Immunom

Immunomet är den uppsättning gener och proteiner som utgör immunsystemet , exklusive de som är utbredda i andra celltyper och som inte är involverade i själva immunsvaret. Det definieras vidare som uppsättningen av peptider härledda från proteomet som interagerar med immunsystemet. Det finns många pågående ansträngningar för att karakterisera och sekvensera immunomen hos människor , möss och element av icke-mänskliga primater. Normalt studeras immunom med hjälp av immunfluorescensmikroskopi för att bestämma närvaron och aktiviteten av immunrelaterade enzymer och vägar. Praktiska tillämpningar för att studera immunomet inkluderar vacciner , terapeutiska proteiner och ytterligare behandling av andra sjukdomar. Studiet av immunomet faller under området immunomik .

Etymologi

Ordet immunom är en portmanteau av orden " immun " och " kromosom ." Se omics för ytterligare diskussion.

Ansträngningar att karakterisera

Den exakta storleken på det mänskliga immunomet är för närvarande okänd och har varit ett ämne för studier i årtionden. Mängden information som den kodar sägs dock överstiga storleken på det mänskliga genomet med flera storleksordningar på grund av, åtminstone delvis, somatisk hypermutation och junctional mångfald . Det pågår flera ansträngningar för att karakterisera immunomen hos människor och andra arter.

En stor satsning, som lanserades 2016, är ett samarbetsprojekt mellan The Human Vaccines Project, Vanderbilt University Medical Center och Illumina, Inc. Detta projekt har titeln Human Immunome Program och dess mål är att dechiffrera hela samlingen av B- och T-immun cellreceptorer från den mänskliga befolkningen. Tusentals individer kommer att behöva studeras för att uppnå detta mål, och de kommer att behöva representera olika åldrar, kön, etnicitet och geografiskt ursprung. Vidare kommer personer med sjukdomar och personer som genomgått vaccination att behöva studeras också. Resultaten av programmet kommer att delas som en databas med öppen källkod . Sekvenseringsprojektet kommer att fortsätta tills inga nya unika sekvenser uppstår inom B- och T-cellsreceptorerna och förväntas ta tio år.

På liknande sätt finns det ett forskningsprojekt som kallas Immunological Genome Project vars uttalade mål är att generera "en komplett mikroarraydissektion av genuttryck och dess reglering i musens immunsystem". Projektet försöker med andra ord definiera och karakterisera musens immunom. Detta projekt är i första hand tänkt att fungera som en primär resurs och forskarna tar aktivt emot förslag från samhället. Projektgruppen består av mer än 20 forskningslabb, som alla arbetar med olika aspekter av projektet, inklusive att studera T-celler, B-celler och dendritiska celler , tillsammans med många andra typer av celler inom musimmunomet. Projektet har pågått sedan 2008.

Ansträngningar görs också för att karakterisera aspekter av icke-mänskliga immunom, särskilt icke-mänskliga primater på grund av deras genetiska likhet med människor.

Studiemetoder

För att få användbar kunskap om immunomet och dess egenskaper måste cellerna och komponenterna i immunsystemet fenotypas på ett snabbt och pragmatiskt sätt. Det finns hundratals kända celltyper inom immunsystemet och möjligheten att upptäcka och karakterisera dem utan användning av de senaste framstegen inom immunfenotypningsteknik var avlägsen eftersom stora mängder av en individs blod skulle ha krävts. Denna föråldrade metod kallas lågdimensionell immunfenotypning. Men högdimensionell immunfenotypning är nu en möjlighet. Typerna av högdimensionell immunfenotypning kan brett grupperas i två kategorier: användningen av isotoper av lantanid och användningen av fluoroforer . Dessa avancerade teknologier gör att upp till 100 parametrar kan mätas samtidigt.

Ansökningar

Det finns potentiellt långtgående tillämpningar för att studera immunomet. Dr. Anne De Groot tror att kunskap från immunomet kan leda till att upptäcka skillnader i det absoluta antalet T-cellsepitoper och kan avslöja antigena samband mellan olika men immunologiskt likartade patogener. Hon konstaterar vidare att det finns möjligheter för autoimmuna sjukdomsterapier och organtransplantationer .

Immunomutredning har visat sig vara användbar för att fastställa symtom och potentiella orsaker till lungfibros på molekylär nivå.

Utvecklingen av vacciner är också en tillämpning av immunomstudier som visas av Carlos F. Suárez och hans kollegor. De kunde hitta komponenter i ett malariavaccin som lätt kunde användas på människor som ett resultat av att ha karakteriserat cellytreceptorn hos en immuncell från en ugglaapa . Dessa apor har visat sig vara mycket mottagliga för mänsklig malaria, så de fungerar som en bra modell för sjukdomen. Det skulle också vara möjligt att utveckla ett influensavaccin som skulle ge skydd mot flera stammar av viruset.

Dessutom kan analys av immunomen hos icke-mänskliga primater och andra arter återspegla arternas evolutionära historia som framgår av David F. Plaza och hans kollegor. Dessa immunomdata kan också vara till hjälp när man testar antikroppsterapier på icke-mänskliga primater för att säkerställa att de är säkra för människor. Detta kan åstadkommas genom att kunna tolka resultat i samband med de små skillnaderna i ortologstruktur mellan de humana och icke-humana primatimmunomen.

Databaser

Det finns ett antal databaser som motsvarar de olika aspekterna av det mänskliga immunomet och immunomen hos andra arter.

Immunome Knowledge Base (IKB)

En ansträngning görs för att samla immunologisk information till en unik databas som kallas Immunome Knowledge Base (IKB). De två forskarna bakom satsningen, Csaba Ortutay & Mauno Vihinen, har integrerat data från tre separata databaser i IKB. Dessa tre databaser, Immunome, ImmTree och ImmunomeBase, har alla separat, men relaterad information som hänför sig till immunomet. Immunome innehåller poster till officiella gennamn enligt HUGO Gennomenklaturkommittén , alternativa namn och placeringar av gener på kromosomerna. ImmTree innehåller poster relaterade till den molekylära utvecklingen av immunsystemet, inklusive ortologa gener och fylogenetiska träd . Slutligen är ImmunomeBase en databas med flera arter relaterad till immunitet. Sammanlagt, från och med 2009, har IKB poster för mer än 100 000 dataposter, inklusive 893 poster för gener i immunomet.

Immunepitopdatabas (IEDB)

Denna databas fungerar som en resurs för data om antikroppar och T-cellsepitoper som studerats hos människor, icke-mänskliga primater och andra arter när det gäller sjukdomar, allergier, autoimmunitet och transplantation. Databasen har också verktyg för att hjälpa till vid förutsägelse och analys av epitoper.

Immunomdatabas för pungdjur och monotremer (IDMM)

Denna databas har data för alla kända pungdjurs- och monotrema immungen. Det fungerar som en resurs för immunologer och forskare som studerar utvecklingen av däggdjursimmunitet.

Immunologidatabas och analysportal (ImmPort)

En databas utvecklad i syfte att främja återanvändning av immunologiska data. Det är ett partnerskap mellan forskare vid University of California-San Francisco, Stanford University, University of Buffalo, Technion - Israel Institute of Technology och Northrop Grumman. Den omfattar resultat från över 400 studier relaterade till immunologi.

Immunologiskt genomprojekt (ImmGen)

Denna databas är en offentlig resurs som innehåller data relaterade till studiet av musens immunsystem.

Andra databaser

• Referensdatabas över immunceller (RefDIC)
• Innate Immune Database (IIDB)
• Immunogenetisk relaterad informationskälla (IRIS)
• DC ATLAS