Составлена наиболее полная карта функций иммунных клеток человека

В исследовании, опубликованном в журнале Cell 28 августа, сообщается, что ученые провели генетический «стресс-тест» на 22 миллионах человеческих Т-клеток (основных иммунных клеток), декодировали схемы регуляции генов иммунных клеток человека и составили самую обширную на сегодняшний день карту функций иммунных клеток человека с высоким разрешением. Эта карта предоставляет функциональное «руководство по правилам» для виртуальной биологии и иммунотерапии следующего поколения. Работа, выполненная совместно Исследовательским институтом Глэдстоун, Калифорнийским университетом в Сан-Франциско и Стэнфордским университетом, считается вехой в иммунологии и геномике.

Исследовательская группа использовала технологию под названием «Perturb-seq» для систематического генетического «стресс-теста» 22 миллионов Т-клеток, полученных от реальных доноров крови. Они поочередно отключали почти 12 800 различных генов, наблюдая за влиянием этих операций на функцию клеток. В отличие от прошлых исследований, полагавшихся на лабораторные клеточные линии, в этом исследовании непосредственно использовались иммунные клетки реальных людей, что делает результаты более близкими к клинической практике. Доктор Алекс Марсон, старший автор исследования и директор Института геномной иммунологии Глэдстоун-UCSF, отметил: «Это выходит за рамки простого секвенирования ДНК... Мы не только знаем, что такое гены, но и выяснили, как они работают в здоровом и больном состоянии». Он считает, что это третья волна биологии после проекта «Геном человека» и «Атласа клеток человека».

Исследователи обнаружили, что гены действуют не изолированно, а образуют сложные динамические цепи. Работа этих цепей сильно зависит от окружающей среды клетки, например, находится ли клетка в состоянии покоя или борется с инфекцией. Исследовательская группа сравнила это с компьютерными схемами: только понимая всю цепь, можно предсказать поведение клетки. Этот набор данных также является крупнейшим достижением проекта «Атлас миллиарда клеток» на сегодняшний день, целью которого является предоставление огромных объемов открытых обучающих данных для моделей ИИ и продвижение развития виртуальной биологии. Исследования показывают, что модели ИИ должны обучаться на разнообразных состояниях клеток и сценариях здоровья, чтобы делать точные прогнозы. Ученые уже начали применять эту методологию картирования функций иммунных клеток к исследованиям рака, планируя отслеживать, как генетические изменения влияют на взаимодействие Т-клеток с микроокружением опухоли. Доктор Марсон указал, что это исследование предоставляет «базовое руководство по правилам того, как гены контролируют реакции Т-клеток», и, как ожидается, станет стандартным справочным инструментом во всей области иммунологии.