ARN-Seq de una sola célula revela asociaciones moleculares de tipo específico y genéticas con el lupus

El lupus eritematoso sistémico (LES) es una enfermedad autoinmune heterogénea con una prevalencia elevada en mujeres y personas de ascendencia asiática, africana e hispana. El LES es una enfermedad en la que el sistema inmunitario ataca sus propios tejidos, provocando una inflamación generalizada y daños en los tejidos de los órganos afectados. Puede afectar las articulaciones, la piel, el cerebro, los pulmones, los riñones y los vasos sanguíneos.

Históricamente, se utilizaron la citometría de flujo y los análisis transcriptómicos a granel para perfilar la composición y la expresión génica de las células inmunitarias circulantes en el LES. Sin embargo, la citometría de flujo está sesgada por el uso de un conjunto limitado de marcadores conocidos, mientras que el perfil transcriptómico masivo no tiene el poder suficiente para detectar diferencias de expresión específicas del tipo de célula.

Científicos médicos de la Universidad de California, San Francisco (San Francisco, CA, EUA) y sus colegas, usaron un método llamado “scARN-seq multiplexado” (mux-seq), y evaluaron más de 1,2 millones células mononucleares de sangre periférica (PBMC) aisladas de 162 personas con LES y 99 controles no afectados, extraídas del Estudio de Epidemiología del Lupus de California y el proyecto de Variación Inmune.

Los científicos informaron que el análisis de la composición de los linfocitos reveló una reducción en las células T CD4+ sin exposición previa y un aumento en las células T GZMH+ CD8+ con repertorio restringido. El análisis de los perfiles transcriptómicos en ocho tipos de células reveló que los monocitos clásicos expresaban los niveles más altos de genes estimulados por interferón (ISG) de tipo pancelular y mieloide específico tipo 1. La expresión de ISG en monocitos se correlacionó inversamente con la abundancia de células T CD4+ sin exposición previa. Las características de expresión específicas del tipo de célula predijeron con exactitud el estado de casos y controles y estratificaron a los pacientes en subtipos moleculares.

Los investigadores integraron datos de genotipificación y usaron un nuevo método de descomposición de matriz, y mapearon loci de rasgos cuantitativos de expresión cis (cis-eQTL) compartidos y específicos del tipo de célula en ocho tipos de células. Los cis-eQTL específicos del tipo de célula se enriquecieron en regiones de cromatina abierta específicas del mismo tipo de célula o de tipos relacionados. El análisis conjunto de los cis-eQTL y de los resultados del estudio de asociación de todo el genoma permitió la identificación de tipos de células relevantes para enfermedades inmunomediadas, el mapeo fino de loci asociados a enfermedades y el descubrimiento de nuevas asociaciones de LES. El análisis de interacción identificó variantes cuyos efectos sobre la expresión génica se modifican aún más por la activación del interferón en los pacientes.

Los autores concluyeron que el LES sigue siendo un desafío de diagnóstico y tratamiento. La heterogeneidad de las manifestaciones de la enfermedad y la respuesta al tratamiento destacan la necesidad de mejorar la caracterización molecular. En una gran cohorte multiétnica, demostraron el uso de mux-seq, como un enfoque sistemático, para caracterizar la composición celular, identificar firmas transcriptómicas específicas del tipo de célula y anotar variantes genéticas asociadas con el LES. El estudio fue publicado el 8 de abril de 2022 en la revista Science.

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Universidad de California, San Francisco
 

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