Gelişmekte olan bir kanser sadece içerdiği tümör hücrelerinden değil, aynı zamanda biyolojik özelliklerini değiştiren çevre dokudan da etkilenir. Jackson Laboratuvarı’ndaki (JAX) araştırmacılar, bağışıklık hücreleri arasındaki etkileşimleri daha önce görülmemiş ayrıntılarla araştırmak için gelişmiş görüntüleme tekniklerini yeni bir hesaplama yöntemiyle entegre ettiler.
Meme kanseri veya melanom yakınındaki etkileşimlerin kanserlere karşı bağışıklık tepkilerini ve hasta sonuçlarını tahmin edebileceğini gösterdi.
JAX’ta Prof. Chuang’ın öncülük ettiği yeni metodoloji, iki belirli bağışıklık hücresi tipi arasındaki temas sıklığının artmasının meme kanseri hastalarında uzun süreli sağkalımla ilişkili olduğunu gösterdi ve yakın zamanda Communications Biology’nin gelişmiş çevrimiçi sayısında yayınlandı.
Chuang şunları söyledi: “Araştırmacılar uzun zamandır bağışıklık hücreleri, kan damarları ve sinyal moleküllerinden oluşan bu karmaşık topluluğun daha hassas bir şekilde karakterize edilmesinin kanserin büyüme, yayılma ve tedaviye yanıt mekanizmalarını aydınlatabileceğini varsayıyorlar.”
Bu yeni analiz, hücrelerin ve moleküllerin uzamsal dağılımını ve etkileşimlerini daha önce görüntüleme teknikleriyle ulaşılamayan bir şekilde ölçmemizi sağlıyor.
İmmünolojik moleküller
Bağışıklık hücreleri, yüzeylerinde temel sinyal proteinlerini sunarak ve böylece aralarında fiziksel “sinapslar” oluşturarak etkileşime girer. Kaynakların hücrenin içinden yüzeyine taşınması, enfeksiyonlara ve neoplazmalara karşı bağışıklık tepkilerinin koordinasyonunu kolaylaştırır.
Tümör mikroçevresindeki (bir tümörün etrafındaki bölge) bağışıklık hücreleri arasındaki etkileşimleri anlamak için araştırmacılar sıklıkla bu bağışıklık hücrelerini izole eder ve her hücre tipindeki gen aktivitesini değerlendirir. Alternatif olarak, belirli proteinlere floresan etiketler ekleyebilir ve floresan yoğunluğuna dayalı olarak bir hücrede bu proteinlerin bolluğunu değerlendirmek için mikroskopi kullanabilirler.
Bununla birlikte, her iki yöntem de araştırmacılara proteinlerin bir sinapsta hücre yüzeyinde bulunup bulunmadığı ve dolayısıyla komşu hücrelerle etkileşimleri etkileyip etkilemediği konusunda bilgi vermez.
Araştırmacı Sam Liu, “Bir bağışıklık hücresi, diğer hücrelerle etkileşim için yüzeyinde aktif olarak kullanmadan bir sinyal proteinine sahip olabilir” dedi. “Sadece bir proteinin bir hücre tarafından ifade edildiğini bilmek, kapsamlı bir anlayış değil, sadece kısmi bir anlayış sağlar.”
Chuang, Liu ve arkadaşları, immünolojik sinapslarda sinyal moleküllerinin kümelenmesini incelemek için mevcut mikroskopi verilerini kullanmayı ve böylece bağışıklık hücresi etkileşimlerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlamayı amaçladılar.
Bilim insanları, hem bir dokudaki hücreler arasındaki fiziksel etkileşimleri hem de bu temas bölgelerindeki kritik kimyasalların konsantrasyonunu tanımlayan Hesaplamalı Bağışıklık Sinaps Analizi (CISA) adlı bir teknik geliştirdi.
Teknik, hücre sınırlarını ve olası immünolojik sinapsları vurgulamak için bağışıklık hücrelerinin resimlerini analiz ediyor ve daha sonra bunları etiketli moleküllerin lokalizasyonuyla karşılaştırıyor.
Araştırmacılar, CISA’nın, bağışıklık sisteminin T hücrelerine odaklanarak, insan melanom örneklerinin tümör mikro ortamlarının mevcut görüntülerinde T hücreleri ve diğer bağışıklık hücreleri arasındaki etkileşimleri belirleyebileceğini gösterdi.
Liu, “Hücre-hücre arayüzlerinde spesifik proteinlerin tercihli lokalizasyonunun gözlemlenmesi, hücresel etkileşimi gösteren sinapsların oluşumuna işaret ediyor” dedi. “Yaklaşımımız bu fenomenin doğal tümör mikroçevresinde ilk kez niceliksel olarak ölçülmesini sağlıyor.”
Sonraki testler, T hücreleri ile enfeksiyonları ve tümör hücrelerini fagosite eden ve parçalayan makrofajlar arasındaki sinapsların gelişmiş T hücresi proliferasyonu ile ilişkili olduğunu göstermiştir.
Klinik Bilgiler
Çalışma ekibi daha sonra meme kanseri örneklerindeki bağışıklık hücreleri arasındaki etkileşimlerin malignitelerin seyrini etkileyip etkilemediğini inceledi. T hücreleri ve başka bir bağışıklık hücresi kategorisi olan B hücreleri arasındaki gelişmiş etkileşimlerin, hastaların sağkalım oranlarının artmasıyla ilişkili olduğunu keşfettiler. Bu sonuç, sonuçta hasta sonuçlarını tahmin etmek, bağışıklık tedavisinden en büyük faydayı sağlayacak hastaları belirlemek ve hatta yeni immünoterapötik yaklaşımlar oluşturmak için yeni yöntemleri kolaylaştırabilir.
Bu sonuç, CISA’nın birincil hedefini temsil etmektedir: biyolojik öneme sahip hücre etkileşimlerinde yeni kalıpları tanımlamak. Chuang’ın laboratuvarı, görüntü analiz aracını diğer araştırmacılar için çevrimiçi olarak erişilebilir hale getirdi ve sonuçta çeşitli hücre türleri arasındaki etkileşimleri araştırmak için kullanılabileceğini iddia etti.
Aynı zamanda çeşitli görüntü türlerini değerlendirmek için de işlev görüyor; melanom örnekleri histositometri kullanılarak taranırken, meme kanseri örnekleri görüntüleme kütle sitometrisi (IMC) ile görüntülendi.
Liu, “Evrensel olarak uygulanabilir, kullanıcı dostu bir paket oluşturmaya çalıştık” dedi.
Chang ve Liu, tümör mikroçevresini ve bunun kanser üzerindeki etkisini daha da aydınlatmak için yaklaşımın kullanımını ek tümör türlerine ve çeşitli bağışıklık hücresi türlerine genişletmeyi amaçlıyor.
Kaymak: medicalxpress.com/news/2024-10-advanced-imaging-method-immune-cell.html
