Мы разработали инструменты для изучения рака у тасманских дьяволов. Они могут помочь в борьбе с болезнями у людей
Кредит: Shutterstock

Новые инфекционные заболевания, включая COVID-19, обычно происходят от нечеловеческих животных. Однако, к сожалению, нам не хватает понимания иммунной системы большинства животных, поскольку не хватает исследовательских инструментов для других видов, кроме людей и мышей.

Наше исследование, опубликованное сегодня в Science Advances, подробно описывает передовые инструменты иммунологии, которые мы разработали для понимания рака у тасманских дьяволов. Важно отметить, что эти инструменты могут быть быстро изменены для использования на любых видах животных.

Наша работа поможет будущим усилиям по сохранению дикой природы, а также обеспечению готовности к потенциальным новым болезням у людей.

Падение дьявола

В последние десятилетия популяция тасманских дьяволов резко сократилась из-за смертельного рака, называемого дьявольской опухолью на лице (DFTD), впервые обнаруженного в 1996 году.

Спустя десятилетие после того, как это было обнаружено, генетический анализ показал, что клетки DFT передаются между дьяволами, обычно когда они кусают друг друга во время спаривания. В 2014 году был обнаружен второй тип трансмиссивной опухоли на лице дьявола (DFT2), что позволяет предположить, что дьяволы склонны к развитию заразного рака.

В 2016 году исследователи сообщили, что некоторые дикие дьяволы имели естественные иммунные ответы против рака DFT1. Год спустя экспериментальная вакцина против исходной опухоли на лице дьявола (DFT1) была испытана на дьяволах, искусственно инокулированных раковыми клетками.

Хотя вакцина не защищала их, в некоторых случаях последующее лечение могло вызвать регрессию опухоли.

Но несмотря на многообещающие результаты и другие хорошие новости с мест, DFT1 продолжает подавлять популяции дьяволов на большей части Тасмании. И DFT2 представляет дополнительную угрозу.

Мы разработали инструменты для изучения рака у тасманских дьяволов. Они могут помочь в борьбе с болезнями у людей
Тасманский дьявол с дьявольской опухолью на лице. Кредит: Спасите программу Tasmanian Devil

Следование плану требует инструментов

У людей был невероятный прогресс в лечении белков, которые регулируют нашу иммунную систему. Эти методы лечения стимулируют иммунную систему, чтобы убить раковые клетки.

Анализ нашей команды ДНК дьявола показал, что эти иммунные гены также присутствуют в дьяволах, что означает, что мы можем разработать аналогичные методы лечения для стимуляции иммунной системы дьявола.

Но изучение ДНК-схемы дьяволов уводит нас лишь далеко. Чтобы построить сильный дом, вы должны понимать, что у и есть правильные инструменты. Белки являются строительными блоками жизни. Таким образом, чтобы создать эффективные методы лечения и вакцины для дьяволов, мы должны изучить белки в их иммунной системе.

До недавнего времени для этого было мало инструментов исследования. И эта проблема была слишком знакома исследователям, изучающим иммунологию и болезни у других видов, кроме людей, мышей или крыс.

В БЫСТРЫЙ переулок

Вы можете построить дом, используя только пилу, молоток и гвозди, но для более быстрой и быстрой сборки требуется более широкий и универсальный набор инструментов.

В нашем новом исследовании мы добавили более десятка инструментов в набор инструментов для понимания опухолей у тасманских дьяволов. Это флуоресцентные адаптируемые простые тераностические белки или просто FAST белки.

Мы разработали инструменты для изучения рака у тасманских дьяволов. Они могут помочь в борьбе с болезнями у людей
Обзор белковой системы FAST. Флуоресцентные белки и белки иммунной системы из разных видов могут быть быстро заменены для создания новых белков FAST. Предоставлено: Andrew S. Flies/WildImmunity

Термин «тераностический» объединяет терапевтический и диагностический. Белки FAST можно использовать в качестве терапевтического лекарственного средства для лечения заболевания или в качестве диагностического инструмента для определения его причины и лучшего понимания.

Ключевой особенностью белков FAST является то, что они могут быть помечены флуоресцентным белковым маркером и могут высвобождаться из клеток, которые мы сконструировали в лаборатории для их получения.

Таким образом, мы можем собирать и наблюдать, как белки присоединяются и взаимодействуют с другими белками, без необходимости добавлять метку позже в процессе.

Чтобы понять это, представьте, что вы пытаетесь использовать крошечный ключ в крошечном замке в темноте. Было бы трудно, но намного проще, если бы оба были помечены цветным светом. В контексте иммунной системы легче понять, что нам нужно включить или выключить, если мы увидим, где находятся белки.

Путем картирования взаимодействия белков в иммунной системе дьявола мы можем найти более эффективные способы стимулирования иммунной системы.

Система FAST также является адаптируемой, что означает, что новые цели могут быть вырезаны и вставлены в систему по мере их идентификации, как, например, замена битов на сверле. Таким образом, это полезно для изучения иммунной системы других животных, включая людей.

Кроме того, система достаточно проста, чтобы ее могли использовать большинство людей с базовым опытом клеточной культуры и молекулярной биологии.

Мы разработали инструменты для изучения рака у тасманских дьяволов. Они могут помочь в борьбе с болезнями у людей
Клетка дьявольской опухоли лица 2 (DFT2), ядро ​​которой показано синим цветом. Предоставлено: Andrew S. Flies/WildImmunity

Игла в стоге сена

Раковые клетки у людей и животных могут перемещаться по кровотоку, чтобы распространяться или «метастазировать» по всему организму. Выявление одиночных опухолевых клеток в крови может пролить свет на то, как рак проникает в органы дьявола и убивает их.

Используя инструменты FAST, мы обнаружили, что CD200 — белок, который ингибирует противораковые реакции у людей — высоко экспрессируется в бесах. С помощью инструментов FAST мы смогли смешать раковые клетки DFT2 в кровь дьявола и вывести их, несмотря на то, что на каждую 1000 клеток крови приходится примерно одна раковая клетка.

CD200 является мощным «выключателем» для иммунной системы, поэтому определение этого выключателя позволяет нам помочь нам создать вакцину, которая отключает выключатель.

Быстро отсекая лучшие способы стимулирования иммунной системы дьявола, инструменты FAST ускоряют наши исследования по разработке профилактической вакцины для защиты дьяволов от ДПФ.

Зачем изучать иммунную систему животных?

COVID-19 снова вывел на мировой арене новые инфекционные заболевания. Способность быстро разрабатывать инструменты иммунологии для новых видов означает, что мы можем начать действовать, когда новый вирус проникает в человека.

Кроме того, виды вымирают с угрожающей скоростью, а болезни диких животных все больше угрожают усилиям по сохранению.

Понимание того, как иммунная система других животных борется с болезнями, может послужить основой для разработки вакцин и терапевтических средств, чтобы помочь им./p>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *