El análisis de sangre detecta la actividad inmunitaria e inflamatoria en los tejidos, sin biopsias dolorosas ni imágenes costosas
Identificación de marcadores específicos de metilación del ADN de las células inmunitarias. (A) Atlas de metilación, basado en matrices Illumina 450K, compuesto por 32 tejidos y células clasificadas (columnas). Para cada tipo de célula inmunitaria, elegimos los 10 CpG principales que están hipometilados (amarillo) en el tipo de célula inmunitaria específico e hipermetilados (azul) en otros tejidos y células. Esto produjo 70 sitios CpG específicos de células (filas) para siete subtipos de células inmunitarias diferentes: células B, células T citotóxicas CD8, células T CD3, células T reguladoras, eosinófilos, monocitos y neutrófilos. (B) Patrones de metilación de 17 loci, seleccionados de los 70 que se muestran en el panel A, en función de la presencia de múltiples CpG hipometilados adyacentes dentro de un amplicón de hasta 160 pb. Cada marcador de metilación (columnas) se evaluó utilizando ADN genómico de 19 tejidos y tipos de células diferentes (filas). Los 17 marcadores se amplificaron en una PCR multiplex. Los tonos de gris representan el porcentaje de moléculas completamente no metiladas del marcador indicado en el ADN del tipo de célula indicado. (C) Spike-in experimentos que evalúan la sensibilidad del ensayo. Se mezcló ADN de leucocitos humanos con ADN de células HEK-293 (células de riñón embrionario humano) en las proporciones indicadas. Las líneas de colores muestran el porcentaje inferido de ADN del tipo de célula inmunitaria indicado en la mezcla, en función del porcentaje de ADN de leucocitos en la mezcla. El porcentaje de ADN de cada tipo de célula inmunitaria se calculó utilizando marcadores específicos de neutrófilos (NEUT1, NEUT2, NEUT3), monocitos (MONO1, MONO2), eosinófilos (EOSI2, EOSI3), células B (B-CELL1, B-CELL2, B-CELL3), células T CD3 (T-CELL1, T-CELL2), células T citotóxicas CD8 (CD8A, CD8B) y células T reguladoras (TREG1, TREG2). Crédito: DOI: 10.7554/eLife.70520
El sistema inmunológico trabaja arduamente para mantenernos saludables y protegernos contra bacterias, virus, hongos, parásitos y células cancerosas. Cuando el sistema inmunológico está debilitado, corremos el riesgo de contraer enfermedades e infecciones peligrosas; cuando son hiperactivos, estamos en riesgo de inflamación y enfermedades autoinmunes. Por lo tanto, el control preciso de la actividad del sistema inmunitario es vital para la salud.
Actualmente, la forma principal de probar la salud del sistema inmunitario es un análisis de sangre que cuenta los glóbulos blancos del cuerpo. Si el número sale más alto de lo normal, puede significar que hay una infección en el cuerpo que el sistema inmunitario está combatiendo. Sin embargo, estos análisis de sangre a menudo no detectan la actividad del sistema inmunitario en los tejidos remotos del cuerpo, como los que se encuentran en la médula ósea, los ganglios linfáticos y otros órganos. En esos casos, los pacientes deben realizar un seguimiento con medidas invasivas, como biopsias y modalidades de imagen costosas y potencialmente dañinas, como tomografías PET/TC y resonancias magnéticas. E incluso entonces, estas pruebas avanzadas no siempre detectan el problema.
Ahora, un grupo de científicos, dirigido por el MD/Ph.D. de la Universidad Hebrea de Jerusalén (HU). La estudiante Ilana Fox-Fisher y el profesor Yuval Dor del Instituto de Investigación Médica de HU-Israel Canadá (IMRIC) han desarrollado un método novedoso para monitorear procesos inmunológicos remotos dentro de esos tejidos y órganos remotos. El trabajo, publicado recientemente en eLife, se basa en dos principios biológicos fundamentales. Primero, las células moribundas liberan fragmentos de ADN en el torrente sanguíneo. En segundo lugar, el ADN de cada tipo de célula contiene un patrón químico único llamado metilación.
Basándose en estos principios, los científicos pueden identificar de qué tejido se originaron los fragmentos circulantes de ADN e inferir estados patológicos. Por ejemplo, si un paciente está luchando contra el cáncer de mama, habrá una elevación de los fragmentos de ADN (que se depositan en el torrente sanguíneo después de que una célula muere) que se originan en las células mamarias y llevan las características de metilación de las células mamarias, lo mismo ocurre con los fragmentos de ADN cardíaco. durante los ataques al corazón. «Estos marcadores de metilación nos permiten controlar la dinámica de las células inmunitarias humanas y proporcionar información importante a la que no se puede acceder en los recuentos estándar de células sanguíneas», explicó Dor. «Esta nueva herramienta puede iluminar los procesos inmunitarios sanos y patológicos que tienen lugar en lo profundo de los tejidos, a los que no se puede acceder en la actualidad», agregó.
Como parte de su trabajo, los investigadores identificaron los patrones de metilación del ADN específicos entre tipos de células inmunitarias e inflamatorias. Esto les ayudó a detectar fragmentos de ADN que se depositaron en el torrente sanguíneo cuando esas células inmunitarias murieron. «Un hallazgo clave es que los fragmentos de ADN derivados del sistema inmunitario no son un simple reflejo de las células sanguíneas circulantes, sino un informe preciso de los procesos inmunitarios que ocurren en el cuerpo», explicó Fox-Fisher. «Nuestra investigación sugiere que, en principio, los médicos podrían monitorear procesos inmunológicos remotos pero críticos al medir las bajas de la batalla inmunológica, es decir, los fragmentos de ADN derivados del sistema inmunológico que circulan en la sangre de los pacientes».
Los investigadores probaron su teoría y encontraron prueba de concepto al probar varias condiciones médicas en las que el sistema inmunitario está activado pero los recuentos estándar de células sanguíneas son normales. El primero fue con esofagitis eosinofílica (EoE), una enfermedad alérgica crónica que afecta a niños y adultos y, a menudo, es difícil de diagnosticar. Hasta la fecha, los diagnósticos de EoE requieren biopsias endoscópicas invasivas porque los recuentos sanguíneos de la mayoría de los pacientes son normales. Sin embargo, investigando más a fondo, el equipo de Dor encontró que la sangre de los pacientes con EoE contiene niveles anormalmente altos de fragmentos de ADN de eosinófilos (identificados por su patrón único de metilación de ADN). «Nuestro nuevo análisis de sangre no invasivo podría ser de gran ayuda para diagnosticar y monitorear esta enfermedad», agregó Fox-Fisher.
El equipo encontró un éxito similar con el linfoma, un tipo de cáncer que generalmente no No aparece en los análisis de sangre. Sin embargo, el nuevo análisis de sangre detecta fragmentos de ADN dejados por la lucha del sistema inmunitario contra el linfoma, sin necesidad de una aspiración de médula ósea ni de estudios de imagen adicionales. Actualmente, Fox-Fisher está realizando un estudio de personas que han sido vacunadas contra el COVID-19 para ver si los niveles de ADN liberados por las células B productoras de anticuerpos aumentaron después de recibir la vacuna.
» Tenemos la esperanza de que este nuevo análisis de sangre brinde a los médicos una imagen más precisa del estado de salud de sus pacientes, más allá de los recuentos sanguíneos estándar que a menudo no cuentan toda la historia y con frecuencia requieren pruebas de seguimiento y biopsias invasivas», concluyó Fox. -Pescador.
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Nuevo marcador para evaluar mejor la gravedad de la COVID-19 Más información: Ilana Fox-Fisher et al, Procesos inmunológicos remotos revelados por ADN libre de células circulantes derivado del sistema inmunológico . eLife. DOI: 10.7554/eLife.70520 Información de la revista: eLife
Proporcionado por la Universidad Hebrea de Jerusalén Cita: Análisis de sangre detecta actividad inmunitaria e inflamatoria en tejidos, sin dolorosas biopsias y costosas imágenes (15 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-blood-immune-inflamatorio-tissues-painful.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.