инновационный подход станет полезным инструментом для всестороннего повышения качества и функциональности конечного терапевтического продукта, что станет заметным достижением в этой области», — сказал доктор Ву.

Команда NUS работает над расширением универсальности метода PAINTkiller, тестируя его на различных комбинациях киллеров и чужеродных клеток, чтобы раскрыть биологию, лежащую в основе сложных иммунных реакций, и разработать его как неотъемлемый инструмент для исследований и клинического применения.

Разрабатывается инновационный и гибкий метод изучения возможностей иммунных клеток



Новости партнеров