Mappato il sistema immunitario

Un primo atlante cellulare del timo umano potrebbe portare a nuove terapie immunitarie per curare il cancro e le malattie autoimmuni. I ricercatori del Wellcome Sanger Institute, dell'Università di Newcastle e dell'Università di Gand, in Belgio, hanno mappato il tessuto del timo attraverso la durata della vita umana per capire come si sviluppa e produce cellule immunitarie vitali chiamate cellule T. In futuro, queste informazioni potrebbero aiutare i ricercatori a generare un timo artificiale e progettare cellule T terapeutiche migliorate.

Mappato il sistema immunitario

Origini del sistema immunitario mappate, aprendo le porte a nuove immunoterapie del cancro

Un primo atlante cellulare del timo umano potrebbe portare a nuove terapie immunitarie per curare il cancro e le malattie autoimmuni. I ricercatori del Wellcome Sanger Institute, dell'Università di Newcastle e dell'Università di Gand, in Belgio, hanno mappato il tessuto del timo attraverso la durata della vita umana per capire come si sviluppa e produce cellule immunitarie vitali chiamate cellule T. In futuro, queste informazioni potrebbero aiutare i ricercatori a generare un timo artificiale e progettare cellule T terapeutiche migliorate.

Pubblicato 20 febbraio su Science , questo atlante di timo umano ha rivelato nuovi tipi di cellule e identificato segnali che indicano alle cellule immunitarie immature come svilupparsi in cellule T. L'atlante potrebbe anche aiutare gli scienziati a comprendere le malattie che influenzano lo sviluppo delle cellule T come l'immunodeficienza combinata grave (SCID) e si aggiunge all'iniziativa Atlante delle cellule umane che sta creando una mappa di Google dell'intero corpo umano.

La ghiandola del timo si trova nel torace e produce cellule T, globuli bianchi chiave che combattono le infezioni e le malattie. Queste cellule T lasciano quindi il timo per entrare nel sangue e altre parti del corpo per maturare ulteriormente. Le cellule T cercano e distruggono batteri e virus invasori, riconoscono anche le cellule tumorali e le uccidono.

Problemi nello sviluppo del timo causano una generazione difettosa delle cellule T. Ciò può comportare gravi deficienze immunitarie come lo SCID, lasciando le persone sensibili alle infezioni. In alternativa, può influire sulla regolazione delle cellule T causando malattie autoimmuni come il diabete di tipo 1. Mentre le cellule T mature sono state ben studiate, lo sviluppo del timo umano e delle cellule T al suo interno non è completamente compreso.

I ricercatori hanno utilizzato la tecnologia a singola cellula per isolare e analizzare circa 200.000 singole cellule dal timo in via di sviluppo e dal tessuto del timo per bambini e adulti. Hanno esaminato quali geni erano attivi in ​​ogni singola cellula per identificare le cellule, scoprendo nuovi tipi di cellule e hanno usato quei geni come tag per mappare ciascuna cellula nella sua posizione esatta nel timo.

Jongeun Park, il primo autore dello studio del Wellcome Sanger Institute, ha dichiarato: "Abbiamo prodotto un primo atlante di cellule di timo umano per capire cosa sta succedendo nel timo sano durante la nostra vita, dallo sviluppo all'età adulta, e in che modo fornisce l'ambiente ideale per supportare la formazione delle cellule T. Questa risorsa apertamente disponibile consentirà ai ricercatori di tutto il mondo di capire come si sviluppa il sistema immunitario per proteggere il nostro corpo ".

Le cellule T terapeutiche sono attualmente utilizzate nella clinica per il trattamento del carcinoma a linfoma a cellule B e dei tumori della leucemia, tuttavia un grave svantaggio di questi trattamenti è la creazione del giusto sottotipo di cellule T.

Il professor Muzlifah Haniffa, autore senior dello studio dell'Università di Newcastle e Senior Clinical Fellow presso il Wellcome Sanger Institute, ha dichiarato: "Con questo atlante di cellule di timo, stiamo svelando i segnali cellulari del timo in via di sviluppo e rivelando quali geni devono essere attivato per convertire le cellule precursori del sistema immunitario precoce in specifiche cellule T. Questo è davvero eccitante come in futuro, questo atlante potrebbe essere usato come mappa di riferimento per progettare le cellule T all'esterno del corpo con esattamente le proprietà giuste per attaccare e uccidere un cancro specifico - la creazione di trattamenti su misura per i tumori ".

Il professor Tom Taghon, autore senior dello studio dell'Università di Gand, in Belgio, ha dichiarato: "Ora abbiamo una comprensione molto dettagliata di come le cellule T si formano nei tessuti sani. Siamo stati in grado di identificare una popolazione simile di cellule precursori nello sviluppo timo e fegato, e crediamo che questi precursori siano importanti per iniziare lo sviluppo delle cellule T nel feto e per la creazione di un organo del timo pienamente competente.Questo ci sta aiutando a mettere insieme i pezzi del puzzle per avere un quadro più ampio di come si sviluppa l'immunità. "

Il timo è insolito in quanto è più grande e più attivo durante l'infanzia e si restringe dopo la pubertà. Il timo è stato chiamato il "pacemaker della vita" e all'età di 35 anni è quasi scomparso. Comprendere come si sviluppa il timo e quindi il garrese potrebbe far luce sull'invecchiamento e su come il sistema immunitario cambia durante la vita.

La dott.ssa Sarah Teichmann, autrice senior del Wellcome Sanger Institute e copresidente del Comitato Organizzatore dell'Atlante di cellule umane, ha dichiarato: "Questa mappa del timo è una parte importante della missione dell'Atlante di cellule umane per tracciare una mappa di ogni tipo di cellula nell'uomo corpo. Ci sta aiutando a conoscere i percorsi di sviluppo all'interno del corpo e il declino del sistema immunitario associato all'età. Ciò ha applicazioni nell'ingegneria cellulare, inclusa la possibilità di creare un timo artificiale per la medicina rigenerativa ".