Immunomika

Immunomika to nauka o regulacji układu odpornościowego i odpowiedzi na patogeny z wykorzystaniem podejścia obejmującego cały genom . Wraz z rozwojem technologii genomicznych i proteomicznych naukowcy byli w stanie wizualizować sieci biologiczne i wnioskować o wzajemnych powiązaniach między genami i/lub białkami; ostatnio technologie te zostały wykorzystane, aby lepiej zrozumieć, jak działa układ odpornościowy i jak jest regulowany. Dwie trzecie genomu jest aktywne w jednym lub kilku typach komórek układu odpornościowego, a mniej niż 1% genów ulega unikalnej ekspresji w danym typie komórek. Dlatego bardzo ważne jest, aby wzorce ekspresji tych typów komórek odpornościowych zostały rozszyfrowane w kontekście sieci, a nie jako jednostki, tak aby ich role zostały prawidłowo scharakteryzowane i powiązane ze sobą. Wady układu odpornościowego, takie jak choroby autoimmunologiczne , niedobór odporności i nowotwory złośliwe mogą skorzystać z wiedzy genomicznej na temat procesów patologicznych. Na przykład analiza systematycznej zmienności ekspresji genów może powiązać te wzorce z określonymi chorobami i sieciami genów ważnymi dla funkcji odpornościowych.

Tradycyjnie naukowcy badający układ odpornościowy musieli indywidualnie szukać antygenów i identyfikować sekwencję białkową tych antygenów („ epitopów ”), która stymulowałaby odpowiedź immunologiczną. Ta procedura wymagała wyizolowania antygenów z całych komórek, strawienia ich na mniejsze fragmenty i przetestowania na komórkach T i B w celu zaobserwowania odpowiedzi komórek T i B. Te klasyczne podejścia mogły jedynie wizualizować ten system jako stan statyczny i wymagały dużej ilości czasu i pracy.

Immunomics ułatwiło to podejście dzięki możliwości spojrzenia na układ odpornościowy jako całość i scharakteryzowania go jako modelu dynamicznego. Ujawniono, że niektóre z najbardziej wyróżniających cech układu odpornościowego to ciągła ruchliwość, rotacja i plastyczność jego komórek składowych. Ponadto obecne technologie genomiczne, takie jak mikromacierze , mogą rejestrować ekspresję genów układu odpornościowego w czasie i śledzić interakcje mikroorganizmów z komórkami wrodzonego układu odpornościowego . Nowe podejścia proteomiczne, w tym mapowanie epitopów komórek T i komórek B , może również przyspieszyć tempo, w jakim naukowcy odkrywają związki przeciwciało-antygen.

Definicja

Układ odpornościowy żywiciela reaguje na inwazję patogenu zestawem odpowiedzi swoistych dla patogenu, w których uczestniczy wielu „graczy”; obejmują one przeciwciała , pomocnicze komórki T , cytotoksyczne komórki T i wiele innych. Komórki prezentujące antygen (APC) są zdolne do internalizacji patogenów i prezentowania fragmentu antygenu – epitopu – z głównymi kompleksami zgodności tkankowej (MHC) na powierzchni komórki. Odpowiedź komórek T jest inicjowana, gdy komórki T rozpoznają te prezentowane epitopy. Do stymulacji odpowiedzi komórek T i B potrzebne są tylko specyficzne sekwencje peptydowe z niektórych antygenów swoistych dla patogenu; to znaczy, cała sekwencja peptydu patogennego nie jest konieczna do zainicjowania odpowiedzi immunologicznej. ' „immunom ” patogenu jest opisany przez zestaw epitopów i może być zdefiniowany przez porównanie sekwencji genomu i zastosowanie narzędzi immunoinformatycznych.

Historia

Ash Alizadeh i in. byli jednymi z pierwszych, którzy rozpoznali potencjał mikromacierzy cDNA do definiowania ekspresji genów komórek odpornościowych. Ich analiza zbadała ekspresję genów ludzkich limfocytów B i T podczas aktywacji komórkowej i/lub stymulacji cytokinami , rodzajem sygnalizującej cząsteczki regulacyjnej. Wiadomo było, że wiele aktywowanych genów w stymulowanych limfocytach T bierze udział w cyklu komórkowego G0/G1 lub koduje chemokiny , cząsteczki sygnałowe zaangażowane w odpowiedź zapalną. Zespół ten był również w stanie zwizualizować czasowe wzorce ekspresji genów podczas mitogenezy limfocytów T. W końcowych akapitach swojego przełomowego artykułu naukowcy ci stwierdzają, że „praktycznie każdy zakątek badań immunologicznych skorzysta z analizy ekspresji genów za pomocą mikromacierzy cDNA”, a tym samym zwiastowali rozwój immunologii.

Ograniczeni dostępnymi mikromacierzami i niekompletnym ludzkim genomem w tym momencie, ten sam zestaw badaczy był zmotywowany do stworzenia wyspecjalizowanej mikromacierzy, która skupiałaby się na genach preferencyjnie eksprymowanych w danym typie komórek lub znanych jako funkcjonalnie ważne w danym typie komórek. proces biologiczny. W rezultacie Alizadeh i współpracownicy zaprojektowali mikromacierz cDNA „Lymphochip”, która zawierała 13 000 genów i została wzbogacona o geny ważne dla układu odpornościowego.

Artykuł Iyera i wsp. z 1999 r. był kolejnym, który ujawnił znaczenie zastosowania technologii genomowych w badaniach immunologicznych. Chociaż nie zamierzali zajmować się żadnym aspektem odporności na początku swojego eksperymentu, badacze ci zauważyli, że profile ekspresji fibroblastów stymulowanych surowicą były znacznie bogatsze niż przewidywano i sugerowały ważną fizjologiczną rolę fibroblastów w gojeniu się ran. Geny indukowane przez surowicę zostały powiązane z procesami związanymi z gojeniem się ran, w tym genami bezpośrednio zaangażowanymi w przebudowę skrzepu i macierzy pozakomórkowej, a także geny kodujące białka sygnałowe stanu zapalnego, rozwój nowych naczyń krwionośnych i ponowny wzrost tkanki nabłonkowej. Dodatkowo, jednym z najbardziej znaczących wyników tej analizy ekspresji było odkrycie ponad 200 nieznanych wcześniej genów, których ekspresja była czasowo regulowana podczas odpowiedzi fibroblastów na surowicę. Wyniki te ujawniły znaczenie postrzegania odpowiedzi immunologicznej jako wspólnego programu fizjologicznego i błagały o dalsze badania układu odpornościowego jako sieci, a nie tylko pojedynczych elementów.

W 2006 roku Moutaftsi i in. wykazali, że narzędzia do mapowania epitopów mogą dokładnie identyfikować epitopy odpowiedzialne za 95% odpowiedzi mysich komórek T na wirusa krowianki . Poprzez swoją pracę naukowcy ci wprowadzili interdyscyplinarną dziedzinę informatyki i immunologii, wykorzystując dane genomiczne, proteomiczne i immunologiczne. Uderzający sukces i łatwość tej metody zachęciły badaczy zarówno do zdefiniowania immunomu innych patogenów, jak i do zmierzenia szerokości i nakładania się immunomów patogenów, które powodują powstanie odporności. Ponadto zasugerowano inne zastosowania, w których można zastosować narzędzia do mapowania epitopów, w tym autoimmunizację, transplantację i immunogenność .

Stosowane technologie

Mikromacierze immunologiczne

Stworzono kilka rodzajów mikromacierzy do szczegółowej obserwacji odpowiedzi i interakcji układu odpornościowego. Mikromacierze przeciwciał wykorzystują przeciwciała jako sondy i antygeny jako cele. Można ich użyć do bezpośredniego pomiaru stężeń antygenów, dla których sondy przeciwciał są specyficzne. Mikromacierze peptydowe wykorzystują peptydy antygenowe jako sondy i przeciwciała surowicy jako cele. Można je wykorzystać do funkcjonalnych zastosowań immunologicznych do zrozumienia chorób autoimmunologicznych i alergii, określenia epitopów komórek B, badań nad szczepionkami, testów wykrywania i analizy swoistości przeciwciał. Mikromacierze MHC są najnowszym osiągnięciem w macierzach immunologicznych i wykorzystują kompleksy peptyd-MHC i ich cząsteczki kostymulujące jako sondy i populacje komórek T jako cele. Związane komórki T są aktywowane i wydzielają cytokiny, które są wychwytywane przez specyficzne przeciwciała wykrywające. Ta mikromacierz może mapować epitopy komórek T ograniczone do MHC.

Lymphochip

Lymphochip: wyspecjalizowana mikromacierz cDNA

Lymphochip to wyspecjalizowana ludzka mikromacierz cDNA wzbogacona o geny związane z funkcjami odpornościowymi, stworzona przez Asha Alizadeha z Uniwersytetu Stanforda . Z trzech źródeł pobrano 17 853 klonów cDNA . Pierwszy zestaw klonów wybrano, jeśli zidentyfikowane ekspresjonowane znaczniki sekwencji (EST) były unikalne lub wzbogacone specyficznie w limfoidalne biblioteki cDNA; reprezentują one ~ 80% klonów Lymphochip. Drugi zestaw klonów zidentyfikowano podczas analizy odpowiedzi immunologicznych na mikromacierzach pierwszej generacji. Wreszcie 3183 genów, o których wiadomo lub podejrzewa się, że odgrywają rolę w funkcjach odpornościowych, onkogenezie , apoptozę , proliferację komórek lub bycie otwartymi ramkami odczytu z patogennych ludzkich wirusów zastosowano na Lymphochip. Często dodawane są nowe geny.

Narzędzia do mapowania epitopów komórek T i B

Mapowanie epitopów identyfikuje miejsca przeciwciał , z którymi wiążą się ich docelowe antygeny. W przeszłości naukowcy musieli izolować antygeny, trawić je na mniejsze fragmenty i określać, który z tych fragmentów stymuluje odpowiedzi limfocytów T i B, aby zdefiniować epitop przeciwciała. Immunomics wykorzystuje moc bioinformatyki i oferuje algorytmy mapowania, które przyspieszają odkrywanie sekwencji epitopów. Algorytmy te są istotne dla projektowania szczepionek oraz charakteryzowania i modyfikowania odpowiedzi immunologicznych w kontekście autoimmunizacji , endokrynologii , alergii , transplantologia, diagnostyka i inżynieria białek terapeutycznych.

Algorytmy mapowania epitopów komórek T i komórek B mogą obliczeniowo przewidywać epitopy na podstawie sekwencji genomowej patogenów, bez wcześniejszej znajomości struktury lub funkcji białka. Do identyfikacji epitopów stosuje się szereg kroków:

1. Porównanie zjadliwych i azjadliwych organizmów identyfikuje geny kandydujące, które kodują epitopy wywołujące odpowiedzi komórek T, szukając sekwencji, które są unikalne dla zjadliwych szczepów. Ponadto technologie mikromacierzy różnicowych mogą wykryć geny specyficzne dla patogenu, które są regulowane w górę podczas interakcji z gospodarzem i mogą być istotne dla analizy, ponieważ mają kluczowe znaczenie dla funkcji patogenu.
2. immunoinformatyczne przewidują regiony tych genów kandydujących, które wchodzą w interakcję z limfocytami T, skanując sekwencje białkowe patogenu pochodzące z genomu.
3. Te przewidywane peptydy są syntetyzowane i stosowane w badaniach przesiewowych in vitro przeciwko komórkom T. Rozpoznanie pozytywnej odpowiedzi immunologicznej może sugerować, że peptyd ten zawiera epitop stymulujący odpowiedź immunologiczną w przebiegu naturalnej infekcji lub choroby.

Dostępne narzędzia do mapowania

• EpiMatrix
• TEPITOPE
• Wielogłowe
• Wątek MHC
• MHCPred
• NetMHC
• LpPep
• BIMAS

Barwienie tetramerem za pomocą cytometrii przepływowej

Główną zasadą cytometrii przepływowej jest to, że komórki lub cząstki subkomórkowe są znakowane sondami fluorescencyjnymi, przepuszczane przez wiązkę laserową i sortowane według siły fluorescencji emitowanej przez komórki zawarte w kropelkach. MHC [[barwienie tetramerem]] za pomocą cytometrii przepływowej identyfikuje i izoluje specyficzne limfocyty T w oparciu o specyficzność wiązania ich receptorów na powierzchni komórki ze znakowanymi fluorescencyjnie kompleksami MHC-peptyd.

ELISPOT

ELISPOT jest zmodyfikowaną wersją testu immunologicznego ELISA i jest powszechną metodą monitorowania odpowiedzi immunologicznych.

Wkład w zrozumienie układu odpornościowego

Immunomika wywarła znaczący wpływ na zrozumienie układu odpornościowego poprzez odkrycie różnic w profilach ekspresji genów typów komórek, scharakteryzowanie odpowiedzi immunologicznej, naświetlenie linii i powiązań komórek odpornościowych oraz ustanowienie sieci regulacji genów. Chociaż poniższa lista wkładów nie jest kompletna, ma ona na celu wykazanie szerokiego zastosowania badań immunologicznych i potężnych konsekwencji dla immunologii.

Aktywacja i różnicowanie komórek odpornościowych

anergia limfocytów B

Mikromacierze odkryły wzorce ekspresji genów, które korelują z indukowaną antygenem aktywacją lub anergią w limfocytach B. Szlaki anergii limfocytów obejmują indukcję niektórych, ale nie wszystkich szlaków sygnałowych wykorzystywanych podczas aktywacji limfocytów. Na przykład NFAT i MAPK/ERK ulegają ekspresji w anergicznych (lub „tolerancyjnych) liniach komórkowych, podczas gdy N-końcowe kinazy NF-kB i c-Jun ścieżki nie są. Spośród 300 genów, których ekspresja została zmieniona po naiwnych komórkach B stymulowanych antygenem, tylko 8 z tych genów było regulowanych w tolerujących komórkach B. Zrozumienie tych ścieżek „tolerancji” ma ważne implikacje dla projektowania leków immunosupresyjnych. Te sygnatury ekspresji genów tolerancyjnych komórek B można wykorzystać podczas badań przesiewowych leków w celu wykrycia związków, które naśladują funkcjonalne efekty naturalnej tolerancji.

Różnicowanie limfocytów

Profile ekspresji genów podczas różnicowania ludzkich limfocytów podążały za dojrzałymi, naiwnymi komórkami B od ich stanu spoczynku przez reakcje centrum rozmnażania i końcowe różnicowanie. Badania te wykazały, że komórki B centrum rozmnażania reprezentują odrębny etap różnicowania, ponieważ profil ekspresji genów różni się od aktywowanych obwodowych komórek B. Chociaż żaden system hodowli in vitro nie był w stanie wywołać spoczynkowych obwodowych komórek B w celu przyjęcia pełnego fenotypu centrum zarodkowego, te profile ekspresji genów można wykorzystać do pomiaru sukcesu hodowli in vitro w naśladowaniu stanu centrum zarodkowego w miarę ich rozwoju.

Nowotwory limfatyczne

Około 9 na 10 ludzkich raków układu limfatycznego wywodzi się z limfocytów B. Wyraźne wzorce ekspresji obejmujące cały układ immunologiczny w dużej liczbie rozlanych chłoniaków z dużych komórek (DLCL) – najczęstsza postać chłoniaka nieziarniczego – zidentyfikowali co najmniej dwa różne podtypy tego, co wcześniej uważano za jedną chorobę. Jeden podzbiór tych DLCL wykazuje podobny wzorzec ekspresji genów do wzorca normalnych komórek B centrum rozmnażania i sugeruje, że komórka nowotworowa pochodzi z komórki B centrum rozmnażania. Inne badania nowotworów złośliwych z komórek B pokazują, że chłoniaki grudkowe mają wspólne cechy ekspresji z komórkami B centrum rozmnażania, podczas gdy komórki przewlekłej białaczki limfocytowej przypominają spoczynkowe limfocyty krwi obwodowej. Ponadto heterogeniczność w każdej z tych linii komórkowych sugeruje również, że w każdym typie chłoniaka istnieją różne podtypy, tak jak wykazano w DLCL. Wiedza ta może być wykorzystana do kierowania pacjentów na najodpowiedniejszą terapię.

Odpowiedź immunologiczna

Reakcje makrofagów na bakterie

Mikromacierze przeanalizowały globalne reakcje makrofagów na różne mikroorganizmy i potwierdziły, że te odpowiedzi podtrzymują i kontrolują procesy zapalne, a także zabijają mikroorganizmy. Te niezależne badania były w stanie lepiej opisać, w jaki sposób makrofagi atakują różne mikroorganizmy. Zaobserwowano, że „rdzeniowa odpowiedź transkrypcyjna” indukuje 132 geny i tłumi 59 genów. Indukowane geny obejmują prozapalne chemokiny i cytokiny oraz ich odpowiednie receptory. Zaobserwowano również „odpowiedź specyficzną dla patogenu”.

Dendrytyczna odpowiedź na patogen

Komórki dendrytyczne (DC) pomagają makrofagom w podtrzymywaniu procesów zapalnych i uczestniczą we wrodzonej odpowiedzi układu odpornościowego , ale mogą również pobudzać odporność nabytą . Analizy ekspresji genów wykazały, że DC mogą „wykonywać wiele zadań” poprzez czasowe segregowanie różnych funkcji. Wkrótce po rozpoznaniu czynnika zakaźnego niedojrzałe DC przechodzą do stanu wczesnej aktywacji poprzez odpowiedź rdzenia charakteryzującą się szybką regulacją w dół genów zaangażowanych w rozpoznawanie patogenu i fagocytozę , regulacja w górę genów cytokin i chemokin w celu rekrutacji innych komórek odpornościowych po stronie zapalenia; i ekspresja genów kontrolujących zdolność migracji. Wcześnie aktywowane DC mogą migrować z tkanek innych niż limfoidalne do węzłów chłonnych, gdzie mogą zapoczątkować odpowiedzi komórek T. Te wczesne odpowiedzi DC są związane z wrodzoną odpornością i składają się z „rdzeniowej odpowiedzi transkrypcyjnej” DC. Odpowiedzi specyficzne dla patogenu mają silniejszy wpływ na zdolność DC do regulowania odporności adaptacyjnej.

Rozróżnianie typów komórek odpornościowych

Porównując rozróżnienia między ogólnym programem transkrypcyjnym komórek odpornościowych, można wygenerować wykresy, które pozycjonują każdy typ komórek tak, aby najlepiej odzwierciedlały jego profil ekspresji w stosunku do wszystkich innych komórek i mogą ujawnić interesujące zależności między typami komórek. Na przykład profile transkrypcyjne z komórek odpornościowych rdzenia grasicy były mapowane bliżej limfocytów niż innych nabłonków. Może to sugerować, że istnieje interakcja funkcjonalna między tymi dwoma typami komórek i wymaga współdzielenia określonych transkryptów i białek. Porównując profile ekspresji genów z komórek układu krwionośnego, podzbiory komórek T i B ściśle grupują się z odpowiednimi typami komórek.

Przyglądając się profilowi ​​transkrypcyjnemu różnych komórek T, naukowcy wykazali, że komórki T NK są zbliżoną odmianą konwencjonalnych komórek T CD4+ , a nie typem komórek pośredniczących między komórkami T i komórkami NK . Ponadto komórki DC, komórki NK i komórki B są ściśle pogrupowane na podstawie ich globalnych profili ekspresji. Można było się spodziewać, że limfocyty B i limfocyty T będą skupiać się oddzielnie od siebie lub że komórki NK będą bliżej spokrewnione z komórkami T, ponieważ mają wspólne prekursory, aktywność cytolityczną i podobne markery aktywacji. Dlatego immunomika ustaliła zależności między liniami komórkowymi, które odbiegają od klasycznych poglądów. Ponadto może lepiej wyjaśnić obserwowaną plastyczność w różnicowaniu komórek limfoidalnych i szpikowych ze względu na znaczne nakładanie się globalnych profili ekspresji tych różnych linii.

Sieci regulatorowe komórek odpornościowych

Sieci reprezentują najszerszy poziom interakcji genetycznych i mają na celu połączenie wszystkich genów i transkryptów w genomie immunologicznym. Fenotypy komórkowe i stany różnicowania są ostatecznie ustalane przez aktywność tych sieci współregulowanych genów. Jedna z najbardziej kompletnych sieci w immunologii rozszyfrowała powiązania regulacyjne między normalnymi i transformowanymi ludzkimi komórkami B. Ta analiza sugeruje hierarchiczną sieć, w której niewielka liczba wysoce połączonych genów (zwanych „hubami”) regulowała większość interakcji. Protoonkogen MYC _ stał się głównym ośrodkiem i bardzo wpływowym regulatorem komórek B. Warto zauważyć, że stwierdzono, że MYC bezpośrednio kontroluje BYSL , wysoce konserwatywny, ale słabo scharakteryzowany gen, i jest największym ośrodkiem w całej sieci komórek B. Sugeruje to, że BYSL koduje ważną cząsteczkę komórkową i krytyczny efektor funkcji MYC i motywuje do dodatkowych badań w celu wyjaśnienia jego funkcji. Dlatego wykorzystanie danych dotyczących ekspresji genów do tworzenia sieci może ujawnić geny o dużym wpływie na różnicowanie komórek odpornościowych, których technologie pregenomowe jeszcze nie zidentyfikowały.

Praktyczne zastosowania

Rozwój szczepionki

Jak zacytowali Stefania Bambini i Rino Rappuoli: „Nowe, potężne technologie genomiczne zwiększyły liczbę chorób, które można zwalczać za pomocą szczepień, i skróciły czas potrzebny na odkrycie badań i opracowanie szczepionki ”. Dostępność kompletnych sekwencji genomu patogenów w połączeniu z wysokowydajnymi technologiami genomicznymi pomogła przyspieszyć opracowywanie szczepionek. Odwrócona wakcynologia wykorzystuje sekwencje genomowe patogenów wirusowych, bakteryjnych lub pasożytniczych do identyfikacji genów potencjalnie kodujących geny promujące patogenezę . Pierwsze zastosowanie odwrotnej wakcynologii zidentyfikowało kandydatów na szczepionki przeciwko Neisseria meningitidis serogrupa B. Narzędzia obliczeniowe zidentyfikowały 600 przypuszczalnych białek eksponowanych na powierzchni lub wydzielanych z pełnej sekwencji genomu patogennego szczepu MenB, na podstawie cech sekwencji. Te domniemane białka eksprymowano w E. coli, oczyszczano i stosowano do immunizacji myszy. Testy wykorzystujące mysie surowice odpornościowe oszacowały zdolność przeciwciał do ochrony przed tymi białkami. Białka zdolne do wywoływania silnej odpowiedzi immunologicznej sprawdzono pod kątem zachowania sekwencji w panelu szczepów zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych i umożliwiono dalszą selekcję antygenu zdolnego do wywołania odpowiedzi immunologicznej przeciwko większości szczepów w panelu. Na podstawie tych sekwencji antygenów naukowcom udało się opracować uniwersalną szczepionkę „koktajlową” przeciwko Neisseria meninitidis , która wykorzystuje pięć antygenów do promowania odporności. Podobne podejścia stosowano w przypadku wielu innych ludzkich patogenów, takich jak między innymi Streptococcus pneumoniae , Chlamydia pneumoniae , Bacillus anthracis , Porphyromonas gingivalis , Mycobacterium tuberculosis , Helicobacter pylori . Dodatkowo rozpoczęto badania nad opracowaniem szczepionek przeciwko wirusom.

Rozpoznanie choroby

Inwentaryzacja receptorów i szlaków transdukcji sygnału, których komórki odpornościowe używają do monitorowania i obrony organizmu, prowadzi do charakterystycznych wzorców zmienionej ekspresji genów w komórkach krwi obwodowej, które odzwierciedlają charakter infekcji lub urazu. Dlatego rozpoznanie charakterystycznych profili ekspresji komórek krwi obwodowej może być potężnym narzędziem diagnostycznym poprzez rekrutację tych komórek jako „szpiegów” w celu wykrycia okultystycznych chorób lub czynników, których nie można łatwo wyhodować z gospodarza.

Na przykład infekcja fibroblastów wirusem cytomegalii (CMV) i infekcja limfocytów T HTLV-I ujawniły różne profile ekspresji genów. Infekcja CMV wywołała unikalną odpowiedź interferonową, podczas gdy infekcja HTLV-1 indukowała docelowe geny NF-kB. Zbadano również ponownie rodzaj białych krwinek, ekspozycję na bakterie i ekspresję immunomu, która różniła się w zależności od rodzaju użytego szczepu bakteryjnego.

Monitorowanie zmiany ekspresji genów krwi obwodowej może również pomóc w ustaleniu przebiegu infekcji i pomóc w leczeniu pacjentów za pomocą terapii dostosowanej do ich stadium choroby. Podejście to zastosowano już w przypadku sepsy – choroby, która postępuje zgodnie z przewidywalną linią zdarzeń. Zmiany sygnatur ekspresji genów mogą poprzedzać kliniczne zaostrzenie objawów, jak w stwardnieniu rozsianym , i pozwalają lekarzom zdusić te „zaostrzenia” w zarodku.

Projekt genomu immunologicznego

Główny artykuł: Immunologiczny projekt genomu

Układ odpornościowy to sieć szlaków genetycznych i sygnałowych połączonych siecią oddziałujących ze sobą komórek. Immunological Genome Project ma na celu wygenerowanie kompletnego kompendium ekspresji genów kodujących białka dla wszystkich populacji komórek układu odpornościowego myszy. Analizuje zarówno warunki stanu stacjonarnego w różnych populacjach komórek, jak i reakcje na zaburzenia genetyczne i/lub środowiskowe wywołane naturalnym polimorfizmem genetycznym, nokautem genów, nokautem genów przez RNAi lub leczeniem farmakologicznym . Narzędzia obliczeniowe do inżynierii wstecznej lub przewidywania sieci regulacyjnych komórek odpornościowych wykorzystują te profile ekspresji.

Do 2008 roku projekt ImmGen obejmował siedem laboratoriów immunologicznych i trzy laboratoria biologii obliczeniowej w całych Stanach Zjednoczonych. Zidentyfikowano i opisano ponad 200 populacji komórek zaangażowanych w układ odpornościowy. To konsorcjum stworzyło przeglądarkę danych w celu zbadania wzorców ekspresji poszczególnych genów, sieci współregulowanych genów oraz genów, które mogą niezawodnie rozróżniać typy komórek. Surowe dane są również dostępne z Gene Expression Omnibus NCBI.

Bazy danych

• Odpowiedź immunologiczna in silico (IRIS)
• Referencyjna baza danych komórek odpornościowych
• Projekt genomu immunologicznego
• Baza danych epitopów odpornościowych i zasoby do analizy (IEDB)
• IMGT
• SYFPEiTHi
• AniJen
• MHCBN
• IPD
• Typowy przykład
• Alergom

Zobacz też

• Immunoproteomika

←