Studi le risposte immunitarie delle mappe alla tubercolosi attraverso 3 specie

La tubercolosi (TB) è uno dei problemi sanitari di salute pubblica dell'irritazione del mondo. Circa 1,5 milione di persone sono morto da questa infezione batterica del polmone nel 2018 e l'organizzazione mondiale della sanità (WHO) stima quell'un quarto della popolazione del mondo -- circa 2 miliardo genti, principalmente in paesi in via di sviluppo -- sono infettati con i batteri che causa la TB.

Per le decadi, gli scienziati stanno studiando la malattia micidiale in mouse ed in altri modelli dell'animale per sviluppare le terapie farmacologiche ed i vaccini per trattare o impedire l'infezione. Ma i risultati in animali con la TB non traducono sempre bene alla gente con la malattia, lasciante gli scienziati imbarazzati dalle discrepanze.

Ora, un nuovo studio piombo dalla scuola di medicina dell'università di Washington a St. Louis offre un programma di strada genetico che dettaglia le similarità e le differenze nelle risposte immunitarie alla TB attraverso tre specie -- mouse, macachi ed esseri umani. Secondo i ricercatori, la visione delle vie immuni che sono attivate nei diversi modelli dell'infezione di TB servirà da strumento apprezzato per gli scienziati che studiano e che lavorano per sradicare la malattia.

La ricerca, il 29 gennaio comparente nella medicina di traduzione di scienza del giornale, è una collaborazione fra l'università di Washington; l'istituto di ricerca biomedico del Texas a San Antonio; e l'università di Cape Town nel Sudafrica.

Per molti anni, gli scienziati sono stati frustrati dal fatto quel modelli animali della TB -- particolarmente i mouse geneticamente identici studiati così spesso -- realmente non rifletta che cosa vediamo nella gente con le infezioni di TB. Questo studio è importante perché ora mostriamo nei minimi particolari dove questi modelli animali si sovrappongono con gli esseri umani con la TB e dove non fanno.„

Shabaana A. Khader, PhD, autore co-senior, professore di microbiologia molecolare all'università di Washington

A differenza dei molti mouse precedente studia, i mouse geneticamente diversi coinvolgere la nuova ricerca che ricapitolano più molto attentamente la vasta gamma della severità di infezione di TB in esseri umani: Alcune persone infettate non mostrano sintomi; altri mostrano i gradi intermedi di severità; ed ancora altri sviluppano l'infiammazione estrema dei polmoni.

Con il co-author Deepak Kaushal, PhD, all'istituto di ricerca biomedico del Texas, i ricercatori hanno paragonato le risposte immunitarie genetiche ed all'infezione di TB in questi diversi mouse alle risposte dei macachi TB-infettati nel laboratorio di Kaushal. E con il co-author Thomas J. Scriba, PhD, dell'università di Cape Town, il gruppo di ricerca ha analizzato i campioni di sangue dagli adolescenti nella Provincia del Capo Occidentale, Sudafrica, che sono iscritti ad un test clinico che studia l'infezione di TB. I campioni dalla gente hanno permesso che i ricercatori analizzassero e paragonassero i dati dai mouse e dai macachi ad un intervallo delle risposte all'infezione di TB in giovani.

La ricerca passata da questo test clinico di fondo ha identificato un gruppo di 16 geni di cui i reticoli di attivazione hanno predetto l'inizio della malattia di TB di più di un anno prima della diagnosi. Questi geni -- ha chiamato un'impronta umana del gene di TB -- differito significativamente nei loro reticoli di attivazione fra i giovani che hanno sviluppato i sintomi della TB e coloro che non ha fatto.

In macachi, i primati strettamente connessi agli esseri umani, scienziati lungamente hanno supposto che l'infezione di TB somiglia molto attentamente a tale infezione nella gente.

“I nostri dati dimostrano che 100% dei geni precedentemente identificati come sovrapposizione umana dell'impronta del gene di TB in macachi e nella gente,„ ha detto l'autore Makedonka co-senior Mitreva, il PhD, un professore di medicina e della genetica all'università di Washington e ad un ricercatore all'istituto del genoma di McDonnell dell'università. “È importante avere i dati definitivi mostrarlo per essere vero.„

C'era sovrapposizione significativa fra gli esseri umani ed i mouse pure, secondo i ricercatori, compreso co-primo Mushtaq Ahmed autori, PhD, un assistente universitario di microbiologia molecolare nel laboratorio di Khader; Shyamala Thirunavukkarasu, PhD, uno scienziato del personale nel laboratorio di Khader; e Bruce A. Rosa, PhD, un assistente universitario di medicina nel laboratorio di Mitreva. Ma egualmente hanno identificato le vie genetiche che hanno differito fra i mouse e gli esseri umani, fornenti l'analisi dettagliata delle aree dove la TB in mouse è improbabile da indicare comprensione significativa nell'infezione umana di TB.

“Finora, abbiamo studiato i modelli del mouse per capire la progressione di malattia di TB, non conoscente dove la malattia del mouse traduce alla malattia umana e dove non fa,„ Khader abbiamo detto. “Ora, abbiamo indicato che molte aree traducono ma che ci sono aspetti importanti dell'infezione di TB che non fanno. Se state usando il mouse modella per sviluppare i vaccini di TB o l'altra terapeutica che le aree di obiettivo che non si sovrappongono, voi probabilmente non riusciranno.„

Mitreva aggiunto, “il nostro studio informerà i ricercatori quando possono avere bisogno di di muoversi verso un modello animale differente per studiare le loro vie genetiche o molecolari di interesse.„

I ricercatori hanno studiato dettagliatamente i geni che aumentano di espressione nella gente che sviluppa la malattia severa di TB. Di 16 tali geni identificati nella gente, potevano studiare 12 in mouse. Quattro dei geni non potrebbero essere studiati perché i mouse non hanno versioni equivalenti di tali geni o, quando tali geni si sono eliminati, degli embrioni del mouse sono morto durante lo sviluppo.

Gli scienziati hanno trovato che i 12 geni rientrano in tre categorie: quelli che assicurano la protezione contro l'infezione di TB; quelli che piombo a maggior predisposizione all'infezione di TB; e quelli che non hanno avuti effetto qualsiasi modo. Tali informazioni saranno utili in terapeutica futura di ricerca che potrebbe, per esempio, amplificare gli effetti dei geni protettivi o interrompere quei nocivi.

Secondo Khader e Mitreva, le loro pianificazioni del gruppo per usare la conoscenza nuova per capire meglio le infezioni che sono diventato resistenti alla droga, un problema crescente di TB nei posti in cui la malattia è endemica. Inoltre, sfrutteranno le informazioni per contribuire a capire perché il vaccino di TB amministrato spesso ai gruppi di persone ad alto rischio funziona bene in alcune persone ma non in altre.

Con i dati grezzi dello studio pubblicamente - disponibile, Khader e Mitreva ha detto che sono promettenti serviranno da risorsa apprezzata alle comunità della ricerca e dell'immunologia di TB universalmente.

Source:
Journal reference:

Ahmed, M., et al. (2020) Immune correlates of tuberculosis disease and risk translate across species. Science Translational Medicine. doi.org/10.1126/scitranslmed.aay0233.