Estudo com células-tronco mostra como a atividade genética modula a quantidade de produção de células imunológicas em camundongos

À medida que as pessoas envelhecem ou ficam doentes, o seu sistema imunitário pode ficar exausto e menos capaz de combater vírus como a gripe ou a COVID-19. Em um novo estudo com ratos publicado em Avanços da Ciênciapesquisadores do laboratório de células-tronco da USC de Rong Lu descrevem como a atividade genética específica poderia potencialmente aumentar a produção de células imunológicas.

“As células-tronco hematopoiéticas, ou HSCs, produzem sangue e células imunológicas, mas nem todas as HSCs são igualmente produtivas”, disse o autor correspondente do estudo, Rong Lu, Ph.D., que é professor associado de biologia de células-tronco e medicina regenerativa, biomédica. engenharia, medicina e gerontologia na USC e bolsista da Leukemia & Lymphoma Society. “Queríamos entender o mecanismo pelo qual algumas células-tronco produzem mais células do sistema imunológico, enquanto outras células-tronco produzem menos”.

Com esse objetivo em mente, o primeiro autor Du Jiang, Ph.D., e seus colegas do Laboratório Lu da Escola de Medicina Keck da USC foram pioneiros em novas técnicas para compreender a associação quantitativa entre a produção de células imunes e a expressão gênica em laboratório. ratos. Os cientistas rotularam células-tronco individuais com “códigos de barras” genéticos para rastrear sua produção de células imunológicas. Eles então correlacionaram o rastreamento do código de barras com medições da atividade de expressão genética. Eles também desenvolveram abordagens inovadoras de bioinformática para caracterizar sua associação quantitativa.

Ao aproveitar estes avanços técnicos, os cientistas identificaram cerca de 40 genes – incluindo genes associados a doenças como a síndrome mielodisplásica, um tipo de cancro causado por células formadoras de sangue anormais – que estão relacionados com a produção de células imunitárias.

Eles descobriram associações entre a atividade desses genes e a quantidade e variedade de células imunológicas produzidas. Por exemplo, certos genes estão associados à produção de células linfóides, outros a células mieloides e ainda outros a um equilíbrio saudável de vários tipos de células imunológicas.

Alguns genes mostraram o que os cientistas descreveram como uma “associação constante” apenas com a produção de linfócitos. Por outras palavras, em qualquer nível de produção de linfócitos, a expressão genética esteve sempre associada à produção de linfócitos.

Alguns outros genes tiveram uma “associação discreta” apenas com a produção de linfócitos. Isto significa que a atividade genética foi associada à produção de linfócitos dentro de uma faixa específica de níveis de produção de linfócitos.

Mais comumente, os genes teriam uma associação “unimodal ou multimodal” com a produção de células imunológicas. Nestes casos, que envolveram células linfóides e mieloides, a actividade genética foi associada apenas à produção de células imunitárias num ou em múltiplos níveis específicos de produção de células imunitárias.

“Neste estudo, mostramos que a maioria dos genes associados à produção de células imunológicas estão associados apenas a níveis específicos de produção de células imunológicas”, disse Jiang, que obteve seu doutorado. no Laboratório Lu. “Nossas descobertas podem informar estratégias para otimizar o transplante de medula óssea – por exemplo, selecionando células de medula óssea de doadores com atividade genética associada a níveis elevados e equilibrados de produção de células imunológicas”.

Autores adicionais incluem Adnan Y. Chowdhury, Anna Nogalska, Jorge Contreras, Yeachan Lee, Mary Vergel-Rodriguez e Melissa Valenzuela do Lu Lab.