Cercetătorii de la Mount Sinai au cartografat peste 100.000 de celule imune la pacienții cu boala Crohn și au descoperit o semnătură a celulelor care sunt implicate într-un tip de boală care nu răspunde la tratament. Datele aparțin unui studiu publicat în Cell, iar descoperirea deschide noi portițe către identificarea biomarkerilor și adaptarea unor noi opțiuni terapeutice pentru pacienți.

Studiul a analizat probele de biopsie ale leziunilor bolii Crohn inflamate și neinflamate pe țesutul intestinului subțire, imediat ce a fost îndepărtat de la pacienți. Cercetătorii au folosit secvențierea ARN unicelulară și tehnologia CyTOF pentru a analiza leziunile intestinale în timp real la nivel unicelular, identificând celulele imunitare și celulele sanguine circulante și interacțiunea lor în și în jurul leziunii și cartografiind un areal de mii de celule din leziune.

40% dintre pacienți nu mai răspund la tratament

Analiza a găsit o semnătură a unui anume tip de celule, niciodată identificate anterior, care se corelează cu rezistența unui pacient la terapia standard pentru boala Crohn, un medicament antiinflamator numit inhibitor TNF. Un inhibitor TNF este principalul agent administrat la pacienții cu boală Crohn moderată până la severă, dar aproximativ 40 % dintre pacienții care iau inhibitorul ajung să nu mai răspundă la tratament sau să sufere înrăutățiri ale afecțiunii.

Profilul unielular ar putea transforma descoperirea unor medicamente, a declarat co-autorul corespondent Miriam Merad, doctor în medicină, Director al Institutului de Imunologie de Precizie de la Școala de Medicină Icahn de la Mount Sinai. „Este adevărat că o să ne ofere mult mai multă claritate în bolile inflamatorii ale intestinului și de ce pacienții rezistă la tratament și ce altceva am putea viza.”

Posibilitatea de a identifica pacienții care nu vor răspunde la tratamentul cu inhibitor este util la evitarea operațiilor și a complicațiilor. Pe baza rezultatelor acestui studiu, cercetătorii au dezvoltat deja un studiu clinic care va testa dacă este posibil să se găsească acea „semnătură” într-un test de sânge, atunci când un pacient este diagnosticat cu boală inflamatorie intestinală. Dacă da, medicii ar putea evita să folosească un inhibitor TNF și să folosească în schimb alte substanțe biologice, care să funcționeze pentru acel pacient.

 „Am conceput acest studiu într-un mod care definește inflamația cu o precizie fără precedent, folosind imunologie și biologie computațională pentru a obține o mai bună înțelegere a acestei boli”, a declarat autorul co-corespondent Judy H. Cho, doctor în medicină, profesor de genetică translațională, și profesor de medicină, și genetică și științe genomice, la Școala de medicină din Icahn. „Aceste rezultate subliniază limitele testelor de diagnosticare actuale și potențialul instrumentelor de mapare a celulei unice pentru a identifica biomarkeri noi pentru răspuns la tratament și adaptarea oportunităților terapeutice.”

Acest studiu a analizat patru grupuri de pacienți și a utilizat analiza unui grup unicelular pentru a identifica semnătura. Cercetătorii au suprapus apoi datele din analiza unicelulară pe mai multe seturi de date mari, constând din celelalte trei grupuri de pacienți ale căror țesuturi au fost analizate și ale căror rezultate la inhibitorul TNF au fost cunoscute. Folosind un algoritm și o biologie computațională, cercetătorii au coroborat semnătura identificată cu rezultate de tratament cunoscute.

„Studiul nostru arată că abordările care combină cartografierea celulei unice de înaltă rezoluție a leziunilor inflamatorii la un număr mic de pacienți cu secvențierea ARN în vrac pe cohorte mari, cu caracterizare clinică extinsă, conduc la informații generalizabile, evidențiind potențialul de a transforma în general înțelegerea imunității multifactoriale umane - boli inflamatorii mediate", a declarat autorul corespondent Ephraim Kenigsberg, doctor, profesor asistent de genetică și științe genomice la Institutul Icahn pentru Știința Datelor și Tehnologia Genomică. Primul autor Jerome C. Martin, partener  postdoctoral în Precision Immunology Institute din Icahn School of Medicine de la Mount Sinai, a jucat de asemenea un rol major în această cercetare.