A Systems Immunology alkalmazása a klinikai hatékonyság személyre szabott biomarkereinek keresésében (SYS-T-ACT)

A tanulmány összefoglalása: A rendszerimmunológia alkalmazása a klinikai hatékonyság személyre szabott biomarkereinek felkutatására: A T-sejt aktivációs potenciál in vivo előrejelzése a betegek nyugalmi T-sejtjéből.

Bevezetés Az allergia a legtöbb fejlett ország lakosságának több mint 20%-át érinti. A főbb allergiás betegségek, az allergiás rhinitis, az asztma, az ételallergia és a csalánkiütés krónikusak, súlyos fogyatékosságot okoznak, és költségesek mind az egyén, mind a társadalom számára (World Allergy Organization (WAO) fehér könyv, 2013). A foglalkozási allergiák mellett a leggyakoribb allergiákat az élelmiszer, a pollen, a por, a penészgomba, az állati szőr, a rovarcsípés, a gyógyszerek okozzák... Az allergiás jelenségek hátterében az immunrendszernek a nem allergiás betegek által tolerálható antigénekre adott fokozott válasza áll.

Az antigénekkel való érintkezést követően a naiv CD4+ (4. differenciálódási klaszter) T-sejtek differenciálódhatnak a T helper (Th) sejtek különböző alcsoportjaiban (Th1, Th2, Th9, Th17, Th22, Tfh) és az indukált szuppresszív szabályozó T-sejtekben, amelyeket különböző citokin expressziós mintázatok, transzkripciós faktorok és egyéb felszíni markerek, amelyek adaptív és veleszületett immunválaszokat irányítanak ezekre az ingerekre. A Th2 sejtek központi szerepet töltenek be az immunglobulin E-vel (IgE) összefüggő allergiás betegségek különböző formáiban, ezért az allergiás reakciót fenntartó legdominánsabb T-sejt-alcsoportnak tekinthetők. Az antigénprezentáló sejtek antigénfelvétele és feldolgozása során a CD4+ T-sejtek egy Th2 fenotípus felé polarizálódnak, ami Th2 sejthez kapcsolódó citokinek, például interleukin (IL)-4, -5, -9, -13 expressziójához vezet. B-sejt válasz az IgE-termelésre (szenzitizáció vagy korai fázis). Az allergén-specifikus IgE a veleszületett immunsejtek nagy affinitású receptoraihoz (FcεRI) kötődik, beleértve a bazofileket és a hízósejteket, és kiváltja a gyulladásos sejtek toborzásáért és allergiás sejtek toborzásáért felelős anafilaktogén mediátorok (citokinek, kemokinek, hisztamin, heparin, szerotonin és proteázok) felszabadulását. tünetek (effektor vagy késői fázis). Az allergiás betegek nyugalmi és aktivált Th2 sejtjeiben expresszált génhálózatok azonosítása segítene megkülönböztetni az allergénekkel szembeni immuntoleranciát előrejelző génjelölteket.

Az allergiák olyan betegségek, amelyek számos sejtalcsoportot érintenek. A specifikus reaktivitások és a klinikai képhez való hozzájárulás szorosan függenek egymástól, és még nem teljesen megfejtve. A sejtes immunrendszer különböző szereplői közötti kölcsönhatást tovább bonyolítja a kommenzális bélflóra, más néven mikrobiota. A bélmikrobióta részben az immunrendszer felügyelete alatt áll, és a mikrobiota összetételének szabályozási zavarai vagy változásai, például a gyermekkori antibiotikumok felvétele és/vagy az eltérő étkezési szokások miatt, hatással lehetnek az adaptív és veleszületett immunfunkciókra. Az immunterápián átesett humán gazdaszervezetek bélmikrobiótájának jellemzése nagy érdeklődésre tarthat számot a mikrobiota és az adaptív immunrendszer közötti kölcsönhatások körülhatárolásához.

A napi allergiás tüneteket enyhítő gyógyszerek jelentős javulása ellenére a betegek egy százaléka továbbra is kontrollálatlan súlyos tüneteket tapasztal. Ezeknél a betegeknél az allergén szigorú elkerülése és a sürgősségi gyógyszerek elérhető közelségben tartása a legjobb javaslat, és az allergiával való együttélés terhe végső soron pszichoszociális, egészségügyi, foglalkozási és gazdasági problémákhoz vezet a közegészségügyi költségek kihatásával. Ezekben az esetekben a legjobb és megvalósítható megoldás az életminőség javítására az immunterápiás megközelítés alkalmazása az allergén tolerancia kiváltására.

Az allergén-specifikus immunterápiát (AIT) több mint 100 éve alkalmazzák, és a fenntartó dózis eléréséig a kiváltó allergén növekvő dózisainak beadásával éri el a tartós válaszképtelenséget. Különböző időtartamú immunterápiás protokollokat alkalmaznak (az ultra-rohanásos protokollok óráktól a hagyományos protokollok esetében hetekig vagy hónapokig) az élelmiszer-, pollen-, háziállat-szőr- és rovarcsípés allergia kezelésére. A deszenzitizáció egymást követő lépésekben megy végbe, mint például a hízósejtek és bazofilek nagyon korai deszenzitizálása, a T- és B-sejtes válaszok szabályozó fenotípus felé torzítása, az allergén-specifikus antitest izotípusok modulálása, valamint az eozinofilek, bazofilek és hízósejtek migrációjának és mediátor felszabadulásának gátlása. sejteket.

Kérdések maradnak azonban az immunterápia megkezdésekor bekövetkező nagyon korai eseményekkel kapcsolatban, például, hogy a mechanizmusok különböznek-e a rohanásos vagy a hagyományos protokollokban. Az immunterápia eredménye összefügghet a különböző sejtalcsoportokban előforduló eseményekkel, és továbbra is nagy szükség van a tolerancia indukciójához szükséges prediktív biomarkerek azonosítására.

Ennek érdekében a rendszerbiológiát fogják alkalmazni. A rendszerbiológia célja, hogy információkat gyűjtsön összetett biológiai rendszerekről (például transzkriptomikai adatokról), és számítási eszközöket alkalmazzon annak jobb megértésére és előrejelzésére, hogy ezek a rendszerek reagálnak-e és milyen mértékben reagálnak a zavarokra. Az "omics" adatok alapján a rendszerbiológia nagyobb képet ad az AIT során bekövetkező sejtes eseményekről, mint az izolált génjelöltekre vagy jelátviteli útvonalakra összpontosító megközelítések. Ez a szisztémás megközelítés lehetővé teszi olyan prediktív génexpressziós hálózatok kiépítését és következtetéseit, amelyek hipotézisalapú megközelítésekkel nem határozhatók meg.

A kutatási projekt indoklása:

Az emberi egyedek nagy eltéréseket mutatnak mind a veleszületett, mind az adaptív immunválaszokban az immuningereket követően. Keveset tudunk azonban arról, hogy mely molekuláris alhálózatok és hogyan szabályozzák kvantitatívan az immunválasz potenciálját. Eddig nem állapítottak meg prediktív biomarkereket az oltások vagy az allergiák antigén-specifikus immunterápiáinak klinikai hatékonyságára vonatkozóan. A jelenlegi javaslat egy kísérleti tanulmány az érdeklődésre számot tartó jelöltek azonosítására, amelyek biomarkerként való prediktív értékét további vizsgálatok során értékelik majd, nagyobb betegcsoportok és megfelelő kontrollok bevonásával.

A kutatók azt feltételezik, hogy a sikeres AIT-ben a sejtstimuláció korai molekuláris eseményei korrelálnak a veleszületett (természetes gyilkos (NK) sejtek, veleszületett limfoid sejtek) és az adaptív (T és B sejtek) immunsejtek szabályozó immunválaszával. Ebben a tekintetben az allergiás betegek nyugalmi (AIT előtti) Th2 sejtjeinek jellemzői és az ebben a populációban az AIT során bekövetkező korai változások végső soron előre jelezhetik a terápiás kimenetelt.

A projekt célja egy olyan rendszerbiológiai stratégia kidolgozása, amellyel kvantitatív módon megjósolható az aktivált Th2 (2-es típusú T-helper) sejtek válaszpotenciálja az allergén deszenzitizációs kezelés alatt álló allergiás betegek nyugvó Th2 sejtjeiből. A kutatók azt tervezik, hogy az AIT során különböző időpontokban elemzik sejtjeik transzkriptumát, és olyan génexpressziós hálózatokra következtetnek, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy meghatározzuk az AIT válaszkészségének és az immuntolerancia indukciójának kulcsfontosságú prognosztikai tényezőit. A Th2 sejtekkel párhuzamosan a kutatók az NK-sejtek szerepét és alpopulációit vizsgálják majd, mivel ezeknek az alcsoportoknak az allergiában betöltött szerepe még nagyrészt ismeretlen. Ezen túlmenően, mivel ismert, hogy a bélmikrobióta kapcsolatban van az immunrendszerrel, és kölcsönhatásba lép az immunrendszerrel, a kutatók megragadják a lehetőséget, hogy mikrobiota mintákat gyűjtsenek az AIT-en átesett betegekről, hogy felmérjék a deszenzitizáció során esetlegesen bekövetkező változásokat. A tanulmány befejezése lehetővé teszi számunkra, hogy i) azonosítsuk azokat a potenciális biomarkereket, amelyek végső soron felhasználhatók a terápia kimenetelének előrejelzésére vagy a terápia finomítására és a páciens sajátosságaihoz való igazítására, ii) a deszenzitizációs eljárásoknak kitett betegek NK-sejtjeiben bekövetkező változások nyomon követésére, iii) allergiás betegek bélmikrobiótájának tanulmányozása és a lehetséges mikrobiota prediktív biomarkerek feltárása (az IBBL-nél végzett vizsgálat része). Ez a tanulmány a koncepció bizonyítékát szolgálja egy jövőbeli nagyobb kohorsz elindításához, mivel az új biomarkerek/jellemzők felfedezése új utakat nyithat meg az immunrendszer diszregulációjához kapcsolódó egyéb rendellenességek megértésében, amelyekben tolerancia indukcióra van szükség, mint például az autoimmun betegségek. betegségek, transzplantációs kilökődés és mások.

Módszertan:

A vizsgálatba bevont betegek a CHL Immun-Allergológiai osztályának allergiás páciensei, akik egyébként is rutin antigén-specifikus immunterápián esnek át egészségügyi okokból. Ezeket az immunterápiás protokollokat a CHL tapasztalt szakemberei már létrehozták és használják, és a jelen kutatási projekt céljaira nem módosítják őket. Ha az AIT-re jogosult betegek beleegyeznek, hogy részt vegyenek kutatási projektünkben, a vizsgálók a kezelés során vér- és székletmintákat gyűjtenek. A kezelendő allergiától függően két rutin deszenzibilizációs protokoll létezik: a rovarcsípés deszenzitizálására ultra-rush protokollt, míg a pollen deszenzitizálására egy hagyományos protokollt alkalmaznak. Olyan kontrollcsoportot vesznek fel, amelynek nincs klinikai kórtörténetében allergia. A vér- és székletmintákat ugyanabban az időkeretben veszik, mint az allergiás betegeknél.