Wie Entzündungszellen Funktion schafft die Voraussetzung für zukünftiges Heilmittel

Ein Forscherteam um Forscher der New York University und der New York University School of Medicine hat festgestellt, wie sich Zellen , die entzündliche Erkrankungen verursachen , wie zum Beispiel Morbus Crohn . multiple Sklerose und Arthritis , Unterscheiden von Stammzellen und letztlich auf die klinischen Ergebnisse dieser Krankheiten.

"Wir haben festgestellt, dass hunderte von neuen Gene an der Funktion und die Entwicklung dieser Zellen beteiligt ", sagte Co-Autor Richard Bonneau , außerordentlicher Professor an der New York University Zentrum für Genomik und Systembiologie und dem Courant Institute of Mathematical Sciences . "Diese Erweiterung unseres Verständnisses kann als Rahmen für die Entwicklung neuer Therapien zur Bekämpfung einer Reihe von Krankheiten , wo das Immunsystem greift selbst verwendet werden. "

Diese Zellen , die so genannte T- Zellen durch Immunologen, spielen eine Rolle bei der Bekämpfung von Infektionen , kann aber auch zu induzieren Entzündung und andere Prozesse, die Gewebe schädigen und zu mehreren gemeinsamen entzündlichen Erkrankungen beitragen . T- Zellen sind ebenfalls wichtige Zelltypen in neuen immunzellbasiertenTherapien zur Krebsbekämpfung . Es gibt viele Arten von T-Zellen , und wie sie zu unterscheiden von Stammzellen im menschlichen Körper in der Mitte des Verständnisses verschiedener Krankheiten liegt .

"Wir haben seit einigen Jahren bestrebt ist zu verstehen, was entzündliche T- Lymphozyten Besonderes", sagte Studienleiter Dan Littman , MD, PhD, die Helen L. und S. Martin Kimmel Professor für Molekulare Immunologie und Professor für Pathologie , Mikrobiologie und molekularen Pathogenese an der NYU School of Medicine und ein Mitglied der Fakultät des Skirball Institut für Biomolekulare Medizin . "Sie können uns von Mikroben zu schützen, aber sie haben auch das Potenzial, Autoimmunerkrankungen verursachen.

"Wir waren in der glücklichen Lage ein Team von Immunologen, Computerbiologen und Genomik Experten zu bringen, um zu beginnen , dieses Rätsel zu lösen. Während , bevor wir von einer Handvoll von Genen, die die Funktion dieser Zellen beeinflussen wusste nur , wir wissen jetzt, von Hunderte von neuen, die als Ressource für weitere Studien von uns und anderen Laboratorien dienen kann. wir hoffen, dass einige dieser neuen Moleküle die Achillesferse , die wir gezielt , um diese Krankheiten zu behandeln. "

Die Ergebnisse, die in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift berichtet werden Zelle, Legen den Grundstein für das Verständnis , wie diese Zellen regulieren ihre Genome durch eine regulatorische Netzwerk , das viele Reize aus der Umwelt zu einer großen Anzahl von Genen und deren Wechselwirkungen miteinander verbindet. Dieses große Netzwerk-Modell ist im Wesentlichen das Gehirn, dass T- Zell-Vorläufer , oder Stammzellen , um zu entscheiden , was sie zu sein , wenn sie aufwachsen soll. Insbesondere kann ein Netzwerkmodell verwendet werden simulieren, was die Hemmung der ein Gen mit einem Arzneimittel zu unterschiedlichen T- Zellen zu tun , und auf diese Weise zu helfen , die Entwicklung von neuen therapeutischen Maßnahmen, um diese Leiden adressieren .

Die Untersuchung konzentrierte sich auf T -Helfer- 17 -Zellen ( Th17 ) und wie sie regeln die Synthese von Genprodukten aus Tausenden von Regionen des Chromosoms. Th17 Zellen wurden zuvor in entzündlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Andere Studien haben auch Hunderte von Genen, die Rollen in der pro- entzündlichen Erkrankungen identifiziert. Diese neue Studie stellt diese Gene eine Rolle auf einer Zeitleiste der Zellentwicklung und setzt sie zusammen in einem integrierten Modell, wie Gene interagieren schließlich .

Um das Innenleben dieser Zellen zu erforschen, verwendeten die Forscher einen systembiologischen Ansatz , der Messung konzentriert sich mehrere Biomoleküle und Aufzeichnen mehrerer Interaktionen innerhalb eines Organismus zu verstehen, wie es funktioniert . Zum Beispiel enthielt jede der 450 in dieser Studie eingebunden Datensätze Messungen der Genexpression, Chromatinstruktur oder Gen - Chromosom -Interaktion , die Millionen von Orten entlang des Genoms überspannt . Dieser ganzheitliche Methode bietet ein breiteres Verständnis von miteinander verbundenen molekularen Phänomene wichtig, läuft das Leben Programm - ein ähnliches Verfahren wie das Studium ein ganzes Automobil , während es funktioniert und nicht getrennt Studium der Scheinwerfer, Bremsen oder Lenksäule .

Um aussagekräftige Ergebnisse aus diesem sehr großen Datenmenge zu extrahieren, verwendet die Forscher statistische Techniken zur Netzwerkmodell aus der großen Menge von Daten aufzudecken. Um die Genauigkeit der Computermodell verifizieren, wurden weitere Laborexperimentenunter Verwendung von Mäusen durchgeführt. Obwohl die Studie wurde in Mäusen , die Forscher fanden heraus , dass ihre Arbeit könnte Erklärungen bieten , warum eine große Anzahl von Genen mit mehreren menschlichen entzündlichen Erkrankungen assoziiert . Computermodelle der Forscher identifizierten Kandidatengene , die die Expression von mehr als 2.000 Gene beeinflussen und spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation der Th17 -Zellen. Sie fanden heraus, dass der Kern dieses Netzwerks war signifikant für die Gene , die Humangenetiker haben festgestellt, dass pro-inflammatorische Erkrankung assoziiert werden bereichert. Diese Gene dienen als Rädchen in der Regulation der Expression oder Suppression von Genen in Th17 -Zellen und sind potenzielle Leads für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze zur Modulation der Entzündung.