Новый метод генетического анализа иммунных клеток человека, находящихся в покое, открыли учёные

В будущем исследователи смогут устранять отдельные гены и целые сигнальные пути и анализировать их функции.

CD4 + Т-клетки являются важными частями иммунной системы и играют ключевую роль в защите организма от патогенов. Поскольку в состоянии покоя они обладают множеством защитных механизмов против ВИЧ, они инфицируются очень редко, но эти несколько инфицированных клеток образуют скрытый резервуар для ВИЧ в организме, который в настоящее время не может быть достигнут с помощью противовирусных препаратов, пишет medicalxpress.com. Следовательно, вирус может снова распространяться оттуда после активации CD4 + Т-клеток. Понимание того, как ВИЧ взаимодействует с покоящимися CD4 + Т-клетками, необходимо для поиска новых терапевтических подходов.

Ученые во главе с профессором Оливером Т. Кепплером из Института Макса фон Петтенкофера в LMU разработали метод, который впервые позволяет генетически манипулировать этими специфическими иммунными клетками в физиологических условиях эффективным и несложным образом.Как сообщают авторы в журналеNature Methods , это позволяет получить ранее недоступное понимание биологии этих клеток.

Отдыхающие CD4 + Т- клеткипочти не поддавался генетическим манипуляциям, поскольку доступные методы, как объясняет Кепплер, обычно предполагают делящиеся клетки. «А покоящиеся клетки не делятся по определению». В качестве первого шага в разработке нового метода команда ученых оптимизировала условия выращивания. В результате исследователи смогли сохранить эти клетки живыми в лаборатории после извлечения их из крови здоровых доноров не только в течение 3-4 дней, как раньше, но и в течение шести недель. Решающий прогресс был достигнут с развитием нуклеофекции, особого метода, который позволяет доставлять реагенты в ядро ​​клетки. Используя эту технику, исследователи внедрили генетические ножницы CRISPR-Cas в покоящиеся CD4 + Т-клетки, что позволило им вносить целевые модификации в геном клеток-хозяев, например,устраняягены с помощью так называемых нокаутов. «Эта комбинация сработала очень эффективно, и мы смогли достичь и генетически манипулировать примерно 98 процентами клеток. Более того, мы сделали это, не активируя CD4 + Т-клетки», - говорит Кепплер. Что было особенно захватывающим, так это то, что мы смогли устранить до шести генов одновременно с высокой эффективностью с помощью одной нуклеофекции. Никому раньше не удавалось сделать это в первичных клетках - и мы сделали это с клетками, изолированными от неповрежденного органа.

Генный нокаут

Таким образом, в будущем исследователи смогут устранять отдельные гены и целые сигнальные пути и анализировать их функции. Выключив соответствующие гены, им уже удалось выяснить, играют ли четыре ранее спорных клеточных фактора роль в заражении ВИЧ или нет.

Вдобавок к этому они использовали второй подход, в соответствии с которым встраиваются дополнительные или слегка модифицированные гены, такие как ген зеленого флуоресцентного белка .(GFP). С помощью этого белка исследователи могут анализировать, как изменяется активность целевого гена при определенных условиях, или маркировать определенные белки. «Все это вместе дает нам возможность впервые исследовать взаимодействие ВИЧ с покоящимися CD4 + Т-клетками человека в физиологических условиях», - объясняет Адриан Рул, со-ведущий автор исследования. «Но мы также можем лучше изучить эти клетки с точки зрения их общей роли иммунных клеток помимо ВИЧ». В долгосрочной перспективе исследователи надеются, что лучшее понимание биологии этих клеток приведет к новым подходам к полному удалению ВИЧ из тел пациентов, поскольку во всем мире этим вирусом все еще инфицировано около 37 миллионов человек.