Wissenschaftler kartieren genregulierende Immunzellen
Warum erholen wir uns beim zweiten Mal besser von einer Virusinfektion oder einer anderen Infektion? Weil der Körper über ein adaptives Immunsystem verfügt. Bei der ersten Infektion erkennt das adaptive Immunsystem das Bakterium oder den Virus, das oder der unseren Körper angreift, und eliminiert die Bedrohung. Gleichzeitig sammelt es Informationen. Infizieren wir uns erneut mit diesem Erreger, erinnert sich das System daran und kann besser reagieren. Eine wichtige Rolle nehmen dabei die sogenannten T-Helferzellen (TH-Zellen) ein. Diese Zellen helfen bei der Aktivierung anderer Zellen mit versteckten Antikörpern, um die krankheitserregenden Mikroorganismen in unserem Körper zu beseitigen. Außerdem aktivieren sie zytotoxische Zellen, die die infizierten Zielzellen zerstören. Bei einer Immunreaktion in unserem Körper wandeln sich TH-Zellen in verschiedene Untertypen mit unterschiedlichen Schlüsselfunktionen um. Trotz ihrer jeweiligen Bedeutung wurden jedoch nicht alle TH-Untertypen systematisch untersucht. Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, soll dazu beigetragen, diese Wissenslücke zu schließen. Dazu wird der Schwerpunkt auf den Untertyp TH2 gelegt, dessen wichtige, regulierende Rolle mit der Immunreaktion des Körpers auf Infektionen und Tumoren in Verbindung steht. Die Studie stellt mit Unterstützung der Projekte ENLIGHT-TEN (European Network linking informatics and genomics of helper T cells), ThDEFINE (Re(defining) CD4+ T Cell Identities One Cell at a Time), INNODIA (Translational approaches to disease modifying therapy of type 1 diabetes: an innovative approach towards understanding and arresting type 1 diabetes.) und MRG-GRammar (Massive Reverse Genomics to Decipher Gene Regulatory Grammar) eine neue retrovirale Genomeditierungsbibliothek namens CRISPR vor, mit der erforscht werden soll, wie T-Zellen in Mäusen reguliert werden. Erste genomweite Analyse von TH-Zellen Mithilfe der Bibliothek konnten die Forscher herausfinden, wie TH2-Zellen aktiviert werden und wie sie sich abgrenzen, um eine bestimmte Infektion zu eliminieren. Zu diesem Zweck wurden alle 20 000 Gene in den TH2-Zellen der Mäuse abgeschaltet und untersucht, wie sich dies auf die Aktivierung und Differenzierung auswirkt. „Hierbei handelt es sich um die erste unvoreingenommene genomweite Analyse der Aktivierung und Differenzierung von T-Helferzellen, mit der wir nachvollziehen können, welche Signale an der Regulierung des Immunsystems beteiligt sind“, so der Hauptautor der Studie, Dr. Johan Henriksson vom Karolinischen Institut in Schweden, in einer auf der Website „Science Daily“ veröffentlichten Pressemitteilung. Das Institut ist Partner des Projekts MRG-GRammar. „Unsere Studie zeigt, dass die Aktivierung und Differenzierung dieser Immunzellen von vielen verschiedenen Gentypen beeinflusst wird. Daran sieht man, wie eng diese Prozesse miteinander verzahnt sind.“ Die Studie hat gezeigt, dass Gene aller funktionellen Kategorien Einfluss auf die Zellaktivierung und -differenzierung haben. Sie ergab außerdem, dass der Transkriptionsfaktor anscheinend eine besonders große Bedeutung bei der Regulierung der TH2-Gene einnimmt. Mithilfe des von den Forschern entwickelten Atlasses der wichtigsten Gene, die an der Regulierung der Immunreaktion der TH-Zellen beteiligt sind, können Wissenschaftler ihr Verständnis des Immunsystems vertiefen. „Durch die frei zugängliche Ressource […] könnten in Zukunft neue immunstimulierende Therapien gegen Tumoren und Infektionen oder zum Eindämmen der Immunreaktion bei der Linderung von Allergien gefunden werden“, sagte Dr. Sarah Teichmann, Mitautorin der Studie, in derselben Pressemitteilung. Der Schwerpunkt von ENLIGHT-TEN liegt auf dem Gewähren von interdisziplinärem Training für die T-Zellen-Immunologie und Big-Data-Analyse. ThDEFINE vereint Einzelzell-RNA-Sequenzierung, Bioinformatik und Gentechnologie, um den Zustand der CD4+-T-Zellen zu analysieren. Die Forschung im Rahmen von INNODIA zielt darauf ab, das Verständnis von Typ-1-Diabetes entscheidend voranzubringen. Mit dem Projekt MRG-GRammar , das 2018 beendet wurde, sollten die Technologie und das Wissen zu Behandlungen, die auf individuellen natürlichen genomischen Variationen basieren, gefördert werden. Weitere Informationen: ENLIGHT-TEN-Projektwebsite MRG-GRammar-Projektwebsite
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