Wichtiger genetischer Fingerabdruck von Immunzellen

Ein einzigartiger genetischer Fingerabdruck von Immunzellen kann helfen, schnell eine bessere Behandlung für Autoimmunerkrankungen zu identifizieren. Viele Autoimmunerkrankungen sind leicht zu diagnostizieren, aber schwer zu behandeln. Eine im Wissenschaftsmagazin Science veröffentlichte Studie schlägt nun vor, optimale Therapien für Autoimmunkrankheiten mithilfe eines genetischen Fingerabdrucks der Immunzellen zu finden.

Zuletzt aktualisiert am 21. Juni 2022 um 18:59

“Meilenstein” in der Genetik von Autoimmunerkrankungen

Die Studie von Forschern in Sydney, Hobart, Melbourne, Brisbane und San Francisco gibt Aufschluss darüber, warum einige Behandlungen bei manchen Patienten gut anschlagen, bei anderen jedoch nicht. Es ist die bisher größte Studie, die krankheitsverursachende Gene mit bestimmten Arten von Immunzellen verknüpft.

Hauptautor der Studie, Professor Joseph Powell vom Garvan Institute of Medical Research in Sydney betonte: „Wir haben das genomische Profil von über einer Million Zellen von 1.000 Menschen analysiert, um einen Fingerabdruck zu identifizieren, der genetische Marker mit Krankheiten wie Multipler Sklerose, rheumatoider Arthritis, Lupus, Typ-1-Diabetes, Spondylitis, entzündlichen Darmerkrankungen und Morbus Crohn verbindet. Dies gelang uns mithilfe der Einzelzellsequenzierung, einer neuen Technologie, mit der wir subtile Veränderungen in einzelnen Zellen erkennen können.“

Ziel: Maßgeschneiderte Behandlungen

Die Entdeckung könnte Patienten helfen, maßgeschneiderte Behandlungen zu finden, die für sie funktionieren. Außerdem könnte der genetische Fingerabdruck bei der Entwicklung neuer Medikamente helfen. „Einige Autoimmunerkrankungen können notorisch schwer zu behandeln sein“, sagte Professor Powell bei der Vorstellung der Studie.

Professor Powell: „Aufgrund der Komplexität unseres Immunsystems und der enormen Unterschiede zwischen Individuen haben wir derzeit kein gutes Verständnis dafür, warum eine Behandlung bei manchen Menschen gut anschlägt, bei anderen jedoch nicht.“

Spezifische Gene und Immunzellen weisen die Richtung

Die Studie verbindet spezifische Gene und Immunzelltypen mit der Krankheit einer Person, darunter Multiple Sklerose, rheumatoide Arthritis, entzündliche Darmerkrankungen, Typ-1-Diabetes und Morbus Crohn.

Das einzigartige genetische Profil einer Person könnte dafür verwendet werden, um Behandlungen zu entwickeln, die das individuelle Immunsystem berücksichtigen. Zur Zeit beschränken sich Therapien für Autoimmunerkrankungen meist darauf, das Immunsystem zu unterdrücken oder Symptome zu behandeln, häufig mit Kortisonpräparaten.

„Immunkrankheiten ähneln Verkehrsstaus“

„Unsere Daten bieten auch einen neuen Weg, um potenzielle Arzneimittelziele einzugrenzen. Die gesundheitlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen dieser Forschung sind enorm“, sagte Professor Alex Hewitt, mit Professor Powell Hauptautor der Studie und klinischer Forscher am Menzies Institute for Medical Research der University of Tasmania.

„Die meisten seltenen genetischen Krankheiten verhalten sich im Körper wie ein schwerer Autounfall – sie sind im Allgemeinen leicht zu identifizieren und dort zu lokalisieren, wo sie im Genom auftreten. Aber Immunkrankheiten ähneln oft eher Verkehrsstaus, bei denen genetische Veränderungen, die den Verkehr aufhalten, schwieriger zu lokalisieren sind. Diese Studie hat uns geholfen, die Krisenherde zu identifizieren“, betonte Professor Hewitt.

„Die größte Erkenntnis aus dieser Arbeit wird die Identifizierung therapeutischer Ziele und die Definition von Subpopulationen von Immunerkrankungen sein, die dann klinische Studien verfeinern können, um die Wirksamkeit von Arzneimitteln zu bewerten“, sagte er.

Langwierige Suche nach wirksamer Therapie

Patienten mit Autoimmunerkrankungen müssen oft viele verschiedene Behandlungen über sich ergehen lassen, bevor Ärzte eine Therapie finden, die tatsächlich wirkt.

„Einige Medikamente sind möglicherweise nur bei 15 % der Patienten sehr wirksam und werden daher nicht als Erstlinienbehandlung empfohlen“, sagt Dr. Seyhan Yazar, Mitautor der Studie.

„Wir haben jetzt eine Möglichkeit, das Ansprechen auf die Behandlung mit der Immungenetik einer Person in Verbindung zu bringen – und potenziell auf diese 15 % der Patienten zu untersuchen, bevor ein Arzt überhaupt eine Behandlung durchführt.“

Erleichtert Entwicklung neuer Behandlungen

Zudem könnte dieser genetische Fingerabdruck auch die Risiken senken, die mit der Entwicklung neuer Behandlungen verbunden sind. Zu wissen, welche Zelltypen für eine bestimmte Krankheit relevant sind, kann nach Auskunft der Wissenschaftler die Entwicklung neuer Medikamente erleichtern.

Für die Studie analysierten die Forscher die Genomik von mehr als einer Million einzelner Immunzellen von rund 1.000 gesunden Personen und untersuchten insgesamt 14 verschiedene Arten von Immunzellen. Dieser individuelle Ansatz zeichnet ein weitaus klareres Bild als frühere Studien, die kombinierte Zellen in einer Blutprobe analysierten.

Statt Durchschnitt individuelle Analyse

Das Problem bei der bisher üblichen Bulk-RNA-Analyse bestand darin, dass Forscher nur ein gemitteltes Signal beobachtet haben. Aber es gibt große individuelle Unterschiede in den Zellfunktionen und Zelltypen. Durchschnittsanalysen spiegeln laut den Studienautoren nicht wider, was in der ganzen Vielfalt von Immunzellen passiert.

„Wir arbeiten in Zusammenarbeit mit dem St. George Hospital an einer Studie über Morbus Crohn, die bestimmen wird, wie sich der Immungenotyp eines Patienten auf seine Reaktion auf verschiedene Behandlungen auswirkt, und streben danach, neue Studien zu einer Reihe von Autoimmunerkrankungen zu etablieren“, sagte Professor Powell. Er bezeichnete die aktuelle Studie als bedeutenden Meilenstein, der zeigt, wie die Genetik auf zellulärer Ebene zum Risiko von Immunerkrankungen beiträgt.

Quelle:

Yazar S, Alquicira-Hernandez J, Wing K, Senabouth A, Gordon MG, Andersen S, Lu Q, Rowson A, Taylor TRP, Clarke L, Maccora K, Chen C, Cook AL, Ye CJ, Fairfax KA, Hewitt AW, Powell JE. Single-cell eQTL mapping identifies cell type-specific genetic control of autoimmune disease. Science. 2022 Apr 8;376(6589):eabf3041. doi: 10.1126/science.abf3041. Epub 2022 Apr 8. PMID: 35389779. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35389779/)

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