مطالعه بیان افتراقی ترانسکریپوم سلول های cd8+-t در لوسمی لنفوسیتی مزمن

سابقه و هدف: لوسمی لنفوسیتی مزمن (chronic lymphocytic leukemia: cll) یک اختلال لنفوپرولیفراتیو است که با گسترش کلونال و بدخیم لنفوسیت‌های b با فنوتایپ بالغ در خون محیطی، مغز استخوان و بافت‌های لنفاوی ثانویه مشخص می‌شود. لنفوسیت‌های t به دلیل در معرض قرار گرفتن مداوم با آنتی‌ژن در برابر سرطان‌ها و عفونت‌های مزمن، دچار فرسودگی (exhaustion) می‌شوند. در واقع رشد بیش از حد سلول‎های توموری منجر به ایجاد فضایی با کمبود اکسیژن، مواد غذایی و حتی فضای فیزیکی برای سلول‌های نرمال می‌شود که به این فضا ریزمحیط تومور گفته می‌شود. در ادامه، ریزمحیط تومور برای سرکوب سیستم ایمنی از روش‌های مختلفی بهره می‌گیرد که در نتیجه‌ی آن مسیرهای متابولیک چه در سلول t و چه در سلول توموری دستخوش تغییر می شوند، در نتیجه گیرنده‌های مهاری در سطح سلول t و هم‌زمان لیگاند آن‌ها در سطح سلول توموری افزایش بیان می‌یابند. در نهایت سلول t با کاهش توانایی تکثیر، سلول کشی و نیز تولید سایتوکاین‌های اجرایی مانند اینترفرون گاما همراه است. فرسودگی سلول‌های t یکی از چالش‌های درمان بسیاری از بدخیمی‌ها از جمله cll است. در cll پدیده فرسودگی سلول‌های t به‌واسطه افزایش بیان همزمان گیرنده‌های مهاری مشاهده شده است. با توجه به این‌که روش‌های درمانی موجود برای بیماران cll با عوارض جانبی، مقاومت به درمان و عود بیماری همراه هستند، بررسی تغییرات رونوشت می‌تواند در طراحی استراتژی‌های درمانی موثرتر کمک‌کننده باشد. در مطالعه حاضر به بررسی پروفایل بیان ژن‌های رونوشت (transcriptome) سلول‌های tcd8+، در بیماران مبتلا به cll در مقایسه با افراد سالم با استفاده از سامانه‌های بیوانفورماتیکی پرداخته شده است.مواد و روش‌ها: در ابتدا داده‌های خام با استفاده از این کلمات کلیدی در پایگاه sra جستجو شدند. در ادامه، توسط نرم‌افزار clc genomics workbench version 21، خوانش‌های چپ و راست با یکدیگر یکی شدند. بعد از کنترل کیفی داده‌ها، با توالی رفرانس ژنوم، توالی‌های mrna و cds انسان سرهم (assemble) شدند. سپس بیان ژن‌های موثر در فرسودگی سلول‌های t-cd8+ بین دو گروه بیماران cll و افراد سالم مورد مقایسه قرار گرفت و در نهایت، خروجی آنالیز به‌وسیله فرمت‌های نقشه حرارتی (heat map) و نمودار آتشفشانی نمایش داده شد.یافته‌ها: در این مطالعه، شناسایی ژن‌های دخیل در فرسودگی t-cd8+ و بیان افتراقی براساس مقایسه در دو گروه cll شامل 11 بیمار و گروه سالم شامل 11 فرد انجام شد. نتایج مربوط به بیان 59 ژن انتخابی در قالب نمودار آتشفشانی و نقشه حرارتی ارائه شد. نتایج نشان داد که بیان 42 ژن تغییرات معنی‌دار داشتند که در بیماران cll، 18 ژن بیان بالاتر و 24 ژن بیان پایین‌تری نسبت به افراد سالم داشتند (0/05fdr p<).استنتاج: سطوح بیان ژن‌های موثر در فرسودگی سلول‌های t-cd8+ بین دو گروه بیماران cll و افراد سالم متفاوت بوده است. مولکول‌هایی که ژن آن‌ها دارای افزایش بیان در cll بوده‌اند، اهداف بالقوه‌ای برای طراحی روش‌های درمانی جدید پیشنهاد می‌شود. در واقع با طراحی و تولید آنتی‌بادی‌های مونوکلونال و نیز ریزمولکول‌هایی که قابلیت مهار این مولکول‌ها را داشته باشند، می‌توان این مولکول‌ها و مسیرهای پیام‌رسانی وابسته به آن‌ها را مهار نمود که خود گامی در جهت غلبه بر پدیده فرسودگی سلول‌های t می‌باشد.

a study of differential transcriptome expression in cd8+ t cells in chronic lymphocytic leukemia

background and purpose: chronic lymphocytic leukemia (cll) is a lymphoproliferative disorder characterized by the clonal and malignant proliferation of mature b-cells within the peripheral blood, bone marrow, and secondary lymphoid tissues. in chronic infections and cancers, t-cells become exhausted due to continuous antigen exposure. this uncontrolled tumor cell growth creates an environment that lacks sufficient oxygen, nutrients, and physical space for normal cells, referred to as the tumor microenvironment. the tumor microenvironment employs multiple mechanisms to suppress the immune system, affecting metabolic pathways in both t-cells and tumor cells. consequently, inhibitory receptors on t-cells and their ligands on tumor cells are upregulated, leading to reduced proliferation, cytotoxicity, and production of effector cytokines, such as interferon-gamma, by t-cells. t-cell exhaustion presents a therapeutic challenge in treating many malignancies, including cll. in cll, t-cell exhaustion is observed through the simultaneous upregulation of inhibitory receptors. given that current therapies for cll are often associated with side effects, resistance, and relapse, studying transcript changes may assist in designing more effective treatment strategies. this study investigates the transcriptome profile of cd8+ t-cells in cll patients compared to healthy individuals using bioinformatics platforms.materials and methods: the keywords used in this study were cll, cd8, and human. raw data were initially searched in the sra database using these keywords. left and right reads were merged using clc genomics workbench version 21. following quality control of the data, sequences were assembled using human genome reference data, mrna sequences, and coding sequences (cds). gene expression related to cd8+ t-cell exhaustion was then compared between cll patients and healthy individuals. the analysis results were presented in heatmap and volcano plot formats.results: in this study, genes involved in cd8+ t-cell exhaustion and differential expression were identified by comparing 11 cll patients with 11 healthy individuals. the expression levels of 59 selected genes were displayed in volcano plot and heatmap formats. expression changes in 42 genes were statistically significant (fdr p<0.05), with 18 genes showing increased expression and 24 showing decreased expression in cll patients compared to healthy controls.conclusion: the study found differences in the expression levels of genes involved in cd8+ t-cell exhaustion between cll patients and healthy individuals. molecules encoded by genes upregulated in cll may serve as potential targets for developing new therapies. by creating monoclonal antibodies and small molecules to inhibit these targets, it may be possible to counteract t-cell exhaustion, representing a promising advance in the treatment of this phenomenon.