La sperimentazione sulla terapia genica offre uno sguardo raro al sistema immunitario precoce / Gene Therapy Trial Provides a Rare Glimpse Into the Early Immune System
La sperimentazione sulla terapia genica offre uno sguardo raro al sistema immunitario precoce / Gene Therapy Trial Provides a Rare Glimpse Into the Early Immune System
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
I risultati dello St. Jude Children's Research Hospital dimostrano che le cellule T con memoria virtuale, un gruppo specializzato di cellule immunitarie, forniscono un'immunità aspecifica ai neonati nelle prime fasi della vita. Il lavoro deriva da uno studio risalente al 2019, quando St. Jude e istituzioni collaboratrici hanno segnalato una terapia genica efficace e sicura per diversi neonati affetti da immunodeficienza combinata grave legata al cromosoma X (X-SCID), nota anche come "malattia del bambino nella bolla". I bambini con X-SCID non possono sviluppare un sistema immunitario; tuttavia, la terapia genica ha corretto una mutazione critica e ha permesso ai pazienti di sviluppare l'immunità. Ciò ha offerto ai ricercatori di St. Jude l'opportunità unica di studiare come si forma il sistema immunitario. In tal modo, hanno confermato l'esistenza di un gruppo di cellule che fornisce una protezione aspecifica precoce ai neonati umani, dando alla loro memoria immunitaria a lungo termine il tempo di maturare. I risultati sono stati pubblicati oggi su Immunity.
La terapia genica che ha corretto la mutazione che causa la X-SCID è stata introdotta al St. Jude dal compianto Brian Sorrentino, MD, ed il lavoro è proseguito sotto la guida del Dott. Stephen Gottschalk , MD, del Dipartimento di Trapianto di Midollo Osseo e Terapia Cellulare del St. Jude . Dopo aver ricevuto la terapia, il sistema immunitario dei bambini ha iniziato a formarsi per la prima volta nella loro vita. Poiché al momento non è possibile testare in sicurezza il sistema immunitario umano in via di sviluppo in utero, i ricercatori hanno avuto la rara opportunità di osservare l'emergere dell'immunità precoce. Hanno utilizzato campioni di sangue dei pazienti per valutare le cellule immunitarie che compongono il sistema immunitario precoce e studiarne la funzione.
"Abbiamo colto questa opportunità unica per fotografare la genesi del sistema immunitario", ha affermato Benjamin Youngblood , PhD, autore senior e corrispondente, del Dipartimento di Immunologia del St. Jude . "Per la prima volta negli esseri umani, abbiamo rilevato un gruppo di cellule immunitarie tuttofare, maestre di nessuna attività, a volte chiamate cellule T della memoria virtuale, come parte importante del sistema immunitario precoce".
Altri scienziati hanno trovato cellule T con memoria virtuale in sistemi modello, ma non sono riusciti a confermarne la cronologia di sviluppo negli esseri umani, il che ha acceso il dibattito sulla loro rilevanza. Questo è il primo studio a confermare l'esistenza di questo tipo di cellula nelle fasi più precoci dello sviluppo immunitario umano, fornendo prove della sua importanza.
Creare un ponte tra il sistema immunitario precoce e l'immunità a lungo termine
In genere, le cellule immunitarie umane si dividono in due gruppi: innate e adattative. Le cellule innate agiscono come prima linea di difesa dell'organismo, reagendo in modo non specifico alle infezioni ed ad altre minacce. Le cellule adattative forniscono memoria a lungo termine ed immunità a specifici agenti infettivi, ma impiegano tempo per apprendere cosa costituisce una minaccia. I linfociti T della memoria virtuale non rientravano in nessuno dei due gruppi.
"Abbiamo scoperto che queste cellule T della memoria virtuale presentavano caratteristiche sia dell'immunità innata che di quella adattativa", ha affermato il primo autore Anoop Babu Vasandan , PhD, del Dipartimento di Immunologia del St. Jude. "Queste cellule si collocavano a metà strada tra queste due".
I ricercatori hanno scoperto che queste cellule presentavano marcatori epigenetici e proteici sia delle cellule innate che di quelle adattative. Nei test funzionali, hanno reagito in modo non specifico ai segnali immunitari di minacce infettive, una reazione simile a quella innata, rilasciando al contempo una molecola adattativa, l'interferone-gamma, per neutralizzarli. L'esistenza di queste cellule T tra le due categorie potrebbe fornire una connessione tra l'immunità innata ad azione rapida e quella adattativa a lunga durata, prima che si formi la memoria immunitaria precoce.
"Queste cellule T con memoria virtuale probabilmente fungono da ponte finché i neonati non sono nel mondo esterno e sperimentano diverse minacce infettive che educano il loro sistema immunitario", ha affermato la co-autrice Caitlin Zebley , MD, PhD, del Dipartimento di Trapianto di Midollo Osseo e Terapia Cellulare del St. "Consentono al sistema immunitario adattativo di intraprendere quei primi processi educativi e sviluppare una memoria vera, piuttosto che 'virtuale'".
Sebbene lo studio sia il primo a caratterizzare queste cellule nelle prime fasi dello sviluppo immunitario umano, molto resta ancora un mistero riguardo a questo tipo di cellula difficile da studiare.
"Ora dobbiamo trovare il modo di continuare a studiare queste cellule T con memoria virtuale e vedere se possiamo usarle per migliorare le vaccinazioni infantili od adattarle ad altri usi, come l'immunoterapia", ha detto Youngblood. "Abbiamo solo scalfito la superficie della comprensione del loro potenziale".
ENGLISH
Scientists have verified the existence of an immune cell type that explains how infants fight off early infections.
Findings from St. Jude Children’s Research Hospital demonstrate that virtual memory T cells, a specialized group of immune cells, provide nonspecific immunity for infants early in life. The work stems from a study dating to 2019, when St. Jude and collaborating institutions reported successful and safe gene therapy for multiple infants with X-linked Severe Combined Immunodeficiency (X-SCID), also called “bubble boy disease.” Children with X-SCID cannot form an immune system; however, the gene therapy fixed a critical mutation and enabled the patients to develop immunity. This gave St. Jude researchers the unique opportunity to study how the immune system forms. In doing so, they confirmed the existence of a group of cells that provides early nonspecific protection to human infants to give their long-term immune memory time to mature. The findings were published today in Immunity.
The gene therapy that corrected the mutation causing X-SCID was pioneered at St. Jude by the late Brian Sorrentino, MD, and the work continued under Stephen Gottschalk, MD, St. Jude Department of Bone Marrow Transplantation & Cellular Therapy. After receiving the therapy, the children’s immune systems started to form for the first time in their lives. As it is currently not possible to safely test the developing human immune system in utero, the researchers had the rare chance to watch early immunity emerge. They used patient blood samples to evaluate the immune cells that make up the early immune system and study what those cells do.
“We used this unique opportunity to take a snapshot of the immune system’s genesis,” said senior co-corresponding author Benjamin Youngblood, PhD, St. Jude Department of Immunology. “For the first time in humans, we detected a group of jacks-of-all-trades, master-of-none immune cells, sometimes called virtual memory T cells, as a major part of the early immune system.”
Other scientists have found virtual memory T cells in model systems, but could not confirm the timeline of development in humans, leading to debate about their relevance. This is the first study to confirm the cell type’s existence in the earliest phase of human immune development, providing evidence of its importance.
Forming a bridge from the early immune system to long-term immunity
Typically, human immune cells are split into two groups, innate and adaptive. Innate cells act as the body’s first line of defense, reacting nonspecifically to infections and other threats. Adaptive cells provide long-term memory and immunity to specific infectious agents, but these cells take time to learn what is a threat. The virtual memory T cells did not fit into either group.
“We found that these virtual memory T cells had hallmarks of both innate and adaptive immunity,” said first author Anoop Babu Vasandan, PhD, St. Jude Department of Immunology. “These cells existed somewhere in the middle between them.”
The researchers discovered that these cells had epigenetic and protein markers of both innate and adaptive cells. In functional tests, they reacted nonspecifically to immune signals of infectious threats, an innate-like reaction, while delivering an adaptive molecule, interferon-gamma, to neutralize them. These T cells’ existence between the two categories possibly provides a connection between fast-acting innate and long-lasting adaptive immunity before early immune memory forms.
“These virtual memory T cells are likely acting as a bridge until infants are out in the world and experiencing different infectious threats that educate their immune system,” said co-corresponding author Caitlin Zebley, MD, PhD, St. Department of Bone Marrow Transplantation & Cellular Therapy. “They allow the adaptive immune system time to undergo those first educational processes and develop true, rather than ‘virtual’ memory.”
While the study is the first to characterize these cells in early human immune development, much remains a mystery about this difficult-to-study cell type.
“Now we need to find ways to continue to study these virtual memory T cells and see if we can use them to improve childhood vaccinations or adapt them for other uses, such as immunotherapy,” Youngblood said. “We’ve only scratched the surface of understanding their potential.”
Da:
https://www.technologynetworks.com/biopharma/news/gene-therapy-trial-provides-a-rare-glimpse-into-the-early-immune-system-402999?utm_campaign=NEWSLETTER_TN_Breaking%20Science%20News&utm_medium=email&_hsenc=p2ANqtz-8AyK7msGgUKGOy1KHN2OViXocu4auUbb_ROi5cmhkUIqSMCr1jC7HfcWqHgyZt1j2AHscLONpiLXi4h0PMNikllfhFtgpKH0e4CBG1a4GXRYyNUVE&_hsmi=374015623&utm_content=374015623&utm_source=hs_email
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