巴西圣保罗大学(USP)的一组研究人员使用称为CRISPR / Cas9的DNA编辑工具来操纵与自身攻击性T淋巴细胞相关的基因，这些基因负责诱导自身免疫性疾病，如自身免疫性多腺体综合征1型(APS) -1)和1型糖尿病。

最近，自体免疫调节因子或作用于髓质胸腺上皮细胞(mTECs)的“Aire”基因被描述为在控制“侵袭性自身免疫”中发挥重要作用 - 当人类免疫系统有时无法识别组织时，它是如何定义的。器官作为健康的身体部位，攻击它们就好像它们是有害的入侵者一样。

“我们首次使用CRISPR / Cas9阻断Aire培养的小鼠mTEC并研究该基因功能丧失的影响，”Geraldo Aleixo Passos说，他是圣保罗研究基金会支持的研究项目的协调员 - FAPESP。

帕索斯是RibeirãoPreto医学院(FMRP)和RibeirãoPreto牙科学校(FORP)的教授，他表示使用CRISPR / Cas9开辟了模仿自身免疫性疾病患者中发现的Aire突变的重要新研究前景。

“这将极大地促进研究致病性Aire突变的影响，”Passos说。“人类和鼠类基因组在DNA序列方面非常相似[超过80%相同]，因此我们可以继续在小鼠细胞上使用CRISPR / Cas9来研究人类侵袭性自身免疫的机制，并且将来可能试图控制他们。”

最近在Frontiers in Immunology上发表的一篇文章显示了该研究的主要结果。研究还来自FMRP-USP的Cesar Augusto Speck-Hernandez的硕士论文。

APS-1患者有变异的Aire

正如Passos所解释的，自身免疫疾病是由自身抗体(针对生物体的抗体)或自身攻击性T淋巴细胞引发的。这些起源于胸腺细胞的细胞在胸腺(位于胸中间胸骨后面的腺体)中受到“教育”，不会攻击自身生物体的元素。

当这种教育失败时，胸腺允许自我攻击的T淋巴细胞逃逸到体内，它们可能会攻击肾上腺或肾上腺(引起APS-1)或胰腺等器官，在那里它们会破坏产生胰岛素的细胞并导致发育。 1型糖尿病。

免疫学领域的研究人员总是将Aire的功能与自身攻击性胸腺细胞的消除联系起来，因为例如APS-1患者在该基因的DNA序列中具有突变，但直到现在，这种联系从未被无可辩驳地证实。

“我们决定通过控制其物理粘附或与mTEC接触来检验Aire参与消除自身攻击性胸腺细胞的假设。在没有与mTEC物理接触的情况下，自发性胸腺细胞不会被消除，”FAPESP支持的协调员表示。项目。

编辑基因

研究人员怀疑，如果在自身免疫性疾病患者中发现Aire突变，这必然意味着该基因失去了控制mTEC与自身攻击性胸腺细胞之间粘附的功能。

他们通过使用CRISPR / Cas9破坏小鼠mTEC中Aire的DNA并导致基因突变使其失去其原始功能来测试这一假设。

基因必须完整且缺乏有害突变才能正常工作。当使用CRISPR / Cas9破坏其DNA时，细胞激活紧急“修复”系统，以在它们死亡之前将两条链再次拼接在一起。因为这种修复系统效率不高，细胞本身可能会在对靶基因进行测序时出错，结果就是突变。

“突变体靶基因通常失去其原有功能，这会在突变细胞中引起某种问题，”Passos解释说。

FAPESP资助的研究发现，Aire-突变体mTECs在粘附胸腺细胞方面比正常(野生型)对应物更差。

当他们对Aire突变体和野生型mTEC的转录组进行测序时，他们观察到Aire还控制编码参与细胞 - 细胞粘附的蛋白质的信使RNA序列(mRNA)。转录组是细胞中完整的RNA分子集，从蛋白质编码mRNA到非编码RNA。

在之前的一项研究中，作为由Passos监督的Nicole Pezzi的硕士研究的一部分，研究人员使用称为RNA干扰的基因沉默技术来证明Aire控制mTEC和胸腺细胞之间的粘附。

“这些新发现强化了艾尔参与mTEC与胸腺细胞之间粘附的理论，这是消除自身攻击性细胞和预防自身免疫性疾病的关键过程，”帕索斯说，他是炎症性疾病研究中心的附属机构(CRID) )，由FAPESP资助的研究，创新和传播中心(RIDCS)之一。