Teknik Baru Mengungkap Bagaimana Sel Kekebalan Menemukan Targetnya

Tubuh manusia memiliki jutaan sel B dan T unik yang berkeliaran di tubuh, mencari mikroba penyerbu. Kemampuan sel-sel kekebalan ini untuk mengenali mikroba berbahaya sangat penting untuk berhasil melawan infeksi.

Insinyur biologi MIT kini telah menemukan alat eksperimental yang memungkinkan mereka untuk secara tepat memilih interaksi antara sel kekebalan tertentu dan antigen targetnya. Teknik baru, yang menggunakan virus yang direkayasa untuk menghadirkan banyak antigen berbeda ke populasi besar sel kekebalan, dapat memungkinkan penyaringan skala besar dari interaksi semacam itu.

IMAGES
Gambar: i2.wp.com

“Teknik ini mengarahkan cara untuk memahami kekebalan lebih dekat dengan bagaimana sistem kekebalan itu sendiri sebenarnya bekerja, akan membantu para peneliti memahami pengenalan kekebalan yang kompleks dalam berbagai penyakit, dan dapat mempercepat pengembangan vaksin dan imunoterapi yang lebih efektif,” kata Michael Birnbaum, seorang profesor teknik biologi di MIT, anggota Institut Koch untuk Penelitian Kanker Integratif MIT, dan penulis senior studi tersebut.

Mantan mahasiswa pascasarjana MIT Connor Dobson adalah penulis utama makalah ini, yang diterbitkan pada 8 April 2022, di Nature Methods .
Layar sederhana untuk sistem yang kompleks

Baik sel B dan T memainkan peran penting dalam meluncurkan respon imun. Ketika sel T menemukan targetnya, ia mulai berkembang biak untuk menghasilkan pasukan sel identik yang dapat menyerang sel yang terinfeksi. Dan sel B yang menemui target mereka mulai memproduksi antibodi yang membantu merekrut komponen lain dari sistem kekebalan untuk membersihkan infeksi.

Para ilmuwan yang mempelajari sistem kekebalan memiliki beberapa alat untuk membantu mereka mengidentifikasi interaksi sel antigen-kekebalan tertentu. Namun, alat ini umumnya hanya memungkinkan untuk mempelajari kumpulan besar antigen yang terpapar pada satu sel B atau T, atau kumpulan besar sel imun yang menghadapi sejumlah kecil antigen.

“Dalam tubuh Anda, Anda memiliki jutaan sel T unik, dan mereka dapat mengenali miliaran kemungkinan antigen. Semua alat yang telah dikembangkan hingga saat ini benar-benar dirancang untuk melihat satu sisi keragaman itu pada satu waktu,” kata Birnbaum.

Tim MIT mulai merancang alat baru yang memungkinkan mereka menyaring perpustakaan besar antigen dan sel kekebalan pada saat yang bersamaan, memungkinkan mereka untuk memilih interaksi spesifik apa pun dalam berbagai kemungkinan.

Untuk membuat cara sederhana untuk menyaring begitu banyak kemungkinan interaksi, para peneliti merekayasa bentuk khusus dari lentivirus, sejenis virus yang sering digunakan para ilmuwan untuk mengirimkan gen karena dapat mengintegrasikan potongan DNA ke dalam sel inang. Virus ini memiliki protein selubung yang disebut VSV-G yang dapat mengikat reseptor di permukaan berbagai jenis sel manusia, termasuk sel kekebalan, dan menginfeksinya.

Untuk penelitian ini, para peneliti memodifikasi protein VSV-G sehingga tidak dapat menginfeksi sel sendiri, melainkan mengandalkan antigen yang dipilih peneliti. Versi VSV-G yang dimodifikasi ini hanya dapat membantu lentivirus masuk ke dalam sel jika antigen berpasangan mengikat reseptor sel B atau sel T manusia yang mengenali antigen.

Setelah virus masuk, ia mengintegrasikan dirinya ke dalam genom sel inang. Oleh karena itu, dengan mengurutkan genom semua sel dalam sampel, para peneliti dapat menemukan antigen yang diekspresikan oleh virus yang menginfeksi sel dan urutan reseptor sel T atau B yang memungkinkannya masuk.

“Dengan cara ini, kita dapat menggunakan infeksi virus itu sendiri sebagai cara untuk mencocokkan dan kemudian mengidentifikasi pengupas sel antigen-imun,” kata Birnbaum.

Interaksi diidentifikasi

Untuk mendemonstrasikan keakuratan teknik mereka, para peneliti menciptakan kumpulan virus dengan antigen dari 100 virus berbeda, termasuk influenza, cytomegalovirus, dan virus Epstein-Barr. Mereka menyaring virus ini terhadap sekitar 400.000 sel T dan menunjukkan bahwa teknik ini dapat dengan tepat memilih pasangan reseptor sel T antigen yang telah diidentifikasi sebelumnya.

Para peneliti juga menyaring dua reseptor sel B yang berbeda terhadap 43 antigen, termasuk antigen dari HIV dan protein lonjakan SARS-CoV-2. .

Dalam studi masa depan, Birnbaum berharap untuk menyaring ribuan antigen terhadap populasi sel B dan T. “Ideal kami adalah menyaring seluruh virus atau keluarga virus, untuk bisa mendapatkan pembacaan seluruh sistem kekebalan Anda dalam satu percobaan,” katanya.

Dalam satu penelitian yang sekarang sedang berlangsung, laboratorium Birnbaum bekerja dengan para peneliti di Institut Ragon MGH, MIT, dan Harvard untuk mempelajari bagaimana sistem kekebalan orang yang berbeda merespons virus seperti HIV dan SARS-CoV-2. Studi semacam itu dapat membantu mengungkap mengapa beberapa orang secara alami melawan virus tertentu lebih baik daripada yang lain, dan berpotensi mengarah pada pengembangan vaksin yang lebih efektif.

Para peneliti membayangkan bahwa teknologi ini juga dapat memiliki kegunaan lain. Laboratorium Birnbaum sekarang bekerja mengadaptasi virus yang sama untuk mengirimkan gen yang direkayasa ke sel target. Dalam hal ini, virus tidak hanya akan membawa molekul penargetan tetapi juga gen baru yang akan dimasukkan secara eksklusif ke dalam sel yang memiliki target yang tepat. Ini dapat menawarkan cara untuk secara selektif mengirimkan gen yang mendorong kematian sel ke dalam sel kanker, misalnya.

“Kami membuat alat ini untuk mencari antigen, tetapi tidak ada yang khusus tentang antigen,” kata Birnbaum. "Anda berpotensi menggunakannya untuk masuk ke sel tertentu untuk melakukan modifikasi gen untuk terapi sel dan gen."

Penelitian ini didanai oleh program Penghargaan Perbatasan Institut Koch, Yayasan Packard, Yayasan Penelitian Kanker Damon Runyon, Yayasan Penelitian Medis Michelson, Pfizer, Inc., Departemen Pertahanan, Institut Kesehatan Nasional, Lulusan Yayasan Sains Nasional Research Fellowship, Siebel Scholarship, Canadian Institutes of Health Research Doctoral Foreign Study Award, beasiswa lulusan dari Pusat Ludwig di MIT, hibah Program Pelatihan Ilmuwan Medis dari Institut Nasional Ilmu Kedokteran Umum, Penghargaan Dampak Teknologi dari Cancer Research Institute, program Beasiswa Pew-Stewart, dan Hibah Koch Institute Support (inti) dari National Cancer Institute.

Teknik Baru Mengungkap Bagaimana Sel Kekebalan Menemukan Targetnya Teknik Baru Mengungkap Bagaimana Sel Kekebalan Menemukan Targetnya Reviewed by Admin on April 07, 2022 Rating: 5

Tidak ada komentar:

Home Ads

Diberdayakan oleh Blogger.