CRISPR Screen определяет новую мишень противовоспалительного препарата


Исследователи Вандербильта обнаружили, что метаболический фермент, который был изучен в биологии рака и важен для функции Т-клеток, может стать новой мишенью для противовоспалительной терапии. Сообщают 11 ноября в журнале Иммунитет который ингибирует или генетически удаляет фермент, называемый MTHFD2, снижает тяжесть заболевания в моделях множественных воспалительных заболеваний.

Джеффри Ратмелл, доктор философии, профессор иммунобиологии Корнелиус Вандербильт, и его команда интересуются тем, как метаболические пути – химические реакции, поддерживающие жизнь, – влияют на функцию иммунных клеток. В текущих исследованиях они сосредоточились на «одноуглеродном» метаболизме, серии реакций, которые генерируют химические строительные блоки для биосинтеза и других молекул.

«Одноуглеродный был целью разработки лекарств в течение многих лет, но на самом деле он не исследовался непредвзято», – сказал Ратмелл, который также является директором Центра иммунобиологии Вандербильта. По его словам, иммунодепрессант метотрексат, например, ингибирует фермент в одноуглеродном пути метаболизма, но он не может быть «правильной мишенью или правильным лекарством» для оптимальной терапевтической активности.

Для систематического изучения пути в Т-клетках – лейкоцитах, которые реагируют на определенные антигены (например, поверхностные белки вирусов) – Аяка Сугиура, докторант в группе Ратмелла, разработала стратегию скрининга с использованием технологии редактирования генома CRISPR. . Она разработала «руководства» для селективной инактивации каждого гена в одноуглеродном пути метаболизма и ввела эту «библиотеку» в изолированные Т-клетки, тщательно контролируя экспериментальные условия, чтобы каждая клетка имела только один (или не имела) инактивированный ген.


Изучая модифицированные клетки на животной модели астмы, Сугиура смог идентифицировать гены, важные для функции Т-клеток в процессе болезни. Затем она изучила экспрессию каждого идентифицированного гена во время развития Т-клеток и у пациентов с различными воспалительными заболеваниями.

MTHFD2 выделялся. По словам Сагиуры, он сильно выражен при болезненных состояниях и во время эмбрионального развития, но на низких уровнях или совсем не экспрессируется во взрослых тканях.

MTHFD2 ранее был мишенью для разработки противораковых лекарств из-за его сверхэкспрессии во многих опухолях. Хотя доклинические исследования не подтвердили дальнейшую разработку противораковых ингибиторов MTHFD2, Сугиура смогла использовать хорошо изученный ингибитор в своих исследованиях.

«MTHFD2 важен для синтеза нуклеотидов не только для ДНК, но и для правильной передачи сигналов, необходимых для функционирования Т-клеток», – сказал Сугиура. По ее словам, ингибирование MTHFD2 лекарством или его генетическое устранение снижает общую пролиферацию Т-лимфоцитов CD4 (особый тип Т-клеток, которую изучала группа) и притупляет иммунные ответы.

Однако исследователи обнаружили, что эффекты ингибирования MTHFD2 были разными для подмножеств CD4 Т-клеток, которые генерируются в ответ на стимуляцию антигеном. Ингибирование MTHFD2 способствует активности регуляторных Т-лимфоцитов CD4 (Treg), которые подавляют иммунный ответ. Но ингибирование MTHFD2 блокировало воспалительные CD4 Т-клетки (Th17) и фактически превращало их в противовоспалительный фенотип.