Составив карту более 100000 иммунных клеток у пациентов с болезнью Крона, исследователи Mount Sinai обнаружили сигнатуру клеток, которые участвуют в том типе болезни, который не поддается лечению, согласно исследованию, опубликованному в Cell в августе. Открытие открывает двери для выявления биомаркеров и адаптации терапевтических возможностей для пациентов.
В ходе исследования были проанализированы образцы биопсии воспаленных и невоспаленных очагов болезни Крона на ткани тонкой кишки сразу после их удаления у пациентов. Исследователи использовали секвенирование одноклеточной РНК и технологию CyTOF для изучения поражений кишечника в режиме реального времени на одноклеточном уровне, идентификации иммунных клеток и циркулирующих клеток крови и их взаимодействия в поражении и вокруг него, а также составили карту ландшафта тысяч клетки в поражении.
Анализ обнаружил признаки точных типов клеток, никогда ранее не идентифицированных, которые коррелируют с устойчивостью пациента к стандартной терапии болезни Крона, противовоспалительному препарату, называемому ингибитором TNF. Ингибитор TNF является основным агентом, назначаемым пациентам с болезнью Крона от умеренной до тяжелой, но около 40 процентов пациентов, принимающих ингибитор, в конечном итоге либо не реагируют на него, либо их болезнь Крона ухудшается.
"Профилирование отдельных клеток может изменить открытие лекарств," сказала соавтор-корреспондент Мириам Мерад, MD, Ph.D., Директор Института точной иммунологии в Медицинской школе Икана на горе Синай, профессор иммунологии рака на горе Синай, содиректор программы иммунологии рака в Институте рака Тиша и директор Центра мониторинга иммунитета человека на горе Синай. "Это действительно даст нам гораздо больше ясности в отношении воспалительного заболевания кишечника, почему пациенты сопротивляются и на что еще мы могли бы нацеливаться."
Наличие подписи для идентификации пациентов, у которых ингибитор неэффективен, помогает избежать хирургического вмешательства и осложнений. Основываясь на результатах этого исследования, исследователи уже разработали клиническое испытание, которое проверит, можно ли найти сигнатуру в анализе крови, когда у пациента диагностировано воспалительное заболевание кишечника. Если это так, врачи могут избежать использования ингибитора TNF и вместо этого использовать другие биопрепараты, которые подойдут для этого пациента.
"Мы разработали это исследование таким образом, чтобы определить воспаление с беспрецедентной точностью с использованием иммунологии и компьютерной биологии, чтобы лучше понять это заболевание," сказал соавтор-корреспондент Джуди Х. Чо, доктор медицины, старший заместитель декана по точной медицине, директор Института персонализированной медицины Чарльза Бронфмана, профессор трансляционной генетики Уорд-Коулмана и профессор медицины, генетики и геномных наук в Медицинской школе Икана. "Эти результаты подчеркивают ограничения современных диагностических анализов и потенциал инструментов одноклеточного картирования для выявления новых биомаркеров ответа на лечение и индивидуальных терапевтических возможностей."
В этом исследовании изучались четыре группы пациентов и использовался одноклеточный анализ одной группы для определения сигнатуры. Затем исследователи наложили данные одноклеточного анализа на несколько больших наборов данных, состоящих из трех других групп пациентов, чьи ткани были проанализированы и чьи результаты с ингибитором TNF были известны. Используя алгоритм и вычислительную биологию, исследователи подтвердили сигнатуру, идентифицированную на основе результатов одноклеточной последовательности, в нескольких независимых группах с известными результатами лечения.
"Наше исследование показывает, что подходы, сочетающие одноклеточное картирование воспалительных поражений с высоким разрешением у небольшого числа пациентов с объемным секвенированием РНК на больших когортах с обширной клинической характеристикой, приводят к обобщаемым выводам, подчеркивая потенциал для широкого преобразования понимания многофакторной иммунной системы человека. опосредованные воспалительные заболевания," сказал соавтор-корреспондент Ефраим Кенигсберг, к.D., Доцент кафедры генетики и геномных наук Института науки о данных и геномных технологий Икана. Первый автор Джером С. Мартин, фармацевт, к.D., научный сотрудник Института точной иммунологии Медицинской школы Икана на горе Синай также сыграл важную роль в этом исследовании.