Mit einem neuen Werkzeug zur Untersuchung des molekularen Aufbaus von Zellen haben Forscher entdeckt, dass PD-1 – ein Marker, der bereits als Wirkstoffziel für einige Krebsarten dient – auch als Arzneimittelziel für Asthma und andere Autoimmunkrankheiten dienen kann.
Die Forscher, angeführt von einer Gruppe des Wellcome Trust Sanger Instituts in Großbritannien, berichten über ihre Arbeit in der Zeitschrift.
Immunkrankheiten entstehen, weil das Immunsystem entweder versagt – etwa indem es während einer Infektion oder bei Krebs keine unerwünschten Zellen entfernt – oder zu aktiv wird.
Wenn es zu aktiv ist, greift das Immunsystem gesunde Zellen und Gewebe an, was zu Autoimmunkrankheiten oder Allergien wie Asthma führt, wo die Atemwege anschwellen oder sich entzünden.
In der neuen Studie untersuchen die Forscher eine kürzlich entdeckte Gruppe von Zellen des Immunsystems, die als angeborene lymphoide Zellen (ILC-Zellen) bezeichnet werden. Innerhalb dieser Gruppe gibt es eine Untergruppe namens ILC2-Zellen, die die Immunantwort bei Infektionen und Asthma beeinflusst.
Wissenschaftler haben beobachtet, dass die Spiegel von ILC2-Zellen hochschießen, wenn sie durch Pollen oder Toxine ausgelöst werden, was zu einer Lungenentzündung führt.
Bisher wissen sie jedoch wenig über die Entwicklung von ILC2-Zellen aus ILC-Progenitorzellen im Knochenmark und darüber, ob sie nach der Aktivierung markierende Marker tragen.
Kartierung der Entwicklung von ILC-Zellen auf molekularer Ebene
Zum ersten Mal nutzte das Studienteam ein neues Werkzeug namens Einzelzell-RNA-Sequenzierung, um ILC-Zellen zu untersuchen.
Schnelle Fakten über Asthma
- Es gibt keine Heilung für Asthma, aber es kann mit Drogen und durch die Vermeidung von Auslösern gehandhabt werden
- Asthma kostet die Vereinigten Staaten 56 Milliarden Dollar pro Jahr
- 2008 war Asthma in den USA für 10,5 Millionen verpasste Schultage und 14,2 Millionen verpasste Arbeitstage verantwortlich.
Erfahren Sie mehr über Asthma
Neue Werkzeuge wie die Einzelzell-RNA-Sequenzierung helfen Wissenschaftlern, individuelle Unterschiede zwischen genetisch ähnlichen Zellen zu erkennen, indem sie ihre Molekül- und Proteinlandschaften im Gegensatz zu ihren genetischen Bauplänen untersuchen.
Unter Verwendung des neuen Werkzeugs untersuchte das Team Hunderte von Knochenmarkzellen von Mäusen, um zu untersuchen, wie sich ILCs entwickeln. Sie waren in der Lage, die verschiedenen Stadien der ILC-Zellprogression, beginnend bei der Vorläuferstufe, klar abzubilden.
Sie fanden heraus, dass die Vorläufer-ILC-Zellen PD-1-Protein auf ihren Oberflächen zeigten, und sie fanden, dass aktivierte ILC2-Zellen auch hohe PD-1-Spiegel aufwiesen.
Das Team schlägt vor, PD-1 mit einer einfachen Antikörperbehandlung anzugehen, um diese potentiell gefährlichen Zellen zu entfernen.
PD-1 ist bereits ein bekanntes Ziel für die Krebsbehandlung. In diesem Fall besteht der Zweck des Arzneimittels darin, das Protein auf die Oberfläche einer anderen Gruppe von Immunzellen zu richten, die T-Zellen genannt werden, die normalerweise Krebszellen abtöten.
Krebszellen haben jedoch Vorrichtungen, die T-Zellen deaktivieren, indem sie spezifische Moleküle an ihre PD-1-Oberflächenproteine binden. Therapien, die PD-1 blockieren und dadurch seine Verwendung für Krebszellen verleugnen, wurden bereits für Krebsarten wie Melanom entwickelt.
Das Studienteam hofft, dass die neue Entdeckung von PD-1 in ILC2-Zellen diese bestehenden Krebstherapien verbessern und neue Therapien für Asthma und andere Autoimmunkrankheiten entwickeln wird.
"Diese Studie hilft uns, die Biologie des Immunsystems auf eine Weise zu verstehen, die vorher unmöglich war. Wenn wir wissen wollen, wie wir die Aktivität der ILC-Zellen beeinflussen können, müssen wir wissen, wie sie sich entwickeln und was sie ein- und ausschaltet.
Dies ist nicht nur nützlich für Asthma und andere entzündliche Erkrankungen, es könnte uns auch helfen zu verstehen, was während der PD-1-Krebsbehandlung passiert und könnte möglicherweise die Krebstherapie effektiver machen. "
Erstautor Dr. Yong Yu, Wellcome Trust Sanger Institut
Erfahren Sie, wie ein PD-1-Hemmer zur Behandlung von Melanomen die Behandlung von Lungenkrebs verändern könnte.
