В исследовании, которое является первым в своем роде и опубликованным сегодня в журнале Nature Medicine, рассматривается, насколько генетические факторы контролируют реакцию иммунных клеток на патогены у здоровых людей. Команда исследовала реакцию иммунных клеток 200 здоровых добровольцев при стимуляции исчерпывающим списком патогенов ex vivo (вне человеческого тела) и сопоставила эти ответы с 4 миллионами генетических вариантов (SNP). Исследование было проведено учеными из Медицинского центра Университета Гронингена, Медицинского центра Университета Радбауд (оба в Нидерландах) и Гарвардской медицинской школы (Бостон, США). Газета появилась 4 июля 2016 г.
Все мы ежедневно сталкиваемся с патогенами, но не все мы одинаково защищаемся от бактерий или грибков. Некоторые люди испытывают легкие симптомы, другие могут серьезно заболеть или даже умереть. "Мы хотели выяснить, насколько индивидуальные генетические различия определяют этот изменчивый ответ", сказал доктор. Винод Кумар, доцент кафедры функциональной геномики и инфекционных заболеваний Университетского медицинского центра Гронингена (UMCG) и один из ведущих авторов статьи.
Исследование было сосредоточено на роли цитокинов, небольших пептидов, используемых иммунными клетками в качестве сигналов, управляющих их ответом на инфекционный агент. Образцы крови были взяты у 200 участников проекта функциональной геномики человека, инициированного профессорами Михаем Нетеа и Лео Йустеном (Radboud UMC) и проф. Сиска Вейменга (UMCG). Иммунные клетки были выделены из крови и стимулированы в лаборатории десятью различными бактериальными и грибковыми патогенами. Ответы восьми различных цитокинов измеряли через 24 часа и / или 7 дней. Дальнейшая качественная фильтрация привела к 62 различным комбинациям.
Разнообразный ответ
"Мы наблюдали большие различия в продукции цитокинов между людьми", объяснил Кумар. "Их ответы также были специфичны для различных патогенов". Это говорит о том, что цитокины способствуют различным ответам на патогены и что каждая инфекция запускает определенный путь цитокинового ответа. Предыдущие исследования нестимулированных иммунных клеток показали незначительные различия между людьми.
Доктор. Ян Ли, другой автор исследования, объяснил: "Ключ к нашим результатам заключается в том, что мы провели крупномасштабное исследование, используя множество патогенов и измеряя различные цитокины". Следующим шагом было выяснить, находятся ли ответы под генетическим контролем. В подгруппе участников они протестировали 4 миллиона однонуклеотидных полиморфизмов (SNP).
Это определило шесть геномных областей, которые влияют на цитокиновые ответы, предполагая, что производство цитокинов, по крайней мере, частично генетически детерминировано. Одним из самых ярких примеров является SNP, который влияет на экспрессию гена GOLM1, который, как известно, сильно экспрессируется в ответ на вирусные инфекции. В этом случае была сильная корреляция с реакцией на грибок Candida albicans, который является причиной тысяч смертей каждый год.
Доказательство концепции
"Когда присутствовал конкретный вариант SNP, продукция цитокина интерлейкина-6 снижалась", сказал Кумар. Результат был проверен на когорте пациентов с кандидемией, у которых грибок присутствует в крови. Кандидемия сильно коррелировала с одним и тем же SNP и с низким уровнем интерлейкина-6 у этих пациентов, показывая, что наличие генетического варианта приводит к неспособности избавиться от патогена.
"Это исследование является настоящим доказательством правильности концепции", говорит Ли. "Мы обнаружили множество вариаций в продукции цитокинов при стимуляции и показали, что важная часть этих вариаций объясняется генетическим компонентом". Это открывает путь для большего количества прикладных исследований, которые продвигаются в сторону персонализированной медицины. Вполне возможно, что можно будет найти генетические маркеры, которые предскажут риск заражения у людей. Понимание генетических механизмов, лежащих в основе этой различной восприимчивости, может привести к новым терапевтическим подходам.
"И это не только для инфекций", сказал Кумар: "Иммунные заболевания, например воспалительное заболевание кишечника, по-видимому, вызваны чрезмерной реакцией иммунной системы. Таким образом, эта работа означает, что мы можем больше узнать о том, как инфекции вызывают иммунные заболевания."