Длинная некодирующая РНК, функция которой ранее была неизвестна, оказывается, играет жизненно важную роль в мобилизации иммунного ответа после трансплантации костного мозга или трансплантации твердых органов.

Эта молекула РНК, внесенная в каталог в научных базах данных просто как Linc00402, помогает активировать иммунные защитные клетки, известные как Т-клетки, в ответ на присутствие чужеродных человеческих клеток, согласно новому исследованию, проведенному учеными из онкологического центра Рогеля Университета Мичигана и Мичигана Медицина.

Исследование, в которое были включены образцы более чем 50 пациентов, перенесших трансплантацию костного мозга или сердца, предполагает, что терапевтическое ингибирование РНК может улучшить результаты для реципиентов трансплантата. Их результаты опубликованы в Science Translational Medicine.

Ведущий автор исследования Даниэль Пельтье, доктор медицины, доктор философии, педиатрический врач по трансплантации костного мозга в Университете штата Мэриленд.

Мы часто наблюдаем болезнь трансплантат против хозяина, или РТПХ, которая является потенциально смертельным осложнением, которое может произойти после трансплантации, когда Т-клетки в крови донора видят клетки реципиента трансплантата как захватчиков и атакуют их. К сожалению, лекарства, которые мы используем для предотвращения РТПХ, подавляют иммунную систему и могут повысить риск рецидива рака или инфекции, а также имеют другие побочные эффекты ».

Даниэль Пельтье, педиатрический врач по пересадке костного мозга, U-M

Глубоко погрузившись в биологию, Пельтье и его коллеги надеялись найти способ воздействовать только на проблемные компоненты иммунной системы, вызывающие РТПХ.

Одна из причин для рассмотрения этого конкретного типа молекулы РНК заключается в том, что они, как правило, экспрессируются только ограниченным числом тканей в ограниченном количестве контекстов, объясняет старший автор исследования Паван Редди, доктор медицины, заместитель директора Rogel Cancer. Заведующий центром и отделением гематологии / онкологии Michigan Medicine.

"Итак, в отличие от множества РНК, которые экспрессируются во всех видах клеток всеми видами живых существ, длинные некодирующие РНК дают возможность нацелить их на них относительно уникальным и специфичным для болезни способом. , – говорит он.

Значение: если врачи смогут найти способ обнулить и замкнуть только тенденцию Т-клеток становиться агрессивными в ответ на трансплантацию, им, возможно, не потребуется подавлять иммунную систему пациента более общим способом, который оставляет они подвержены инфекции или повторному развитию рака.

Исследователи надеются, что эти открытия могут быть использованы для предсказания того, у каких пациентов с наибольшей вероятностью разовьется РТПХ.

В поисках Linc00402

По словам Редди, ранее было проведено очень мало исследований по изучению роли некодирующих РНК в человеческих Т-клетках, особенно в клинически значимых контекстах.

«Наша лаборатория изучает трансплантацию костного мозга, которая является процессом, опосредованным Т-клетками», – говорит он. «Более подробная информация о том, как работают Т-клетки, поможет нам сделать пересадку костного мозга или любую иммунотерапию более эффективными»

Исследовательский проект начался с базы данных образцов крови от ряда пациентов, перенесших трансплантацию костного мозга в Michigan Medicine. У некоторых пациентов были очень подходящие доноры, в то время как у других были доноры, которых врачи называют несовместимыми.

«Вся идея заключалась в следующем: если вы возьмете Т-клетку у одного человека и поместите ее в другого человека, что произойдет с ее профилем РНК?» Редди говорит.

Затем, используя секвенирование РНК, исследовательская группа искала закономерности у пациентов, перенесших трансплантацию костного мозга. Их результаты были подтверждены на двух других когортах пациентов с использованием различных методик.

«Мы хотели убедиться, что то, что мы видим, не было случайностью или артефактом одного подхода», – говорит Редди. «Так мы и нашли эту конкретную РНК, Linc00402. Это та самая РНК, которая оставалась неизменной в различных когортах, которые мы исследовали, и при различных способах нашего взгляда на вещи»

Исследователи трансплантации костного мозга также сотрудничали с лабораторией соавтора Дэниела Голдштейна, доктора медицины, директора Мичиганской программы биологии сердечно-сосудистого старения, чтобы проверить, верны ли результаты для пациентов, перенесших трансплантацию сердца. Оказывается, они это сделали.

«Это действительно говорит нам, что эти длинные некодирующие РНК уникальны для Т-клеток, которые реагируют на чужеродность, как в контексте трансплантации костного мозга, так и в контексте трансплантации твердых органов», – говорит Редди. «Это именно тот вид междисциплинарного сотрудничества, который возможен только в таком месте, как UM».

Исследование тайн Linc00402

Поскольку Linc00402 неправильно активируется в присутствии чужеродных клеток, исследователи также провели эксперименты, чтобы увидеть, наблюдали ли они такую ​​же реакцию в присутствии другого типа захватчика: вирусной инфекции. Но они не обнаружили повышенных уровней РНК в ответ на вирус.

«Это убедительно свидетельствует о том, что это нарушение регуляции – это изменение, которое вы видите только тогда, когда вы помещаете Т-клетку одного человека в другое», – говорит Редди.

Проведя серию экспериментов, исследователи углубились в изучение РНК и ее поведения. Они использовали генетические инструменты, такие как CRISPR и гэпмеры, чтобы заставить замолчать ген, который его производит, и лентивирусы, чтобы усилить его. И это показало, что Linc00402 играет ключевую роль в способности Т-клеток реагировать на угрозу путем пролиферации.

В сотрудничестве с лабораторией соавтора Арула Чиннайяна, доктора медицины, доктора философии, директора Мичиганского центра трансляционной патологии, они обнаружили, что внутри каждой клетки РНК в основном экспрессируется в цитоплазме.

«Это привело нас к гипотезе о том, что нормальная функция РНК – это помощь в передаче клеточных сигналов после активации Т-клеток», – добавляет Пельтье.

Хотя многие длинные некодирующие РНК являются видоспецифичными, а также тканеспецифичными, Linc00402 присутствует и регулирует те же функции у мышей. По словам исследователей, эта удивительная деталь открывает путь к исследованиям на животных моделях, которые могут ускорить продвижение этих лабораторных открытий к постели больного. (Тот факт, что он сохраняется между видами, является еще одним ключом к его функциональному значению, отмечает Пельтье.)

Поскольку эти новые подробности о Linc00402 становятся известными, исследователи также предлагают дать РНК более запоминающееся имя. В своем исследовании они предлагают назвать его ReLot для регуляторной длинной некодирующей РНК Т-клеток.

«Ученые только относительно недавно начали расшифровывать важность некоторых из этих частей генома, которые не кодируют белки», – говорит Пельтье. «На самом деле только после надежного секвенирования транскриптома мы поняли, что 80-90%, которые мы считали« мусорной ДНК », определенно не являются мусором»