Ученые из Wellcome Trust Sanger Institute и их сотрудники из Университета Британской Колумбии создали инновационный метод изучения того, как хламидиоз взаимодействует с иммунной системой человека.
Для создания модели исследователи использовали комбинацию редактирования генов и технологий стволовых клеток. Команда определила два гена нашей иммунной системы, IRF5 и IL-10RA, как ключевых игроков в борьбе с хламидийной инфекцией. Результаты, опубликованные сегодня (25 апреля) в Nature Communications, определяют новые мишени для лекарств от болезней, передающихся половым путем.
Chlamydia trachomatis – одна из самых распространенных инфекций, передаваемых половым путем (ИППП) в Великобритании, с более чем 200 000 случаев ежегодно только в Англии. По оценкам, 131 миллион человек во всем мире ежегодно заражаются хламидиозом. Часто называемый «тихой болезнью», поскольку он редко вызывает симптомы на ранних стадиях, хламидиоз вызывает генитальные инфекции, которые при отсутствии лечения могут привести к воспалительным заболеваниям органов малого таза и бесплодию.
Растущая угроза устойчивости к антибиотикам побудила Всемирную организацию здравоохранения в 2016 году выпустить новые рекомендации по лечению хламидиоза. Чтобы разработать новые методы лечения инфекции, необходимо сначала понять ее взаимодействие с нашей иммунной системой.
В этом исследовании ученые создали белые кровяные тельца, называемые макрофагами, из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток для изучения инфекции хламидиоза. Макрофаги играют решающую роль в уничтожении хламидиоза и ограничении распространения инфекции. Произведенные макрофаги отреагировали на болезнь аналогично макрофагам, взятым из крови человека, что означает, что они более похожи на человеческие, чем макрофаги, полученные с помощью предыдущих методов.
Эта новая модель позволит ученым изучить, как хламидиоз взаимодействует с иммунной системой человека, чтобы избежать приема антибиотиков и распространения.
Доктор Эми Юнг, первый автор из Wellcome Trust Sanger Institute, сказала: "Хламидиоз сложно изучать, потому что он может проникать и скрываться в макрофагах, куда трудно добраться с помощью антибиотиков. Внутри макрофага одна или две клетки хламидиоза могут реплицироваться в сотни всего за день или два, прежде чем вырваться наружу и распространить инфекцию. Эта новая система позволит нам понять, как хламидиоз может выжить и размножаться в макрофагах человека, и может иметь серьезные последствия для разработки новых лекарств."
Новая модель имеет преимущества перед предыдущими методами, в которых использовались макрофаги, полученные от мышей, которые отличаются от людей по их иммунному ответу, или иммортализованные клеточные линии макрофагов человека, которые генетически отличаются от нормальных макрофагов.
В исследовании ученые использовали CRISPR / Cas9 для генетического редактирования индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток, а затем наблюдали влияние генетических манипуляций на способность полученных макрофагов бороться с инфекцией.
Доктор Роберт Хэнкок, ведущий автор из Университета Британской Колумбии и член-корреспондент Института Сэнгера Wellcome Trust, сказал: "Мы можем выделить определенные гены в стволовых клетках и посмотреть, как редактирование генов влияет на образующиеся макрофаги и их взаимодействие с хламидиозом. Мы эффективно просеиваем геном, чтобы найти ключевых игроков, и теперь можем легко увидеть гены, которые ранее не считались вовлеченными в борьбу с инфекцией."
Команда обнаружила, в частности, два гена макрофагов, которые сыграли ключевую роль в ограничении инфицирования хламидиозом: IRF5 и IL-10RA. Когда эти гены были выключены, макрофаги были более восприимчивы к хламидийной инфекции. Результаты показывают, что эти гены могут быть лекарственными мишенями для новых методов лечения хламидиоза.
Профессор Гордон Дуган, старший автор из Wellcome Trust Sanger Institute, сказал: "Эта система может быть расширена для изучения других патогенов и углубления нашего понимания взаимодействия между человеческими хозяевами и инфекциями. Мы начинаем понимать, какую роль наша генетика играет в борьбе с инфекциями, такими как хламидиоз, и эти результаты могут помочь в разработке более эффективных методов лечения в будущем."