Nieuwe methode onderzoekt kankercelboodschappers die het immuunsysteem verzwakken

Bepaalde soorten biochemische processen kunnen het vermogen van het immuunsysteem om kankercellen te herkennen en te doden, aantasten. W. Andy Tao van Purdue University en zijn medewerkers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om deze processen te bestuderen. Ze demonstreerden de geldigheid van hun methode in experimenten met leukemie en zeldzame leverkankercellijnen.

Tao en 10 co-auteurs de details gepubliceerd van hun nieuwe methode in de Journal of the American Chemical Society. Hun werk biedt een systeem voor het volgen en identificeren van de verschillende soorten eiwitten en een niet -aangekondigde maar wijd uitgescheiden klasse van biopartikelen genaamd extracellulaire blaasjes (EV’s) die immunotherapie kunnen in gevaar kunnen brengen.

EV’s leveren een grote verscheidenheid aan lading van de ene cel naar de andere, inclusief ribonucleïnezuur (RNA), een biomolecuul dat een belangrijke rol speelt in cellulaire en virale processen zoals eiwitvorming. De nieuwe methode is gebaseerd op zowel RNA-bindende eiwitten als EV’s, die biomedische onderzoekers hebben gekoppeld aan vele soorten kanker onder abnormale omstandigheden.

“RNA-bindende eiwitten zijn belangrijk omdat eiwitten typisch belangrijk werk verrichten voor de functie van cellen,” zei Tao, hoogleraar biochemie en lid van het Purdue Institute for Cancer Research. In de afgelopen jaren zijn nieuwe rollen voor RNA ontdekt, een trend die veel inspanningen levert om op RNA gebaseerde tools, profiel-RNA-bindende eiwitten te ontwikkelen en hun functies te bepalen.

De nieuwe methode helpt identificeren wat voor soort RNA-interacterende eiwitten die door EV’s worden gedragen, beïnvloeden immuuncellen. Tao heeft interesse in EV’s afgeleid van tumoren, die RNA’s leveren die immuunresponsen kunnen beïnvloeden terwijl ze interactie hebben met RNA-bindende eiwitten in ontvangende cellen.

“Systematische profilering van deze interacties blijft echter beperkt, grotendeels vanwege de lage doorvoer aard van de huidige methoden,” meldden Tao en zijn co-auteurs. De strategieën die nu beschikbaar zijn voor het op grote schaal profileren van RNA-bindende eiwitten zijn niet ontworpen om selectief eiwitten te detecteren die zijn afgeleid van EV’s die interageren met RNA in ontvangende cellen.

De nieuwe methode behandelt dat probleem. De methode labelt het RNA met een synthetisch organisch molecuul dat reageert op ultraviolet licht. Blootstelling aan UV-lichte verknopingen (chemisch verbindt) eiwitten in de buurt.

“Door de EV’s zullen deze gelabelde RNA’s worden geleverd in de immuuncellen. Vervolgens gebruiken we UV om de eiwitten in de ontvangercel te verknopen,” legde Tao uit. Het isotopisch labelen van de eiwitten die afkomstig zijn van de ontvangende cellen helpt wetenschappers om hen te vertellen, afgezien van die in de oorspronkelijke cellen.

Data Science vereist experimenten met hoge doorvoer, merkte Tao op. Maar samen met een hoge doorvoer komt de noodzaak om een lage valse-ontdekkingssnelheid te garanderen. “Anders, afval in, afval uit,” zei hij. “Voor dit high-throughput-profileringsexperiment willen we ervoor zorgen dat we een lage vals-ontdekkingssnelheid hebben. Dat is het deel dat we proberen te beheersen door deze twee etiketteringsstappen te betrekken.”

Het team van Tao valideerde de effectiviteit van de methode in experimenten die de interacties bijhouden tussen EV RNA-bindende eiwitten en Jurkat T-cellen, een cellijn die onderzoekers wijd gebruiken om leukemie te bestuderen. Aanvullende tests hebben op dezelfde manier het vermogen van de methode geverifieerd om grote aantallen EV-RNA-bindende eiwitten te identificeren in immuuncellijnen die zijn geïnfecteerd met menselijk intrahepatisch cholangiocarcinoom. Deze cellen, afgeleid van een zeldzaam type leverkanker, dragen een mutatie van biomedische interesse omdat ze zich verzetten tegen immunotherapie, zei hij.

Immunotherapie is gebaseerd op het immuunsysteem om kankercellen te herkennen en te doden. Checkpoint -eiwitten spelen een sleutelrol in dit proces, maar hun vermogen om kankercellen te herkennen kan in gevaar worden gebracht. EV’s dragen checkpoint-eiwitten in immuuncellen, net zoals ze doen met RNA-bindende eiwitten. Onderzoek in het laboratorium van Tao en elders blijft onderzoeken welke rol EV’s kunnen spelen in vergelijkbare immuuncellen.

“De rol van de EV wordt zeker steeds meer erkend,” zei Tao.