Ny metod kan kartlägga immunsvaret bättre och bana väg för nya behandlingar

Immunceller som T-celler och B-celler är centrala i kroppens försvar mot både infektioner och tumörer. Båda typerna av immunceller uttrycker unika receptorer som specifikt känner igen olika delar på oönskade och främmande element som bakterier, virus och tumörer. Varje immuncell och dess avkommor har sin egen specifika receptor och i varje människas kropp finns det miljarder olika immunceller med unika receptorer.

Nu har forskare vid Karolinska Institutet, KTH och SciLifeLab tillsammans utvecklat en metod som både kan identifiera de olika immunreceptorerna på B- och T-celler i human vävnad och dessutom visa var någonstans i vävnaden de finns.

Många användningsområden

– Aktiverade immunceller befinner sig ofta nära de mål som de attackerar så därför vill man kunna kartlägga de celler som verkligen är närmast en tumör eller en infektion. Det har inte varit möjligt att identifiera både B- och T-cellsreceptorer direkt i deras mikromiljöer med tidigare metoder, säger Camilla Engblom, biträdande lektor vid institutionen för medicin, Solna, Karolinska Institutet och en av studiens tre huvudförfattare tillsammans med Kim Thrane, KTH/SciLifeLab, och Qirong Lin, KI.

Enligt Camilla Engblom finns det många olika områden där den nya tekniken kan komma till klinisk användning i framtiden.

– Vid cancer kan metoden identifiera T-celler som potentiellt attackerar tumören. Dessa skulle sedan kunna användas som cellterapi mot cancern. Vi kan också identifiera unika immunreceptorer på B-cellerna som frisätts som antikroppar i specifika områden av tumören. Dessa antikroppar kan relativt enkelt produceras på labbet och så småningom leda till nya behandlingar. Ytterligare ett område är autoimmuna sjukdomar där immuncellerna attackerar den egna kroppen. Den nya tekniken skulle kunna användas för att identifiera de immunceller som attackerar den egna vävnaden och öka chansen för att hitta vad de attackerar, säger hon.

Ett stort framsteg

Jeff Mold, forskare vid institutionen för cell- och molekylärbiologi på Karolinska Institutet och en av forskningsledarna för studien, ser den nya metoden som ett stort framsteg.

– Att identifiera dessa unika immunreceptorer är som att försöka hitta en nål i en höstack, särskilt vid autoimmuna sjukdomar. Med de flesta av dagens metoder förstör man vävnaden vilket dels gör att man blandar ihop olika immunceller och dels att vissa celler dör i processen. Med den här metoden bevarar man cellerna där de är och man kan se celler som annars skulle ha gått förlorade, säger han.

Han menar att möjligheten att identifiera B-cellerna är den kanske största vinsten med den nya metoden.

– T-celler har varit populära att forska på medan B-cellerna har varit lite förbisedda tidigare, särskilt inom cancer. Men nu går det att kartlägga hur B-cellerna utvecklas och expanderar direkt i vävnaden, säger han.

Forskningen finansierades av Vetenskapsrådet, Cancerfonden och EU:s forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020.

Potentiella intressekonflikter: Camilla Engblom, Kim Thrane, Jeff Mold, Jonas Frisén, Joakim Lundeberg och Qirong Lin är uppfinnare på ett patent som täcker detta arbete. Camilla Engblom, Kim Thrane, Qirong Lin, Alma Andersson, Hosein Toosi, Sami Saarenpää, Jeff Mold, Joakim Lundeberg, och Jonas Frisén är vetenskapliga konsulter för 10x Genomics, som har IP rättigheter för denna teknologi. Jeff Mold har aktier i Pacific Biosciences.

Fakta: Spatial transkriptomik av immunceller

Metoden spatial transkriptomik utvecklades 2016 av professorerna Jonas Frisén på KI och Joakim Lundeberg på KTH, som också är medförfattare i den aktuella studien. Metoden utsågs till ”Årets metod 2020” av tidskriften Nature Methods. Den nya metoden är en vidareutveckling av den ursprungliga metoden där forskarna har gjort det möjligt att kartlägga immuncellernas receptorer samt deras exakta position i vävnaden. Något som tidigare inte har varit möjligt för B-celler och T-celler samtidigt. Källa: Camilla Engblom och Jeff Mold.

Publikation: “Spatial transcriptomics of B cell and T cell receptors reveals lymphocyte clonal dynamics”, Camilla Engblom, Kim Thrane, Qirong Lin, Alma Andersson, Hosein Toosi, Xinsong Chen, Embla Steiner, Chang Lu, Giulia Mantovani, Michael Hagemann-Jensen, Sami Saarenpää, Mattias Jangard, Julio Saez-Rodriguez, Jakob Michaëlsson, Johan Hartman, Jens Lagergren, Jeff Mold, Joakim Lundeberg, Jonas Frisén. Science, online 7 december 2023, doi: 10.1126/science.adf8486.