Методы онкопротеомики применяются для изучения COVID-19

Лаборатория Гарри Нолана, профессора Стэнфордского университета, которая с помощью технологий визуализации клеточных белков изучает рак и аутоиммунные заболевания, начала исследования реакцию иммунной системы на SARS-CoV-2.

Ученые поставилы перед собой задачу посмотреть на иммунный ответ различных типов тканей в образцах, полученных от пациентов, умерших от COVID-19. Результаты помогут разобраться, почему некоторые люди переносят болезнь легко, в то время как другие умирают от цитокиновых бурь или от сердечных заболеваний, возможно, вызванных инфекцией. «Идея состоит в том, чтобы получить сырые данные из тканей по всему телу, — объясняет Нолан. — Как только вы начинаете понимать взаимосвязь между клетками и то, как они действуют, это фактически указывает на механизм, а механизм указывает на возможное вмешательство».

Для этой работы Нолан в основном использует две платформы, в основу которых были положены исследования, проведенные в его лаборатории: систему CODEX компании Akoya Biosciences и систему мультиплексной ионно-лучевой визуализации от IonPath; обе они предназначены для мультиплексного анализа и визуализации белков на уровне единичных клеток. Нолан был также основателем обеих компаний.

В онкологии подобные методы позволяют охарактеризовать микроокружение опухолей, понять, как взаимодействуют клетки опухоли и иммунной системы. Если изучить на уровне отдельных клеток ответ на инфекцию SARS-CoV, можно получить много дополнительной информации о том, при каких условиях иммунный ответ становится опасным.

Технологии времяпролетной масс-цитометрии (cytometry by time of flight, CyTOF) компании Fluidigm тоже позволяют проводить мультиплексный анализ белков на клеточном уровне. (Кстати, в январе Fluidigm подала в суд на IonPath за нарушение патентных прав.) Fluidigm также поддерживает исследования COVID-19, которые проводят ее клиенты, подтвердил ее президент и генеральный директор Крис Линтуэйт.

Рут Монтгомери, профессор медицины и эпидемиологии Йельского университета и директор университетского центра CyTOF, специальную белковую панель, разработанную Fluidigm, для анализа клеток из дыхательных путей пациентов, чтобы установить, как иммунные реакции коррелируют с течением инфекции, и определить роль различных подмножеств иммунных клеток.

Fluidigm также предлагает исследователямиCOVID-19 продукт для иммунологического профилирования MaxPar, который позволяет анализировать 37 различных типов иммунных клеток и при этом количественно определяет в них до 30 белков за пять минут.

В Лувенском университете (Бельгия) началось исследование, в котором с помощью CyTOF, секвенирования РНК единичных клеток, флуоресцентно-активированной сортировки клеток изучают иммунные профили у пациентов с COVID-19 в периферической крови, образцах бронхиального альвеолярного лаважа и легочной ткани, сравнивая их с иммунными профилями пациентов, страдающих другими респираторными инфекциями, например гриппом.

Компания IsoPlexis, занимающаяся протеомикой единичных клеток совместно с исследователями из Института системной биологии в Сиэтле анализирует продукцию цитокинов иммунными клетками у пациентов с COVID-19, чтобы понять механизм развития цитокинового шторма.

Сингапурская компания Proteona, работающая над оптимизацией иммунотерапии рака методами клеточной протеомики, планирует использовать свою технологию ESCAPE (расширенный анализ одиночной клетки с экспрессией белка) для анализа В-клеток выздоровевших после COVID-19 пациентов, чтобы найти антитела, высокоэффективные против вируса.

Технология иммуноанализа единичных молекул компании Quanterix (Simoa), которая обеспечивает в 1000 раз лучшую чувствительность, чем обычный имуноферментативный анализ, тоже находит спрос при изучении иммунного ответа от COVID-19. В настоящее время Quanterix сотрудничает с несколькими проектами по профилированию уровней цитокинов и хемокинов у больных COVID-19, а также разрабатывает серологические анализы для выявления вируса, высокая чувствительность которых предположительно позволит проводить тестирование на очень ранних стадиях заболевания либо на необычных типах образцов.